Hydrogeologische Methoden

Frontmatter

1. Größen und Einheiten in der Hydrogeologie

Zusammenfassung

In der Hydrogeologie werden abgeleitete Größen und Einheiten zur physikalischen und chemischen Kennzeichnung des Wassers und zur Beschreibung der Aquiferparameter benutzt, die sich in der Regel mit physikalischen Größen verbinden lassen. Da es auf internationaler Ebene auch heute noch kein für alle Naturwissenschaften verbindliches Einheitensystem gibt, werden in der Praxis für ein und denselben Parameter unterschiedliche Einheiten gebraucht. Deshalb wird in diesem Buch ein Kapitel über Dimensionen, Größen und Einheiten vorangestellt.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

2. Durchlässigkeit und Transmissivität

Zusammenfassung

Die Strömung von Wasser in einem Gerinne wird allgemein durch eine Formel beschrieben, die dem Gesetz von der Erhaltung der Masse oder der Kontinuitätsbedingung genügen muss.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

3. Speicherkoeffizient und Porenraum

Zusammenfassung

Ein Aquifer nimmt zwei Aufgaben wahr: Er kann Wasser sowohl leiten als auch bevorraten. Er ist also Wasserleiter und Wasserspeicher in einem.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

4. Pumpversuche

Zusammenfassung

Pumpversuche sind eines der wichtigen Hilfsmittel des Hydrogeologen zur Erkundung von Grundwasservorkommmen. Durch Pumpversuche lassen sich sowohl die Leistungscharakteristik bzw. Brunneneintrittsverluste eines Förderbrunnens als auch die hydrologischen Parameter eines Aquifers ermitteln.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

5. Hydrogeochemie für die Praxis

Zusammenfassung

Die Konzentrationen gelöster Waserinhaltsstoffewerden in unterschiedlichen Einheitenangegeben. Grundlage ist die Angabe in Masseneinheiten (kg, g, mg). Üblich sind sowohl die Einheiten mg/l als auch mg/kg (= ppm = parts per million). Bezugsgrößen sind entwederein Liter oder ein Kilogramm Wasser. Beide sind nur im Dichtemaximum von Wasser bei 4°C (genau: 3,89 °C) identisch. Bei Temperaturen von 5 bis 30°C und Lösungsinhalten bis etwa 7000 mg/l ≈ 7000 ppm dürfen beide Einheiten gleichgesetzt werden. Diese Konzentration entspricht etwa einem Brackwasser.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

6. Transport von Wasserinhaltsstoffen

Zusammenfassung

Die in der Vergangenheit unbeachtet gebliebene Versehrnutzung oder Kontamination des Grundwassers durch Schadstoffe aus unterschiedlichen Quellen hat zu einer enormen Kenntniserweiterung über die Prozesse in der ungesättigten und gesättigten Zone geführt, die Ausbreitung, Verdünnung, Abbau und Zerfall dieser Schadstoffe (Kap. 7) steuern.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

7. Kontamination des Grundwassers

Zusammenfassung

Grundwasser ist in vielen Ländern die einzige und wegen ihres unterirdischen Schutzes ideale Ressource für die Trinkwasserversorgung. Das Grundwasser wird durch Auswirkungen der Industrie und der Landwirtschaft immer stärker gefährdet und steht in vielen Regionen der Erde nicht mehr ausreichend in Menge und Qualität zur Verfügung. Die bisher geringe öffentliche Sensibilität für den Schutz des Grundwassers lässt sich darauf zurückführen, dass das Grundwasser oft Jahrzehnte bis Jahrtausende im Untergrund unterwegs ist. Es dauert daher oft sehr lange, bis eine Kontamination bemerkt wird und Ursachen oder Verursachern zugeordnet werden kann. Die Sanierung verunreinigter Grundwasservorkommen ist meist langwierig und kostspielig; nicht selten ist der Sanierungserfolg außerordentlich enttäuschend. Oberstes Ziel muss es daher sein, im Sinne des Vorsorgeprinzips Schäden zu vermeiden und mit dem durch Gesetze geschützten Grundwasser umweltverträglich umzugehen.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

8. Sanierung von Grundwasserschäden

Zusammenfassung

Die Umweltkompartimente Boden, Wasser und Luft sind schützenswerte Elemente der Erde. Menschliche Aktivitäten haben wesentlich dazu beigetragen, dass sich Qualität und unsere Lebensbedingungen nachhaltig verschlechtert haben. Während der Schutz von Wasser und Luft in den zurückliegenden Jahrzehnten schrittweise verbessert wurde, erfolgte dies für den Boden erst durch das Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) ab März 1999 (Bundesregierung 1998). Bis dahin galt, dass für den Boden als privates Gut kein allgemeiner Rechtsschutz entwickelt werden müsste. Die Konsequenz war, dass Flächen durch langjährige industrielle oder militärische Aktivitäten mit Schadstoffen z.T. so stark kontaminiert worden sind, dass die Bodenfunktionen nachhaltig gestört wurden und eine weitere Nutzung der Fläche selbst und ihrer Umgebung nicht mehr möglich ist.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

9. Überwachung von Grundwasserleitern — Grundwassermonitoring

Zusammenfassung

In Deutschland wird das Grundwasser schon seit Mitte des 19. Jhs. mit einer gewissen Systematik beobachtet (Toussaint u. Göbel 1995). Mancherorts wurde auch die Temperatur von Quellwasser mehr oder weniger regelmäßig registriert. Das, was heute als staatlicher Grundwasserdienst oder Landesgrundwasserdienst bezeichnet wird, besteht in den meisten Bundesländern seit Beginn des 20. Jhs.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

10. Brunnenbau

Zusammenfassung

Einen Hochleistungsbrunnen zu bauen, verlangt auch heute noch besondere Fähigund Fertigkeiten. Nicht ohne Grund wird in der Fachliteratur der Begriff „Brunnenbaukunst“ gebraucht. Ein wesentliches Ziel ist es, die geplante Förderleistung im Dauerbetrieb ohne Sandführung zu garantieren.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

11. Pumpen und Rohrleitungen

Zusammenfassung

Pumpen sind nach Ostermann (1991) Arbeitsmaschinen, die einem flüssigen Medium Arbeit und Energie zuführen.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

12. Brunnenalterung und Brunnenregenerierung

Zusammenfassung

In der Bundesrepublik Deutschland stammen ca. 80% des Trinkwassers aus Grundwasser, angereichertem Grundwasser und Uferfiltrat. Zur Gewinnung sind Brunnen erforderlich, die überwiegend als Vertikalfilterbrunnen ausgeführt sind. Brunnen unterliegen einer Alterung, d.h. einem Nachlassen der Leistungsfähigkeit mit laufender Betriebszeit. Neben Versandung und Korrosion ist besonders die Bildung von Inkrustationen am Filterrohr, im Filterkies und im angrenzenden Sediment dafür verantwortlich. Eine besondere Form der Brunnenalterung tritt bei setzungsanfälligen Gesteinsschichten auf, besonders in Bergsenkungsgebieten. Die ungleichmäßige mechanische Beanspruchung von Boden und Brunnenbauwerk kann dort zum Bruch von Rohrverbindungen oder der Brunnenrohre führen.

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

13. Wasserbilanz

Zusammenfassung

Die Wasserbilanz beschreibt die Verknüpfung der Elemente des Wasserhaushaltes nach dem Prinzip der Massenerhaltung (Baumgartner u. Liebscher 1996).

H.-R. Langguth, Rudolf Voigt

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