Zu den drängenden Problemen der Raumplanung gehörte im letzten Viertel des 20. Jahrhunderts die Suche nach geeigneten Standorten für die geordnete Deponierung von Abfällen. Vorausgegangenen war eine lange Phase der ‚wilden’, ungeordneten und dezentralen Verbringung von Abfällen in die Umwelt. Mit dem gestiegenen Umweltbewusstsein wuchsen die Anforderungen an die geologische Beschaffenheit des Untergrundes, an die Einbautechnik und an den Abschluss der Deponien, um zu vermeiden, dass von den Deponien Gefahren für die Umwelt, die Biosphäre und die Gesundheit des Menschen ausgehen. Mit dem Eintritt in die Phase der Kreislaufwirtschaft und dem Aufkommen der Müllverbrennungsanlagen ist die Suche nach Deponiestandorten – abgesehen von solchen für radioaktive Abfälle – abgeschlossen. Und dennoch wird der Abschluss der Altdeponien Deponiebetreiber und Überwachungsbehörden noch über Jahre beschäftigen. Sobald die Umsetzungsprozesse im Abfallkörper und die Setzungen abgeklungen sind, können Deponien an ihrer Oberfläche abgedichtet werden. Die Deponiebetreiber sind bestrebt, die Deponien aus der Nachsorge zu entlassen und gleichermaßen wie die Überwachungsbehörden daran interessiert, rekultivierte Landschaftsbauwerke zu hinterlassen. Während der Betriebsphase einer Deponie, ihrer Nachsorge und in den Jahrhunderten nach der Entlassung der Deponie sollen schädliche Belastungen der Umwelt durch Deponiegase und Deponiesickerwässer durch das Multibarrierenkonzept vermieden werden. Dabei übernimmt neben der Basisabdichtung einer Deponie die Oberflächenabdichtung wesentliche Funktionen für die sichere Verwahrung des Deponiegutes, insbesondere die Infiltration von Niederschlagswasser in den Deponiekörper zu minimieren. Zudem soll ein kulturfähiger Boden die Begründung eines Vegetationsbestandes erlauben. Die Abfallentsorgungsgesellschaft Ruhrgebiet (AGR mbH) hatte vor mehr als 10 Jahren ein alternatives Oberflächenabdichtungssystem vorgeschlagen, das auf der Zentraldeponie Castrop-Rauxel geprüft werden sollte. Zu Beginn der Untersuchungen bildete die TASi (Technische Anleitung Siedlungsabfall) die Rechtsgrundlage für den Umgang mit Deponien. Die TASi sah eine Regelabdichtung vor, bestehend aus den vertikal übereinander anzuordnenden Komponenten Rekultivierungsschicht, Dränschicht, Kunststoffdichtungsbahn und mineralische Dichtschicht. Alternative Systeme konnten zugelassen werden, wenn deren Gleichwertigkeit im Einzelfall nachgewiesen war. Derartige Nachweise beruhen auf umfangreichen wissenschaftlichen Untersuchungen unabhängiger Institutionen und münden bei nachgewiesener Gleichwertigkeit zum Regelaufbau in eine Eignungsbeurteilung, die von der zuständigen Landesbehörde (in NRW das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen, LANUV, vormals Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen, LUA) veröffentlicht wird. Der Lehrstuhl für Angewandte Physische Geographie wurde seinerzeit gebeten, die für eine Eignungsbeurteilung erforderlichen Untersuchungen durchzuführen. Daraufhin wurde zusammen mit dem Deponiebetreiber ein umfangreiches Messprogramm konzipiert. Wegen der über den Einzelstandort Castrop-Rauxel hinaus gehenden Bedeutung waren neben dem Staatlichen Umweltamt Herten und der Bezirksregierung Münster (als den Genehmigungsbehörden) das LUA das spätere LANUV, von Beginn an in die Planungen der Versuchseinrichtungen eingebunden. Die wissenschaftliche Auswertung der Daten wurde vom LUA/LANUV finanziert. Das Geographische Institut der Ruhr-Universität führt seit 1999 Untersuchungen zum Wasserhaushalt verschiedener Abdeckungen auf der Zentraldeponie Castrop-Rauxel der Abfallentsorgungsgesellschaft Ruhrgebiet (AGR mbH) durch. Kontinuierliche, zeitlich hoch aufgelöste Messreihen zu Witterung, Bodenwassergehalten, Wasserspannungen und Abflüssen haben zu belastbaren Ergebnissen geführt, über die zum Teil in früheren Publikationen1 berichtet wurde (Zepp, H. & Lohmann, A. (2002a), Zepp, H. & Hennig, A. (2002b), Zepp, H. (2003), Hoepfner, U., Weiß, K. & Zepp, H. (2003), Zepp, H. & Weiß, K. (2003), Weiß, K. & Zepp, H. (2004) und an die die vorliegende Publikation anschließt. Relevante geotechnische Eigenschaften waren begleitend zu unseren Untersuchungen vom Erdbaulabor Dr. A. Hennig im Auftrag von AGR ermittelt worden. Das System, für das das LANUV im Jahr 2009 unter der Bezeichnung Boden-Natur-Dichtungssystem (BNDSystem) eine Eignungsbeurteilung veröffentlicht