N. F. m. Nr. 35 



Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



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Tiefe dringen und die feineren (mit dem Glimmer) 

 an der Oberfläche zurücklassen ; obwohl letztere 

 nur eine ganz dünne Schicht bilden, stören sie 

 doch die Filtergeschwindigkeit. Diese Beobachtung 

 ist entschieden von geologischem Interesse, indem 

 sie einmal lehrt, daß in der Natur, wo reiner, aus 

 ganz gleich großen Körnern bestehender Sand 

 äußerst selten, oder man darf wohl sagen gar nicht, 

 vorkommt, das Durchsickern des Wassers keinem 

 einfachen , in einer mathematischen Formel aus- 

 drückbaren Gesetze folgen kann, andererseits das 

 Versinken der gröberen Konstituenten in losen 

 Materialablagerungen und dafür die Anhäufung der 

 feinkörnigen an der Oberfläche als eine sekundäre, 

 vom Sickerwasser bewirkte, nicht durch die Ent- 

 stehung der xAblagerung bedingte Erscheinung auf- 

 zufassen ist; den Wasserleitungs-Technikern aber 

 wird es interessant sein zu erfahren, daß sich ihr 

 „rationelles Filter" also in gewissem Maße auto- 

 matisch bildet. — Daraufhin wurden die Versuche 

 mit Sand fortgesetzt, dessen Körner von gleicher 

 Größe und Art waren. — Dabei zeigte sich nun 

 als zunächst störender Umstand die verschiedene 

 Ablagerungsdichte (tassement), welchem Einflüsse 

 man am ehesten dadurch begegnet, daß man die 

 Sandfüllung, anstatt auf einmal, in nur einigen 

 Zentimeter Höhe entsprechenden Partien nach- 

 einander in die Röhren einführt; in diesem Falle 

 allein zeigten die vertikalen F'ilter eine im um- 

 gekehrten Verhältnisse zu ihrer Dickenzunahme 

 abnehmende Durchlässigkeit; im übrigen gilt das 

 Gesetz von Poiseuille über die Ausflußgeschwindig- 

 keit aus Kapillarröhren nur für dünne Filter. Einen 

 anderen störenden Faktor stellt der in der Natur 

 wohl stets vorhandene Gasgehalt des Sickerwassers 

 dar; bei einem Versuche mit von erkennbaren 

 Luftblasen freiem Wasser, das durch Sand in einer 

 4 m hohen Glasröhre sickerte, trat nach einigen 

 Stunden eine Verlangsamung des Wasserabflusses 

 ein, und zeigte sich zu gleicher Zeit die Flüssig- 

 keitssäule in halber Höhe unterbrochen, indem 

 sich um gewisse Sandkörner Gasblasen gebildet 

 hatten ; durch diese Unterbrechung war der nutz- 

 bare Filterquerschnitt eingeschränkt worden. — 

 Die unter Vermeidung der angeführten störenden 

 Umstände ausgeführten Versuche ergaben, dal3 die 

 Ergiebigkeit eines senkrechten Filters nur dann 

 (umgekehrt) proportional zur P^ilterdicke zu stehen 

 scheint, wenn der das Wasser bewegende Druck 

 eine gewisse (nahezu einer Wassersäulenhöhe von 

 I m entsprechende) Grenze überschreitet; bei 

 schwächerem Drucke dagegen nimmt die Er- 

 giebigkeit mit der Mächtigkeit des Filters zu (bei 

 0,005 ni Wasserdruck z. B. erhielt man mit einem 

 0,085 m mächtigen Filter in derselben Zeit nur 

 iOi33 g Wasser, in welcher ein 1,800 m mäch- 

 tiges 14,10 g gab), weil da das Gewicht der Wasser- 

 säule zur vorwiegenden Geltung gelangt. Die Ge- 

 schwindigkeit des Versickerns von Oberflächen- 

 wasser wird also nicht notwendig durch die Mächtig- 

 keit der zu durchsickernden Schicht vermindert. 

