Wörterbuch und Lexikon der Hydrogeologie

371 Pages·1999·10.1 MB·German

by  Dipl.-Geol. Tibor Müller (auth.)

W6rterbuch und Lexikon
der Hydrogeologie
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Tibor Müller
Wörterbuch und lexikon
der Hydrogeologie
Mit 185 Abbildungen
Springer
Dipl.-Geol. Tibor Müller
Roßbergring 90
D-64354 Reinheim-Zeilhard
e-mail: [email protected]
ISBN 978-3-540-65642-5
Müller, Tibor: Wörterbuch und Lexikon der Hydrogeologie / Tibor Müller.-
Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Hongkong; London; Mailand; Paris; Singapur; Tokio:
Springer, '999
ISBN 978-3-540-65642-5 ISBN 978-3-642-58514-2 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-58514-2
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg '999
Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg NewYork '999
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1999
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SPIN: 10681939 30/3136 -543210 -Gedruckt auf säurefreiem Papier
Geleitwort
Die folgende Zusammenstellung von Grundbegriffen der Hydrogeologie und einiger
Nachbargebiete soli ailen, die sich mit dem Grundwasser beschiiftigen, einen schnellen
Zugriff auf bentitigte Termini ermtiglichen. Die zunehmende Komplexizitiit der Pro
bleme in Wasserwirtschaft und Umweltschutz bedingt, daB ihre Uisung fast immer eine
interdisziplinare Zusammenarbeit erfordert. Das Buch wendet sich an Geologen und In
genieure, aber auch an Geographen, Chemiker sowie an Lehrer, die sich ftir diesen
speziellen Teil unserer Umwelt interessieren. Neben hydro geologischen Begriffen wur
den relevante Fachwtirter insbesondere aus der Chemie und der Hydrologie mit aufge
nommen. Dies schien schon deswegen sinnvoll, da sich das Buch an Interessierte mit
ganz unterschiedlicher fachlicher Vorbildung wendet.
Das Manuskript entstand aus einem Glossar flir den Unterricht ftir Geologen und Bau
ingenieure an der TU Darmstadt. Besonderer Wert wurde auf Ubereinstimmung mit den
einschliigigen deutschen Normen sowie auf die durchgiingige Definition der Dimensio
nen und Einheiten bei quantitativen Begriffen gelegt. Urn der Intemationaiisierung
technisch-wissenschaftlicher Tiitigkeit Rechnung zu tragen, schien es unerliiBlich, zu
ailen Stichworten die englische Ubersetzung beizugeben.
Es ist zu hoffen, daB das Buch einen breiten Leserkreis findet, urn den Umgang mit der
oft sehr spezifischen Fachsprache zu erieichtem und so die Voraussetzungen ftir sach
gerechte Problemlosungen auf unterschiedlichen Ebenen zu verbessem.
Gdtz Ebhardt
Technische Universitat Darmstadt
Vorwort
Das vorliegende l..exikon geht auf l..ehrveranstaltungen fiir Hydrogeologen, Bauinge
nieur, Hydrologen, Wasserbauer usw. zuriick, die ich an der Technischen Universitat
Darmstadt betreute. Hierbei wurden von den Studierenden hiiufig Fragen zu den Defi
nitionen und Grundlagen der Hydrogeologie gestellt, die ich sarnmelte und von denen
ich hoffe, daB sie auf den nachstehenden Seiten beantwortet werden.
Die im Text verwendeten Abkiirzungen und Symbole sind die umgangssprachlich iibli
chen, fachsprachliche Symbole sind im Anhang zugestellt und erlautert. Den wichtig
sten Schlagworten ist die englische Ubersetzung beigefiigt, umgekehrt befindet sich
hinter den englischen, kursiv gesetzten Schlagworten ein Hinweis auf den entsprechen
den deutschen Begriff, dem u. U. ein weiterer Verweis auf die Erlauterung folgen kann.
