Wasser Flashcards
Def. Grundwasser in der Hydrogeologie?
Grundwasser ist unterirdisches Wasser, das die Hohlräume der Erdrinde zusammenhängend ausfüllt, unter gleichem oder größerem Druck steht, als er in der Atmosphäre herrscht, und dessen Bewegung durch Schwerkraft und Reibungskräfte bestimmt wird.
Was ist die vadose Zone?
ist die ungesättigte (obere) Zone (Bodenzone/Bodenwasser), je nach Niederschlag kann sie vollständig mit Wasser bzw. Bodenluft gefüllt sein,
was ist die phreatische Zone?
ist die gesättigte (untere) Zone, Grundwasser
Def. Freies Grundwasser (ungespanntes Grundwasser)
Grundwasser, dessen Grundwasseroberfläche und Grundwasserdruckfläche in dem betrachteten Untergrundbereich identisch sind. Hydrostatische Druck entspricht dem atmosphärischen Druck.
Gespanntes Grundwasser
Grundwasser, das durch undurchlässige Schicht abgedeckt ist. Der hydrostatische Druck ist höher als der atmosphärischer Druck. Grundwasseroberfläche und Grundwasserdruckfläche* sind in dem betrachteten Untergrundbereich nicht identisch
Was ist die Grundwasserdruckfläche?
Grundwasserdruckfläche ist der Bereich, bis zu dem das Wasser entsprechend seinem hydrostatischen Druck in einem Brunnen ansteigen würde
Def. Porosität ?
Verhältnis von Hohlraumvolumen zum Gesamtvolumen eines Gesteins
Def. Hydraulische Leitfähigkeit bzw Durchlässigkeitsbeiwert?
rechnerischer Wert,
der die Durchlässigkeit von Materialien für Wasser quantifiziert
Was ist nutzbare oder effektive Porosität?
Volumenanteil, in dem sich das Wasser effektiv bewegen kann
Wie verhält sich die Beziehung von Gesamtporenanteil und Haftwasseranteil zur Korngröße?
und wie verhält sich der effektive Porenanteil?
je gröber die Körnung (Kies) desto kleiner der Porenanteil/Haftwasseranteil und anders herum.
(in Tonen/feinkörnig am größten).
der effektive Porenanteil ist wegen der großen Kornoberfläche im feinkörnigen Sediment (Ton) am geringsten und hat sein Optimum im Sand und nimmt mit zunehmender Kornvergröberung wieder ab.
Korngrößen ordnen von klein zu groß
Ton, Schliff, Sand, Kies, Steine
Aquifer?
Grundwasserleiter
Aquitard?
Grundwassergeringleiter (Grundwasserhemmer); wenig wasserdurchlässig, wenig wasserspeicherfähig
speichern Wasser und lassen genügend Wasser durch um regionalen Grundwasserhaushalt zu beeinflussen. Durchlässigkeit aber nicht hoch genug um Brunnen zu speisen (Trinkwassergewinnung)
Aquiklud?
Grundwassernichtleiter; sehr wenig wasserdurchlässig, aber wasserspeicherfähig
Aquifug?
Grundwassernichtleiter; weder wasserdurchlässig noch wasserspeicherfähig
Eigenschaften des Porengrundwasser (Lockergesteinsaquifer)
- hauptsächlich aus Lockergestein (Kies & Sand)
- entstand aus sedimentären Ablagerungen
- enge Hohlräume
- Grundwassergeschwindigkeiten meist sehr gering
Eigenschaften des Karstgrundwassers
- aus unterschiedlichen Karbonatgesteinen
- Struktur entstand durch Korrosionsprozesse
- sehr weite Klüften und Spalten
- große Wassermengen möglich
Was bedeutet Korrosion?
Zersetzung von Gesteinen durch Einwirkung von Wasser
Wie lautet die Gleichung für die Grundwasserneubildung?
N + Qzu = Ao + Au + Verdunstung + GWN + Qab
N: Niederschlag Qzu: oberirdischer Zufluss Ao: oberirdischer Abfluss Au: unterirdischer Abfluss V: Verdunstung GWN: Grundwasserneubildung Qab: Grundwasserentnahme
Von was ist die Grundwasserneubildung abhängig?
- Klimatische Größen
- Landnutzung, Vegetation
- Boden/Gestein
- Relief
- oberirdischer Abfluss
Was sind wichtige Faktoren für die Beschaffenheit des Grundwassers?
- Einfluss anderer Ökosysteme (Oberflächengewässer, Boden)
- Geochemische Beweglichkeit der Inhaltsstoffe
- Geogener Hintergrund
Was passiert in der Sickerwasserzone?
Natürliche und anthropogen erzeugte Inhaltsstoffe werden gespeichert, gefiltert, umgewandelt und abgebaut.
