DD216318A1 - Vorrichtung zur entnahme repraesentativer wasserproben aus grundwasserbeobachtungsrohren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme repraesentativer Wasserproben aus Grundwasserbeobachtungsrohren beliebiger Nennweite und aus beliebiger Entnahmetiefe und ist zur Grundwasserueberwachung anwendbar. Erfindungsgemaess sind eine Mammutpumpe zum Abpumpen und eine Membranpumpe mit Steuerteil zur Probenahme uebereinander angeordnet und durch einen Druckluftschlauch, der beiden Pumpen Energie zufuehrt, verbunden. Am unteren Ende der Vorrichtung kann bei Bedarf ein aufblasbarer Gummipacker, der ebenfalls durch den Druckluftschlauch gespeist wird, angeordnet sein.

Description

Vorrichtung zur Entnahme repräsentativer Wasserproben aus Grundwasserbeobachtungsrohren Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kombinierten Abpumpen und zur Entnähme repräsentativer Wasserproben aus Grundwasserbeobachtungsrohren beliebiger Nennweite und aus beliebigen Entnahmetiefen. Sie ist im Rahmen der Grundwasserüberwachung vor allem in den Wirtschaftszweigen Wasserwirtschaft, Landwirtschaft und Geologie anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

Zur Entnahme repräsentativer Wasserproben aus Grundwasserbeobachtungsrohren wurde bisher eine Reihe von Vorrichtungen vorgeschlagen, deren Anwendung in der Regel sehr aufwendig ist oder die verfahrensbedingt die Beschaffungsmerkmale der Probe beeinflussen.

Generell bedingt die Entnahme repräsentativer Proben ein ein- oder mehrmaliges Abpumpen des Volumens des Grundwasserbeobachtungsrohres vor der Probenahme. Dies erfolgt bei Grundwasserflurabständen größer? m mit Mammutoder Unterwassermotorpumpen, die vor der Probenahme mit einem geeigneten Probenahmegerät (z. B. Schöpfer) aus dem Grundwasserbeobachtungsrohr entfernt werden müssen. Beschaffenheitsänderungen des Probewassers durch den Aus- und Einbau der Geräte können in der Regel nicht vermieden werden. Bei Grundwasserflurabständen kleiner 7 m kann Abpumpen und Probenahme mit einer Saugpumpe erfolgen. Beschaffenheitsbeeinflussungen des Probewassers durch den auf das Wasser ausgeübte Unterdruck und die starke Verwirbelung des Wassers im Bereich der Pumpenlaufräder sind dabei jedoch kaum vermeidbar.

Aus der DE-AS 2326910 ist eine Vorrichtung zum Abpumpen und zur Probenahme mit UWM-Pumpe bekannt geworden, die zur höhenspezifischen Probenahme mit ober- und unterhalb der Pumpe angebrachten, aufblasbaren Gummipackern versehen wurde. Die Gummipacker werden dabei durch aus dem Förderstrom der Pumpe abgezweigtes Wasser gefüllt. Die Probenahme mittels UWM-Pumpen ist generell als kritisch anzusehen, da sich die starke Verwirbelung am Laufrad der Pumpe sowie das Magnetfeld des elektrisch betriebenen Motors der Pumpe auf die chemische Beschaffenheit der Wasserprobe auswirken können. Die Vorrichtung benötigt elektrische Energie zum Antrieb, ist also für den feldmäßigen Einsatz relativ aufwendig. Gleichzeitig gestattet sie bei Grundwasserbeobachtungsrohren mit einer Nennweite <2 Zoll aufgrund zu kleiner Förderleistung kein effektives Abpumpen vor der Probenahme.

Eine andere Vorrichtung zur Probenahme ist mit dem Tiefehsauger (DE-AS 2933928) bekannt geworden. Hierbei wird die Probe mittels eines Tiefsauge-Leitungskreises entnommen, ohne daß durch Abpackerung der Probenahmestelle eine selektive Probenahme garantiert wird. Problematisch erscheint, daß zur Aktivierung der Vorrichtung zunächst eine bestimmte Flüssigkeitsmenge in den Leitungskreis eingespeist werden muß, die dann vor der Probenahme wieder zu entfernen bzw. ausreichend zu verdünnen ist. Ein Abpumpen der Grundwasserbeobachtungsrohre vor der Probenahme mittels einer anderen Vorrichtung macht sich im allgemeinen erforderlich.

Gleichfalls bekannt geworden ist die Probenahme aus Grundwasserbeobachtungsrohren mittels Membranpumpen. Hierbei ist eine verfahrensbedingte Verfälschung der Beschaffenheitskennwerte der Probe weitestgehend ausgeschaltet; ein Abpumpen kann wegen der geringen Leistungsfähigkeit in der Regel nicht erreicht werden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bereits bekannten Vorrichtungen zur Probenahme aus Grundwasserbeobachtüngsrohren, wie Beschaffenheitsbeeinflussung des Probewassers, großer Zeitaufwand bei der Probenahme, Elektroenergiebedarf, zu vermeiden und die Entnahme repräsentativer Wasserproben mit möglichst geringem technischen und arbeitsmäßigen Aufwand zu gewährleisten. .

