In diesem Bericht wird die Versuchsvorbereitung, -durchführung und eine detaillierte Auswertung eines Pumpversuchs, an einer Grundwassermessstelle in der Nähe des Ewaldsees aufgeführt. Desweiteren wurde selbiges anhand zweier Versickerungsversuche, im selben Areal aufgeführt und ausgewertet.
Die Bestimmung der Durchlässigkeiten von Böden und Gesteinen kann im Gelände mit verschiedenen Methoden bestimmt werden. Mit Hilfe von Grundwassermessstellen und eines Pumpversuches kann der Absenktrichter und somit die Reaktion des Grundwasserleiters auf die Systemänderung ermittelt werden. Hieraus lassen sich über Berechnungen die Durchlässigkeiten im Grundwasserleiter bestimmen.
Kleinräumig kann die Infiltrabilität des anstehenden Materials über Versickerungsversuche bestimmt werden, die wiederum Rückschlüsse auf die Durchlässigkeiten im Grundwasserleiter zulassen. Exemplarisch wurden Versuche mit einem Doppelringinfiltrometer, sowie einer Schürfgrube durchgeführt.
Ziel war die Vermittlung von Kenntnissen über die Versuchsdurchführungen mit anschließender Datenauswertung.
Als Versuchsort wurden hierbei die Grundwassermessstellen und das Gelände, am und um den Ewaldsee, in Gelsenkirchen gewählt.
Inhaltsverzeichnis
1. Einführung
2. Versuchsaufbau, Geräte und Versuchsdurchführung
2.1 – Kurzpumpversuch
2.2 – Schurfgrube
2.3 – Doppelringinfiltrometer
3. Ergebnisse
3.1 – Kurzpumpversuch
3.2 – Schurfversickerung
3.3 – Doppelringinfiltrometer
4. Interpretation
4.1 – Kurzpumpversuch
4.2 – Schurfversickerung
4.3 – Doppelringinfiltrometer
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, Kenntnisse über verschiedene bodenhydraulische Messmethoden im Gelände zu vermitteln und die Durchlässigkeit von Böden durch praktische Anwendung und Datenauswertung zu bestimmen.
- Grundlagen der Bestimmung von hydrodynamischen Durchlässigkeiten
- Durchführung und Auswertung eines Kurzpumpversuchs
- Methodik der Schurfversickerung zur Bestimmung der Infiltrabilität
- Anwendung des Doppelringinfiltrometer-Verfahrens
- Kritische Analyse von Fehlerquellen bei bodenhydraulischen Feldversuchen
Auszug aus dem Buch
2.3 – Doppelringinfiltrometer
Der Versickerungsversuch mittels Doppelringinfiltrometer benötigt zwei Metallringe mit bekanntem Durchmesser bzw. bekannter Fläche, eine Einschlaghilfe, sowie einen Schwimmer mit einer Höhenskala zur Erfassung der Höhendifferenz.
Zur Versuchsvorbereitung wird der Oberboden analog zum Schurfgrubenversuch vorbereitet (Abtragen des humosen Oberbodens bis zum gewachsenen Boden und Einebnen der Versuchsfläche). Anschließend werden die Infiltrometerringe mit der Schlagseite (Scharfkantig geschliffene Kante zur Vereinfachung des Einschlagens) nach unten auf die vorbereitete Fläche aufgebracht und mit Hilfe einer Einschlaghilfe in den Boden getrieben. Hierbei ist die Eindringtiefe zu dokumentieren, da sie von Bedeutung bei der Auswertung ist. Aus der Differenz der Ringhöhe (25,5 cm) und der verbleibenden Ringhöhe nach dem Einbringen (20,25 cm), ergibt sich eine Eindringtiefe von 5,25 cm.