Zum besseren Verstandnis werden die meisten Fremdworte durch etymologische Hin
weise naher erlautert.
Fiir die gro8ziigige Unterstiitzung dieser Arbeit danke ich Herrn Prof. Dr. GOtz Ebhardt
yom Geologisch-Palaontologischen fustitut der Technischen Universitat Darmstadt und
seiner Arbeitsgruppe Hydrogeologie, fUr wertvolle Hinweise Herrn Dr. P. Vrbka und
Herrn Dr. T. Schiedek. Frau Dr. P. Rottenbacher und Frau Dr. S. Feist-Burkhardt gaben
die Anregung fUr die Ausarbeitung des Manuskriptes, Frau N. Alof hat das Korrekturle
sen iibemommen, Dr. H. Miiller hat die mathematischen Formulierungen iiberarbeitet.
Ihnen allen sei an dieser Stelle herzlich gedankt.
Beim Springer-Verlag und seinen Mitarbeitem bedanke ich mich fiir die VerOffentli
chung meines Manuskriptes und die gute Zusarnmenarbeit.
Zeilhard, Januar 1999
Tibor Muller
auch in diesem Fall von Faulung, unter
der Bildung von ~Faulgas).
A Abdampfruckstand, m; {evaporation
residue} nach Eindampfung eines Fliis
sigkeitsvolumens V, z. B. einer Wasser
probe, und Trocknung der verbliebenen
festen Bestandteile bis zu einer unveran
derlichen (zeitlich konstanten) Masse m
als Quotient mJV in mglt bestimmte, nicht
verdampfbare Fliissigkeitsinhaltsstoffe;
a; Abk. fiir Jahr (etm.: lat. "annus" das durch Gliihen des -es konnen im An
Jahr) Einheit der BasisgroBe ~Zeit t. schluB an die Eindampfung Gliihriick
A; Abk. Ampere, Einheit des ~elek­ stand und -verlust (~Veraschung) ermit
trischen Stroms telt werden; bei der Eindampfung eines
AAS; ~Atomabsorptionsspektrometrie reinen ~Elektrolyts kann aus dem A. auf
a-Strahlung, f; ~Alphastrahlung die ~Ionenstiirke der enthaltenen ~Io­
abandoned waste site; ~Altablage­ nen riickgeschlossen werden.
rung Abdrift, f; ~hydrometrischer Fliigel
Abbau, m; {decomposition, degradati Abfackeln, n; ~Deponie
on} ZerJegung einer organischen Verbin Abfall, m; {residue, waste} bei der Pro
dung in einfachere Bestandteile unter duktion oder beim Konsum anfallende
dem EinfluB physikalisch-chemischer Nebenprodukte und Riickstande, die ent
oder biochemischer Prozesse (~Redu­ weder stofflich wieder- oder weiterver
zent, ~Metabolit); der A. erfolgt in der wertet (durch z. B. Wiederaufbereitung,
Regel mehrstufig, wobei im Primiir- zu ~Kompostierung usw., ~Wertstoff,
nachst eine grobe Zersetzung in einfache ~Recycling) oder - z. B. durch ~Ver­
re, jedoch noch instabile organische oder brennung (energetische Verwertung) oder
anorganische Komponenten erfolgt, der Lagerung auf ~Deponien beseitigt wer
End-schlieBlich fiihrt zu stabilen anorga den, fester A. wird auch als Miill bezeich
nischen Endprodukten wie ~Wasser oder net; man unterscheidet allgemein zwi
~Kohlendioxid (z. B. ~Nitratreduktion, schen subjektivem A. (dessen sich sein
~Sulfatreduktion); in Abhangigkeit von Besitzer entIedigen will) und objektivem
dem fiir den A. verfiigbaren ~Sauerstoff (dessen Entsorgung im offentIichen Inter
spricht man von ~aerobem, oxidativem, esse liegt); nach Herkunft differenziert
mikrobiellem A., z. B. bei der biologi man Siedlungs-, Gewerbe-und Industrie
schen ~Abwasserreinigung, und ~anae­ sowie landwirtschaftlichen A., Sied
robem mikrobiellem A., z. B. der Faulung lungs- (hauslicher A.) und Gewerbe
{rotting}, bei der andere Stoffe den Sau werden auch als kommunaler A. zusam
