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Leitfähigkeit
Geo-Glossar
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Permeabilität
Die Begriffe Permeabilität, Leitfähigkeit und Leitvermögen eines Stoffes oder Gesteins sind Synonyma und beschreiben seine Eigenschaft, eine Energie oder einen anderen Stoff hindurchzuleiten oder von einem anderen Stoff durchdrungen zu werden. Physikalisch sind sie Proportionalitätsfaktoren der beschreibenden Funktion.Die Grenze zwischen durchlässigen (permeablen) und weniger durchlässigen (impermeablen) Schichten bildet für solche beweglichen Medien eine Permeabilitätsgrenze.
Es besteht ein allgemeiner Zusammenhang zwischen Permeabilität und Porosität: Je größer die Porosität ist, desto höher ist meistens auch die Permeabilität. Die Permeabilität hängt jedoch zusätzlich davon ab, wie groß die Poren des jeweiligen Gesteins sind, wie gut sie miteinander in Verbindung stehen und wie krümmungsreich der Weg um die Gesteinspartikel ist, den das Wasser beim Durchfließen nehmen muß.
Die hydraulische Leitfähigkeit hat HENRY DARCY in folgender Gleichung, heute als DARCY'sches Gesetz bekannt, erfaßt:
Q = kf * (h / l) * A [m3 * s-1] bzw.
Q = kf * J * A [m3 * s -1]
Q - Volumenstrom [l * s-1 bzw. m3 * s-1]
h - Druckhöhenunterschied [m]
l - Fliesslänge [m]
J - hydraulische Gradient (h / l) [dimensionslos]
A - durchflossene Querschnittsfläche [m2]
kf - hydraulische Leitfähigkeit [m * s-1]
Danach ist der Volumenstrom (Q), d.h. ein Wasservolumen, das pro Zeiteinheit einen Aquifer der Länge (l) durchfließt, dem Querschnitt (A) des Aquifers direkt, seiner Länge (l) aber umgekehrt proportional. Direkt proportional ist ein durchfließender Volumenstrom auch dem Druckhöhenunterschied (h) der Wassersäule. Der Proportionalitätsfaktor (kf) ist eine materialspezifische Konstante, deren Dimension die Dimensionsgleichheit auf beiden Seiten der Gleichung herstellt.
Der Proportionalitätsfaktor (kf) wird damit zum Wasserleitfähigkeitskoeffizienten, zum Durchlässigkeits-Koeffizienten, zum Durchlässigkeitsbeiwert. In der DIN 4049 Teil 3 wird kf als Durchlässigkeit bezeichnet und dem Bergriff der hydraulischen Leitfähigkeit gleichgesetzt.
vergleiche:Porosität
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