 Verfasst am: 27. Nov 2017 18:52 Titel: Strömung in Grundwasserleiter |
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Meine Frage: Hallo Ihr Lieben! Ich habe leider sehr wenig Ahnung von Physik (habe Geographie studiert) und mache gerade ein fernstudium in Umweltwissenschaften. Bin nun im 5 Semester und muss am 04.12 viele rechenaufgaben eingesendet haben. Ich habe schon das meiste geschafft, aber bei einigen Fragen hänge ich leider fest. Es wär wirklich total toll, wenn hier jmd was dazu schreiben könnte, auch wenn es nur Ideen sind (um den ein oder anderen halben Punkt noch zuergatern ist es vll nicht schlecht, wenn ich überhaupt irgendetwas schreibe. Als Ihhr könnt ja mal schauen, inwiefern Ihr das versteht - würde mich jedenfalls riesig freuen :-) Aufgabe 1: Gegeben sei ein Grundwasserleiter mit horizontaler Basis und freier Oberfläche, kf = 2*10 hoch-3 m/s. Die Strömung sei durch Stromlinien charakterisiert, die - auf die horizontale Ebene projiziert - parallel verlaufen. Es handelt sich vom Typ her also um eine Grabenanströmung. Das kartesische Koordinatenkreuz sei so orientiert, dass die x-Achse in der Horizontalen parallel zu den Stromlinien gerichtet ist. Bei x = 0 betrage die Standrohrspiegelhöhe bezogen auf das Niveau der Grundwasserleiterbasis h = 25m, bei x = 400 m sei h = 27 m. Ermitteln Sie den Wert des GIRINSKIJ-Potenzials bei x = 200 m für konstante Neubildungsraten von v N = 0 und v N = 2 l/(s km 2 )! Berechnen Sie aus den Werten für Durchmesser(200 m) die entsprechenden Standrohrspiegelhöhen h bei x = 200 m! (Bedenken Sie: Selbst für vN = 0 muss die Durchflussgeschwindigkeit durch den Grundwasserleiterquerschnitt bei x = 0 größer sein als bei x = 400 m, da die Durchflussmengen zwar gleich sind, die Querschnittsfläche bei x = 0 aber kleiner ist. Die Neigung der freien Grundwasseroberfläche ist daher nicht konstant, sondern nimmt mit kleiner werdendem x zu, d.h. die Grundwasseroberfläche ist nicht eben. Sie erhalten daher nicht exakt 26 m, den Mittelwert aus h (0) und h (400 m). Bei v N ungleich 0 vergrößert sich die Abflussmenge bei x = 0 noch zusätzlich durch die Grundwasserneubildung aus Niederschlag auf der Fließstrecke.) Aufgabe 2: Ein Brunnen (r o = 0,2 m) befinde sich in einem Grundwasserleiter mit freier Oberfläche, dessen kf-Wert mit 2,5*10 -3 m/s bekannt sei. Die wassererfüllte Grundwasserleitermächtigkeit ohne Förderung betrage H = 8,2 m. Aus technischen Gründen soll nach Inbetriebnahme des Brunnens die Absenkung im Brunnen einen Wert von so = 3 m nicht überschreiten. A) Berechnen Sie die Reichweite der Absenkung bei einer entsprechenden Förderung nach den Formeln von SICHARDT und KUSAKIN! B) Welche Förderraten Q ergeben sich mit diesen Reichweiten nach der DUPUIT-THIEM'schen Brunnenformel? Aufgabe 3: Für die Trinkwasseraufbereitung soll ein offener Mehrschicht-Schnellfilter zur Entfernung suspendierter Stoffe dimensioniert werden. Der tägliche Rohwasserdurchsatz bei einer Laufzeit von 20 Stunden pro Tag beträgt 48.000 m hoch3 /d. Die Filtergeschwindigkeit soll 10 m/h betragen. Ermitteln Sie die erforderliche Gesamtfläche der Filter! Wie viele Filtereinheiten werden mindestens nötig? Gehen Sie von der maximal möglichen Breite und Länge aus. Wählen Sie Material, Körnung und Schichthöhe beider Schichten! Legen Sie den Spülzyklus fest! Dimensionieren Sie Pumpe und Gebläse zur Spülung eines Filters! Skizzieren Sie eine von Ihnen dimensionierte Filtereinheit im Querschnitt! Tragen Sie bitte die Maße mit ein. Aufgabe 4: Eine Zubringerleitung mit einem Durchfluss von maximal 180 l/s soll bemessen werden, sowohl Durchmesser als auch Fließgeschwindigkeit sind zu ermitteln. Der k-Wert beträgt 0,1 mm. (Bitte tragen Sie auf dem Einsendebogen die zu berechnenden Werte an den dafür vorgesehenen Stellen ein. Geben Sie jedoch auf separaten Blättern stets auch den Lösungsweg an!) DN = v = Meine Ideen: Puuh man soll hier eigene Ansätze schreiben, was etwas schwierig ist, wenn man nichts versteht. Ich habe bei Aufgabe 2: SICHARDT: R = 3000*3*?0,0025 = 450 m KUSSAKIN: R = 575*3*?0,0025*8,2 = 246,7 m Aber ob das stimmt... :-S |
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