erstoff als ~Elektronenakzeptoren (oder mengefaBt; fiir die Miillentsorgung be
Wasserstoffakzeptoren) ersetzen, sind deutungsvoll ist schlieBlich die Einteilung
dies ~anorganische Substanzen (NO) , in Hausmiill, Gewerbe- und Industrie
SO:-, CO;- usw.), so spricht man bei miill, der mit dem Hausmiill zusammen
dem entsprechenden -prozeB von anae entsorgt werden kann, und den wegen
rober Atmung, bei organischen Wasser seiner Menge oder Gefahrlichkeit in be
stoffakzeptoren von ~Giirung (falls der sonderem MaS iiberwachungsbediirftigen
A. im ~Schlamm erfolgt, spricht man Sondermiill, der u. U. eine aufwendige
2 AbfluB
Endlagerung erforderlich mach!. geringfiigig gegen den Oberflachen-ver
AbfluB, m; 1.) {runoff} als -vorgang der zogert erreicht; Qo und QI bilden zusam
Transport des im ~hydrologischen Kreis men den DirektabfluB QD=QO+QI; zum
lauf als ~Niederschlag zur Erde gelang anderen bildet das in den Boden infiltrier
ten Wassers unter dem EinfluB der te Wasser den BasisabfluB QB {basef/ow,
Schwerkraft; der A. erfolgt ober- oder base runoff}, der den ~Grundwasserkor­
unterirdisch (~Grundwasser); 2.) {dis per speist und u. U. spater wieder in
charge} A. Q in Bezug auf ein ~Ein­ ~Quellen austritt; u. U. flieBt ein Teil
zugsgebiet als das Wasservolumen, das des QB dem Vorfluter als ~grundwasser­
biirtiger A. QG {groundw.ater (out-)
f/ow/runlJff} zu und ist dort meBbar, QB
QG fiihrt zum ~Grundwasserabstromaus
dem gegebenen Einzugsgebiet (~Abb.
AI); die Aufteilung des -es im ~Vor­
fluter und die zeitbezogene Relation zwi
schen seinen Komponenten und dem ihn
auslosenden Niederschlagsereignis ist in
~Abb. A2 skizziert; besondere Bedeu
tung besitzt bei der ~-ermittlung die
~ Trennung von QD und QG in dem in ei
nem Vorfluter gemessenen A.; in der Lite
ratur, zumal in alteren Darstellungen, fin
det man auch noch folgende Be
zeichnungen und Symbole, die bei uns
gelegentlich eben falls verwendet werden,
Abb. Al Komponenten des Abflusses allerdings nur, wenn sie sich im Zusam
menhang mit bestimmten Methoden als
diesem Einzugsgebiet zugeordnet einen feste Begriffe eingebiirgert haben:
Bezugsquerschnitt in der Zeiteinheit Qo=Ao, der dort auch oberirdischer A.
durchstromt, mit dimQ=L3/T; der A. heiBt und zuweilen unterteilt wird in AQI,
Q=QO+QI+QB enthalt den Oberflachen den "A. auf der Bodenoberflache", und
Qo {surface runoff}, der direkt (ohne Am, den "A. des auf die Gewasser gefal
~Infiltration in den Boden) in den lenen Niederschlags". femer QI+QB=Au,
~Vorfluter gelangt: Qo wird gelegentlich den unterirdischen A., mit gelegentlich
weiter unterteilt in QOI, den Oberfla der weiteren Aufteilung in QI=A u I, den
chen-, der auf die Bodenoberflache ge Zwischen- oder Interflow, QB=AU2, den
langt, und Qm, den Oberflachen-des auf "A. aus dem Grundwasser" mit den Kom
den Gewasseroberflachen anfallenden ponenten QG=AU2m, dem "im Vorfluter
Niederschlags; das in das Erdreich in meBbaren", und QB-QG=Au2u, "dem im
filtrierte Wasser flieBt unterirdisch ab und Vorfluter nicht meBbaren unterirdischen
zwar zum einen als Zwischen- oder In A."; (~Hauptwert); 3.) ein einen ~See
terflow QI {interf/ow}, der nach einer entwassemder fluB, der in dem See somit
AieBstrecke in geringer Tiefe unter der seinen Ursprung besitzt.
