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Q: εiml.
Sonnabend, den 22. März 1919.
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über hydrologische Untersuchungsverfahren.
Die Ermittlung der Ergiebigkeit eines Grundwasserstromes, der für irgendwelche Zwecke einer Wasserversorgung ausgenutzt werden soll, ist die Hauptaufgabe und das Endziel der hydrologischen Forschung; das Ergebnis soll möglichst in der Form einer dürren Zahl ausgedrückt sein, und hierin unterscheidet sich der Hydrologe wesentlich von dem Geologen, dessen Untersuchungen stets mehr qualitativer Art sind. Wenn auch gegenwärtig die Mittel und Wege, deren sich der Hydrologe bei seinen Arbeiten bedient, vielfältig und verschieden sind, so lassen sich doch alle Untersuchungsverfahren in zwei Gruppen einteilen: entweder man fördert die verlangte Menge während einer gewissen Zeit aus dem Untergrunde, bis die Entnahme gleich dem Grundwasserzufluß geworden ist, man beschreitet damit den demonstrativen Weg; oder man berechnet die Ergiebigkeit des Untergrundes aus Beobachtungswerten, die man in die Formeln für Grundwasserströmungen einsetzt; dann begibt man sich somit auf den deduktiven Weg.
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Das Grundgesetz, nach dem sich die hydraulischen Erscheinungen im Untergrunde vollziehen, von dem verdienstvollen französischen Hydrauliker Darcy aufgestellt, hat durch langjährige Erfahrungen und eingehende Versuche seine praktische Brauchbarkeit erwiesen. Es lautet in erweiterter Form:
(1).
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Hierin bedeuten
Q die einen gegebenen Querschnitt durcbfließende Wassermenge senkrecht zur Strömungsrichtung, idas in diesem Querschnitt herrschende natürliche Grundwassergefälle,
m die Mächtigkeit der wasserführenden Schicht,
/ die Breite des Grundwasserstromes, gemessen senkrecht zur Strömungsrichtung,
& die Einheitsergiebigkeit, d. h. diejenige Wassermenge, welche die Flächeneinheit des durchflossenen Querschnittes in der Zeiteinheit bei verbrauchter Gefällseinheit liefern würde.
Inhalt:
Mit & ist somit das Maß der Durchlässigkeit des Untergrundes als eine ganz bestimmte Wassermenge ausgedrückt, * bezeichnet darum eine räumliche Größe, und m und / geben nur Verhältniszahlen an.
Wählt man bei seinen Arbeiten den demonstrativen Weg, erbaut man also einen Versuchsbrunnen, so erhält man Q unmittelbar. Ist der Versuch einwandfrei und mit aller Genauigkeit durchgeführt und erwiesen, daß die dem Brunnen
1) Sonderabdrücke dieses Aufsatzes (Fachgebiet: Wasserbau) werden an Mitglieder des Vereines sowie Studierende und Schüler technischer Lehranstalten gegen Voreinsendung von 75 (Postscheckamt Berlin, Konto Nr. 49405), an andere Bezieher zum Preise von 1 M postfrei abgegeben. Zuschlag für Ausland porto 5. Lieferung etwa 2 Wochen nach dem Erscheinen der Nummer.
Die hydrologischen Vorarbeiten für eine Grundwasserversorgung der Stadt Danzig.')
Von Dr.-Ing. G. Thiem, Zivilingenieur für Wasserversorgung, Leipzig.
Allgemeines
Röntgenstrahlen. Hauptabsperrventil mit Dampfverbrauchanzeiger, Patent Claaßen. Von E. Claaßen. Die Stromabgabe nach Pauschtarifen unter Verwendung von Strombegrenzern. Von J. Wandel. Die Eisenerzeugung Deutschlands im Kriege. Von H. Groeck. 50 jähriges Jubiläum der Reichsanstalt für Maß und Gewicht. Verschiedenes
Patentbericht
Zuschriften an die Redaktion: Deutschlands zukünftige Kohlenwirtschaft
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Sitzungsberichte der Bezirksvereine
Band 63.
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entnommene Menge der dauernd zuströmenden entspricht, dann muß auch ein jeder Laie von dem Vorhandensein der Menge überzeugt sein; denn die Tatsache, daß die verlangte Menge auch in Wirklichkeit gefördert ist, wird wohl niemand abstreiten. Bei diesem Vorgehen wird man wohl auch wegen einer späteren dauernden Fassungsanlagem und bestimmen, doch der Auswertung von e und, wenn überhaupt einen, so dann nur untergeordneten Wert beilegen. In den meisten Fällen geschieht das nicht.
