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Umwelttechnik, Abwasser, Trinkwasser, Wasserkraft

Brunnen und Brunnenbau

Bei einem Brunnen handelt es sich um eine Vorrichtung oder eine Anlage, mit der Grund- oder Quellwasser gefördert und bereitgestellt werden kann. Ein Brunnen besteht aus einem Brunnenschacht und einem Auffang- oder Überlaufbecken. Bei der Bezeichnung als artesischen Brunnen handelt es sich um einen Brunnen, der aus gespanntem Grundwasser gespeist wird.

Brunnen dienen der Wasserversorgung mit Trinkwasser oder der Bewässerung. Sofern dies bei einem Brunnen nicht der Fall sein sollte, wird gemäß der Trinkwasserverordnung in Deutschland vorgeschrieben, dass dieser mit dem Hinweis „kein Trinkwasser“ gekennzeichnet werden muss. Neben den Brunnen für die Wasserversorgung gibt es auch die Zierbrunnen, die bereits seit historischen Zeiten existieren und nur dem Zweck als Zierobjekt dienen.

6 Zoll Tiefenbrunnenpumpe Ebara 6BHE

Für die Errichtung von Brunnen zur Wasserversorgung ist der Brunnenbau zuständig. Im Brunnenbau werden sämtliche Bauwerke errichtet, die zur Förderung von Grundwasser eingesetzt werden. Dabei gibt es verschiedene Arten von Brunnen, die noch einzeln separat beschrieben werden, wie

Wichtig ist beim Brunnenbau zudem, dass die Brunnen durch eine Abdeckung und eine seitliche Abdichtung gegen jegliches Eindringen von Verunreinigungen gesichert werden. Für die Förderung des Wassers im Brunnen werden Pumpen, Tauchpumpen oder auch Unterwassermotorpumpen eingesetzt. Je nach Grundwasservorkommen ist die Ergiebigkeit der Wasserentnahme durch den Brunnen ausgerichtet.

Schachtbrunnen

Bei einem Schachtbrunnen handelt es sich um einen Brunnen, der aus einem Schacht besteht, welcher bis ins Grundwasser hineinreicht. Schachtbrunnen werden in der Regel nur bis zu einer maximalen Tiefe von 8 bis 10 Metern gebaut. Der vertikale Schacht wird dabei entweder durch manuellen oder maschinellen Aushub errichtet und im Zuge dessen beim Tieferschreiten durch das Mauerwerk oder spezielle Fertigteile gesichert.

Die Fertigteile für den Schacht werden häufig aus Stahlbeton vorgefertigt. Durch die offene Sohle des Schachtes oder durch Schlitze im Mauerwerk erfolgt die Zuströmung des Grundwassers und somit die Wassergewinnung im Schachtbrunnen. Die Errichtung von Schachtbrunnen sollte nur von den Fachleuten im Brunnenbau erfolgen, da diese Arbeiten durchaus mit Gefahren verbunden sind und dafür das notwendige Fachwissen erforderlich ist.

Bohrbrunnen

Bohrbrunnen werden mit Hilfe einer Flachbohrung errichtet. Dabei können verrohrte Bohrverfahren zum Einsatz kommen, bei denen die Sicherung der Wände im Bohrloch durch Stahlrohre erfolgt. Unverrohrte Bohrverfahren können dabei ebenfalls angewandt werden; bei diesen wird eine Stützflüssigkeit zur Sicherung der Wände im Bohrloch verwendet.

Bohrbrunnen können zu vielen Zwecken errichtet werden, wie zur Untersuchung von Baugrund, zur Beobachtung des Grundwasserpegels oder zur geschlossenen Wasserhaltung innerhalb von Baugruben. Der wichtigste Zweck von Bohrbrunnen ist natürlich die Trinkwassergewinnung, wobei für diese meist Bohrbrunnen in Form von Tiefbrunnen errichtet werden, die ebenfalls durch Bohrungen gebaut werden.

Tiefbrunnen sind auch unter der Bezeichnung Ziehbrunnen bekannt, dabei handelt es sich um eine Öffnung im Erdreich oder im Gestein, die von Menschen geschaffen wird und meist senkrecht nach unten führt. Aus den engen Bohrungen wird Wasser mittels technischer Hilfsmittel, wie eine Winde oder Pumpen, nach oben gefördert. Öffnungen an Tiefbrunnen können klein und verrohrt sein oder groß und durch die natürliche Festigkeit des Umgebungsmaterials gesichert werden. Hierbei handelt es sich um begehbare Brunnen.

Schlagbrunnen

Kreiselpumpe Ebara MATRIX 3-3 T/0,65 M

Ein Schlagbrunnen entsteht, wenn ein Rohr in den Boden gerammt wird; weshalb dieser auch als Rammbrunnen bezeichnet wird. Er besteht aus einem Stahlrohr, das am unteren Ende mit einer Rammspitze ausgerüstet ist. Des Weiteren verfügt das Stahlrohr über einen Rammbrunnenfilter und über Schlitze oder Löcher. Das Stahlrohr wird bis auf die Wasser führende Schicht in den Boden gerammt – am oberen Ende der Stahlrohre befindet sich ein Rohr, das über der Erde bleibt und mit einem Anschlussstutzen versehen ist.