Gelandeoberflache den Vorfluter zeitlich AbfluBaufteilung, f; ~Trennung
AbfluBganglinie 3
AbfluBbelwert, m; (runoff coefficient} ~Durchflu6ermittlung entweder direkt
der A. tp gibt in der Relation hA= tp'hN mittels ~Me6gefli6en oder indirekt z. B.
den Anteil der ~Niederschlagshohe hN unter der Verwendung eines ~hydrome­
eines ~Niederschlagsereignisses wieder, trischen Flugels oder eines Me6wehres
der zur ~Abflu6hOhe hA des ~Direktab­ (~Wehr) oder durch den Einsatz von
flusses aus diesem Niederschlagsereignis ~Markierungsstoffen oder auch unter der
beitragt (dim tp= 1 und 0:;; tp:;; I), also den Verwendung ~hydraulischer Modelle an
Anteil des abflu6wirksamen Niederschla geeigneten ~Me6bauwerken (~Kor­
ges (~Niederschlag) am Gesamtnie rekturfaktor fiir Abflu6messungen), bzw.
derschlag eines einzelnen Niederschlags aus einer kontinuierlichen Aufzeichnung
ereignisses, der A. wird aus dieser Relati des Wasserstandes an einem Me6pegel
on zu tp=ht>/hN bestimmt; 1-tp wird ent (~Pegel, ~Durchflu6kurve).
sprechend als Verlustbeiwert bezeichnet. abfluBfahige Grundwassermenge, f;
{groundwater resource/storage} die a. G.
Vo ist das in einem ~Einzugsgebiet zu ei
Q Niederschlag nem Trockenwetterzeitpunkt to gespei
cherte Grundwasservolumen Vo= V(to) mit
dim Vo=L3, das zu diesem Zeitpunkt noch
zum weiteren ~Abflu6 oder zur weiteren
~Quellschuttung verfugbar ist; Vo ist be
stimmt durch den bei to gemessenen Ab
flu6 (oder Wert der Quel\schuttung) Qo
(mit dimQo=L3/T und i. allg. [Qo]
=m3/d) und den ~Auslaufkoeffizienten a
(dima=T1 und i. allg. [a]=d,l) des Ein
zugsgebietes zu Vo=a·1·Qo (unter der An
Abb. A2 zeitabhiingige AbflujJaufteilung nahme, die ~ Trockenwetterfallinie sei
Graph Q=Qo'e,al einer Exponentialfunk
AbfluBbiidung, f; Gesamtheit aller tion; unter dieser Voraussetzung kann a
Vorgange, die zur Aufteilung des Gesamt aus der Trockenwetterfallinie ermittelt
niederschlags iN=iNc+iv als ~Nieder­ werden; ~ TrockenwetterabfluB.
