HYDRAULIK UND HYDROMECHANIK Übungsteil - Department ...

HYDRAULIK UND HYDROMECHANIK – ÜBUNGSTEIL
7. GEOHYDRAULIK
Grundlage der gesamten Strömungsberechnung in der Geohydraulik ist das Gesetz von DARCY:
q = −k ·i (7-1)
[q] = m·s −1 Durchflussrate, auf den Querschnitt bezogener Fluss; besitzt genau genommen
die Dimension L 3 L −2 T −1 ; auch als Filtergeschwindigkeit v f bezeichnet
[k] = m·s −1 k-Wert oder Durchlässigkeitsbeiwert (eigentlich von der dynamischen Viskosität
und damit der Temperatur des Strömungsmediums abhängig). Der k-Wert
wird häufig auch in der Einheit m/d angegeben.
[i] = dim.los Standrohrspiegelgefälle; auch Gradient des hydraulischen Gesamtpotenzials H,
das sich in der Geohydraulik vornehmlich aus Lage- und Druckpotenzial zusammensetzt:
H = p
ρ ·g + z
[H] = m Gesamtpotenzialhöhe oder Standrohrspiegelhöhe im betrachteten Punkt
[ p
ρ ·g ] = m Druckhöhe im betrachteten Punkt
[z] = m geodätische Höhe des betrachteten Punktes über dem Vergleichsniveau
Das Potenzialgefälle zwischen zwei Punkten kann angegeben werden als
i = H 2 − H 1
l
.
[H 1 ] = m Gesamtpotenzialhöhe oder Standrohrspiegelhöhe im Punkt 1
[H 2 ] = m Gesamtpotenzialhöhe oder Standrohrspiegelhöhe im Punkt 2
[l] = m Länge des Fließweges zwischen den Punkten 1 und 2
Da der Fluss immer von Punkten höheren Potenzials zu Punkten niedrigeren Potenzials und damit
entgegen der Richtung des Gradienten erfolgt, ist die rechte Seite der Gleichung 7-1 mit negativem
Vorzeichen versehen.
66.) Von einem Fluss infiltriert Wasser in den umgebenden Grundwasserkörper, der nach
unten hin durch eine undurchlässige Schicht begrenzt ist.
Mit welcher Zuströmung in das
Grundwasser ist pro m Länge des
Flusses zu rechnen?
67.) Die untenstehende Abbildung zeigt einen flachen Hang mit einer relativ dünnen
Lockergesteinsauflage, der in einen Fluss entwässert. Das Gefälle des Hanges
beträgt 2 %, der Boden ist sandiger Lehm mit einem k-Wert von 2,5 m/d. In einer
Geohydraulik S. 87