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<title>Hydraulisches Potential</title>
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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Hydraulisches Potential</span></h1>
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<div id="contentSub">
<div id="mw-content-subtitle"></div>
</div>
<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Das <b>hydraulische <a href="Potential_(Physik)" title="Potential (Physik)">Potential</a></b> beschreibt den <a href="Energie" title="Energie">Energie</a>zustand von <a href="Wasser" title="Wasser">Wasser</a> im <a href="Boden_(Bodenkunde)" title="Boden (Bodenkunde)">Boden</a> an einer durch die Messung definierten Stelle. Im Falle des <a href="Grundwasser" title="Grundwasser">Grundwassers</a> wird das hydraulische Potential auch <b><a href="Standrohr_(Bohrtechnik)" title="Standrohr (Bohrtechnik)">Standrohr</a></b>- oder <b><a href="Piezometer" title="Piezometer">Piezometer</a>spiegelhöhe</b> genannt. Bei <a href="Wasserkraftanlage" class="mw-redirect" title="Wasserkraftanlage">Wasserkraftanlagen</a> ist die <a href="Fallh%C3%B6he_(Wasserbau)" title="Fallhöhe (Wasserbau)">hydraulische Fallhöhe</a> gemeint.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Grundwasser">Grundwasser</h2></div>
<p>Allgemein setzt sich die gesamte <a href="Mechanische_Energie" class="mw-redirect" title="Mechanische Energie">mechanische Energie</a> <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle E}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>E</mi>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle E}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4232c9de2ee3eec0a9c0a19b15ab92daa6223f9b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.776ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle E}" loading="lazy"></span> von Grundwasser zusammen aus:
</p>
<ul><li>Druckenergie</li>
<li><a href="Potentielle_Energie" title="Potentielle Energie">Potentielle Energie</a>, auch als <i>Lageenergie</i> bezeichnet, relativ zu einem Bezugsniveau (z. B. <a href="H%C3%B6he_%C3%BCber_dem_Meeresspiegel" title="Höhe über dem Meeresspiegel">Höhe über dem Meeresspiegel</a>) sowie</li>
<li><a href="Kinetische_Energie" title="Kinetische Energie">Kinetische Energie</a> auch <i>Bewegungsenergie</i>,</li></ul>
<p>das heißt, es gilt die <a href="Bernoulli-Gleichung" title="Bernoulli-Gleichung">Bernoulli-Gleichung</a>:
</p>
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\begin{aligned}E_{\text{ges}}&=E_{\text{Druck}}+E_{\text{pot}}+E_{\text{kin}}\\&=p\,V+m\,g\,z+{\frac {1}{2}}\,m\,v^{2}\end{aligned}}}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true">
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mtext>ges</mtext>
</mrow>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<mi></mi>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mtext>Druck</mtext>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mtext>pot</mtext>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mtext>kin</mtext>
</mrow>
</msub>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd></mtd>
<mtd>
<mi></mi>
<mo>=</mo>
<mi>p</mi>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mi>V</mi>
<mo>+</mo>
<mi>m</mi>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mi>g</mi>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mi>z</mi>
<mo>+</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mn>2</mn>
</mfrac>
</mrow>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mi>m</mi>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<msup>
<mi>v</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mn>2</mn>
</mrow>
</msup>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mrow>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\begin{aligned}E_{\text{ges}}&=E_{\text{Druck}}+E_{\text{pot}}+E_{\text{kin}}\\&=p\,V+m\,g\,z+{\frac {1}{2}}\,m\,v^{2}\end{aligned}}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a81f806816748811f345f8d3749b58f96fccfb4d.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -3.671ex; width:29.036ex; height:8.509ex;" alt="{\displaystyle {\begin{aligned}E_{\text{ges}}&=E_{\text{Druck}}+E_{\text{pot}}+E_{\text{kin}}\\&=p\,V+m\,g\,z+{\frac {1}{2}}\,m\,v^{2}\end{aligned}}}" loading="lazy"></span></dd></dl>
