Hydrogeologische Methoden

ISBN-13: 9783642965821 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 498 str.

Horst R. Langguth; Rudolf Voigt

Opis

Nichts ist so einfach, wie es aussieht - die Wahrheit dieses Gesetzes von MURPHY & KLIPSTEIN erschloss sich uns bei der Arbeit an dem vorliegenden Buch "Hydrogeolo gische Methoden." Die Idee dazu wurde geboren, als wir vor Jahren damit begannen, Umdrucke zu verfas sen, der eine fur den Lehrbetrieb einer Hochschule, der andere fur die innerbetrieb liche Fortbildung in der wasserwirtschaftlichen Abteilung eines bergmannischen Gross betriebes. Gesammelt sollten diese Umdrucke eine Art hydrogeologisches "Kochbuch" bilden. Doch erwiesen sich die Resultate unserer damaligen Muhen als wenig zufrieden stelIend. Vor allem zeigte sich, dass grundwasserhydraulische Probleme ohne intensive Darstellung der theoretischen Grundlagen nicht verstandlich dargelegt werden konnen. Als Ergebnis der daraufhin einsetzenden Uberlegungen und Arbeiten liegt das Buch in seiner jetZigen Form vor. Das Buch wendet sich insbesondere an Geologen und Hydrogeologen, und zwar sowohl an die Studierenden als auch an die Praktiker in Amtern, Ingenieurburos und Betrieben. Daruber hinaus ist das Buch auch fur die auf dem Grundwassersektor arbeitenden Hydro logen und Bauingenieure brauchbar."