Wasser in der ungesättigten Zone wird natürlich gereinigt.
Temperatur: was ist die isotherme oder neutrale Zone?
Tiefenbereich wo Temperaturschwankungen der Oberfläche nicht mehr messbar sind.
Bahngeschwindigkeit vb
ist die „wahre“ Fliesgeschwindigkeit eines Wasserteilchens auf seinem Weg durch die Poren. Schwierig zu ermitteln.
Filtergeschwindigkeit vf
wird errechnet aus dem GwAbfluss Q und dem Querschnitt des GwLeiters AGwL
vf =Q/AGwL
Abstandsgeschwindigkeit va
errechnet sich aus dem Abstand L zwischen zwei Punkten einer GwStromlinie und der Fließzeit t
va = L / t
wie kann die Fließrichtung und Geschwindigkeit des Grundwassers gemessen werden?
Tracerverfahren: Makierende Substanzen (z.B. Uranin) werden über Schluckloch oder Pegel zugegeben und die Ankunft in Beobachtungsmessstellen detektiert. Tracer-Substanzen: lösliche Farben Salze, Isotope, Sporen, Bakterien..
Was ist ein Doppel–Packer Sammler?
zur Entnahme von Grundwasser aus definierten Tiefen
Wie kann Grundwasser entnommen werden?
meist mit Pumpen: Saugpumpe (Oberfläche), Tauchpumpe (Grundwasserpegel)
wie können Organismen aus Grundwasser gesammelt werden?
Air-Lift Pumpe, Pneumatik Pumpe, Minischöpfer
Was sind Bsp. für Bohrverfahren?
Rotationsbohrung, Rammkernbohrung, Rotationskernbohrung
wie ist das Verfahren einer Kernbohrung?
Das Gestein wird nicht von der Bohrkrone zerstört, sondern kreisförmig ein Bohrkern geschnitten.
Der Bohrkern gelangt in ein Innenrohr, welches die Drehbewegung des Gestänges nicht mitmacht.
Varianten der Kernbohrung?
Doppelkernrohr, Dreifachkernrohr, Seilkernrohr
Was sind z.B. Ausgangspunkte für Untersuchungen mittels Tiefenborhungen?
tiefe Höhlen und aufgelassene Mienen
Möglichkeiten der in situ nahen Untersuchungen von Grundwasser? + deren Nachteile
ISM und MLSM
ISM: Stechzylinder in Bohrloch gerammt, Nährstoffe und Schadstoffe können zugefügt werden. Nachteil: ISM mit Sediment muss manuell entfernt werden
MLSM: Grundwasser durchströmt kleine Kammern. MO werden von Membran gefangen gehalten.
Wozu dienen Simulationen von Grundwassersystemen?
um Laboreffekte, Dimensionierung zsh. zu evaluieren. V.a. bei der Austestung von biologischen Sanierungsstrategien.
Sanierungsansätze werden erst in Versuchen unter in situ nahen Bedingungen durchgeführt bevor die im Feld angewendet werden.
Grundwasser: Charakteristische abiotische Unterschiede zwischen unterirdischen und oberirdischen Ökosystemen:
Unterirdisch:
Permanente Dunkelheit
Geringe Vielfalt an Lebensraumtypen
Platzmangel, Nahrungsmangel, Sauerstoff.
Relativ konstante und vorhersagbare phys.-chemische Bedinungen
Wie kommen (Mikro)Organismen in den Untergrund?
- Sedimentation
- Verhüttungen und geologische Erdbewegungen
- Passiver Transport und aktive Besiedlung
- Entstehung des Lebens im Untergrund (umstritten)
- Snthropogener Eintrag (Bohrungen)
Verhältnis Freiwasser/Aufwuchs von MO im Grundwasser?
ca. 1/1000, bevorzugen ein sesshaftes Leben. Leben im Biofilm (aus Microkolonien)
Wo leben die meisten MO (Boden, Ozeanischer Untergrund, Kontinentaler Untergrund, Oberflächengewässer?)
Im Untergrund gibt es mehr MO als in allen anderen Lebensräumen der Erde. Im Ozeanischen Untergrund am meisten.
Bei der Bewertungen der Biomasse geht es sogar soweit, dass die Masse der mikrobiellen Biomasse im Untergrund eine Dimension erreicht, die der Gesamtmasse aller Pflanzen entspricht.
Styx?
ein Fluss der Unterwelt (Mythologie: die Grenze zum Totenreich Hades)
In welche Habitate wird die Grundwasserfauna eingeteilt?
Stygobiont, Stygoxen, Stygophil
Troglos (troglobitisch)?
Höhlen, Karst
Phreatos (phreatisch)?
Porengrundwasser