WATERMINER RÄUMLICH-ZEITLICH ABGESTIMMTE KREISLAUFFÜHRUNG UND WIEDERNUTZUNG VON BERGBAUABWÄSSERN - WAVE
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WaterMiner Räumlich-zeitlich abgestimmte Kreislaufführung und Wiedernutzung von Bergbauabwässern Prof. Dr. Harro Stolpe Dr. Trịnh Quốc Việt Dr. Katrin Brömme Dipl.-Geogr. Sandra Greassidis 15.11.2017
Inhalt
• Einleitung
• Exemplarische Drainage Units
– Stoffstrommodellierung
– NA/ Sedimenttransport
– Ökonomie
– Entwicklung, Optimierung zukünftiger
Situatiomen
• Nächste Schritte
WaterMiner
2Projektstruktur
Auswertung Monitoring
Ribeka GmbH– WP 3
Echtzeitmonitoring Wirtschaftlichkeitsuntersuchung
Ribeka GmbH– WP 3 Environmental Economics – WP 6
t=1
t=2
t=n
Grundlagenerhebung Stoffstrommodell Situationen
EE+E – WP 4 Pilotanlage
EE+E – WP 1 EE+E – WP 4
DGFZ e.V. – WP 7
Technisches Konzept
DGFZ e.V. – WP 5
Mobiles GIS GIS Wasserinfrastruktur
Disy GmbH – WP 2 Disy GmbH – WP 2 WaterMiner
3Grundlagenerhebung
Bergbauaktivitäten
Bergbauliche Abwässer
Abwasserbehandlung
Monitoring
Bestehende/ potenzielle
Wassernutzung
WaterMiner
73 räumlich-zeitliche Situationen
Mine 2016 2021 2026
Hà Tu (Bắc Bàng Danh)
1 3.3 2 3
60 × 106 m3 lake
Núi Béo (O) 1.0
2.0
Núi Béo (U)
2.4 1.9
Hà Lầm (U)
Hòn Gai (Suối Lại, O) 1.5
Hòn Gai (Bắc Bàng Danh) 0.5
Hòn Gai (Cái Đá) 0.3
Suối Lại (U) (phase 1) 0.7 1.0
Hạ Long (Hà Ráng) 0.9 0.5
Hòn Gai (Bình Minh) 0.7 1.0
Đông Bắc (Tân Lập) 0.5 20 × 106 m3 lake
WaterMiner
8Bergbauwässer im Ist-Zustand
6.000
39 39
5.000
38 40
1.707
4.000 1.685
Mine water (103 m3)
1.449 1.497 26
3.000
28 1.266
37
2.000 1.003
29 31 33 1.040
17 3.284 3.394
43
2.775 2.834
858 788 829
1.000 748 820 2.096
1.457 1.249
837 695 795 793 556
0
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Open pit Underground mining Mining workshop(Potential) Internal water user
Urban area
Mine facilities
Drinking Water
Pond
Well
Regula-
ting
basin
Dump
Domestic Parks,
Agri-
Water sport Industry
culture
Open pit supply facilities
Ecosystem
Sea
Potential external water user
Underground mine
Waste water (untreated)
Waste water (treated) Water for use (external source)
WaterMiner
10
Surface water runoff Water for use (internal source)Wasserherkunft, Level der Behandlung, Nutzung
Mine Water Treatment Water Uses
Drinking Water
I Drinking Water (QCVN 02)
Treatment Level
Improved Domestic use exept drinking
A
Treatment Level B water (QCVN 40)
Dust control, truck washing
Existing Treatment level B B
etc. (QCVN 40)
B-
No Treatment B- - Coal selecting
B- - -
B- - - B-- B–
Very low Low Closely B
quality Quality QCVN 40
Coal Active pit Inactive pit
selecting, lakes, lakes,
truck domestic under-
washing waste ground
etc. water mine water
Mine Water Sources WaterMinerMine water sources
Mine water uses
Exemplarische Drainage Units
Lộ Phong Drainage Unit:
zwei Tagebaubetriebe Hà Tu und Tân Lập
Suối Lại Drainage Unit:
Tagebau Suối Lại und Tiefbau Suoi Lai
WaterMiner