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Sozusagen der umgekehrte Weg, zuerst diese vier Werte ɛ, i, m und l zu ermitteln und daraus Q als Produkt einfach abzuleiten, ist der deduktive Weg. Er stellt hohe Antorderungen an die Ueberlegung, die Beobachtungsgabe und die Erfahrung des Hydrologen. Von der nachzuweisenden Menge wird nur ein verschwindend kleiner Bruchteil sichtbar während weniger Stunden und an verschiedenen Punkten des Untersuchungsfeldes zutage gefördert. Wird bei der Ermittlung einer dieser Größen ein Fehler begangen, dann wird auch ihr Produkt beeinflußt, und je nach der Richtung, in der dieser Fehler geschieht, wird die Menge von Q zu klein oder zu groß ausfallen müssen.
Der demonstrative Beweisweg ist einfach, überzeugend, jedoch sehr kostspielig; die umgekehrten Eigenschaften haften dem deduktiven Wege an.
Handelt es sich um den Nachweis bescheidener Grundwassermengen, dann wird man dem Versuchsbrunnenbetriebe das Wort reden; seine Kosten bleiben auch im Versagungsfall innerhalb gewisser Grenzen, und in den meisten Fällen wird er so ausgebaut, daß er als dauerndes Glied der späteren Anlage verwendet werden kann. Sind hingegen mehrere tausend Kubikmeter tägliche Menge nachzuweisen, dann ist das deduktive Verfahren wesentlich billiger. Wenn wirklich nach seiner Durchführung Zweifel an der vorhandenen Grundwassermenge auftreten, dann wird man sich mit Förderung eines Teilbetrages der gewünschten Menge durch einen Versuchsbrunnen begnügen; sein Entnahmegebiet wird festgestellt und dann ein Schluß auf das ganze zur Verfügung stehende Gelände gezogen. Je nach dem Vertrauen, das der Hydrologe bei seinen Auftraggebern genießt, wird er gezwungen sein, auf diese oder jene Weise vorzugehen, und es ist immer ein Beweis von großer Wertschätzung, wenn man sich mit der billigen deduktiven Untersuchungsart genügen läßt und ohne weiteres daraufhin die Planung und den Bau der Wasserwerkanlagen vornimmt.
Seit einigen Jahren bediene ich mich nun eines Verfahrens, die im Untergrunde fließenden Wassermengen soviel als möglich zahlenmäßig auszuwerten und die vergleichsweise Schätzung so wenig als möglich an Stelle der Rechnung treten zu lassen. Nach diesem Verfahren sind bereits mehrere tausend Quadratkilometer behandelt worden, man hat auf den Bau und Betrieb eines kostspieligen Versuchsbrunnens verzichtet.
Die Hydrologie der Umgebung von Danzig.
Das neue Grundwasserwerk von Danzig soll im Verein mit den anderen die Wasserlieferung bis zum Jahre 1960 bewältigen. Dieser Zeitpunkt läßt sich aus einer wirtschaft
Thiem: Die hydrologischen Vorarbeiten für eine Grundwasserversorgung der Stadt Danzig.
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sein. Unter Ausnutzung des Untergrundes als Vorratsbehälters können einem Grundwasserstrom zu Zeiten hohen Bedarfes größere Wassermengen entnommen werden. Der Mehrverbrauch über seine natürliche Ergiebigkeit hinaus muß allerdings wiederum in Zeiten geringerer Wasserentnahme ersetzt werden. Es muß eine Auffüllung des zum Teil entleerten Untergrundes eintreten, andernfalls tritt eine dauernde Schwächung und ein Rückgang der Wasserspendung ein. Unter Befolgung dieser Grundsätze sollte der Grundwasserstrom eine laufende Ergiebigkeit von 500 ltr/sk haben, dann genügt er allen Anforderungen an eine ungestörte reichliche Wasserversorgung der Stadt. Die hydrologische Untersuchung hatte den Nachweis dieser Mindestmenge zum Ziel.