Spis treści

1. Größen und Einheiten in der Hydrogeologie.- 1.1. Allgemeines.- 1.2. BasisgröBen und Basiseinheiten des SI.- 1.3. Abgeleitete, für die Hydrogeologie wichtige SI-Einheiten.- 1.4. Weitere gebräuchliche Einheiten.- 1.5. Spezielle Einheiten in der Hydrogeologie.- 1.5.1. Eigenschaften des Wassers.- 1.5.2. Eigenschaften des Aquifers.- 1.6. Umrechnung von einer Einheit in eine andere.- 1.6.1. Wechsel der Einheit.- 1.6.2. Verhältnis der Einheiten einer Größe in verschiedenen Einheitensystemen.- 1.7. Weitere Berechnungsbeispiele.- 1.7.1. Berechnung der kapillaren Steighöhe.- 1.7.2. Volumenänderung des Wassers bei Druckvariation.- 2. Durchlässigkeit und Transmissivität.- 2.1. Grundwasserströmung im porösen Medium.- 2.1.1. Das Gesetz von DARCY.- 2.1.2. Das Potential der Grundwasserströmung.- 2.1.3. Der Gültigkeitsbereich des Gesetzes von DARCY.- 2.2. Durchlässigkeit.- 2.2.1. Permeameteruntersuchungen.- 2.2.2. Auffüllversuche zur Ermittlung der Durchlässigkeit.- 2.2.3. Resultierende Durchlässigkeit.- 2.2.4. Spezifische Permeabilität.- 2.2.5. Auswertung von Korngrößenanalysen.- 2.3. Transmissivität.- 2.3.1. Konzept.- 2.3.2. Transmissivität und Schwankungen des Grundwasserspiegels.- 2.3.3. Tracer-Versuche und Transmissivität in geschichteten Aquifers.- 2.3.4. Transmissivität und spezifische Ergiebigkeit von Förderbrunnen.- 2.4. Durchlässigkeitskoeffizient im ungesättigten porösen Medium.- 3. Speicherkoeffizient und nutzbarer Porenraum.- 3.1. Definitionen Gespannter Aquifer — Aquifer mit freier Oberfläche.- 3.2. Elastizität und Kompressibilität von gespannten Aquifers.- 3.2.1. Variationen der Auflast.- 3.2.2. Innere Kräfte.- 3.2.3. Mathematisches Konzept des Speicherkoeffizienten.- 3.2.4. Barometrischer und Tidenkoeffizient.- 3.2.5. Bodensenkung (Subsidenz).- 3.2.6. Abschätzung des Speicherkoeffizienten.- 3.3. Nutzbarer Porenraum und Haftwasseranteil in Aquifers mit freier Oberfläche.- 3.3.1. Konzept.- 3.3.2. Haftwasser und Saugspannung.- 3.3.3. Nutzbarer Porenraum und Bodenfeuchte in der ungesättigten Zone über dem Wasserspiegel.- 3.3.4. Nutzbarer Porenraum und Feuchteäquivalent.- 3.3.5. Nutzbarer Porenraum und Kornverteilung.- 4. Pumpversuche.- 4.1. Allgemeines.- 4.2. Fließzustände und Aquifertypen.- 4.3. Leistungspumpversuche.- 4.4. Gespannter Grundwasserleiter — Instationäre Strömung.- 4.4.1. Theoretische Grundlagen.- 4.4.2. Methode von THEIS.- 4.4.3. Geradlinienverfahren von COOPER & JACOB.- 4.4.4. Wiederanstiegsmethode von THEIS und JACOB.- 4.5. Gespannter Grundwasserleiter — Stationäre Strömung.- 4.6. Grundwasserleiter mit freier Oberfläche — Instationäre und stationäre Strömung.- 4.6.1. Methode von DUPUIT-THIEM.- 4.6.2. Korrigierte Absenkung nach JACOB.- 4.7. Grenzbedingungen.- 4.8. Halbgespannter Grundwasserleiter — Instationäre Strömung.- 4.9. Grundwasserleiter mit freier Oberfläche und verzögerter Entleerung — Instationäre Strömung.- 4.10. Allgemeines zur Ausführung von Pumpversuchen.- 5. Graphische und analytische Auswertung der stationären Strömung im Aquifer.- 5.1. Vorbemerkungen.- 5.2. Strömungsnetzanalyse.- 5.2.1. Theoretische Grundlagen.- 5.2.2. Berechnungsgang.- 5.2.3. Strömungsnetz in Schichten unterschiedlicher Durchlässigkeit.- 5.3. Fließgeschwindigkeit des Grundwassers.- 5.3.1. Definition der Fließgeschwindigkeiten.- 5.3.2. Fließzeit im Absenkungsbereich eines Förderbrunnens.- 5.3.3. Fließzeitermittlung nach NAHRGANG.- 5.3.4. Andere Verfahren zur Bestimmung der Fließzeit.- 5.4. Grenzfläche (Interface) zwischen Süß- und Salzwasser.- 5.4.1. Überblick.- 5.4.2. Lage der Interface — Hydrostatisches Konzept.- 5.4.3. Lage der Interface — Hydrodynamisches Konzept.- 5.4.4. Lage der Interface — Näherungsmodell von GLOVER.- 6. Bohrbrunnen und Pegel.- 6.1. Einleitung.- 6.2. Bohrverfahren — ein Überblick.- 6.2.1. Trockenbohrverfahren.- 6.2.2. Spülbohrverfahren.- 6.3. Brunnenbau.- 6.3.1. Vorbemerkungen.- 6.3.2. Probenuntersuchung.- 6.3.3. Brunnenfilter.- 6.3.4. Natürlich entwickelte Brunnen.- 6.3.5. Kiesschüttungsbrunnen.- 6.3.6. Fertigstellung des Brunnens.- 6.3.7. Brunneneintrittsverluste.- 6.4. Praktische Brunnenhydraulik im ungespannten Aquifer.- 6.4.1. Fassungsvermögen.- 6.4.2. Sickerstrecke.- 6.4.3. Reichweite.- 6.5. Pegel.- 6.5.1. Errichtung von Pegeln.- 6.5.2. Funktionsprüfung von Peilrohren.- 6.5.3. Zur Anordnung von Pegeln.- 7. Pumpen und Rohrleitungen.- 7.1. Pumpentypen.- 7.2. Wirkungsweise von Kreiselpumpen.- 7.2.1. Theoretische Grundlagen.- 7.2.2. Tauchmotorpumpen.- 7.3. Pumpenauswahl.- 7.4. Rohrleitungshydraulik.- 7.4.1. Einführung.- 7.4.2. Laminare Rohrströmung.- 7.4.3. Turbulente Rohrströmung.- 7.4.4. Einfluß von Armaturen auf die Rohrströmung.- 8. Statistische Auswerteverfahren.- 8.1. Allgemeines.- 8.2. Statistische Beschreibung eines Datenkollektivs.- 8.2.1. Histogramm und Summenpolygon.- 8.2.2. Statistische Maßzahlen.- 8.3. Verallgemeinerung der Stichprobenergebnisse — Normalverteilung.- 8.3.1. Gaußsche Normalverteilung.- 8.3.2. Lognormale Verteilung.- 8.3.3. Andere Verteilungen.- 8.4. Benutzung des Wahrscheinlichkeitspapieres.- 8.4.1. Aufbau und Herstellung eines Wahrscheinlichkeitsnetzes.- 8.4.2. Anwendung des Wahrscheinlichkeitsnetzes.- 8.5. Der statistische Test.- 8.6. Korrelationsanalyse.- 8.6.1. Allgemeines.- 8.6.2. Produktmomentenkorrelation.- 8.6.3. Rangkorrelation.- 8.6.4. Multiple und partielle Korrelation.- 8.7. Regressionsanalyse.- 8.7.1. Allgemeines.- 8.7.2. Einfache lineare Regression.- 8.7.3. Einfache nichtlineare Regression.- 8.7.4. Multiple lineare Regression.- 8.8. Zeitreihenanalyse.- 8.8.1. Allgemeines.- 8.8.2. Aufdecken von Inhomogenitäten in einer Zeitreihe.- 8.8.3. Trendanalyse.- 8.8.4. Periodizitätsanalyse.- 8.8.5. Analyse der Zufallsanteile; Autokorrelation.- 8.8.6. Kreuzkorrelationsanalyse.- 8.8.7. Zur Durchführung der Zeitreihenanalyse.- 8.9. Hinweis auf weitere statistische Methoden zur Auswertung hydrogeologischer Daten.- 9. Fachwortverzeichnis (deutsch-englisch-französisch).- 10. Literatur.- 11. Autorenverzeichnis.- 12. Sachverzeichnis.

O autorze

Rudolf Voigt studierte Biologie und Physik (1982 Dr. rer.nat), Habilitation für Pharmazie (Universität Basel, 1994), Professur an der Universität Marburg 1996. Ab 2002 war er Lehrstuhlinhaber für Pharmazeutische Technologie an der Friedrich-Schiller-Universität in Jena.
Seine Arbeitsschwerpunkte sind die Untersuchungen zur Charakterisierung kolloidaler Arzneiformen und deren Interaktion mit den Zielgeweben, besonders bezogen auf liposomale Arzneistoffträger. Weiterhin beschäftigt sich der Lehrstuhl mit halbfesten Arzneiformen und der Penetrationsverbesserung in die Haut.