Geschichte der Geowissenschaften: Allgemeine Geologie

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Neumayr, Uhlig (1897)
Geo­logie

Inhalt
● Grundwasser, Quellen und Brunnen
● Der Versickerungsprozess
● Grundwasser und Mensch
● Grundwasser und Quellen
● Diskussion zur Permeabilität
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● Weg des Wassers
● Quellaustritte- und Suche
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● Artesische Brunnen
● Arten der Artesischen Brunnen
● Herkunft der Grundwässer
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● Beispiel Oase Dakhel
● Temperatur der Wässer
● Inhaltsstoffe der Wässer
● Analysen

Foto/Scan - Digital Bearbeitet: (W.Griem, 2007, 2019); von: M.Neumayr / V.Uhlig  (1897)  "Verlauf des Grundwasserspiegels unter welligem Terrain."; OCR-Version Abb. 210; Original-Version auf Seite 419 Original Größe der Abbildung: 11 cm x 3 cm.
Titel: Verlauf des Grundwasserspiegels unter welligem Terrain.

Neumayr, M. Uhlig, V. (1897): Erd­ge­schichte. - Band 1: 692 Seiten, 378 Abbil­dun­gen; Band 2: 700 Seiten, 495 Abbil­dungen, Verlag Biblio­graphi­sches Insti­tut, Leip­zig und Wien.
[Samm­lung W. Griem]

Die Abbildungen wurden mit einem HP Scanjet G3110 mit 600dpi eingescannt, danach mit Corel Draw - Photo Paint (v. 19) digital bearbeitet. Speziell Filter der Grau­stufen­verbesserung, Elimination von Flecken sowie Ver­besserung der Schärfe wurden bei der Bild­bearbeitung angewandt (W. Griem 2020).

Die Texte wurden mit einer Pentax Kr-3 II digi­talisiert und später mit ABBYY (v.14) ver­arbeitet und zur OCR vor­bereitet. Fraktur­schriften wurden mit ABBYY Fine Reader Online in ASCII umge­wandelt; "normale" Schrift­arten mit ABBYY Fine Reader Version 14.
Die Texte wurden den heutigen Recht­schreib­regeln teil­weise ange­passt, es wurden erläuternde und orien­tierende Zeilen ein­gefügt (W.Griem, 2020).

Eine einfache Zeichnung eines Grundwasserspiegels. Um 1897 war dieser Zweig der Geologie noch recht neu. Aber, im Text von Neumayr werden sogar schon umweltgeologische Aspekte angesprochen.
Ein ausführlicher Text über die Grundwässer, Quellen und Brunnen von 1897. Eine sehr gute Beschreibung, mit geochemischen Daten von Wasseranalysen (1897!). Auch Wasserqualität spielt im Text eine Rolle, auch die leider heute noch anzutreffenden Scharlatane, die mit mit Wünschelrute oder Pendeln versichern "Wasseradern" aufsuchen zu können, werden hier im Text kritisch erwähnt.
Im Buch von Neumayer & Uhlig (1897) werden häufig Daten und Analysen benutzt um eine Theorie zu Untermauern. Hier zum Beispiel die Wasserqualität und die Quantifizierung zwischen Abfließendem, Einsickerndem und Verdunstendem Wasser (1/3 - 1/3 - 1/3).

Original Text von Neumayr & Uhlig, 1897:
p.446 OCR Version; p.418 Fraktur-Version
Grundwasser [1]

Grundwasser, Quellen und Brunnen.
Von der Niederschlagsmenge, die ein Gebiet betrifft, kehrt im Durchschnitt ein Drittel durch Verdunstung sofort wieder in die Atmosphäre zurück, ein zweites Drittel läuft an der Erdoberfläche ab, das dritte Drittel sickert in die Tiefe. Natürlich ist das nicht für alle Gebiete richtig: die überaus geringen Mengen von Regen und Tau, die die Sahara befeuchten, gehen zum größten Teil durch Verdunstung verloren, in den zerklüfteten Kalkgebieten des Karstes nimmt eine unverhältnismäßig große Menge den Weg in die Tiefs, und in den außerordentlich regnerischem Gebieten von Assam am Südfuße des östlichen Himalaja mit seiner übergroßen Menge mächtiger Ströme fließt die Hauptmasse des Regenwassers an der Oberfläche ab. Aber im großen und ganzen mag jenes Verhältnis, wenn auch nur annäherungsweise, als richtig gelten.

