Geoscience Reference
In-Depth Information
4
und Kiesen des Pleistozäns im Untergrund ent-
lang der Bundesautobahn A 3 und der Bundes-
strasse B 43 am Frankfurter Flughafen ermittelt.
Die Belastungen erfolgen vorwiegend im Stra-
ßenbereich (Abb. 134), können jedoch geringfü-
gig bis etwa 50 m seitlich davon nachgewiesen
werden. Am höchsten sind Chlorid-Gehalte
(Streusalze), ferner sind wegen der reduzierenden
Wirkung von Mineralölprodukten aus den Kraft-
fahrzeugen NH
4
+
, Fe
2+
und Mn
2+
nachweisbar,
während Blei- und Kupfer-Gehalte gegenüber
den Fahrbahnwässern vermindert sind. Straßen-
spezifische anorganische Spurenstoffe sind Ar-
sen, Blei, Bor, Cadmium, Kupfer, Nickel, Titan,
Cadmium und Zink (G
OLWER
& S
CHNEIDER
,
1983). An organischen Spurenstoffen kommen
vor allem Mineralölkohlenwasserstoffe und poly-
cyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)
vor. Die Entwicklung der Fahrzeugtechnik führte
zu einer Verminderung von Tropfölen und Blei-
emissionen, durch die Abgaskatalysatoren kamen
allerdings Elemente der Platin-Gruppe (Platin,
Palladium, Rhodium) zum Stoffspektrum hinzu
(D
IERKES
& G
EIGER
, 1999; S
URES
& Z
IMMERMANN
,
2001). Naturgemäß hängt die Menge anfallender
Stoffe von der durchschnittlichen täglichen Ver-
kehrsbelastung (DTV) ab (G
OLWER
, 1991), da mit
steigendem Verkehr die davon ausgehenden Stof-
fe zunehmen. Nach dem ATV-DVWK-Merkblatt
M 153 „Handlungsempfehlungen zum Umgang
mit Regenwasser“ liegt in einer Straße mit DTV <
300 Kfz/24 h in der Regel eine geringe, bei DTV
300 bis 15 000 Kfz/24 h eine mittlere und bei
DTV > 15 000 Kfz/24 h eine starke Belastung vor
(ATV-DVWK, 2000). Eine Gesamtdarstellung
mit umfassendem Literaturverzeichnis gibt G
OL
-
WER
(1988). Zur Vermeidung von Grundwasser-
belastungen durch den Straßenverkehr wurden
von der „Forschungsgesellschaft für Straßen- und
Verkehrswesen“ (Köln) im Jahre 2002 (Erstfas-
sung 1971) „Richtlinien für bautechnische Maß-
nahmen in Wasserschutzgebieten“ (FGSV, 2002)
herausgegeben. Sie stellen den Stand der Technik
dar und sind von den Straßenbaubehörden zu
beachten.
strahlung und in den tieferen Partien durch Wär-
mezufuhr aus radioaktivem Zerfall und Mag-
menaufstieg.
Die Sonnenwärme wird im oberflächennahen
Boden und dem darin enthaltenen Sicker- bzw.
Grundwasser bis einige Zehnermeter unter Ge-
ländeoberfläche gespeichert. Die Energiezufuhr
durch die Sonneneinstrahlung liegt in der Bun-
desrepublik Deutschland an der Oberfläche in
der Größenordnung von ca. 100 W/m
2
. Diese
Energiezufuhr klingt mit zunehmender Ein-
dringtiefe ab. Generell weist das Grundwasser
erdoberflächenah eine Temperatur von 8 °C bis
10 °C auf, dies entspricht angenähert der mittle-
ren Jahrestemperatur der überlagernden boden-
nahen Atmosphäre.
Mit der Tiefe erfolgt eine Temperaturzunahme
im Mittel von 3 °C/100 m (Temperaturgradient).
Da Wasser (je nach Gesteinsart des Bodens) eine
3 bis 5-mal höhere Wärmekapazität als Gestein
hat, ist die Wärmespeicherung aus Sonnenener-
gie um so größer, je mehr Wasser der Untergrund
enthält. Unter natürlichen Verhältnissen gibt es
regional jedoch erhebliche Abweichungen (K
AP
-
PELMEYER
& H
AENEL
, 1974; HAENEL et al., 1979),
verursacht vor allem durch die unterschiedlichen
gesteinsspezifischen Wärmeflüsse. Die aus dem
Erdinneren an die Erdoberfläche gelangende
Wärmemenge ist wegen der relativ niedrigen
Wärmeleitfähigkeit der Gesteine gering. Der
Wärmefluss aus der Erde beträgt im Mittel etwa
5,4 kJ/(m
2
· d).
Wärmegewinnungen im oberflächennahen
Bereich durch Wärmepumpen, gespeist allein aus
dem Wärmefluss der Erde, wären z.B. bei einem
Bedarf von 62 700 bis 63 600 kJ/h für ein Einfa-
milien-Wohnhaus unwirtschaftlich, wenn nicht
zusätzlich vom Untergrund Sonnenwärme aufge-
nommen und gespeichert würde. Die Sonnenein-
strahlung beträgt in unseren Breiten mindestens
20 900 kJ/(m
2
· d) ist also rd. 4 000-mal so hoch
wie die aus dem Erdinneren an die Oberfläche
aufsteigende Wärme.
In größerer Tiefe ist die Wärmegewinnung al-
lerdings problematisch, da die Durchlässigkeit
der Gesteinsschichten in der Regel mit der Tiefe
abnimmt und daher nur geringere Volumina
warmen Wassers aus diesen Bereichen gefördert
werden können. Ist die Durchlässigkeit jedoch zu
groß, ergeben sich weitere Probleme, da der Wär-
mefluss der Gesteine im Verhältnis zur Wärme-
4.7.2.7 Thermische Belastungen
Der Wärmehaushalt des Untergrundes wird erd-
oberflächennah beeinflusst von der Sonnenein-
