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Grundwasser

, Volume 22, Issue 2, pp 103–111 | Cite as

Methodenvergleich zur Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeit

  • Katharina Storz
  • Hagen Steger
  • Valentin Wagner
  • Peter Bayer
  • Philipp BlumEmail author
Fachbeitrag
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Zusammenfassung

Die Kenntnis der hydraulischen Durchlässigkeit (k f -Wert) ist die Grundvoraussetzung für das Prozessverständnis der Grundwasserbewegungen im Untergrund. Daher existieren zahlreiche Labor- und Feldmethoden zur Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeit, deren Anwendung allerdings zu deutlich unterschiedlichen k f -Werten führen kann. Zur Quantifizierung dieser Variabilität wurde der k f -Wert eines Quarzsandes (Dorsilit) nach vier Methoden bestimmt: (1) Korngrößenanalyse, (2) Bestimmung nach Kozeny-Carman, (3) Durchlässigkeitsversuche in der Triaxialzelle, und (4) Durchflussversuche in einem Technikumsversuch in einem künstlichen Grundwasserleiter. Der Durchflussversuch wird aufgrund des großen untersuchten Volumens als am ehesten repräsentativ in Bezug auf einen tatsächlichen Grundwasserleiter angenommen. Die im Permeameterversuch bestimmten Werte weichen davon nur gering ab, während die empirisch ausgewerteten Korngrößenanalysen um eine Größenordnung darüber liegen und außerdem eine große Spannbreite aufweisen. Dies wurde durch die Analyse von k f -Wert-Bestimmungsmethoden aus Literaturdaten bestätigt. Daher wird die Eignung von Korngrößenanalysen für die Bestimmung des k f -Wertes grundsätzlich infrage gestellt und die Anwendung von Permeameterversuchen zur Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeit empfohlen.

Comparison of methods for the determination of hydraulic conductivity

Abstract

Knowing the hydraulic conductivity (K) is a precondition for understanding groundwater flow processes in the subsurface. Numerous laboratory and field methods for the determination of hydraulic conductivity exist, which can lead to significantly different results. In order to quantify the variability of these various methods, the hydraulic conductivity was examined for an industrial silica sand (Dorsilit) using four different methods: (1) grain-size analysis, (2) Kozeny-Carman approach, (3) permeameter tests and (4) flow rate experiments in large-scale tank experiments. Due to the large volume of the artificially built aquifer, the tank experiment results are assumed to be the most representative. Hydraulic conductivity values derived from permeameter tests show only minor deviation, while results of the empirically evaluated grain-size analysis are about one magnitude higher and show great variances. The latter was confirmed by the analysis of several methods for the determination of K‑values found in the literature, thus we generally question the suitability of grain-size analyses and strongly recommend the use of permeameter tests.

Keywords

Hydraulic conductivity Sieve analysis Permeameter 

Notes

Danksagung

Wir bedanken uns bei den beiden Gutachtern für deren Kommentare, die zu einer Verbesserung des Manuskripts geführt haben.

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Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2017

Authors and Affiliations

  1. 1.Institut für Angewandte GeowissenschaftenKarlsruher Institut fur Technologie (KIT)KarlsruheDeutschland
  2. 2.Technische Hochschule IngolstadtInstitut für neue Energie-Systeme (InES)IngolstadtDeutschland

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