Der Versickerungsprozess
Die versickernden Wasser sind in ihrem Laufe auf die sich ihnen bietenden Wege angewiesen. Es gibt zwar kein Gestein, das für Wasser gar nicht durchdringbar wäre; aber viele lassen das Wasser doch nur in sehr geringem Grade durch, so daß sie seinem Vordringen Schranken setzen, während ihm andere mit Leichtigkeit Durchtritt gewähren. Man unterscheidet daher durchlässige (permeable) und undurchlässige Gesteine. Lose Geröll- und Sandmassen, verfestigte Konglomerate und weitaus die meisten Sandsteine sind durchlässig, während Tongesteine im höchsten Grade undurchlässig oder wasserdicht sind. Feste Felsgesteine gewähren dem Wasser in der Regel nur geringen Durchtritt, wenn sie nicht bedeutende Zerklüftung und Spaltenbildung zeigen, wie das fast bei allen Kalksteinen der Fall ist, die darum auch beinahe durchweg in hohem Grade durchlässig sind.

Wo unmittelbar an der Oberfläche sehr stark durchlässige Gesteine anstehen, sickert das niederfallende Wasser fast ganz ein, soweit nicht die Humusdecke und das Vegetationskleid ein Hindernis bilden. Es nimmt seinen Weg in die Tiefe, bis es an eine undurchlässige Schicht gelangt, über der es sich sammelt, und deren Neigung es beim Abfließen folgt. Da auch permeable Gesteine doch einen viel weniger freien Abzug gewähren, als er an der Oberfläche stattfindet, so ist der Ablauf dieser Grundwasser auch ein entsprechend langsamerer, und ihr Spiegel schließt sich mehr oder weniger den Formen der Oberfläche an (s. Abbildung 210). Häufig begegnet dieses von oben eingedrungene Grundwasser den Infiltrationen, die von den Flüssen aus seitwärts stattfinden, und gerät so, ohne die Oberfläche selbständig, als Quelle, wieder erreicht zu haben, in den Fluß.

Grundwasser und Mensch:
Es ist bekannt, von wie großer Bedeutung das Grundwasser für den Menschen ist. Wo die Verhältnisse günstig sind, stellt es eine ununterbrochene Wasserfläche in größerer und geringerer Tiefe dar, deren ursprünglich vielleicht getrübte Flüssigkeit durch die Filtration zwischen den Bodenbestandteilen geklärt worden ist. Bei einfachen Brunnengrabungen dringt man bis auf dieses Niveau herab und befördert nun das Wasser durch Pump- oder Schöpfvorrichtungen empor.

Anderseits ist der Stand des Grundwassers namentlich für die Gesundheitsverhältnisse von größter Wichtigkeit; wo zahlreiche Menschen beisammen wohnen, sickern bei Mangel an geeigneten Gegenvorkehrungen massenhafte Verunreinigungen in die Tiefe und verjauchen das Grundwasser; namentlich die von diesen: durchfeuchteten, nicht aber ganz durchtränkten Regionen gelten vielfach als Brutstätten zahlreicher Krankheiten.

Grundwasser und Quellen:
Ein großer Teil des in die Tiefe gesickerten Wassers kommt in den Quellen wieder zum Vorschein, die lediglich das Wasser der atmosphärischen Niederschläge führen. Die Richtigkeit dieser Auffassung vom Wesen der Quellen wird in schlagender Weise dadurch bewiesen, daß die Reichhaltigkeit der Quellen von der Menge des Regens und Schnees abhängig ist, wie das ein einzelnes Beispiel zeigen mag. Die Stadt Wien bezieht seit dem Jahre 1873 ihren Wasserbedarf aus einigen sehr reichen Quellen, die in den Alpen großenteils am Fuße der gewaltigen Kalkplateaus des Schneeberges und der Raxalpe im Höllental oberhalb Reichenau auftreten. Jeder stärkere Regenfall, besonders aber die Schneeschmelze aus den Höhen machen sich in der Wassermenge der Quellen bemerkbar. Den eigentlich nachhaltigen Vorratsstock, der die Speisung in trockener Sommer- und Herbstzeit sichert, liefern mächtige trichterförmige oder kesselartige Einsenkungen auf jenen Kalkhöhen, die sich im Winter mit Schnee füllen. In diese Kessel fällt nicht nur die normale Schneemenge, sondern die Winterstürme treiben von den benachbarten Höhen gewaltige Schneemassen hinein, die sich hier teilweise sogar bis zum nächsten Winter erhalten. In sehr regenarmen Sommern hängt dann der Reichtum der Quellen von der Menge dieser Anhäufungen ab und zeigt sich von der sommerlichen Trockenheit weit weniger beeinträchtigt nach einem schneereichen als nach einem schneearmen Winter.

