Prinzip |
der
kf-Wert ist der Durchlässigkeitsbeiwert, der eigentlich
einen viskositätsabhängigen Term ( ? g ?-1)
enthält.
Da der kf-Wert meist für Grundwasser verwendet
wird, kann dieser Term als quasi-Konstante ( etwa 7.5 106
bei temp= 10°C und Dichte 1000 kg m-3)
angesehen, und in den kf-Wert mit eingerechnet
werden.
Für geothermische Berechnungen oder für Berechnungen in
Mehrphasensystemen (d.h. bei abweichenden Temperaturen
oder Viskositäten) muss aber die Permeabilität verwendet
werden. |
Gleichung |
kf
= K ? g ?-1 |
Variablen |
Name |
Einheit |
Beschreibung |
typ.
Wert |
t |
°C |
Temperatur |
10 |
kf |
m
s-1 |
Durchlässigkeitsbeiwert |
1
10-5 |
K |
m2 |
Permeabilität |
1 10-12 |
? |
kg
m-3 |
Dichte |
1000 |
g |
m
s-2 |
Erdbeschleunigung |
9.81 |
? |
kg
m-1 s-1 |
dynamische
Viskosität |
1.0
10-3 |
? |
m2
s-1 |
kinematische
Viskosität |
1.0
10-6 |
faktor |
m-1
s-1 |
Umrechnungsfaktor
K auf kf |
7.5
106 |
|
dyn.
Viskosität ?
|
die
dynamische Viskosität ? ist temperaturabhängig. für Wasser
gilt:
? [kg m-1 s-1] =
1.78 10-3 ( 1 + 0.0337 t + 0.000221 t2
)-1 |
Grundgleichung |
kf
= K ? g ?-1 mit faktor = ? g ?-1
ergibt sich kf = K faktor oder K = kf faktor-1 |
Umrechnungsfaktor
Permeabilität auf kf |
t
°C |
?=1000
kg
m-3 |
?=1050
kg
m-3 |
?=1100
kg m-3 |
?=1200
kg
m-3 |
|
0 |
5.51
106 |
5.79
106 |
6.06
106 |
6.61
106 |
m-1
s-1 |
5 |
6.47
106 |
6.79
106 |
7.12
106
|
7.76
106 |
m-1
s-1 |
10 |
7.49
106 |
7.86
106
|
8.24
106 |
8.99
106 |
m-1
s-1 |
15 |
8.57
106 |
9.00
106 |
9.43
106 |
1.03
107 |
m-1
s-1 |
20 |
9.71
106
|
1.02
107 |
1.07
107 |
1.17
107 |
m-1
s-1 |
25 |
1.09
107 |
1.15
107 |
1.20
107 |
1.31
107 |
m-1
s-1 |
30 |
1.22
107 |
1.28
107 |
1.34
107 |
1.46
107 |
m-1
s-1 |
|
typische
Permeabilitäten für verschiedene Locker- und
Festgesteine
(Freeze & Cherry, 1979) |
Gestein |
von |
bis |
|
Kies |
10-7 |
10-10 |
m2 |
Sand |
10-9 |
10-13 |
m2 |
siltiger
Sand |
10-10 |
10-14 |
m2 |
Silt,
Loess |
10-12 |
10-16 |
m2 |
Geschiebemergel |
10-13 |
10-19 |
m2 |
Mariner
Ton, unverw. |
10-16 |
10-19 |
m2 |
Schiefer |
10-16 |
10-20 |
m2 |
ungeklüftete
Metamorphite und Tiefengesteine |
10-17 |
10-20 |
m2 |
Sandstein |
10-13 |
10-17 |
m2 |
Kalk,
Dolomit |
10-13 |
10-16 |
m2 |
geklüftete
Metamorphite und Tiefengesteine |
10-11 |
10-15 |
m2 |
poroeser
Basalt |
10-9 |
10-14 |
m2 |
Karst |
10-9 |
10-13 |
m2 |
|
Umrechnung
auf Darcy |
Permeabilitäten
werden statt in m2 auch gerne noch in Darcy ( D
= cm2 cP atm-1 s-1)
angegeben
Der Umrechnungsfaktor ist dimensionslos und beträgt 9.8692
10-13
K [m2 ] = K [D] * 9.8692 10-13 |