Conceptual Site Models
Purpose, Development,Content and Application
CP Annual Training
October 27, 2015
Conceptual Site Model (CSM) Purpose
Typical environmental remediation project
Particular program and rules (Remedial, VAP,RCRA) that directs a set of tasks:
Site assessment and investigation
Evaluation of remedial alternatives
Remedy selection and implementation
Post-construction activities, monitoring, O&M
Generate volumes of information about the site
CSM Purpose
Typical environmental remediation project
What’s missing?
What’s the common understanding of the projectinformation with respect to site-specific projectobjectives?
The CSM, which exists to provide commonunderstanding among project stakeholders
CSM Purpose
Conceptual understanding (example):
Board game – 2 to 4 players.  Each starts with$1,500.  Players move around the game board byrolling dice, and land on properties or reward orpenalty squares.  Properties may be purchased,traded, mortgaged, developed with houses orhotels, and rent is collected from opponents landingon the property.  Players are eliminated by goingbankrupt; the last player left wins.  The game takeshours to complete.
CSM Purpose
Board game example (conceptual understanding):
Don’t need to know every rule to understand theconcept (could grasp the concept by observation)
The concept prepares you to play the game throughits various stages
CSM
Provides a conceptual understanding of theinformation associated with remediation projectunder a particular program at a specific site thatprepares you to work through the project stages
CSM Purpose
Remediation project, three aspects:
1.Regulatory framework +
2.Information/data +
3.CSM
(The CSM Provides direction on how to best utilizeinformation within a regulatory framework toachieve project objectives, i.e., identify data gaps)
CSM Purpose
MODEL
Qualitative
Quantitative
Simple
CSM
Detailed
CSM Purpose
A model is a description of a system with theobjective of making predictions
A model is based on data, but is not data
A good model is one that achieves itsobjectives
What are the objectives of a CSM?
CSM Objectives
1.Provide an iterative representation of acontaminated site in a simple, concise manner(evolves with new data and project stages)
2.Describe the site environmental system:
Contamination sources, pathways, receptors
Processes controlling contaminant transport
3.Facilitate a basic and common understanding of sitecontamination and potential exposure scenariosamong all stakeholders
CSM Development
CSM is essentially a hypothesis for making site-specific predictions about:
The occurrence of contamination
The potential for adverse impacts to receptors
Initially developed during the determination ofproject objectives, DQOs, RAOs…
Continuously tested and revised (as necessary)during subsequent project stages, e.g., siteinvestigation, remedial alternative development, etc.
CSM Development
Every hypothesis (and every CSM) is speculative to somedegree
Development and subsequent revision?
“Bottom up” approach works best:  base CSM onassumptions that provide the simplest explanation of theobserved data (Occam’s razor: maximize certainty,minimize speculation)
Don’t try to eliminate data gaps by increasing thecomplexity of the assumptions underlying the CSM!(Instead collect the data needed to fill the gap indicated bythe CSM; complexity ≠ accuracy or certainty)
CSM Development
Development and use of a formal (written) CSM is acritical step in the site remediation process
Helps ensure that all project stakeholders areworking with a similar understanding of the site
Without a formal CSM, each stakeholder will developtheir own “informal CSM”
Multiple informal CSMs lead to misunderstandingand disagreement, delays and increased costs
CSM Development
Criteria for CSM development, maintenance and use:
1.The CSM should be applied as a systematic planningtool through all stages of a remediation project
2.The CSM should be iteratively updated (as data gapsare progressively filled, the CSM becomes moreaccurate)
3.The CSM should be maintained as a stand-alonedocument accessible to all stakeholders during thecourse of the project
CSM Components & Presentation
The CSM
Consists of a concise combination ofgraphical and written information that
Describes (and clearly distinguishes) knownand hypothesized site conditions in amanner that is
Readily understandable to all projectstakeholders
CSM Components & Presentation
DERR recommends that the CSM include thefollowing components
A pictorial model of site conditions (2-d or 3-d)
A pathway receptor network diagram
brief written description
Additional information (maps, tables, figures) ifnecessary
CSM Components & Presentation
Pictorial model of site conditions, includingbut not necessarily limited to
Topography and surface hydrology
Locations of contaminant sources
Structures and utilities
Geology and hydrogeology
CSM Components & Presentation
CSM Components & Presentation
Pathway network receptor (PNR) diagram
Support risk assessment, remedy development
Often used as stand-alone CSMs; however, PNRs
Do not provide sufficient information concerningthe site hydrogeologic system
May not identify all CSM data gaps
CSM Components & Presentation
CSM Components & Presentation
Brief narrative, including:
Current site conditions and site history
Contaminant source characterization
Migration pathway descriptions
Identification of data gaps
No need to include supporting data – this isprovided by of the reports (e.g., RI/FS)
CSM Project Life Cycle Utilization
The CSM should be used through all stages (lifecycle) of a remediation project
Dynamic systematic planning tool
Basic framework for evaluating new data
Should evolve as project progresses (increase in detailand accuracy)
CSM project life cycle includes six stages orsuccessive versions of the same CSM (U.S. EPA)
CSM Project Life Cycle Utilization
CSM Project Life Cycle Utilization
CSM will need to be updated and revisedduring this process
Changes in project scope or regulatoryrequirements
Recognition of a previously unknowncontaminant, pathway or receptor
Changes in the planned end use of the site
CSM Project Life Cycle Utilization
Changes to the CSM should increase itsaccuracy, but not to the detriment of itssimplicity (complexity ≠ accuracy)
All project stakeholders should be providedthe opportunity to review, understand andprovide input into CSM revisions
Final revisions and supporting informationshould be documented for later reference
Common CSM Problems
Treating the CSM as an administrative task ratherthan a planning tool
Dispersing CSM components throughout multipleproject documents
Using an overly generic CSM that is notsufficiently site-specific to be useful
Using an overly detailed CSM that presents datarather than a concise synopsis of site conditions
CSM References(Available Upon Request)
DERR Conceptual Site Model Guidance (Draft)
U.S. EPA, July 2011, Environmental Cleanup BestManagement Practices: Effective Use of theProject Life Cycle Conceptual Model, EPA 542 F–11– 011
ASTM E1689–95, Standard Guide for DevelopingConceptual Site Models for Contaminated Sites(Reapproved 2014)
Questions?
Thanks for your time and attention!