14Drainage Units
Drainage Units
15Drinking water
Mine facilities
Dump
Pond Well Agriculture
Parks, sport
facilities
Sea
Industry
Regula-
ting MWTP
basin
Domestic
water supply
Open pit
Underground mine
WaterMiner
163 Modelle
Modelle zur Entwicklung, Beschreibung und
Bewertung vorgeschlagener Massnahmen
Stoffstrom:
U+Ö Umwelttechnik+Ökologie im Bauwesen Ruhr-
Universität Bochum
NA- und Sedimenttransport:
Dresdner Grundwasserforschungszentrum
Ökonomie:
Environmental Economics
Universität Koblenz Landau
WaterMiner
17Stoffstrommodell
WaterMiner
18Stoffstrommodell
Bergbauliche Abwässer
Abwasserbehandlung
Energie
Hilfsstoffe
Schlämme
Wassernutzung
Bergbauintern
Extern
WaterMiner
19NA- und Sedimenttransportmodell
Zielstellung Input
• Modellierung Wasser- • Geländeoberfläche
und Sedimenttransport • Niederschlag
• Planung Maßnahmen • Flussgeometrie,
zum Sedimentrückhalt Wasser- Bauwerke
• Planung Wasserspeicher
• Wasserzu- und
zum Ausgleich des
abflüsse
Wasserdefizits in der
Trockenzeit • Bodenparameter
Kalibrierdaten Modell Output
• Wasserstand • Wasserstand
HEC-RAS • Durchfluss
• Durchfluss
• Sedimentzusammen- • Sedimentverlagerung
setzung und -anreicherung
• Sediment-
zusammensetzung
Monitoringdaten
WaterMinerBeispiel Monitoring-
Equipment
(DGFZ / ribeka)
WaterMinerÖkonomische Bewertung
Bergbauinterne Wiederverwendung:
• Investitionsanalyse
• Berechnung der Amortisationszeit
• Szenario Analyse
Externe Wiedercerwendung:
• Produktivitätsanalyse (Landwirtschaft)
• Marktpreisanalyse (Wasserversorgung)
• Ökosystemdienstbewertung (Haushalte)
WaterMiner
22Wasserwirtschaftliche Situationen,
Optimierung
Situation 2016-2017 (Ist-Zustand)
Situation ca. 2025
Situation nach 2030
WaterMiner
23Situationen
Lo Phong Drainage Unit (m³ / Monat)
Situation Quellen Behand- Speiche- Interne Externe Anmerkungen
lung rung Bedarfs Bedarfs-
deckung deckung
Ist- Wasseraufkommen, Aufbereitung, Nutzung bergbauintern und
Zustand bergbauextern
Situation Bergbau beendet. Geringes Wasseraufkommen aus alten
2025 Tagebaubereichen von Lo Phong. Nutzung für bergbauinterne
Bewässerung zur Renaturierung
Situation Tagebaurestloch als Wasserspeicher. Nutzung für bergbauinterne
2025 Bewässerung zur Renaturierung und für die Versorgung bergbauexterner
optimiert Nutzer
Situation
---
nach 2030
Situation Tagebaurestloch als Wasserspeicher. Nutzung für bergbauinterne
nach 2030 Bewässerung zur Renaturierung und für die Versorgung bergbauexterner
optimiert Nutzer
WaterMinerNächste Schritte
• Entwicklung und Beschreibung der zukünftigen
Situationen: Wasserdargebot, Aufbereitung,
Wassernutzung
•
• Optimierung der zukünftigen Situationen:
Stoffstrom, NA/Sedimenttransport, Ökonomie
• Pilotanlage verbesserte Abwasserreinigung
und Kohlenstoffrückgewinnung
• Verallgemeinerung der entwickelten
Vorgehensweise
WaterMiner
25WaterMiner
Danke für die Aufmerksamkeit !
WaterMiner
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