<p>mit
</p>
<ul><li><a href="Wasserdruck" title="Wasserdruck">Wasserdruck</a> <i>p</i> (im Grundwasser Porenwasserdruck) (Kraft je Einheitsfläche [F/L<sup>2</sup>], oft Pa oder N·m<sup>−2</sup>)</li>
<li><a href="Volumen" title="Volumen">Volumen</a> <i>V</i></li>
<li><a href="Masse_(Physik)" title="Masse (Physik)">Masse</a> <i>m</i> des Wasserelements</li>
<li><a href="Erdbeschleunigung" class="mw-redirect" title="Erdbeschleunigung">Erdbeschleunigung</a> <i>g</i> (oft in m·s<sup>−2</sup>)</li>
<li>Lagepotential <i>z</i>, d. h. die Höhe des Meßpunktes über der Bezugslinie</li>
<li><a href="Flie%C3%9Fgeschwindigkeit" class="mw-redirect" title="Fließgeschwindigkeit">Fließgeschwindigkeit</a> <i>v</i>.</li></ul>
<p>Da die Fließgeschwindigkeiten im Grundwasser im Allgemeinen sehr klein sind, kann man den Anteil der kinetischen Energie in guter Näherung vernachlässigen:
</p>
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle v\approx 0\Rightarrow E_{\text{kin}}\approx 0}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>v</mi>
<mo>≈<!-- ≈ --></mo>
<mn>0</mn>
<mo stretchy="false">⇒<!-- ⇒ --></mo>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mtext>kin</mtext>
</mrow>
</msub>
<mo>≈<!-- ≈ --></mo>
<mn>0</mn>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle v\approx 0\Rightarrow E_{\text{kin}}\approx 0}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4765e4d3b81c741f1c519caedc9cc35539fed73e.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:17.45ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle v\approx 0\Rightarrow E_{\text{kin}}\approx 0}" loading="lazy"></span></dd></dl>
<p>Außerdem entspricht die <a href="Spezifische_Gr%C3%B6%C3%9Fe" title="Spezifische Größe">spezifische</a> Energie pro <a href="Gewichtskraft" title="Gewichtskraft">Gewicht</a> <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle G}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>G</mi>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle G}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/f5f3c8921a3b352de45446a6789b104458c9f90b.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.827ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle G}" loading="lazy"></span> eines Wasserelements von der <a href="Dimensionsanalyse" title="Dimensionsanalyse">Dimensionsanalyse</a> her einer geometrischen Höhe:
</p>
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\frac {E_{\text{ges}}}{G}}={\frac {E_{\text{ges}}}{m\,g}}=h}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mfrac>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mtext>ges</mtext>
</mrow>
</msub>
<mi>G</mi>
</mfrac>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mfrac>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mtext>ges</mtext>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mi>g</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mi>h</mi>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\frac {E_{\text{ges}}}{G}}={\frac {E_{\text{ges}}}{m\,g}}=h}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/311b3f4565fc5133bbc14eebb5254dd59d211f2f.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.338ex; width:17.503ex; height:6.009ex;" alt="{\displaystyle {\frac {E_{\text{ges}}}{G}}={\frac {E_{\text{ges}}}{m\,g}}=h}" loading="lazy"></span></dd></dl>
<p>Damit ist das hydraulische Potential <i>h</i> in der <a href="Hydrogeologie" title="Hydrogeologie">Grundwasserhydraulik</a> wie folgt definiert:
</p>
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \Rightarrow h=\psi +z={\frac {E_{\text{Druck}}}{m\,g}}+{\frac {E_{\text{pot}}}{m\,g}}}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mo stretchy="false">⇒<!-- ⇒ --></mo>
<mi>h</mi>
<mo>=</mo>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mo>+</mo>
<mi>z</mi>
