Geoscience Reference
In-Depth Information
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bringen. Ausführliche Hinweise sind den Norm-
blättern DIN EN ISO 22282 zu entnehmen.
land darauf keine Rücksicht zu nehmen, da die
Temperatur
des Grundwassers einheitlich um
10 °C liegt.
Wesentlich entscheidender sind dagegen die
Strömungsverhältnisse. Grundsätzlich ist dabei
zwischen stationären und instationären Strö-
mungsverhältnissen zu unterscheiden. Bei
statio-
nären Strömungsverhältnissen
wird der Pump-
versuch solange gefahren, bis sich bei konstanter
Wasserförderung aus dem Brunnen über längere
Zeit ein dynamisches Gleichgewicht zwischen
Grundwasserzustrom und -entnahme, also ein
stationärer Strömungszustand (
„Beharrungszu-
stand“
des Brunnenwasserspiegels) eingestellt
hat. Streng genommen ist dieser Zustand in der
Praxis kaum zu verwirklichen. Bei ständigen na-
türlichen Schwankungen des Grundwasserspie-
gels, zeitunterschiedlichem Grundwasserzu- und
-abstrom und wechselnder Grundwasserneu-
bildung sind nämlich die Strömungsverhältnisse
ständig zeitlichen Änderungen unterworfen.
Praktisch wird also immer nur ein „quasistatio-
närer“ Zustand erreicht. Deshalb werden häufig
kurzfristige Pumpversuche ausgeführt, bei denen
die Strömungsverhältnisse nicht stationär sind,
sich also noch kein dynamisches Gleichgewicht
eingestellt hat und es sich also um
instationäre
Strömungsverhältnisse
handelt. Für stationäre
und instationäre Strömungsverhältnisse sind na-
turgemäß verschiedene Berechnungsverfahren
erforderlich.
Die verschiedenen Verfahren und ihre Aus-
wertung werden im Abschn. 4.2.2.2 ausführlich
dargestellt.
4.2.1 Grundlagen der
geohydraulischen
Untersuchungen
Die Strömung des Grundwassers in Gesteinen
wird von deren Durchlässigkeit (geohydraulische
Leitfähigkeit), der Beschaffenheit ihres effektiven,
durchflusswirksamen Hohlraumanteils (Poren-
anteil, Kluftanteil) und dem hydraulischen Gra-
dienten (Grundwassergefälle) bestimmt. Alle
geohydraulischen Berechnungen gehen vom
DARCY-Gesetz (Gl. 14) aus, das durch folgende
Gleichungen beschrieben wird (Abschn. 3.3.1.1):
VkA
h
l
bzw.
(Gl. 14)
f
VkAi
bzw.
f
V
A
h
l
f
k
V
·
= Volumenstrom (m
3
/s),
k
f
= Durchlässigkeitsbeiwert (m/s),
A
= durchflossene Fläche (m
2
),
h
= Druckhöhenunterschied (m),
l
= Fließlänge (m),
i
= hydraulischer Gradient (
h/l
) (1),
ν
f
= Filtergeschwindigkeit (m/s).
Da der Quotient
V
·
/
A
nach Gl. 19 die Filterge-
schwindigkeit
v
f
ist, lautet die Ausgangsgleichung
für alle Pumpversuche in Lockergesteinen:
4.2.2 Laborversuche
Im Vergleich zu den Geländemethoden sind La-
bormethoden hinsichtlich des Zeit- und Kosten-
aufwandes erheblich günstiger. Allerdings ist die
Aussagekraft der Ergebnisse bedingt durch Inho-
mogenitäten im Gestein eingeschränkt.
V
A
ki
v
(Gl. 19)
f
f
Die Gleichungen des D
ARCY
-Gesetzes zeigen, dass
dem gesteinsspezifischen Durchlässigkeitsbei-
wert
k
f
eine entscheidende Bedeutung zukommt.
Dieser ist abhängig von der Wassertemperatur
und beträgt z.B. bei 10 °C das 0,77-fache, bei
30 °C das 1,55-fache des Durchlässigkeitsbeiwer-
tes
k
f
bei 20 °C. In der Regel braucht man jedoch
unter den klimatischen Verhältnissen in Deutsch-