 Dies hatte schon Biot durch ein Experiment zu 



zeigen versucht , indem er ein mit Wasser ge- 

 sättigtes Sandfilter vorführte, das freiwillig an 

 seinem unteren Ende kein Wasser mehr entließ; 

 ließ er aber einen Tropfen auf die freie Ober- 

 fläche des Sandes fallen, so tropfte sofort auch ein 

 solcher vom unteren Ende ab. Eine Wiederholung 

 dieses Experimentes lehrte aber, daß es nur bei 

 dünnen Sandschichten von weniger als 30 bis 40 cm 

 Mächtigkeit gelingt, weil bei mächtigeren .Schichten 

 der Wasserablauf nicht gleich aufhört, sobald der 

 Wasserspiegel bis zur Sandoberfläche gesunken 

 ist; die Wassersäule sinkt da vielmehr unter ihrem 

 eigenen Gewicht noch tiefer ein ; fügt man als- 

 dann oben Wasser zu, so tropft unten nicht eben- 

 soviel ab, weil aus den Zwischenräumen der Sand- 

 körner in den oberen Schichten das Wasser zuvor 

 schon wieder von der Luft verdrängt worden war, 

 welche das neu eindringende Wasser hemmt. 



Bei solchem frei gesättigtem Filter aus gewöhn- 

 lichem Sande ließ sich das Volumen des in den 

 Zwischenräumen der Sandkörner enthaltenen Was- 

 sers auf 49,29 " ij des Gesamtvolumens berechnen ; 

 durch Austrocknung reduziert sich jenes auf 28,074 '7„ 

 für den feuchten Sand, kommt also dann dem 

 für die Zwischenräume von aus gleich großen, 

 sphärischen Körpern aufgebauten Aggregate be- 

 rechneten (von 26"/||) ziemlich nahe. Diese Volumen- 

 dififerenzen legen, insoweit sie nicht durch die Un- 

 regelmäßigkeiten in den Gestalten der Sandkörner 

 erklärt werden können, die Annahme nahe, daß 

 bei einem frei mit Wasser gesättigten Sande die 

 Körner von einander durch Wasserwände getrennt 

 werden , deren Dicke für die ganze Masse nicht 

 ohne Belang ist, und die auch auf seine Beweg- 

 lichkeit großen Einfluß ausüben müssen. Es ist 

 also wohl zu unterscheiden zwischen mit Wasser 

 frei gesättigtem und nur feuchtem Sande, welcher 

 letztere das Wasser nur auf den gegebenen 

 Hohlräumen, nicht überdies noch welches durch 

 Flächenadhäsion oder Kapillarität festhält und sich 

 deshalb auch fester erweist als jener. Diese Unter- 

 schiede steigern sich noch mit der Feinheit der 

 Sandkörner, denn während ein aus feinen Körnern 

 von 5 bis 10 fi Korngröße bestehender feuchter 

 Sand durch die in seinen Hohlräumen einge- 

 schlossene Feuchtigkeit zu einer mit dem Messer 

 schneidbaren und mit dem Spatel modellierbaren 

 Masse wird, in welcher das Wasservolumen nach 

 obigem Gesetze auch nicht viel mehr als 26 "/o 

 des Gesamtvolumens bildet, beträgt jenes bei der 

 freien Wasserdurchtränkung 52,28%, weil eben 

 die kleinen Körner eine viel größere Flächen- 

 entwicklung besitzen als die größeren, also auch 

 stärkere Adhäsionskräfte entwickeln können (wes- 

 halb auch aus feinerem Sande bestehende Schichten 

 schwieriger auszutrocknen gehen als solche aus 

 gröberem ; jene werden auch leichter ins Schwimmen 

 kommen als diese). 



Von wie großer Bedeutung die Menge des 

 durchtränkenden Wassers ist, führt insbesondere 

 folgendes Experiment vor Augen: Aus einer senk- 

 rechten, an ihrem unteren Ende mit Mltersieb ver- 