Für den Nachweis größerer Grundwassermengen können nur ausgedehnte und zusammenhängende Ablagerungen von Sanden und Kiesen in Frage kommen, deren Entstehung auf die aufarbeitende, aufbauende und reinigende Kraft des flieBenden Wassers zurückgeführt werden kann. In den geologischen Zeitaltern, die dem
Diluvium angehören, haben die ganz Norddeutschland durchziehenden Urströme derartige Ablagerungen geschaffen. Sie zeichnen sich durch große Regelmäßigkeit in ihrem Aufbau und starke Flächenerstreckung der Untergrundschichten aus. Ihre Hohlräume bilden geeignete Gefäße für die Aufnahme versickernder
In der Umgebung von Danzig hat der Weichselstrom alte Spuren seiner früheren Tätigkeit hinterlassen; sowohl im Süden wie im Norden der Stadt lassen ausgedehnte ebene Talflächen, deren Ränder durch steil aufragende Hügel gebildet werden, auf das Vorhandensein geschichteter Kiese und Sande im Untergrund schlieBen. Südlich von Danzig ist die alte Talniederung der Weichsel noch völlig mit ihren beiderseitigen Uferrändern erhalten; nördlich hingegen verschwindet die Niederung zum größten Teil im Meer, und von ihr ist nur ein schmaler sich von Danzig nach Zoppot mehr und mehr verengernder Ufersaum erhalten geblieben. Dadurch entsteht eine zwickelförmige Niederungsfläche, die von der Ostsee sanft bis zum alten linksseitigen Talrande ansteigt und durch die plötzlich sich erhebenden Höhen des Moränengebirges ihre natürliche Begrenzung findet. Auf Abb. 1 ist die Umgrenzung dieser Fläche durch die Küstenlinie der Ostsee und durch die gestrichelte Linie des Höhenzuges links auf dem Plan gekennzeichnet. Beide Linien umschließen das Untersuchungsgebiet. Eine ausführliche Darstellung über die hydrologischen Zustände in der Umgebung von Danzig findet sich im Jahrgang 1919 der Zeitschrift für Wasserversorgung, und es sei darauf verwiesen.
Auf dieser eben beschriebenen Niederungsfläche hat die Stadt Danzig größere zusammenhängende Geländestücke erworben, die nebst ihrer Nachbarschaft eingehend hydrologisch behandelt wurden. Weiterhin sprach für dieses Versuchsfeld seine große Nähe zum Versorgungsgebiet, namentlich aber zu denjenigen Teilen der Stadt, bei denen in kommender Zeit eine größere Ausdehnung und damit ein stärkerer Wasserverbrauch zu erwarten ist. Auch in gesundheitlicher
Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure.
Abb. 1. Höhenschichtenplan des natürlichen Grundwasserspiegels der Niederungsfläche der Weichsel.
lichen Rechnung entwickeln. Er ist in erster Linie abhängig von der Marktlage. Für das Jahr 1960 wurde aus der Bevölkerungsbewegung vergangener Jahre eine Einwohnerzahl von 320000 rechnerisch ermittelt. Danzig ist bisher nicht ausreichend mit Wasser versorgt worden. Für die Feststellung des zu erwartenden höchsten Tagesbedarfes diente ein Vergleich mit anderen Städten in der gleichen handelswirtschaftlichen Lage wie Danzig. Als zugrunde zu legende Menge fanden sich 260 ltr auf den Kopf. Da auch später die alten Wasserwerke weiter im Betrieb bleiben, so berechnete sich für das zukünftige Grundwasserwerk eine höchste Tagesfördermenge von 800 ltr/sk.
Die baulichen und maschinellen Einrichtungen müssen allerdings diese Wassermengen liefern. Indessen braucht der nachgewiesene Grundwasserstrom nur zu gewissen Zeiten imstande zu sein, diese Mengen auch abzugeben. Seine natürliche dauernde Ergiebigkeit kann wesentlich geringer
Niederschlaggewässer, die im Untergrund eine Bewegung annehmen und sich schließlich in die sichtbaren Gewässer, wie die Flüsse und die Meere, ergießen.
