Thema: Klimaschutz, Umwelt Nachhaltigkeit, Stand: 03.04.2024

Charakterisierung und Identifizierung von Ausbreitungsmustern von Niederschlagswasser und Schadstoffen in Gleisanlagen

Beschreibung

Durch den Kontakt von Niederschlagwasser mit dem Gleiskörper kann es zu einem Transport oder Rückhalt von anthropogenen Stoffen (Herbizide, Metalle, Schmierstoffe) kommen. Dabei können Schadstoffe in Abhängigkeit von ihren chemischen Eigenschaften teilweise im Gleiskörper zurückgehalten (Filtration, Adsorption), biologisch abgebaut und bei bestimmten hydrologischen Bedingungen wieder mobilisiert werden.

Quelle: GEPRO Ingenieurgesellschaft für Geotechnik, Verkehrs- und Tiefbau und Umweltschutz mbH

Ziel

Ziel des Projektes ist es, den Wasser- und Stofftransport in Gleiskörpern und Gleisentwässerungs-anlagen zu charakterisieren. Dafür werden die Verteilungs- und Ausbreitungsmuster von Niederschlagswasser im Gleiskörper erfasst und die resultierende Schadstoffverteilung und Akkumulation identifiziert und quantifiziert. Unter Einbeziehung der daraus gewonnenen Ergebnisse soll ein Risikobewertungskonzept zur umweltfachlichen Gefahreneinstufung von Strecken hinsichtlich Schadstoffeintrag und -verteilung erstellt werden.

Bundesweit sollen an repräsentativen Strecken mit unterschiedlichem Schichtenaufbau und möglichen unterschiedlichen Schadstoffbelastungen Feldversuche durchgeführt werden. Dabei sollen die Entwässerung des Oberflächenwassers aus dem Gleiskörper dokumentiert und dessen Beschaffenheit auf wesentliche Schadstoffparameter überprüft werden. Zusätzlich werden Schürfe im Gleis bis zur Unterkante der Schutzschicht (C-Horizont) und anschließende Rammkernsondierungen (KRB) zur Entnahme von Bodenproben durchgeführt, um eine tiefenabhängige Verteilung von eluierbaren Schadstoffen im Gleiskörper sowie dem anstehenden Boden zu untersuchen. Weitere Probenahmen und Analysen erfolgen im Randweg und neben dem Gleis, um ein gesamtheitliches Bild der Verteilung von eluierbaren Schadstoffen in den beprobten Gleisanlagen zu erhalten.

Um belastbare und repräsentative Ergebnisse sicherzustellen, werden zusätzlich systematische Untersuchungen in Modellversuchen durchgeführt. Großmaßstäbliche Modellversuche im Labor und ein 1:1 Modell eines Gleiskörpers im Freiland dienen der Ermittlung der Niederschlagswasser- und Schadstoffverteilung im Gleiskörper, sowohl in der Fläche als auch in der Tiefe. Batch- und Säulenversuche im Labor ergänzen die Kenntnisse über das Verhalten ausgewählter Schadstoffe und dienen der Ermittlung von Benetzungsverlusten und Durchlässigkeitsbeiwerten der verwendeten (Bau-)Materialien.

Laufzeit, Auftragnehmer

Laufzeit: 36 Monate | Projektende: 2024
Auftragnehmer: Zentrum für Angewandte Forschung und Technologie (ZAFT) e.V. an der HTW Dresden, GEPRO Ingenieurgesellschaft für Geotechnik, Verkehrs- und Tiefbau und Umweltschutz mbH Dresden.

Characterization and identification of storm water and pollutants distribution patterns within railway tracks

Certain problems can arise due to the contact between storm water and the railbed, such as the transport or retention of anthropogenic compounds (herbicides, metals, lubricants). Depending on their chemical properties, pollutants can be partially retained in the railbed (filtration, adsorption), biodegraded or, under certain hydrological conditions, remobilized.
The characterization of water and mass transport within the railbed and its drainage system is the main purpose of this project. To reach that goal, distribution and spreading patterns of storm water within the railbed will be recorded and both the resulting pollutant distribution and accumulation will be identified and quantified. Based on the obtained results, a risk assessment concept will be developed to classify the environmental hazard along railway tracks with respect to pollutant release and distribution.
Field experiments along representative railway tracks with different layer structures and, if possible, different pollutant loads will be carried out throughout Germany. The draining of the surface water through the railbed will be recorded and its composition will be checked for priority pollutants. Additionally, multiple excavations in the railway track down to the lower edge of the protective layer (C-horizon) will be carried out and supplemented by an extraction of soil samples using percussion drilling. Thus, a depth-dependent distribution of elutable pollutants within the railbed and soil will be obtained. To get a full picture of elutable pollutants distribution within railway tracks, further soil sampling and analyses will be done next to the railway tracks.

Quelle: GEPRO Ingenieurgesellschaft für Geotechnik, Verkehrs- und Tiefbau und Umweltschutz mbH

In order to receive credible and representative results, additional systematic model trials will be used. Large-scale experiments in the laboratory and an outdoor, full-scale 1:1 model of a railbed will be designed to determine the distribution of storm and seepage water and pollutants in the railbed, in both horizontal and vertical direction. Batch and column tests performed in the laboratory will supplement the gathered knowledge about the behaviour of the chosen pollutants and will contribute towards the determination of wetting losses and permeability coefficients of the applied (construction) materials.

The project will last until the end of the year 2023 and has a duration of 36 months. The project team includes the Centre for Applied Research and Technology (ZAFT) e.V. at HTW Dresden and GEPRO Ingenieurgesellschaft für Geotechnik, Verkehrs- und Tiefbau und Umwelt mbH from Dresden (Germany).