Hauptuntersuchungen - Ingenieurgeologie - page 273

grö ß te Durchlässigkeit (Abb. 7.34)
Die Schicht mit der grö ß ten Durchlässigkeit dominiert somit die (horizontale) hy-
draulische Leitfähigkeit des Schichtpakets. Das Verhältnis von horizontaler zur verti-
kaler Durchlässigkeit k h /k v liegt bei Sedimenten ü blicherweise zwischen 2 und 10 (von
Soos & Engel 2008).
Nicht nur die Schichtung von Böden kompliziert die Ermittlung ihrer Durchlässig-
keit. Böden können dar ü ber hinaus einer komplexen Belastungsgeschichte ausgesetzt
gewesen sein, somit eine Tektonik aufweisen, die sich in einem Gef ü ge von Trennlä-
chen manifestiert. Dies ist zum Beispiel der Fall bei Böden, die während der Eiszeiten
Gletscherlasten trugen, die sich in Hanglagen gravitationsbedingt verformten oder die
sich infolge variierender Konsolidationsbedingungen unterschiedlich setzten.
Feldversuche zur Bestimmung der Durchlässigkeit sind daher aussagekrätiger als
Laborversuche, da sie einen viel grö ß eren Bodenbereich abdecken und somit loka-
le Inhomogenitäten ber ü cksichtigen. Um einen Pumpversuch durchzuf ü hren, ist ein
Brunnen erforderlich, mit dem Wasser kontrolliert aus einem vorher festgelegten Tie-
fenbereich entnommen bzw. in diesen eingespeist werden kann. Eine Aufschlussboh-
rung lässt sich leicht als Brunnen ausbauen. Unterschieden werden (Abb. 7.35)
vollkommene Brunnen, die in einen Grundwasserhemmer (z. B. in eine Tonschicht)
einbinden und
unvollkommene Brunnen, die nicht in einen Grundwasserhemmer einbinden
sowie Brunnen im
freien Grundwasser und im
gespannten Grundwasser.
Je nach Anströmung (Abströmung) unterscheidet man
die zylindrische Anströmung durch die Brunnenwandung
die elliptische und halbelliptische Anströmung durch Wandung und Sohle
die kugelförmige und halbkugelförmige Anströmung durch die Brunnensohle.
Unter Ber ü cksichtigung der vorliegenden Grundwasserverhältnisse und der Geome-
trie der Anströmung lassen sich Brunnenformeln herleiten. Die Grundlage daf ü r bil-
den das Kontinuitätsprinzip und das Darcysche Gesetz . Die folgende Herleitung zeigt
die Vorgehensweise f ü r einen vollkommenen Brunnen im freien Grundwasser, der
nur entlang der benetzten Filterstrecke Wasser aufnimmt (Abb. 7.36). Vorausgesetzt
wird ein stationärer Strömungszustand, der bei einer konstanten Entnahmerate ent-
steht. Die einströmende Wassermenge ergibt sich aus