22. März 1919.
Hinsicht läßt sich gegen dieses Gelände nichts einwenden. Eine Gefährdung des Grundwassers durch die Ortschaften ist nicht zu befürchten. Langfuhr und Oliva zeigen zunächst das Bestreben, bei ihrer Ausdehnung die Geländestreifen am Fuße der Höhen zu bevorzugen Hier ist aber die Ueberdeckung des Grundwassers außerordentlich groß. Außerdem werden beide Ortschaften von der späteren Wasserfassung so weit entfernt sein, daß schon aus diesem Grunde eine schädliche Beeinflussung des Grundwassers völlig ausgeschlossen ist. Zwischen diesen beiden Ortschaften und der Küste selbst befinden sich, abgesehen von einigen Höfen, überhaupt keine Siedelungen. Die Küstenorte Glettkau und Brösen dehnen sich auf einer sich längs des Meeres hinziehenden Düne aus; beide Orte befinden sich unterhalb des Grundwasserstromes, den die spätere Fassung ausnutzen wird.
Es vereinigen sich hydrologische, technische und gesundheitliche Gründe, die das Feld einer Erfolg versprechenden Untersuchung wert erscheinen ließen.
Als Ausgangspunkt für die Beherrschung aller hydrologischen Erscheinungen im Untergrund dient das obengenannte Gesetz von Darcy, dessen praktische Brauchbarkeit sich durch eingehende Versuche und langjährige Erfahrungen vollkommen erwiesen hat. Wenn auch das Gesetz die äußersten Anwendungen nicht verträgt, so ist es doch für die Fälle, die für den Hydrologen überhaupt in Betracht kommen, unbedingt zuverlässig.
In der Gleichung (1) bietet die Auswertung der drei Größen i, m und keine bedeutenden Schwierigkeiten. Das Grundwassergefälle i findet man durch Bohrungen. Der in ihnen sich einstellende Grundwasserspiegel wird durch Höhenmesser genau bestimmt; nur muß man sich überzeugen, daß der gefundene Spiegel tatsächlich echt ist, und daß die in Zusammenhang miteinander gebrachten Spiegel auch unter gegenseitiger bydraulischer Wirkung stehen. Aus den Schichtenfolgen der Bohrungen gewinnt man Aufschluß über die Mächtigkeit m der wasserführenden Schichten. Durch undurchlässige Trennschichten werden Wasserstockwerke gebildet, über deren ́flächenmäßige Ausdehnung man sich Rechenschaft geben muß. Vielfach werden bei der Spülung, mit der die Bohrungen tiefer gebracht werden, solche Schichten nicht erkannt, und darum ist es notwendig, das hydraulische Verhalten der Bohrung während des Bauvorganges dauernd zu beobachten. Die Breite / des Grundwasserstromes findet man bei der Aufstellung eines Höhenschichtenplanes des Grundwasserspiegels.
Größeren Schwierigkeiten begegnet die Auswertung von ɛ. Ebenso wie bei einem sichtbaren fließenden Gewässer die Geschwindigkeit genau ermittelt werden muß, um die sekundliche Wassermenge festzustellen, so gilt das auch bei einem Grundwasserstrom, nur mit dem Unterschied, daß man hier das Wasser nicht offen fließen sieht. Aus ε erhält. man mittelbar eine Geschwindigkeit. Es würde hier zu weit führen, die grundlegenden Anordnungen des von mir angewendeten Verfahrens näher wiederzugeben, und es sei darum auf meine Abhandlung »Hydrologische Methoden« Verlag Gebhardt, Leipzig, aufmerksam gemacht. Zur Durchführung eines Versuches zur Bestimmung der Durchlässigkeit im Untergrunde werden an ausgewählten Stellen des Grundwasserfeldes verschiedene Bohrungen niedergebracht und durch Einsetzen eines Filterkorbes in einen Rohrbrunnen vorwandelt. Diesem Brunnen wird während einiger Stunden dauernd eine möglichst gleichbleibende Grundwassermenge q entzogen. Dadurch tritt im Brunnen selbst eine Spiegelsenkung ein, die sich in der Brunnenumgebung fortpflanzt und mit größer werdendem Abstand vom Brunnen allmählich abnimmt. In der ungefähren Strömungsrichtung des unbeeinflußten Grundwassers bringt man auf einer durch den Brunnen verlaufenden geraden Linie zwei Beobachtungsrohre mit passend gewählten Entfernungen a und a1 vom Brunnen nieder. Eine derartige Vereinigung von Rohrbrunnen mit Beobachtungsrohren führt den Namen einer Bohrungsgruppe.
