Phreatische Zone

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Beispiele für verschiedene Grund­wasser­systeme (phreatische Zone; vadose Zone und Bodenwasserzone; Grundwassernichtleiter). Beispiel (a) zeigt einen ungespannten (phreatischen), hydraulisch nicht von der oberfläche isolierten Grundwasserleiter in einer Region mit humidem Klima. Beispiel (b) ist ein ähnliches Grund­wasser­system, jedoch in einer Region mit semi-aridem bis aridem Klima. Beispiel (c) zeigt einen gespannten, hydraulisch weitgehend von der Oberfläche isolierten Grund­wasser­leiter.

Die phreatische Zone (auch gesättigte Zone) ist der unterhalb des Grundwasserspiegels liegende Teil eines wasserleitenden Gesteinskörpers im Untergrund (das heißt eines Grundwasserleiters im weiteren Sinn). Dort sind die Hohlräume im Gestein (Zwischenkornräume, Lösungshohlräume, Klüfte) weitgehend vollständig mit Wasser gefüllt. Das Wasser der phreatischen Zone stellt mithin das eigentliche Grundwasser und der entsprechende wassergesättigte Gesteinskörper den eigentlichen Grundwasserleiter dar.

Begriffsabgrenzung

Oberhalb der phreatischen Zone liegt die vadose Zone (auch ungesättigte Zone). In dieser sind die Hohlräume im Gestein teils mit Luft und teils mit Wasser gefüllt. Um in das eigentliche Grundwasser zu gelangen, muss Niederschlagswasser (meteorisches Wasser) die vadose Zone durchqueren (siehe auch → Infiltration, → Grundwasserneubildung). Im eigentlichen Grundwasser, das heißt in der phreatischen Zone, wird Wasser solcher Herkunft auch als vadoses Wasser bezeichnet.[1][2] Neben vadosem/meteorischem Wasser kann die phreatische Zone, meist in tieferen Niveaus, auch juveniles Wasser enthalten. Zwischen Grundwasserspiegel und der eigentlichen vadosen Zone erstreckt sich im Regelfall der sogenannte Kapillarsaum.

Eine Unterscheidung in vadose Zone und phreatische Zone gilt nur für ungespannte Grundwasserleiter (auch phreatische Grundwasserleiter genannt). Unter gespannten Grundwasserverhältnissen kann keine vadose Zone existieren.

Terminologische Besonderheiten in der Karsthydrologie

Grundwassersystem in einem Karstgebiet mit vadoser und phreatischer Zone. Karsthohlräume stellen einen Sonderfall von Grundwassersystemen dar.

Durch jahreszeitlich oder durch Klimaverschiebungen bedingte Schwankungen des Verhältnisses zwischen Niederschlagsmengen und Verdunstung kommt es zu kurz- bzw. längerfristigen Schwankungen des Grundwasserspiegels, in der Karsthydrologie auch als Karstwasserspiegel bezeichnet. Als phreatische Zone wird in der Karsthydrologie jedoch nur der langfristig unter dem Karstwasserspiegel liegende Bereich bezeichnet. Der innerhalb der vadosen Zone liegende Bereich, der kurzfristig unterhalb des Karstwasserspiegels geraten kann, wird Hochwasserzone[3] oder epiphreatische Zone genannt.[4]

Quellen

  • Werner Aeschbach-Hertig: Strömung und Transport im Grundwasser. Physik aquatischer Systeme I (Vorlesungsskript), Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, 2005 (PDF (Memento vom 5. Juli 2016 im Internet Archive) 520 kB)

Einzelnachweise

  1. ↑ Man beachte aber, dass vadose waters in englischer Literatur oft nur das in der vadosen Zone befindliche Wasser bezeichnet, siehe: Vadoses Wasser. Spektrum Online-Lexikon der Geowissenschaften, abgerufen am 30. September 2019
  2. ↑ Bernward Hölting. Hydrogeologie. Einführung in die Allgemeine und Angewandte Hydrogeologie. 5. Auflage. Enke, Stuttgart 1996, ISBN 3-8274-1246-3, S. 14.
  3. ↑ Alfred Bögli: Karsthydrographie und physische Speläologie. Springer, Berlin 1978, ISBN 3-540-09015-0; siehe auch: Phreatisch. Online-Geoglossar der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, abgerufen am 30. September 2019
  4. ↑ Lukas Plan: Speläo-Merkblätter C – Wissenschaftliche Höhlenkunde. Hrsg.: Verband Österreichischer Höhlenforscher. C6b, Juni 2005 (hoehle.org [PDF; 7,3 MB; abgerufen am 11. Juni 2023]).