<mo>=</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mfrac>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mtext>Druck</mtext>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mi>g</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mfrac>
<msub>
<mi>E</mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mtext>pot</mtext>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mi>g</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \Rightarrow h=\psi +z={\frac {E_{\text{Druck}}}{m\,g}}+{\frac {E_{\text{pot}}}{m\,g}}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/3fb2a5be3e7a68ace5e6dcd064fd0cbdfc5d890f.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.338ex; width:31.142ex; height:6.009ex;" alt="{\displaystyle \Rightarrow h=\psi +z={\frac {E_{\text{Druck}}}{m\,g}}+{\frac {E_{\text{pot}}}{m\,g}}}" loading="lazy"></span></dd></dl>
<p>Die <a href="Druckh%C3%B6he" class="mw-redirect" title="Druckhöhe">Druckhöhe</a> <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi }">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi }</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/45e5789e5d9c8f7c79744f43ecaaf8ba42a8553a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:1.513ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \psi }" loading="lazy"></span> wird hierbei ausgedrückt als:
</p>
<dl><dd><dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi ={\frac {p}{\gamma }}={\frac {p}{\rho \,g}}}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mo>=</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mfrac>
<mi>p</mi>
<mi>γ<!-- γ --></mi>
</mfrac>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mfrac>
<mi>p</mi>
<mrow>
<mi>ρ<!-- ρ --></mi>
<mspace width="thinmathspace"></mspace>
<mi>g</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi ={\frac {p}{\gamma }}={\frac {p}{\rho \,g}}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/0d94ac0cc8aeb7dd7cc9064774b1d87732286c11.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.338ex; width:13.35ex; height:5.343ex;" alt="{\displaystyle \psi ={\frac {p}{\gamma }}={\frac {p}{\rho \,g}}}" loading="lazy"></span></dd></dl></dd></dl>
<p>mit
</p>
<ul><li><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \gamma }">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>γ<!-- γ --></mi>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \gamma }</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a223c880b0ce3da8f64ee33c4f0010beee400b1a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:1.262ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \gamma }" loading="lazy"></span> <a href="Spezifisches_Gewicht" class="mw-redirect" title="Spezifisches Gewicht">spezifisches Gewicht</a> des <a href="Fluid" title="Fluid">Fluids</a> (Kraft je Einheitsvolumen [F/L<sup>3</sup>], oft N·m<sup>−3</sup>),
<ul><li><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \rho }">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>ρ<!-- ρ --></mi>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \rho }</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1f7d439671d1289b6a816e6af7a304be40608d64.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:1.202ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \rho }" loading="lazy"></span> <a href="Dichte" title="Dichte">Dichte</a> des Fluids (Masse je Einheitsvolumen [M/L<sup>3</sup>], oft kg·m<sup>−3</sup>).</li></ul></li></ul>
<p>Das hydraulische Potential kann vergleichsweise einfach gemessen werden. Hierzu wird ein <a href="Rohr_(Technik)" title="Rohr (Technik)">Rohr</a> (Standrohr) mit einer Verfilterung in den <a href="Grundwasserleiter" title="Grundwasserleiter">Grundwasserleiter</a> eingebracht (durch Bohren, <a href="Ramme_(Maschine)" title="Ramme (Maschine)">Rammen</a> usw.), in gering durchlässigen Böden wird mittels einer <a href="Druckmessdose" class="mw-redirect" title="Druckmessdose">Druckmessdose</a> (Piezometer) der Porenwasserdruck gemessen. Das hydraulische Potential am Messpunkt wird dann dargestellt durch
</p>
<ul><li>die Höhe / Tiefe des <a href="Wasserspiegel" title="Wasserspiegel">Wasserspiegels</a> im Rohr relativ zu einem Bezugspunkt (<span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle p=0\Rightarrow \psi =0\Rightarrow h=z}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>p</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
