Dünensandprobe

Untersuchung eines Dünensandes

Probenherkunft: Ostsee

Aus meinem letzten Urlaub in Scharbeutz an der Ostsee habe ich eine Probe Dünensand vom angrenzenden Strand mitgebracht. Es handelt sich um einen sehr feinkörnigen, fast weißen Quarzsand. Der Strandabschnitt ist meerseitig einem ca. 2 bis 3 Meter hohen Dünenstreifen vorgelagert, Probenahme hier ca. 10 m bis zum Dünenanstieg.

Abbildung: Dünensandprobe

Bodenart: Sand-Unterfraktionen

  • Sand (S) → Durchmesser 2000 – 63 µm (1 µm ≙ 0,001 mm)
  • Grobsand (gS) → Durchmesser 2000 – 630 µm
  • Mittelsand (mS) → Durchmesser 630 – 200 µm
  • Feinsand* (fS) → Durchmesser 200 – 63 µm
    *Teilweise wird auch in feinen Feinsand (Durchmesser 125 – 63 µm) unterschieden.

Untersuchungsparameter

Zur näheren Untersuchung der Feinsandprobe habe ich folgende Parameter mit einfachen Mitteln über Gewicht und Volumen bestimmt (digitale Küchenwaage). Die Waage zeigt das Gewicht auf 1 Gramm genau an, aber die Volumenbestimmung ist etwas ungenauer.

  • Gewicht
  • Volumen
  • spezifisches Gewicht (trocken)
  • Porosität, Wassergehalt (bei Vollsättigung)
  • Korngröße
  • Wasserdurchlässigkeit

Spezifisches Gewicht

Das Marmeladenglas mit dem trockenen Feinsand wiegt 647 Gramm. Das leere Glas wiegt 211 Gramm. Mit Wasser gefüllt wiegt das Glas 467 Gramm (ermitteltes Volumen = 256 ml).

Abbildung: Ermittlung des Sandgewichtes

Der Sandinhalt wiegt demnach 436 Gramm. Das spezifische Gewicht beträgt 436/256 = 1,7 g/ml bzw. cm3.

Porosität (etwa Wassergehalt)

Das mit Wasser aufgefüllte Glas mit Sandinhalt hat ein Gesamtgewicht von 746 Gramm (Wasseranteil = 99 Gramm = 99 ml). Das wassergefüllte Porenvolumen beträgt 99/256*100 = 39 %. Es sind nur noch wenige kleine Lufteinschlüsse vorhanden, die hier vernachlässigt werden. Das Porenvolumen würde auch der Porosität des trockenen Sandes entsprechen. Sie ist bei dieser vollständigen Wassersättigung relativ hoch. Abzuziehen wäre bei natürlichen Verhältnissen eine Restfeuchte, geschätzt auf ca. 5 bis 10 %.

Abbildung: Ermittlung des Wassergehaltes

Korngröße und Kornverteilung

Die Korngröße habe ich mittels Vergleichsproben aus einer Reihe von abgestuften Siebanalysen ermittelt (s. Abbildung – folgt). Sie liegt im Bereich von 0,063 bis 0,200 mm = Feinsand (s. auch Abbildung im Siebliniendiagramm = Dünensand). Ein sehr geringer Anteil von wenigen Körnern Mittelsand ist enthalten (etwa < 1-2 %), d.h. die Siebkurve meines Dünensandes würde oben noch steiler verlaufen.

Der Ungleichförmigkeitsgrad für meinen Dünensand beträgt etwa 1,5 (CU = d60/d10).

Für den vorliegenden Dünensand gilt etwa:

d10 = 0,10 mm, d60 = 0,15 mm => CU = 0,15 / 0,10 = 1,5
Auswertung nach HAZEN (kf = C * d10² mit C = 0,0116 für CU < 5):
kf = 0,0116 * 0,10² = 1,16*10-4 m/s

Abbildung: Siebliniendiagramm

Hinweis: Fehler im Diagramm. Die Achsenbeschriftung für Korndurchmesser ist [mm].

Sickertest

Zur Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit habe ich einen Sickertest in Anlehnung an den Versuch im Sickertest-Experiment durchgeführt.

Bild

Zwei weitere Sandproben von der Nordsee

Dünensandprobe

Die Ferienregion Bjerregård, ca. 15 km südlich von Hvide Sande am Ringkøbing Fjord, hat besonders hohe Dünen an der Westküste Dänemarks. In etwa 10 m Höhe vor dem höheren Hauptdünenzug, habe ich eine Sandprobe genommen (direkt im Vordergrund des Bildes – folgt).

Der Dünensand ist ein feinkörniger Quarzsand von heller, gelblich-beiger Farbe.

(+Bilder) Abbildung: Probenahme Dünensand und gefülltes Glas

Strandsandprobe

Vom flachen Stand bei Hvide Sande, am Ringkøbing Fjord in Dänemark, habe ich eine Sandprobe nur wenige Meter vor der Brandung auf dem zuvor bei Flut überfluteten Strandabschnitt genommen (s. Abbildung, Bild 1).

Bilder – folgen