Die Spiegellagen in den beiden Beobachtungsrohren werden vor Beginn des Pumpens und dauernd während der Wasserentnahme beobachtet. Es stellt sich schließlich der sogenannte Beharrungszustand ein: dic Spiegel verharren in derselben Lage und haben sich um h und h gegen ihre ursprünglichen Lagen gesenkt. Durch die zahlenmäßige Kennt nis der genannten Buchstabengrößen ermittelt sich die Einheitsergiebigkeit aus
um die gesamte Grundwassermenge Q zu finden, nicht der Kenntnis von m; man wird aber auf sie nicht ganz verzichten, um wegen der späteren Wasserfassung Anhaltpunkte zu gewinnen. Es ist hier nur die Formel von für gespannte Grundwasserspiegel angeführt; sie unterscheidet sich von der für freie Spiegel. Wie die späteren Ausführungen zeigen, lassen sich zwei Wasserstockwerke unterscheiden. Das obere hat freien Wasserspiegel, ist aber vom unteren nicht allenthalben durch eine undurchlässige Trennschicht geschieden. Jedoch bestehen stets die oberen Schichten aus sehr feinen Sanden. Alle Beobachtungen zeigen aber unzweifelhaft die artesische Natur des unteren Stockwerkes an, und dieses wurde wegen seiner guten hydrologischen Eigenschaften eingehender behandelt.
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Um nach den gegebenen Grundzügen das -Verfahren zielbewußt durchzuführen, wurde zunächst das Versuchsgelände mit einigen Aufklärungsbohrungen versehen. Aus ihnen wurden die Strömungsrichtungen des Grundwassers vorläufig bestimmt und festgestellt, daß die Bohrungsgruppen parallel zur Küstenlinie verlaufen mußten. Abb. 1 gibt auf einem Lageplan deren Standorte wieder. Von vornherein durfte diese Gruppenlinie nicht unmittelbar an der Küste entlang laufen, sie mußte sich in einem solchen Abstand von ihr befinden, daß der Einfluß des salzhaltigen Meerwassers und ferner die Schwankungen des Meerespiegels ausgeschaltet waren. Um dies festzustellen, wurden am Küstensaum vorerst einige Bohrungen niedergebracht und die Aenderungen in Doch der Beschaffenheit des Grundwassers festgestellt. zeigte sich weder ein hydraulischer noch ein chemischer Einfluß des Meerwassers; darum wurden die Bohrungen an der Küste auch dazu benutzt, um aus ihnen die Durchlässigkeit des Untergrundes abzuleiten. Es entstand somit eine Folge von vier Bohrungsgruppen längs der Küste, wie Abb. 1 zeigt, die außer der Auswertung von ɛ auch, wie schon gesagt, anderen Zwecken dienten.
Längs der Küste zieht sich ein schmaler Dünenstreifen hin, der sich landeinwärts, unter den örtlichen Grundwasserspiegel senkt und in eine versumpfte Niederung übergeht. Jenseits dieser Niederung steigt das Gelände wieder an. Aus dem versumpften Geländeteil entwickeln sich Grundwasserbäche, die am unmittelbaren Austritt in das Meer durch die Dünen gehindert sind. Die Niederung ist darum, um sie vor der Ueberflutung durch das hochsteigende Grundwasser zu schützen, durch viele Gräben entwässert, und an einigen Stellen ist die Düne durchbrochen, um das gesammelte Grundwasser dem Meere zuzuleiten. Die Anordnung der Entwässerungsgräben (Bäche) mit dem Richtungsverlauf des sich in ihnen bewegenden Wassers zeigt Abb. 1.
Das aus der Niederung sich entwickelnde Grundwasser wird bei der Berechnung des durch die vier Küstengruppen fließenden Grundwassers nicht mit erfaßt. In der Niederung geht außerdem ein wesentlicher Teil vom Grundwasser durch Verdunstung verloren, der sich rechnerisch nur annähernd bestimmen läßt. Zur Feststellung der gesamten erhältlichen Grundwassermenge wurde darum schließlich jenseits der versumpften Niederung eine Linie für die Anordnung von vier Landgruppen gewählt, deren Lage Abb. 1 wiedergibt.