hat, besteht aus einer 1,3 m starken Rekultivierungsschicht und einer in vier Lagen kontrolliert verdichtet eingebauten mineralischen Dichtschicht mit einer Gesamtstärke von 1,0 m. Zur lateralen Entwässerung ist zwischen die Rekultivierungsschicht und die Dichtschicht eine Entwässerungsschicht eingeschaltet. Die unterhalb des BND-Systems gemessenen Abflüsse waren in allen Jahren sehr gering. In Relation zum Gesamtniederschlag wurden nur 0,25% im Beobachtungszeitraum durch die kontrolliert verdichtete Schicht abgeführt. Das bis heute vorliegende Monitoring umfasst einen Beobachtungszeitraum von mehr als 10 Jahren (04.09.1999 – 30.9.2010) und ist somit das längste seiner Art in Nordrhein-Westfalen, und vermutlich im gesamten Bundesgebiet. In ausführlicher Form liegen die experimentellen Ergebnisse der Untersuchungen seitens der Ruhr-Universität Bochum noch nicht gedruckt vor. Diesem Mangel will der vorliegende Band begegnen. Die Arbeiten von Kathrin Weiß und Sebastian Kiewitt entstanden als Dissertationen an der Fakultät für Geowissenschaften der Ruhr-Universität Bochum und bilden den Kern dieser Publikation, wobei erstgenannte die hydrologische Leistungsfähigkeit der verschiedenen Systeme in den Mittelpunkt rückt. Da nach den ersten Versuchsjahren offenkundig wurde, dass das BND-System die erwartet große Wasserdichtigkeit besitzt, konnte sich Sebastian Kiewitt – parallel zum fortgeführten hydrologischen Monitoring-Programm – eingehender mit Merkmalen, Eigenschaften und Funktion der Dichtschicht befassen. Nach Abschluss der Dissertationen sind neue Erkenntnisse zu den Anforderungen an das Material der Dichtschicht hinzugekommen. Sie besitzen eine erhebliche praktische Relevanz für den Bau von Oberflächenabdichtungssystemen nach dem BND-System und folgen als letzter Beitrag dieses Bands. Nach einer so langen Projektdauer ist es angemessen, sich bei den vielen Personen zu bedanken, die während der zurückliegenden Jahre die Arbeiten begleitet und durch gute Kooperation, tätige Mithilfe und konstruktive Kritik gefördert haben: Auf Herrn Dipl.-Ing. agr. F. Heimann, im Dienst der AGR, geht die Idee zum BND-System zurück, und er hat die Versuche sehr engagiert begleitet. Für das LANUV standen in den ersten Jahren Frau Dr. U. Nienhaus und später Herr Dr. M. Tiedt sowie Frau I. Polednik, als Garanten der Kontinuität. Herr Dipl.-Ing. A. Kadelka (BFUB) war als Projektingenieur für die Errichtung der Versuchsfelder und dafür zuständig, dass Einrichtungen über Jahre funktionstüchtig blieben. Herrn Dipl.-Ing. U. Rode oblag die kaufmännische Projektleitung bei der AGR. Allen ist zu verdanken, dass das Projekt auf eine beispiellos lange Lebensdauer zurückblicken kann. Dies ist gerade in einer Zeit, in der von den Wissenschaften in immer kürzeren Abständen immer weitreichendere Aussagen erwartet werden, ein glücklicher Umstand. Natürliche und der Natur abgeschaute Systeme unterliegen Variabilitäten und dynamischen Entwicklungen, die geduldige Langzeitbeobachtungen notwendig machen, wenn man zuverlässige Aussagen treffen möchte. Als wissenschaftliche Mitarbeiter des Geographischen Instituts arbeiteten im Projekt Frau Dipl.-Ing. agr. A. Lohmann, geb. Schürer, Frau Dipl.-Ing. K. Weiß, Herr Dipl.-Geogr. S. Kiewitt und Herr Dipl.-Geogr. A. Grönegress. In die wöchentliche Betreuung der Messstationen und Datenaufbereitungen waren außerdem viele studentische Hilfskräfte eingebunden. Das Betriebspersonal des Recyclinghofs auf der ZD Castrop-Rauxel war mit ungezählten Handgriffen hilfsbereit und für die monatliche Übermittlung der Wetterdaten zuständig. Die Zusammenarbeit mit Herrn Dr. A. Hennig und die Diskussionen über geotechnische Probleme haben das Projekt sehr gefördert. Das Personal des Physisch-Geographischen Labors am Geographischen Institut der Ruhr-Universität, Herr W. Gosda, Frau G. Wilde und Frau H. Kerkhoff, waren ebenso hilfreich wie Frau Dr. U. Schulte vom Isotopenlabor des Lehrstuhls für Sediment- und Isotopengeologie (Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik) der Fakultät für Geowissenschaften. Herr Prof. Dr. D. Richter gab seine Unterstützung bei der Anfertigung und Interpretation von Dünnschliffen. Dr. agr. H. Rogasik, Leibniz- Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF, Münchberg) stand mit seiner Expertise computertomographischer Aufnahmen ungestört entnommener Bodenproben zur Seite. Bochum, im Oktober 2010 Harald Zeppweiterlesen