Hier kann eine Handpumpe oder eine  elektrische Kreiselpumpe zur Wasserentnahme zum Einsatz kommen. Ein Schlagbrunnen ist ein Brunnen, der für kleine Mengen an Wasserfassungen dient. Schlagbrunnen werden oft bei einzeln stehenden Landhäusern, Siedlergehöften oder anderen Kleinverbrauchern von Wasser errichtet.

Auch zur Gartenbewässerung oder um Weidetiere mit Wasser zu versorgen, können Schlag- oder Rammbrunnen errichtet werden. Dabei muss der Boden entsprechend beschaffen sein und über eine Wasser führende, lockere Gesteinsschicht verfügen.

Der Schlagbrunnen ist nicht für die Trinkwassergewinnung geeignet, da die hygienische Sicherheit bei dieser Art von Brunnen nicht gegeben ist. In den Schlitzen oder Löchern der Stahlrohre setzen sich mit der Zeit Sedimente ab, die die Förderleistung und die Lebensdauer des Schlagbrunnens eingrenzen. Bedingt einsetzbar ist der Schlagbrunnen für geringe Tiefen und als Entnahmestelle für Wasserproben. Um hydraulische Kennwerte zu ermitteln, ist der Rammbrunnen ebenso ungeeignet. Schlagbrunnen können selbst mit den im Handel angebotenen Bauteilen errichtet werden.

Horizontalfilterbrunnen

Bei Horizontalfilterbrunnen handelt es sich um Wassergewinnungsanlagen, bei denen das Grundwasser über horizontal verlaufende Rohre gefördert wird. Normalerweise führen dabei mehrere Rohre zu einem vertikalen Sammelschacht, in dem sich das Wasser sammelt und entnommen werden kann.

Das Grundwasser gelangt durch den hydrostatischen Druck des Grundwasserleiters durch die Filterrohre in den Sammelschacht. Zur Entnahme aus dem Sammelschacht werden meist Unterwassermotorpumpen eingesetzt. Beim Horizontalbrunnenbau können verschiedene Verfahren zur Anwendung kommen. Hauptsächlich werden Horizontalfilterbrunnen in der wirtschaftlichen Nutzung von sehr ergiebigen Grundwasserleitern eingesetzt.

Im Vergleich zum Einsatz von mehreren Vertikalbrunnen hat ein Horizontalfilterbrunnen einen sehr geringen Platzbedarf an der Oberfläche. Die lange Lebensdauer, die aus der geringen kritischen Filtereintrittsgeschwindigkeit resultiert, ist einer der Vorteile des Horizontalfilterbrunnens. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein übermäßiger Sauerstoffeintrag vermieden wird.

Die Nachteile dieser Art der Wassergewinnung liegen in der Zusammenfassung des Horizontalfilterbrunnens in einer einzigen geschlossenen Einheit. Dies kann unter Umständen bei eventuellen Betriebsstörungen die vorübergehende Stilllegung der kompletten Wasserversorgung zur Folge haben, falls keine ausreichenden Reserven vorhanden sind. Ein weiterer Nachteil sind eventuell höhere Förderkosten, die anfallen, falls es zu einer Absenkung des Wasserspiegels im Schacht kommt, die größer ist als die Absenkung der einzelnen Wasserspiegel innerhalb einer Brunnenreihe.

Brunnenabdichtung

Zur Abdichtung, damit kein Wasser aus den Übergängen von Leitungen oder bei Anschlüssen von Wasserpumpen etc. austritt, werden verschiedenste Dichtungen verwendet. Technisch werden sämtliche Elemente, Ringe oder andere Konstruktionen als Dichtung bezeichnet, die verhindern, dass keinerlei Stoffübergänge von einem Raum in einen anderen stattfinden können, oder diese zumindest begrenzt werden. Abdichtungen verhindern dabei auch gleichzeitig das Eindringen von Stoffen von außen, um zum Beispiel Veränderungen hinsichtlich Druck oder Temperatur möglichst zu vermeiden, oder zu verringern.

Alle Geräte, die mit einem Wasseranschluss verbunden werden, verfügen über eine entsprechende Abdichtung – zum Beispiel wird diese bei einer Waschmaschine zwischen Anschlussschlauch und Wasserhahn angebracht.

Ist eine Dichtung porös, wird diese undicht und es tropft. Bei Dichtungen gibt es verschiedene Varianten, wie die Berührungsdichtungen, die die meist genutzt Variante darstellen. Dabei berühren sich die Dichtelemente. Statische Dichtungen, wie zum Beispiel O-Ringe oder Dichtungsschellen werden ebenfalls häufig eingesetzt.

Des Weiteren gibt es die

  • Flachdichtung,

  • Profildichtung,

  • Muffendichtung und Walzdichtung.

Weitere Abdichtungen sind die

  • Wellendichtung,

  • Einschleifdichtung,

  • Pressverbindung

  • oder Dichtungsmasse wie Kitt oder Bitumen.

Die Auswahl für eine Abdichtung ist enorm, es gibt zum Beispiel auch aufblasbare Dichtungen, Blähklemmen oder Blähmanschetten.

Wichtig ist, dass die Dichtungen ihre Funktion zur Abdichtung erfüllen.