Hydraulisches Potential
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Das hydraulische Potential im Grundwasser, auch als Piezometerhöhe bezeichnet, beschreibt den Energiezustand des Grundwassers an einer durch die Messung definierten Stelle.
Ganz allgemein setzt sich die spezifische mechanische Energie pro Gewichtseinheit eines Wasserelements aus Druck-, Lage- sowie kinetischer Energie zusammen. Da die Fließgeschwindigkeiten im Grundwasser im Allgemeinen sehr klein sind, kann man den Anteil aus kinetischer Energie in guter Näherung vernachlässigen.
Das hydraulische Potential setzt sich zusammen aus dem hydrostatischen Druck und der Lage relativ zu einem Bezugsniveau (z. B. Normalnull). Es kann vergleichsweise einfach gemessen werden. Hierzu wird ein Rohr mit einer Verfilterung in den Grundwasserleiter eingebracht (Bohren, Rammen usw.). Die Lage des Wasserspiegels im Rohr relativ zu einem Bezugspunkt, ausgedruckt in einer Längeneinheit (Energie pro Gewichtseinheit) stellt das Grundwasserpotential im Bereich der Verfilterung dar. In gering durchlässigen Böden wird mittels einer Druckmessdose der Porenwasserdruck gemessen. Aus der gemessenen Druckhöhe (Druck geteilt durch das spezifische Gewicht von Wasser) und der Lage der Druckmessdose relativ zu einem Bezugsniveau lässt sich das hydraulische Potential bestimmen.
Unterschiede im Energieniveau an zwei Stellen des Grundwasserleiters führen zur Grundwasserbewegung zwischen diesen zwei Punkten. Eine Abnahme des hydraulischen Potentials (Piezometerhöhe) entspricht hierbei einem „Energieverlust“. Ein Teil der Energie geht durch die innere Reibung zwischen dem Wasser und dem Festgestein (Körner, Klüfte usw.) in Wärmeenergie über. Grundwasser fließt somit stets vom höheren zum niedrigeren hydraulischen Potential.