schlagsintensitat iN in die Effektivnieder AbfluBflache, f; ~Durchflu6fltiche
schlagsintensitat iNc (~Niederschlag) und AbfluBganglinie, f; {(discharge/runoff)
einen Verlustanteil (~Verlust) iv (als hydrograph} graphische Darstellung des
~Intensitat) fiihren (~Niederschlag-Ab­ in der ~Abflu6ermittlung gewonnenen
flu6proze6). Abflusses Q(t) in einem ~kartesischen
AbfluBermlttlung, f; {discharge mea Koordinatensystem, dessen Abszisse die
surement/gauging} Bestimmung des auf Zeit t, dessen Ordinate den Abflu6
die Zeit bezogenen Wasservolumens Q=Q(t) wiedergibt; die Einheit in Abszis
Q=Q(t), das aus einem ~Einzugsgebiet senrichtung entspricht dabei der Me6fre
durch einen Abflu6querschnitt stromt quenz (Stunde, Tag usw.), in Ordinaten
(~Durchflu6querschnitt), dimQ=L3/T; richtung wird Q(t) i. allg. in [Q]=m3/s
man ermittelt Q i. allg. in den Einheiten oder in [Q]=t/s abgetragen (~Abbn. A4
[Q]=m3/s oder [Q]={/s; die A. erfolgt als und AS).
4 AbfluBhohe
AbfluBhohe, f; {depth/height of dis AbfluBkonzentration, f; {runoff con
charge/runoff} die (ge1egentlich auch als centration} Herleitung der ~Ganglinie
"Gebietsabflu6" bezeichnete) A. hA, dim des ~Direktabflusses Qo aus dem Effek
hA=L, [hA]=mm, ist die auf die F1ache tivniederschlag hNe (~Niederschlag), als
des ~Einzugsgebietes bezogene ~Ab­ entsprechende ~Niederschlagshohe be
flu6summe, d. h. der Quotient hA=SAIA zogen auf ein oberirdisches ~Einzugs­
aus der Abflu6summe SA (dimSA=L3) ei gebiet; Qo berechnet man dabei mittels
ner bestimmten Bezugszeitspanne und einer Ubertragungsfunktion aus hNe ZU
dem F1acheninhalt A des der ~Abflu6- QO=QO(hNe), diese Ubertragungsfunktion
ermittlung zugrunde liegenden Einzugs kann zum einen aus gemessenen abhan
gebietes. gigen Niederschlags-Abflu6ereignissen
AbfluBjahr, n; {hydrological year} das hergeleitet werden (~Einheitsganglinien­
auch als hydrologisches Jahr bezeichnete verfahren), zum anderen kann man sie
A. reicht jeweils yom I. November bis aus hydraulischen Model1vorstel1ungen
zum 31. Oktober zweier aufeinanderfol (~Iineare Speicherkaskade) ermitteln.
gender Kalenderjahre, die ersten sechs AbfluBkurve, f; ~Durchflu6kurve
Monate eines -es bilden das Winterhalb
jahr, die restlichen sechs Monate das
Sommerhalbjahr des -es - da i. al1g. die Q
Ganglinien der Grundwasserstiinde etwa
im Oktober eines jeden Kalenderjahres
ein Minimum und etwa im April ein Ma
ximum aufweisen (~Abb. A3); das A.
wird bezeichnet mit der Jahreszahl des
o T
zweiten betroffenen KalendeIjahres (des
sen Monate Januar bis Oktober in dem
betrachteten A. enthalten sind). Abb. A4 Abfluflsumme
AbfluBmeBstel1e, f; ~Durchflu6me6-
h stel1e
AbfluBmessung, f; ~Abflu6ermittlung
AbfluBquerschnitt, m; ~Durchflu6-
querschnitt
AbfluBregime, n; {discharge pattern!
regimen} durch die ~Regimefaktoren,
W klimatische, geologische und weitere, den
~Abflu6 pragende Faktoren (z. B. ~gla­
Oktober April Oktober ziales A.) bestimmter Verlauf des Abflus
h: Grundwasserstand in m ses eines ~Gewassers, das A. eines
A: Amplitude; W: Wel1enliinge ~F1ie6gewassers la6t sich als charakte
ristischer Gang der monatlichen mittleren
Abb. A3 Ganglinie einer GWM ~Abflu6summe darstel1en und wird dann
beschrieben durch den Abflu6koeffizient
AbfluBkoeffizient, m; ~Abflu6regime CQ=MQMonaIIMQJahr (dimcQ= 1) als Quo-