<mo stretchy="false">⇒<!-- ⇒ --></mo>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
<mo stretchy="false">⇒<!-- ⇒ --></mo>
<mi>h</mi>
<mo>=</mo>
<mi>z</mi>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle p=0\Rightarrow \psi =0\Rightarrow h=z}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/66cada79e1ba9a1583ec5fc602506f766d2cf510.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; margin-left: -0.089ex; width:24.048ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle p=0\Rightarrow \psi =0\Rightarrow h=z}" loading="lazy"></span>)</li>
<li>die von der Druckmessdose gemessenen Druckhöhe, kombiniert mit der Lage der Druckmessdose relativ zu einem Bezugsniveau (<span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle p\neq 0\Rightarrow \psi \neq 0\Rightarrow h=\psi +z}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>p</mi>
<mo>≠<!-- ≠ --></mo>
<mn>0</mn>
<mo stretchy="false">⇒<!-- ⇒ --></mo>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mo>≠<!-- ≠ --></mo>
<mn>0</mn>
<mo stretchy="false">⇒<!-- ⇒ --></mo>
<mi>h</mi>
<mo>=</mo>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mo>+</mo>
<mi>z</mi>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle p\neq 0\Rightarrow \psi \neq 0\Rightarrow h=\psi +z}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/f9781a365bda3957b21549a7d65607b02a76b339.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; margin-left: -0.089ex; width:28.401ex; height:2.676ex;" alt="{\displaystyle p\neq 0\Rightarrow \psi \neq 0\Rightarrow h=\psi +z}" loading="lazy"></span>).</li></ul>
<p>Unterschiede im Energieniveau an zwei Stellen des Grundwasserleiters führen zur Grundwasserbewegung zwischen diesen zwei Punkten. Grundwasser fließt dabei stets vom höheren zum niedrigeren hydraulischen Potential. Die Abnahme des hydraulischen Potentials (Piezometerhöhe) entspricht einem „Energieverlust“, ein Teil der Energie geht nämlich durch die <a href="Innere_Reibung" class="mw-redirect" title="Innere Reibung">innere Reibung</a> zwischen dem Wasser und dem <a href="Festgestein" class="mw-redirect" title="Festgestein">Festgestein</a> (Körner, <a href="Kluft_(Geologie)" title="Kluft (Geologie)">Klüfte</a> usw.) in <a href="W%C3%A4rmeenergie" class="mw-redirect" title="Wärmeenergie">Wärmeenergie</a> über. Je nach dem Verhältnis zwischen Druck- und Lageenergie kann Grundwasser sogar <i>entgegen der <a href="Schwerkraft" class="mw-redirect" title="Schwerkraft">Schwerkraft</a></i> fließen (<a href="Artesischer_Brunnen" title="Artesischer Brunnen">Artesischer Brunnen</a>).
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Ungesättigter_Bereich"><span id="Unges.C3.A4ttigter_Bereich"></span>Ungesättigter Bereich</h2></div>
<p>Um Wasserbewegungen im Boden <a href="Modellierung" class="mw-redirect" title="Modellierung">modellieren</a> zu können, müsste man im Prinzip das Gesamtpotential <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi }">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi }</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/45e5789e5d9c8f7c79744f43ecaaf8ba42a8553a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:1.513ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \psi }" loading="lazy"></span> kennen, das definiert ist als die Summe aller auf Wasser im Boden wirkenden Teilpotenziale. Da das Gesamtpotential in der Praxis aber schwer zu bestimmen ist, dient für die Beschreibung von Wasserbewegungen stattdessen das hydraulische Potential <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi _{H}}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi>H</mi>
</mrow>
</msub>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi _{H}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/3e361ff74ca3fd5d2602683927696baec1545c75.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:3.205ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \psi _{H}}" loading="lazy"></span> als Näherung.
