Geoscience Reference
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3
c
Mw
=
Konzentration (des Leitions) im kor-
respondierenden Mischwasser
(mol/l),
Summe aus absolutem Atmosphärendruck
p
amb
,
der auf dem Grundwasser lastet, und dem jewei-
ligen hydrostatischen Überdruck
p
g
c
Gw
=
Konzentration (des Leitions) im kor-
respondierenden Grundwasser
(mol/l),
p
p
p
Gl. 31
abs
amb
g
c
Fw
=
Konzentration (des Leitions) im
Flusswasser (mol/l).
p
abs
=
absoluter Druck innerhalb des Grund-
wasserkörpers (Pa),
p
amb
=
Atmosphärendruck (Pa),
p
g
=
hydrostatischer Druck (Pa).
3.5 Grundwasserdynamik
Die Druckzunahme erfolgt linear nach der Tiefe
(Abb. 17). Die Einheit des Drucks ist Pascal Pa
(10
5
Pa = 1 bar = 10,19716 m Wassersäule
(mWS); 1 mWS = 98,0665 mbar) (B
LAISE
P
ASCAL
,
französischer Mathematiker und Physiker; 1623-
1662).
Ist der Grundwasserleiter durch eine praktisch
undurchlässige Schicht überlagert, so kann eine
unter Druck stehende Grundwasseroberfläche
nicht weiter ansteigen, dieses
Grundwasser
ist
gespannt
. Der Druck an der Deckfläche ist grö-
ßer als der Atmosphärendruck. Wird die Deckflä-
che durchbohrt, steigt der Wasserspiegel höher
als die Deckfläche (Abb. 17). Der sich in der Boh-
rung einstellende Wasserspiegel wird als Druck-
spiegel bezeichnet. Die Neufassung der DIN 4049
enthält diesen Begriff nicht mehr, weil davon aus-
gegangen wird, dass der gesamte Grundwasser-
körper ein einheitliches hydraulisches System
darstellt, unabhängig davon, ob ein Teil dieses
Körpers eine gespannte Oberfläche hat. Deshalb
wird nur noch von einer
Standrohrspiegelhöhe
gesprochen, worunter die Summe aus geodäti-
scher Höhe und Druckhöhe eines Punktes in ei-
nem betrachteten Grundwasserkörper zu verste-
hen ist. Die Verbindung der Druckspiegel und der
freien Wasserspiegel ergibt eine gedachte Fläche,
die
Grundwasserdruckfläche
(verschiedentlich
auch piezometrisches Niveau genannt, ein veral-
teter Begriff, der nicht mehr verwendet werden
sollte). Liegt die Grundwasserdruckfläche höher
als die Geländeoberfläche, so ist dieses
Grund-
wasser artesisch gespannt
. Es läuft, wenn es an-
gebohrt wird, frei aus. Durch Verlängerung des
Brunnenaufsatzrohres kann die Höhe der Druck-
fläche über Gelände einfach ermittelt werden,
ebenso durch Aufsetzen eines Manometers. Falls
höhere Drucke zu erwarten sind, muss das Auf-
satzrohr der Bohrung mittels eines Preventers ab-
gedichtet werden.
Nach der Infiltration des versickernden Nieder-
schlagsanteils durch die wasserungesättigte Bo-
denzone tritt das Wasser in die wassergesättigte
Bodenzone und damit in das Grundwasser über.
Hier unterliegt es den schicht- und gesteinsbe-
dingten hydraulischen Gesetzmäßigkeiten. Die
Dynamik (Bewegung) des Grundwassers wird
ausschließlich durch die Schwerkraft bestimmt
(DIN 4049-3). Man unterscheidet zwischen sta-
tionärer und instationärer
Grundwasserströ-
mung
; bei der ersteren ist die Filtergeschwindig-
keit am Betrachtungsort in der Zeiteinheit gleich,
während sie sich bei der zweiten ändert (DIN
4044).
Die
Dynamik eines Grundwasserleiters
hängt entscheidend von den hydraulischen
Druckverhältnissen ab. Auch bei freiem Grund-
wasser herrschen innerhalb des Grundwasserlei-
ters unterschiedliche Drücke. An der freien
Grundwasseroberfläche ist der Druck gleich dem
absoluten
Atmosphärendruck
(Umgebungs-
druck, lat. ambiens)
p
amb
, mit zunehmender Tie-
fe addiert sich der Druck, der aus dem Gewicht
der überlagernden Wassersäule resultiert. Die
Größe des
hydrostatischen (Schwere-) Drucks
p
g
(Wasserdruckkraft) ergibt sich aus der Höhe
der Wassersäule
h
W
, der Dichte
des Wassers und
der örtlichen Fallbeschleunigung
g
:
ρ
p
g
h
Gl. 30
g
WW
p
g
=
hydrostatischer Überdruck (Pa),
9,81 m/s
2
),
g
=
örtliche Fallbeschleunigung (
≈
Dichte des Wassers (kg/m
3
),
ρ
W
=
h
W
=
Höhe der Wassersäule (m).
Der
absolute Druck
p
abs
an einem Punkt inner-
halb des Grundwasserkörpers ergibt sich als