Dieser innige Zusammenhang zwischen der Ergiebigkeit der Quellen und dem Grundwasser- stand einerseits und der Niederschlagsmenge anderseits läßt sich in zahllosen Füllen Nachweisen; es gibt ziemlich wenige Quellen, die in der trockenen Jahreszeit nicht spärlicher flössen als in der nassen und während der Schneeschmelze. Trotzdem sind mehrfach andere Meinungen aufgetaucht. So hat der bekannte Geologe Otto Volger die allerdings an sich nicht neue Ansicht aufgestellt, daß „kein Wasser des Erdbodens vom Regenwasser herrührt". Er stützt sich dabei zunächst auf die Tatsache, daß selbst bei heftigen Regengüssen das Wasser nicht tief in das Erdreich eindringt, und meint, daß, wenn überhaupt ein so hoher Grad von Durchlässigkeit bestünde, Seen und Meere schon längst in die Tiefe gesunken sein und ihre Becken trocken liegen müßten. Ferner soll die Verdunstung von der Erdoberfläche das Jahr hindurch mehr betragen als die Summe der atmosphärischen Niederschläge; es muß also das Wasser von Regen und Schnee verdunsten, ohne in die Tiefe dringen zu können. Diese Schwierigkeiten haben den Versuch einer anderen Erklärung veranlaßt: Da die Temperatur des Bodens in einer gewissen Tiefe fast genau der mittleren Jahrestemperatur der Atmosphäre an dem betreffenden Orte entspricht, also im heißeren Teile des Jahres kälter als die Luft ist, so wird diese, wenn sie in der Erde zirkuliert und in die Tiefe gelangt, abgekühlt und der Wasserdampf, den sie enthält, niedergeschlagen; durch diesen Vorgang sollen Grundwasser und Quellen gespeist werden.  

Diskussion zur Permeabilität:
Was nun zunächst den Einwurf betrifft, daß bei bedeutender Durchlässigkeit des Bodens Seen und Meere verschwinden müßten, so ist er wohl belanglos: die Sedimente, die sich am Boden dieser Wasseransammlungen absetzen, bilden im Laufe der Zeit eine undurchlässige Decke, die das weitere Versinken des Wassers hindert; wo das aber nicht der Fall ist, sind eben alle Teile bis zur nächsten undurchlässigen Schicht schon längst durchwässert und ein Gleichgewichtszustand hergestellt, so daß kein erhebliches neues Abströmen mehr stattfindet. Die weitere Angabe, daß das Wasser überhaupt nicht in den Boden eindringe, ist allerdings richtig, wenn man nur das Kulturland in flachen Gegenden berücksichtigt. Der Pflanzenwuchs verbraucht in der Tat so gewaltige Wassermengen, daß der bewachsene Boden bis in ansehnliche Tiefen austrocknet und die Ansammlung von Grundwasser während der Vegetationsperiode erschwert oder selbst gänzlich verhindert wird. Dagegen sinkt das Regen- oder Schmelzwasser auf kahlen Flächen, also in unseren Gegenden namentlich im ersten Frühjahr und im Herbst, ohne Schwierigkeit zur Tiefe, wie durch Versuche und Beobachtung nachgewiesen ist.

Zur Bildung von Grundwasser auf dem Wege der Kondensation wäre das Eindringen ungeheurer Luftmassen in den Boden erforderlich, und es würde bei fortwährender Verdichtung großer Mengen von Wasserdampf so viel Wärme frei werden, daß jede weitere Kondensation von selbst aufhören müßte. O. Volger verlegt den Vorgang hauptsächlich in die heiße Jahreszeit, aber gerade im Sommer ist das Eindringen der Luft in den Boden sehr erschwert, weil da die Luft in der Höhe wärmer und daher leichter ist als im Boden. Das umgekehrte Verhältnis herrscht im allgemeinen im Winter, und man sollte daher meinen, daß diese Jahreszeit den Luftaustausch zwischen Boden und Atmosphäre begünstigen müßte. In der Tat hat man durch Versuche gefunden, daß bei feinkörniger Bodenbeschaffenheit im Winter mehr Wasser aus dem Boden absickert, als ihm durch Niederschläge zugeführt wird, so daß dieser Überschuß wohl auf Verdichtung des atmosphärischen Wasserdampfes im Boden zurückgeführt werden muß.

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