Geology & Earth ScienceHydrogeologieA-Level
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Hydraulischer Gradient Calculator

Die Änderung des hydraulischen Potenzials über eine Distanz.

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Result
Ready
Gradient

Formula first

Overview

Der hydraulische Gradient stellt die Änderung des gesamten hydraulischen Potenzials pro Distanz­einheit in Fließrichtung dar. Er wirkt als treibende Kraft hinter der Grundwasserbewegung durch Aquifere und quantifiziert damit effektiv das Energiegefälle, das die Flüssigkeit überwinden muss.

Symbols

Variables

i = Gradient, = Head 1, = Head 2, L = Flow Distance

Gradient
Variable
Head 1
Head 2
Flow Distance

Apply it well

When To Use

When to use: Wende diese Gleichung an, wenn du die Fließrichtung oder Geschwindigkeit des Grundwassers in einem gesättigten porösen Medium berechnest. Sie ist ein grundlegender Bestandteil von Darcy's Law und setzt eine lineare Beziehung zwischen Potentialverlust und Entfernung voraus.

Why it matters: Diese Kennzahl ist entscheidend, um die Bewegung von Umweltkontaminanten vorherzusagen und nachhaltige Brunnensysteme zu entwerfen. Sie ermöglicht Hydrologen zu bestimmen, wie schnell und in welche Richtung Grundwasser durch den Untergrund wandert.

Avoid these traps

Common Mistakes

  • Keine konsistenten Einheiten für dH und dL verwenden.
  • Convert units and scales before substituting, especially when the inputs mix m.
  • Interpretiere die Antwort mit Einheit und Kontext; Prozentwert, Rate, Verhältnis und physikalische Größe bedeuten nicht dasselbe.

One free problem

Practice Problem

Ein Beobachtungsbrunnen zeigt eine Wasserstandshöhe von 120 Metern. Ein zweiter Brunnen, 250 Meter entfernt in Fließrichtung, zeigt eine Höhe von 115 Metern. Berechne den hydraulischen Gradient.

Hint: Der Gradient ist die Höhendifferenz geteilt durch die horizontale Entfernung.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

References

Sources

  1. Fetter, C.W. Applied Hydrogeology. 4th ed. Pearson Prentice Hall, 2001.
  2. Wikipedia: Hydraulic gradient
  3. Freeze, R.A. and Cherry, J.A. (1979). Groundwater. Prentice-Hall, Inc.
  4. Fetter, C.W. (2001). Applied Hydrogeology (4th ed.). Prentice Hall
  5. Fetter, C. W. Applied Hydrogeology. 4th ed. Pearson Prentice Hall, 2001.
  6. Freeze, R. A., & Cherry, J. A. Groundwater. Prentice-Hall, 1979.
  7. Bird, R. B., Stewart, W. E., & Lightfoot, E. N. Transport Phenomena. 2nd ed. John Wiley & Sons, 2002.
  8. A-Level Geology — Hydrogeology