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 bisher kein für alle Naturwissenschaften verbindliches Einheitensystem gab, werden in der Praxis unterschiedliche Einheiten für hydrogeologische Größen gebracht. Deshalb wird hier einleitend ein Kapitel über Größen und ihre Einheiten und Dimensionen vorangestellt.

Horst-Robert Langguth, Rudolf Voigt

2. Durchlässigkeit und Transmissivität

Zusammenfassung

Die Strömung von Wasser durch Gerinne wird allgemein durch eine Formel beschrieben, die dem Gesetz von der Erhaltung der Masse oder der Kontinuitätsbedingung genügen muß:

$$ Q=F\bar{v} $$

(2.1)

mit

• Q = Durchflußrate (m³−⁻¹)
• F = Durchflußquerschnitt (m²)
• \(\bar{v}\) = mittlere Strömungsgeschwindigkeit (ms⁻¹)

Horst-Robert Langguth, Rudolf Voigt

3. Speicherkoeffizient und nutzbarer Porenraum

Zusammenfassung

Ein Aquifer hat eine doppelte Funktion: Er kann Wasser nicht nur leiten, sondern auch bevorraten. Er ist also Wasserleiter und -speicher in einem. Wie im vorangehenden Kapitel dargelegt, beschreibt man das Wasserleitvermögen quantitativ durch die Parameter Transmissivität und Durchlässigkeit. Der entsprechenden Kennzeichnung des Speichervermögens dient der Begriff des Speicherkoeffizienten.

Horst-Robert Langguth, Rudolf Voigt

4. Pumpversuche

Zusammenfassung

Pumpversuche sind eines der wichtigsten Hilfsmittel des Hydrogeologen zur Erkundung von Grundwasservorkommen. Durch Pumpversuche lassen sich sowohl die Leistungscharakteristik eines Förderbrunnens als auch die hydrologischen Parameter von Aquifers feststellen. Im folgenden wird zwischen Leistungspumpversuch und hydrologischem Pumpversuch unterschieden.

Horst-Robert Langguth, Rudolf Voigt

5. Graphische und analytische Auswertung der stationären Strömung im Aquifer

Zusammenfassung

Dieses Kapitel geht auf verschiedene analytische und graphische Auswerteverfahren ein, die sich alle auf stationäre, d.h. zeitunabhängige Strömungen beziehen. Sie erlauben oft überraschend genaue Problemlösungen.

Horst-Robert Langguth, Rudolf Voigt

6. Bohrbrunnen und Pegel

Zusammenfassung

Die Herstellung eines Hochleistungsbrunnens, der im Dauerbetrieb sandfrei arbeiten soll, hat auch heute noch etwas von einer Kunst an sich. Zwar obliegen dem Hydrogeologen Planungsaufgaben, Festlegung des Bohransatzpunktes und Wahl des geeigneten Bohrverfahrens. Nach Niederbringen der Bohrung muß beim anschließenden Ausbau zum Förderbrunnen die Position von Sumpfrohr-, Filter- und Vollrohrstrecken sowie die Verkiesung von ihm festgelegt werden. Doch entscheiden über Erfolg oder Mißerfolg beim Brunnenbau immer noch im wesentlichen Erfahrung und Verantwortungsbewußtsein des beteiligten Bohrmeisters und seiner Mannschaft. Die geeignete Brunnenbaufirma wird in aller Regel vom Auftraggeber ausgewählt. Der Hydrogeologe muß aber jederzeit in der Lage sein, die Ergebnisse ihrer Arbeit zu kontrollieren.

Horst-Robert Langguth, Rudolf Voigt

7. Pumpen und Rohrleitungen

Zusammenfassung

Pumpen sind Maschinen, mit denen ein flüssiges Medium zum Verwendungsort gehoben wird, wenn es nicht mit natürlichem Gefälle dorthin fließen kann (MUTSCHMANN & STIMMELMAYR 1967). Zum Heben von Grundwasser werden verwendet:

1.

Ansaugende Pumpen, bei denen mittels eines künstlich erzeugten Unterdruckes (Luftpumpenprinzip) Wasser aus dem wasserführenden Gestein ins Brunnenrohr gezogen wird. Dazu gehören beispielsweise Vakuumanlagen, die bei der Baugrubenentwässerung in schwerdurchlässigen Böden erfolgreich eingesetzt werden.

 

2.

Kolbenpumpen, in denen ein oder mehrere auf- und abgleitende Kolben den Hub- oder Arbeitsraum abwechselnd vergrößern und verkleinern, wodurch ein Unter- bzw. Überdruck erzeugt wird. Eine Ventilsteuerung ermöglicht das arbeitstaktmäßige Einströmen in den und Ausströmen (Heben) aus dem Arbeitsraum.

Kolbenpumpen erbringen einen gleichmäßigen Förderstrom unabhängig von der Förderhöhe.

 

3.

Kreiselpumpen, deren Arbeitsprinzip darin besteht, daß mittels eines mit Schaufeln versehenen Laufrades mechanische Energie (Antriebsenergie) in Strömungsenergie umgesetzt wird. Die Übertragung des Energieinhaltes auf das flüssige Medium erfolgt dabei über eine vom Motor angetriebene Welle. Kreiselpumpen können daher als Umkehrung von Turbinen angesehen werden.

 

Horst-Robert Langguth, Rudolf Voigt

8. Statistische Auswerteverfahren

Zusammenfassung

Wie die bisher vorgestellten Methoden kann auch die statistische Analyse dazu benutzt werden, um Gesetzmäßigkeiten bei hydrogeologischen Vorgängen oder Phänomenen festzustellen. Ein hydrogeologisches Phänomen das kontinuierlichen Veränderungen unterliegt, insbesondere in Funktion der Zeit, wird als hydrogeologischer Prozeß oder System bezeichnet.

Horst-Robert Langguth, Rudolf Voigt

9. Fachwortverzeichnis (deutsch — englisch — französisch)

Zusammenfassung

In das folgende Fachwortverzeichnis wurden Begriffe aufgenommen, die einerseits häufig im Text dieses Buches vorkommen oder aber andererseits Schwierigkeiten bei der korrekten Übersetzung machen. Es wurde kein Wert auf Vollständigkeit gelegt. Begriffe aus der Statistik wurden völlig weggelassen.

Horst-Robert Langguth, Rudolf Voigt

10. Literatur

Horst-Robert Langguth, Rudolf Voigt

Backmatter