Dieses ist die Summe der einfach bestimmbaren Teilpotentiale Matrixpotenzial <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi _{m}}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi>m</mi>
</mrow>
</msub>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi _{m}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/3ed229b721adfd0e48daa75f714788c1c7e37903.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:3.188ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \psi _{m}}" loading="lazy"></span> und <a href="Gravitationspotential#Gravitationspotential_in_der_Bodenkunde_und_in_der_Hydrogeologie" class="mw-redirect" title="Gravitationspotential">Gravitationspotential</a> <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi _{z}}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi>z</mi>
</mrow>
</msub>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi _{z}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/ae69a71825026a7eef32566c106407d4c8bf7d99.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:2.515ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \psi _{z}}" loading="lazy"></span>, das Gaspotential <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi _{g}}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi>g</mi>
</mrow>
</msub>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi _{g}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a4edc7735beaeb2ceb700dd4f336133cf6b72576.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:2.535ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle \psi _{g}}" loading="lazy"></span> wird meist nicht berücksichtigt:
</p>
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi _{H}=\psi _{m}+\psi _{z}(+\psi _{g})}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi>H</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi>m</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi>z</mi>
</mrow>
</msub>
<mo stretchy="false">(</mo>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi>g</mi>
</mrow>
</msub>
<mo stretchy="false">)</mo>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi _{H}=\psi _{m}+\psi _{z}(+\psi _{g})}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/004cc62315d38eb4dd88829415cdfee3f20efee5.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:20.999ex; height:3.009ex;" alt="{\displaystyle \psi _{H}=\psi _{m}+\psi _{z}(+\psi _{g})}" loading="lazy"></span></dd></dl>
<p>Wo der Gradient des hydraulischen Potentials verschwindet <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \left({\frac {d\psi _{H}}{dz}}=0\right)}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mfrac>
<mrow>
<mi>d</mi>
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi>H</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>z</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \left({\frac {d\psi _{H}}{dz}}=0\right)}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/5df07f504f906596618b13ea412980def1a0ac7c.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.505ex; width:12.939ex; height:6.176ex;" alt="{\displaystyle \left({\frac {d\psi _{H}}{dz}}=0\right)}" loading="lazy"></span>, liegt die <a href="Horizontale_Wasserscheide" title="Horizontale Wasserscheide">horizontale Wasserscheide</a>.
</p><p>Um die Verfügbarkeit von Wasser für eine <a href="Pflanze" title="Pflanze">Pflanze</a> zu erfassen, wird eine andere Kombination von Teilpotentialen verwendet, das <a href="Wasserpotential" title="Wasserpotential">Wasserpotential</a> <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi _{w}}">
<semantics>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
<msub>
<mi>ψ<!-- ψ --></mi>
<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
<mi>w</mi>
</mrow>
</msub>
</mstyle>
</mrow>
<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi _{w}}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/4cb44104a817ac2a55e7522b7a4ec1bbb0359166.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:2.922ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle \psi _{w}}" loading="lazy"></span>.<sup id="cite_ref-Scheffer_1992_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-Scheffer_1992-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>
<ol class="references">
<li id="cite_note-Scheffer_1992-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Scheffer_1992_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="Fritz_Scheffer" title="Fritz Scheffer">Scheffer</a>, <a href="Paul_Schachtschabel" title="Paul Schachtschabel">Schachtschabel</a>: <i>Lehrbuch der Bodenkunde.</i> 13. durchgesehene Auflage. 1992, ISBN 3-432-84773-4, Kapitel XVI. Bodenwasser.</span>
</li>
</ol>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>
<ul><li>DIN 4049-3 (Hydrologie, Teil 3: Begriffe zur quantitativen Hydrologie)</li>
<li>R. Allan Freeze, John A. Cherry: <i>Groundwater.</i> Prentice-Hall, Englewood Cliffs NJ 1979, ISBN 0-13-365312-9.</li>
<li><a href="Bernward_H%C3%B6lting" title="Bernward Hölting">Bernward Hölting</a>, Wilhelm Georg Coldewey: <i>Hydrogeologie. Einführung in die allgemeine und angewandte Hydrogeologie.</i> 7. neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2009, ISBN 978-3-8274-1713-8.</li>
<li>Hanspeter Jordan, Hans-Jörg Weder: <i>Hydrogeologie. Grundlagen und Methoden. Regionale Hydrogeologie: Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg und Berlin, Sachsen-Anhalt, Sachsen, Thüringen.</i> 2. stark überarbeitete und erweiterte Auflage. Enke, Stuttgart 1995, ISBN 3-432-26882-3.</li>
<li>W. Kinzelbach, <a href="Randolf_Rausch" title="Randolf Rausch">R. Rausch</a>: <i>Grundwassermodellierung.</i> Borntraeger, Berlin u. a. 1995, ISBN 3-443-01032-6.</li></ul></div><!--htdig_noindex--><div><div class="zim-footer">
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</div>
</div><!--/htdig_noindex--></div>
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</main>
</div>
</div>
</div>
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