Hydrosphäre - Teil Grundwasser

Werden bei unverfestigtem material z.B. klastischen Sedimenten angewendet. Wichtig zur sedimentologischen und geotechnischen KLassifizierung

je flacher die Kurve ist, desto schlechter sortiert. Je steiler desto besser sortiert!

Durchlässigkeitsmessung durch Darcy-Experiment

• Punktuell
  • hydraulisch: Brunnenpege
  • Geologisch: Bohrprofil
  • biologisch: keimzahl
• Integral (raummittelnd)
  • hydraulisch (pumpversuch
  • hydraulisch/hydrochemisch (Tracerversuch)
• Tomographisch (hochauflösend)
  • hydraulisch (kombinierte Auswertung vieler Pumpversuche.
     

Eigenschaften: Unschädlich, preiswert, wasserlöslich, leicht quanitativ nachweisbar, nichtreaktiv, stabil, nicht natürlich vorkommend

Bespiele: Fluoreszenz Tracer (Uranin), Salz (Bromid), Farbstoffe usw.

Zugabe- und Beobachtungsstellen: Dolinen (Karsttrichter), Bachschwinden, Bohrungen, Quellen

 

siehe grafik

1. Dublette

2. Radial konvergierend

3. Natürlicher Gradient (man misst immer wieder?)

4. Einbohrlochverfahren (oben eingabe und schauen wenn unten ankommen

Die natürlichen Druck- und Fliessverhalten eines Aquifers werden gezielt gestört um die Reaktion des Aquifers zu beachten.

Aufgezeichnet wird in Aktiven Bohrungen (bsp. man entnimmt wasser während einem Pumpversuch) oder an passiven Beobachtungsbrunnen

Zugang von infiltriertem Wasser zu Grundwasser

siehe grafik

1. Über Niederschlag in den Boden (Sickerwasser)

2. Aus einem Oberflächengewässer

3. aus einem anderen Aquifer (in einem tieferen Stock: z.B. fossiles Wasser?)

4. Durch künstliche Infiltration von Wasser (künstliche GW-Anreicherung, wie in Zürich bei Hardturm)

Positiv beeinflussend:

• Niederschlag: hoher Niederschlag in kühleren Jahreszeiten begünstigen Grundwasserneubildung
• Boden: geringe Feldkapazität, hohe Durchlässigkeit, ohne Stauhorizont
• GW-Flurabstand: bei hinreichender Tiefe des GW-Flurabstands (bei zu geringem Flurabstand kommt es zu Moorbildung)

negativ beeinflussend.

• künstliche Drainage
• Landoberfläche (versiegelung)
• Evapotranspiration

durchschnittlich 700-2000 mm/a.

Niedrigste Werte im Mittelland, dann im Rheingebiet, hohe werte im Hochgebirge

Grundsätzlich gilt in der Schweiz: potentielle Evapotranspiration=reele Evaportransipiration

entspricht etwa 280-800 mm

250-700mm

DOC = dissolved organic Compounds --> gelöste Organische Stoffe

DOC werden von der Grundwasserfauna als lebensgrundlage benötigt

• Gase: je wärmer das Wasser, desto weniger Gase können darin gelöst werden
• Salze: je wärmer das Wasser, desto mehr Salze können darin gelöst werden

Siehe Grafik:
 Wichtig: falls Fläche nicht bekannt ist, aber die Mächtigkeit (hier 8 Meter = höhe) kann man einfach eine "Einheitslänge" annehmen von 1 meter um die Fläche zu berechen --> Fläche A = 1m * 8m = 8m2

96.3% Salzwasser

3.7% Süsswasser, davon 50% als Eis

Total: 1.4*10^9 Kubikkilometer

durch glaziale prozesse

1.6 % sind Grundwasser (davon je ca. 50% salzig und süss)

0.008% sind Süsswasserseen

1. hohe spezfische Wärme: 4.2 kJ*kg/K

2. hohe latente Wärme (phasenübergang): 2.4 MJ/kg

Der Wärmegehalt des Wassers führt zu unserem Klima und macht deshalb leben erst möglich.

- Oberflächenspannung

- Ahäsion und Kohäsion (wichtig für Physiologie der Zelle, Tropfenbildung und wasser in Böden (Kapillareffekt))

- Wärmeleitfähigkeit

- Dichteanomalie

- Wasserstoffbrücken

- Flüssiges wasser kleiner als festes wasser

- permanetner dipol

siehe grafik

Die Temperatur der maximalen Dichte ändert sich. Temperatur der verdunstung

siehe grafik

Wassersäule ist immer stabil geschichtet --> wird eine genügend lange Zeit angeschaut, ordnet sich wasser immer aufgrund der Gravitation nach der dichte!

Wassersäule ist stabil wenn die Dichte mit der Tiefe zunimmt. Gibt ausnahmefälle bei welchen dieses nicht zutrifft! (sehr salziges wasser (=Salzlauge) kann bei hohen temperaturen mehr salz aufnehmen und wird daher schwerer als kälteres Salzwasser)

- Schutz vor Verdunstung

- Filterwirkung

- Selbstreinigung (in-situ Abbau, Sorption

- Schutz vor Verunreinigung (durch flora am Boden, Fauna, org. Bodenmaterial)

- kontinuierliches und räumlches angebot für brunnen

Siehe grafik

Zugang von infiltriertem WAsser zu grundasser

siehe grafik

- Über niederschlag in den Boden, aus dem Bodenspeicher oder durch den Boden in den Aquifer (Sickerwasser)

- Aus einem Oberflächengewässer

- Aus einem anderen Aquifer

- durch künstliche Infiltration (GW-Anreicherung)