Die Einschlaghilfe ist ein kreuzförmiges Element, dass das gleichmäßige Eintreiben der Infiltrometerringe ermöglicht, sowie ein Verschieben der Ringe gegeneinander verhindern soll, um gleichmäßige Abstände des inneren Ringes um äußeren Ring zu gewährleisten. Die Ausrichtung der eingetriebenen Ringe sollte zudem mit einer Wasserwaage kontrolliert werden. Aufgrund der lokalen Gegebenheiten war ein Einbringen der Infiltrometerringe in den gewachsenen Boden nicht möglich, so dass auch bei dieser Versuchsdurchführung in den humosen Oberboden infiltriert werden musste. Auch war ein Ausrichten mittels Wasserwaage nicht möglich.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einführung: Dieses Kapitel beschreibt das Ziel des Praktikums, die Bedeutung der Bestimmung von Bodendurchlässigkeiten und den gewählten Untersuchungsort am Ewaldsee.
2. Versuchsaufbau, Geräte und Versuchsdurchführung: Es werden die experimentellen Aufbauten für den Kurzpumpversuch, die Schurfgrube und das Doppelringinfiltrometer detailliert erläutert.
3. Ergebnisse: Dieses Kapitel präsentiert die erhobenen Messdaten der verschiedenen Versuchsreihen in Form von Tabellen und grafischen Verläufen.
4. Interpretation: Die Ergebnisse werden analysiert, methodische Fehlerquellen wie Randeffekte diskutiert und die berechneten Durchlässigkeitsbeiwerte eingeordnet.
Schlüsselwörter
Hydrodynamik, Durchlässigkeit, Pumpversuch, Schurfgrube, Doppelringinfiltrometer, Infiltration, Grundwasserleiter, Versickerung, Bodenhydraulik, Feldversuch, Transmissivität, Absenktrichter, Geländepraktikum, Bodeneigenschaften, Fehleranalyse
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit dokumentiert ein Geländepraktikum, bei dem verschiedene hydromechanische Verfahren zur Bestimmung der Durchlässigkeit von Böden und Gesteinen angewendet wurden.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind der Kurzpumpversuch sowie Versickerungsversuche mittels Schurfgrube und Doppelringinfiltrometer.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist die Vermittlung von praktischen Kenntnissen in der Versuchsdurchführung sowie der anschließenden Datenauswertung zur Ermittlung von Durchlässigkeitsbeiwerten.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es werden klassische bodenhydraulische Feldmethoden eingesetzt, darunter das Verfahren nach Dupuit und Thiem beim Pumpversuch sowie Infiltrationsmessungen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in den Versuchsaufbau, die Darstellung der gewonnenen Messergebnisse und deren anschließende fachliche Interpretation.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind Hydrodynamik, Durchlässigkeit, Infiltration, Grundwasserleiter und Fehleranalyse im Kontext von Feldversuchen.
Wie wurde die Entnahmerate beim Pumpversuch bestimmt, da die Steuerung defekt war?
Es wurde das Verfahren der „Auslitterung“ angewendet, bei dem ein Gefäß mit bekanntem Volumen gefüllt und die dafür benötigte Zeit gestoppt wurde, um einen Durchschnittswert zu erhalten.
Welchen Einfluss haben die "ungeschützten Seitenwände" der Schurfgrube auf die Ergebnisse?
Sie dienen als Fehlerquelle durch den sogenannten Randeffekt, da das Wasser nicht nur vertikal, sondern auch in die Seitenwände infiltriert, was die Genauigkeit beeinträchtigen kann.
Warum wurde bei den Versuchen teils im humosen Oberboden und nicht im gewachsenen Boden gearbeitet?
Aufgrund der lokalen Gegebenheiten vor Ort war ein Einbringen der Messvorrichtungen bis zum gewachsenen Boden nicht möglich.
Welche Rolle spielt der äußere Ring beim Doppelringinfiltrometer?
Er dient als „Schutzfront“, die sicherstellt, dass die Infiltration des inneren Rings primär vertikal verläuft und nicht durch horizontale Komponenten verfälscht wird.
- Arbeit zitieren
- Daniel Slowik (Autor:in), 2014, Praktikumsbericht zur Hydromechanik. Pumpversuch und Versickerungsversuche am Ewaldsee, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/320390
