hydrogeologie_abschnitt_004
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Vorlesungsmaterial Allgemeine HydrogeologieInstitut für Geotechnik der Technischen Universität DresdenAbschnitt 1 Einführung in die HydrogeologieAbschnitt 2 Ermittlung wasserhaushaltlicher BasisdatenAbschnitt 3 GrundwasserneubildungAbschnitt 4 GrundwasserdynamikAbschnitt 5 QuellenAbschnitt 6 GrundwasserleiterAbschnitt 7 LabormethodenAbschnitt 8 GrundwassererkundungAbschnitt 9 Bau von GrundwassermessstellenAbschnitt 10 GrundwasserprobenahmeAbschnitt 11 GrundwasserüberwachungTRANSCRIPT
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TU Dresden / Institut fr Geotechnik Professur fr Angewandte Geologie
Vorlesungsmaterial - Allgemeine HydrogeologieSeite 4-1
Abschnitt 4 - Grundwasserdynamik
Grundwasserleiter Aquifer (lat. Wassertrger). Allgemeine Bezeichnung fr einen Locker- oder Festgesteinshorizont der mit
Grundwasser erfllt ist. Alle Gesteinskrper, die in der Lage sind bei Wasserzufuhr, dieses zu speichern, wieder
abzugeben und es nach den Gesetzen der Hydrodynamik weiterzuleiten. Alle Gesteinskrper mit einer hohen Wasserdurchlssigkeit in zusammenhngenden
Hohlrumen gegenber den umgebenden Gesteinen. Der zusammenhngende Hohlraum des Gesteinskrpers kann aus Poren, Trennflchen
oder Lsungshohlrumen bestehen.
bersicht zu den Arten der Grundwasserleiter [4-1].
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Grundwassernichtleiter
Aquifuge (lat. Wasservertreiber). Gesteinskrper mit einer sehr niedrigen Wasserdurchlssigkeit und stauenden
Eigenschaften. Gestein kann (rein theoretisch) weder Wasser speichern noch durchlassen. Geologisch nicht mglich, alle Gesteine (auch Tone oder Magmatite) haben eine gewisse
Wasserdurchlssigkeit. Grundwassergeringleiter.
Grundwasserstauer Auitarde (lat. Wasserhemmer). Gesteinskrper mit einer niedrigen Wasserdurchlssigkeit und stauenden Eigenschaften
im Verhltnis zum GWL. Absickernde Wassermenge gegenber der Wasserfhrung im GWL ist vernachlssigbar
(speichert aber leitet nicht). Kann sich im Hangenden / Liegenden des GWL befinden oder ihn allseitig umschlieen.
Wechselwirkungen zwischen Grundwasserleiter und Grundwasserstauer
Schematische bersicht zu verschiedenen hydrogeologischen Grundbegriffen [4-2].
Lage der Grundwas-seroberflche mit freiem und gespann-tem Grundwasser, Grundwasserdruck-flche, Grundwas-sersohle, Druckhhe [4-2].
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Wechselwirkungen zwischen Grundwasserleiter und Grundwasserstauer
Hydrodynamik eines freien Grundwasserleiters [4-3].
Hydrodynamik eines gespannten Grundwasserleiters [4-3].
Inhomogener Grundwasserleiter durch Einschaltung eines stauenden Horizontes [4-4].
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Grundwasserspiegel
Die druckmig ausgeglichene Grenzflche des Grundwassers gegen die Atmosphre,
zum Beispiel in einem Brunnen oder in einer Grundwassermesselle. Hhenlage der Grundwasseroberflche in einem freien GW-Leiter entspricht dem Grund-
wasserspiegel.
Wechselwirkungen zwischen Grundwasserleiter und Grundwasserstauer
Gespanntes Grundwasser [4-3].
Freies Grundwasser [4-3].
Halbgespanntes Grundwasser [4-3].
Halbfreies Grundwasser [4-3].
Einteilung der Grundwasservorkommen nach der Geometrie
des Grundwasserleiters [4-3]
Freies Grundwasser - Rinnentyp
Freies Grundwasser - Trogtyp
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Einteilung der Grundwasservorkommen nach der Geometrie
des Grundwasserleiters [4-3]
Freies Grundwasser - Muldentyp (Lockergestein) Freies Grundwasser - Muldentyp (Festgestein)
Freies Grundwasser - schwebendes Grundwasser
Gespanntes Grundwasser - bedeckter Mulden-typ
Gespanntes Grundwasser - bedeckter Flan-kentyp
Interface freier Grundwasserleiter/Meer an der Kste
Interface freier Grundwasserleiter/Meer auf einer Insel
Interface freier Grundwasserleiter/Meer auf der Insel Nordernay
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Gesetzmigkeiten der Strmung im Grundwasserleiter
Versuchsanordnung von DARCY zur Ermittlung der Gesetzmigkeit der Was-serstrmung in einem por-sen Medium [4-5].
Gesetz von DARCY auf die Verhltnisse in einem real existierenden Grundwasserleiter bertragen [4-6].
Strmungsverwirbelung im Porenraum eines Grundwasserleiters [4-7].
Beispiele fr die hydraulische Leitfhigkeit von Sedimenten
Lockergestein kf-Wert [m/s] Entfernung im Jahr reiner Kies 10-1 - 10-2 315 km/a grobkrniger Sand um 10-3 31,5 km/a mittelkrniger Sand 10-3 - 10-4 3,2 km/a feinkrniger Sand 10-4 - 10-5 315 m/a schluffiger Sand 10-5 - 10-7 3,2 m/a toniger Schluff 10-6 - 10-8 31,5 cm/a schluffiger Ton 10-8 - 10-9 3 cm/a Ton < 10-9 < 3 cm/a
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Geschwindigkeitsbegriffe beim Grundwasser [4-8]
Filtergeschwindigkeit
Bahngeschwindigkeit
Abstandsgeschwindigkeit
Transmissivitt und Speicherkoeffizient
Schematische Darstellung von Durchlssig-keit (hydraulischer Leitfhigkeit) und Trans-missivitt [4-5].
Schematische Darstellung des Speicherkoeffi-zienten [4-7].
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Randbedingungen zur lateralen Begrenzung von Grundwasserleitern [4-4]
Bild oben links Randbedingung 1. Art Bild links Randbedingung 2. Art Bild oben rechts Randbedingung 3. Art
Literatur / Quellenangaben zum Abschnitt 4
[4-1] COLDEWEY, G.; KRAHN, L.: Leitfaden zur Grundwasseruntersuchung in Festgesteinen bei Altablagerungen und Altstandorten. - Ministerium fr Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft Nordrhein-Westfalen, Dsseldorf 1991
[4-2] RICHTER, D.: Allgemeine Geologie. - Walter de Gruyter Berlin, 4. Auflage 1992
[4-3] LANGGUTH, H. R.: Vorlesungsskripte zur Hydrogeologie 1987/1988
[4-4] JORDAN, H.; WEDER, H. J.: Hydrogeologie. - Enke Verlag 1995
[4-5] BENDER, F.: Angewandte Geowissenschaften. Band III. - Enke Verlag 1984
[4-6] PRESS, F.; SIEVER, R.: Allgemeine Geologie. - Spektrum Akad. Verlag 1995
[4-7] LANGGUTH, H. R.; VOIGT, R.: Hydrogeologische Methoden. - Springer 1980
[4-8] HLTING, B. & COLDEWAY, W. G.: Hydrogeologie. - Spektrum Verlag 2005