Die durch die Landgruppen berechneten Grundwassermengen mußten, wenn der entwickelte Gedankengang keine Fehler aufwies, mehr Wasser ergeben als die Küstengruppen. Der Unterschied zwischen beiden berechneten Mengen gibt den Betrag des Grundwassers, das in der Niederung zutage tritt und daselbst entweder verdunstet oder sich einen Ausweg in das Meer offensichtlich verschafft. Dieses hydrologisch zielsichere Vorgehen hat für den vorliegenden Fall einen unschätzbaren Vorzug. Er besteht darin, daß die Grundwassermengen in zwei hintereinander, also in derselben Strömungsrichtung befindlichen Strombreiten, berechnet werden. Zeigen sich hierbei nur solche Unterschiede, die sich ohne weiteres erklären lassen, dann erhält das deduktive -Verfahren eine große Stütze für seine Richtigkeit; dem Ergebnis kommt dann ein solcher Wirklichkeitswert zu, als ob die Wassermenge sichtbar zutage gefördert worden wäre.
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Ich halte diese gegebene Entwicklung des Gedankenganges bei dieser Untersuchung deshalb für wichtig, um zu beweisen, daß hydrologische Arbeiten kein Scheina, dulden und daß sich ihre Beherrschung aus Büchern ebensowenig lernen läßt, wie die Vornahme von medizinischen Operationen.
Die Untersuchungsergebnisse.
Die örtlichen Untersuchungen begannen am 14. November 1916 und fanden ihr Ende am 31. August 1917. Ihre Dauer wurde durch die Erschwernisse des Krieges und durch bis zu 30o unter Null steigende Kälte ungünstig beeinflußt. Die Anzahl der niedergebrachten Bohrungen betrug 38 mit einer
Gesamttiefe von 1194 m. Es ist hierbei zwischen Einzelbohrungen zur allgemeinen Aufklärung und Gruppenbohrungen zu unterscheiden. Man erkennt auf dem Lageplan deutlich die sich stark häufenden Bohrungen in den Gruppen, von denen sich eine Linie längs der Küste und eine andere in ungefähr 1km Entfernung von ihr hinzieht. Jede Gruppe hat ihren Namen erhalten.
Auf Abb. 2 und 3 sind Profile durch die Küsten- und Landgruppen dargestellt. Der Untergrund zeigt einen verhältnismäßig regelmäßigen Aufbau, wohl zeigt sich ein häufiger Wechsel in der Stärke des Korns bei den Sand- und Kiesschichten, doch wird selbst das Gesamtbild durch die undurchlässigen Einlagerungen von Lehm und Ton nicht erheblich gestört. In den oberen Teilen wurden meist feine Sande aufgedeckt, die von darunter liegenden Kiesen meist durch eine Tonschicht getrennt waren. Es sind somit zwei Wasserstockwerke vorhanden. Die Trennschicht beider Stockwerke konnte indessen nicht allenthalben nachgewiesen werden; sie wird sich wohl bei der Art des Bohrvorganges, bei der das Bohrgut durch Spülung gewonnen wird, manchmal des scharfen Nachweises entzogen haben. Es sind hier schon dünne Tonbänder von nur wenigen Zentimetern Stärke von ausschlaggebender Bedeutung. Jedoch sind unzweifelhaft zwei Wasserstockwerke vorhanden, denn bei der Durchfahrung des feinen Sandes in den oberen Schichten und der Erreichung des Kieses in den tieferen stellte sich sofort ein wesentlich höherer Spiegel im Bohrrohr ein. Diese hydraulische Erscheinung ist
aber ein ausschlaggebender Beweis, wenn die petrographische Feststellung nicht sicher zu belegen ist.
Die Wasserführung des oberen Stockwerkes ist im Vergleich zu der des unteren derartig geringfügig, daß die vorgenommenen Versuche nicht zu weiteren Maßnahmen ermunterten; es wurde darum von einer eingehenden hydrologischen Behandlung abgesehen und die Durchlässigkeitsbestimmungen allein auf das untere Stockwerk ausgedehnt. Bei diesem liegen die Grenzen für die Mächtigkeit der wasserführenden Schicht zwischen 10 bis 12 m, gemessen im Zug der Landgruppen und steigen bei den Küstengruppen auf 10 bis 17 m Der größte Teil der Bohrungen wurde mit Beobachtungsrohren ausgerüstet und der sich in ihnen einstellende Grundwasserspiegel laufend beobachtet.
an.
Kurz vor Schluß der örtlichen Untersuchungen wurde, als von den letzten Bohrungen Spiegelaufnahmen möglich waren, das ganze Feld aufgemessen. Die Ergebnisse dienten zur Entwicklung des auf Abb. 1 dargestellten Höhenschichtenplanes des natürlichen Grundwasserspiegels. Nur diejenigen Bohrungen sind hierzu benutzt, die das untere Wasserstockwerk erschließen. Das von den Höhen kommende Grundwasser bewegt sich im nördlichen Teil des Versuchsfeldes fast auf dem kürzesten Wege dem Meere zu und beendigt dort seinen Weg; im südlichen Teil des Feldes wird die Strömungsrichtung des Grundwassers durch die Nähe der toten Weichsel beeinflußt und dorthin abgelenkt. Würde für das obere Stockwerk in derselben Weise ein Höhenschichtenplan ent
worfen, so würde sich in der Bewegungsrichtung des Grundwassers selbst kaum ein Unterschied zeigen. Das seichte Grundwasser tritt einzig und allein in Küstennähe in das Meer ein, während das der tieferen Schichten erst in größerer Entfernung von, ihr das Meer erreicht. Dies ist auf dem Plan links durch die gestrichelte Höhenlinie des Grundwassers gekennzeichnet. Unmittelbar an der Küste steht das Grundwasser rd. 2 m über dem Meer, es kann darum ganz unmöglich schon bei der Küste seinen Weg im Meer beenden, sondern es muß erst unter der Sohle des Meeres sich eine längere Strecke bewegen, bevor es sich mit dem Meerwasser vermischt. Der Verlauf der Nullinie gibt die ungefähren Eintrittstellen des Grundwassers an. Der Höhenschichtenplan ist von großer Regelmäßigkeit und beweist damit auch die Gleichförmigkeit im Aufbau der Bodenschichten.
Bemerkenswert sind die Unterschiede des Grundwassergefälles. Es beträgt im Norden des Versuchsfeldes mehr als 3:1000. Bei der bedeutenden Mächtigkeit der wasserführenden Schicht muß dieses als außerordentlich hoch bezeichnet werden; nach meinen Beobachtungen sind derartige Gefällwerte große Ausnahmen. Sich dem Süden nähernd. nehmen allerdings die Gefälle allmählich ab, unterschreiten jedoch bei den Landgruppen nirgends, den Wert von 1:1000; wie die Gleichung (1) angibt, wächst die Grundwasserergiebigkeit in dem gleichen Verhältnis wie das Gefälle, und darum wirken diese starken Gefälle außerordentlich günstig auf die Grundwasserergiebigkeit ein.
und 3. Profile durch die Küsten- und Landgruppen der Aufklärungsbohrungen.
deutscher Ingenieure.
Wassertra
Bach
Brösen
Moor
Ton
ragende Sohle
Sande
inde
Wagerechte = 0,45 m unter N.N.
tonig
mittel
grob
Zur Bestimmung der Einheitsergiebigkeit & erhielten die Landgruppen eine durchschnittliche gegenseitige Entfernung von 1250 m, bei den Küstengruppen verringerte sich diese auf 1000 m. Ihre Lage zeigt Abb. 1. Während des Ergiebigkeitsversuchs wurde bei allen Bohrgruppen schon nach 1 bis 2 st der Beharrungszustand erreicht. Die Ergiebigkeit des Grundwasserstromes ist so stark, daß die geringe Wasserentnahme aus dem Rohrbrunnen einer Bohrgruppe schon nach kurzer Zeit einen Gleichgewichtzustand im Untergrund erzeugt hatte. In den Beobachtungsrohren, die in angemessenen Entfernungen vom Rohrbrunnen niedergebracht wurden, wurden die Spiegelsenkungen haarscharf auf das Millimeter festgelegt und beobachtet, ob sich nach Schluß des Pumpversuches wiederum die alte Spiegellage innerhalb einer gewissen Frist einstellte. Das war überall der Fall und damit bewiesen, daß während der Dauer des Pumpversuchs ein allgemeines Schwanken der Grundwasserspiegel unbeeinflußt von der Wasserentnahme nicht stattgefunden haben konnte. Die Messungsergebnisse aller Bohrgruppen waren geeignet, ɛ einwandfrei festzulegen; nur bei der Gruppe Rothof zeigte der entferntere Beobachtungsspiegel ein auffälliges Verhalten, er konnte nicht verwendet werden, um ε daraus zu bestimmen; es wurde darum die hervorgerufene Absenkung gleich null gesetzt und dadurch auf jeden Fall ein zu niedriger Wert für e erhalten
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Zahlentafel 1 und 2 geben übersichtlich die bei jeder Gruppe gefundenen Zahlenwerte an, aus denen sich die auf
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