Darlegung des Wesens der Erfindung '

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Abpumpen und zur Entnahme repräsentativer Wasserproben aus Grundwasserbeobachtungsrohren beliebiger Nennweite und aus beliebiger Tiefe zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Mammutpumpe zum Abpumpen und eine Membranpumpe mit speziellem Steuerteil zur Probenahme übereinander angeordnet und durch einen Druckluftschlauch, der beiden Pumpen ' Energie zuführt, verbunden sind. Soll bei langen Filterrohren eine Probenahme aus einer bestimmten Tiefe erfolgen, wird am unteren Ende der Vorrichtung ein aufblasbarer Gummipacker zum Abpackern des unterhalb der Probenahmestelle liegenden Volumens des Grundwasserbeobachtungsrohres angeordnet, der durch ein perforiertes Aufsatzrohr fest mit der Membranpumpe verbunden ist und ebenfalls über den Druckluftschlauch gespeist wird. Die obere Begrenzung der Membranpumpe bildet ein spezielles Steuerteil, das Anschlüsse für den Druckluftschlauch, den Förderschlauch und einen Abluftschlauch, der in Höhe der Mammutpumpe im Grundwasserbeobachtungsrohr endet, besitzt. Es gewährleistet das selbsttätige Füllen bzw. Leeren der Membranpumpe mit Luft bzw. Wasser. Der Förderschlauch wird bis zur Erdoberfläche geführt und kann dort mit einer Meßzelle zur kontinuierlichen Überwachung von Beschaffenheitsparametem verbunden werden. Über den Druckluftschlauch ist die Membranpumpe zunächst mit der Mammutpumpe gekoppelt. Vom oberen Ende der Mammutpumpe wird der Druckluftschlauch ebenfalls bis zur Erdoberfläche geführt und dort an das Druckaggregat angeschlossen. Teil der Vorrichtung ist ein Rohrkopf, der auf das Grundwasserbeobachtungsrohr aufgesetzt ist. Zum Betreiben der Vorrichtung wird den Aggregaten über den Druckluftschlauch Druckluft zugeführt. Ein Teil der Druckluft wird durch die Mammutpumpe fein verdüst in das Grundwasserbeobachtungsrohr eingeblasen. Dadurch wird Wasser direkt im Grundwasserbeobachtungsrohr gefördert, im Rohrkopf entgast und von dort aus über eine Schlauchleitung abgeschlagen. Der verbleibende Teil der Druckluft betreibt die Membranpumpe, wobei das Steuerteil dafür sorgt, daß die Druckluftleitung trotz verfährensbedingter diskontinuierlicher Förderung der Pumpe stets unter Druck bleiben kann. Die auftretende Abluft wird, ebenfalls durch das Steuerteil geregelt, über die Abluftleitung bis in Höhe der Mammutpumpe geführt und dort in das Grundwasserbeobachtungsrohr abgeschlagen.

Das mittels Membranpumpe geförderte Wasser kann über den Förderschlauch zu einer kontinuierlich arbeitenden Meßzelle geführt werden. Das Probewasser kann dort nach Erreichen eines konstanten Wertes des oder der Leitparameter entnommen werden. '; . .

Der am unteren Ende der Vorrichtung anzubringende aufblasbare Gummipacker ist während des gesamten Pumpvorganges

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mit Druckluft gefüllt und gewährleistet ein sicheres Abpackem des unterhalb der Vorrichtung befindlichen Teiles des Grundwasserbeobachtungsrohres.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, mit ein und derselben Vorrichtung ohne Auswechslung der Aggregate das notwendige Abpumpen und gleichzeitig die Entnahme repräsentativer Wasserproben vorzunehmen. Dadurch werden Beschaffenheitsänderungen des Probewassers, die durch den Ein- und Ausbau der verschiedenen zum Abpumpen und zur Probenahme notwendigen Geräte entstehen, vermieden und der Zeit- und Arbeitskräfteaufwand für die gesamte Probenahme verringert. Ein feldmäßiger Einsatz der Vorrichtung wird dadurch gewährleistet, daß zur Betreibung der gesamten Anlage nur ein Kompressor, der wahlweise mit Benzinmotor oder Elektroenergie betrieben werden kann, notwendig ist.

Ausführungsbeispiel

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung meinem Grundwasserbeobachtungsrohr dargestellt. DerDruckluftschiauch 1 ist mit dem Kopf der Mammutpumpe 4 und der Membranpumpe 6 verbunden. Aus ihm wird gleichzeitig der am unteren Ende der gesamten Vorrichtung angebrachte Packer 7, der das Volumen des Grundwasserbeobachtungsrohres unterhalb der Probenahmestelle abpacken, gefüllt. Das am oberen Ende der Membranpumpe 6 angebrachte Steuerteil 5 gewährleistet das selbsttätige Füllen bzw. Leeren der Membranpumpe mit Luft bzw. Wasser. Das von der Membranpumpe geförderte Wasser wird über die Steigleitung 2 einer Meßzelle 11 zugeführt, mit der die Beschaffenheitsparameter kontinuierlich überwacht werden können. Die repräsentative Probe kann nach Erreichen eines konstanten Wertes des oder der Leitparameter am Entnahmestutzen 12 entnommen werden.

Im Ruhezustand ist das Grundwasserbeobachtungsrohr 8 bis zum Grundwasserspiegel 13 mit Wasser gefüllt. Wird der Vorrichtung über den Druckschlauch Druckluft zugeführt, beginnen Mammutpumpe 4 und Membranpumpe 6 zu arbeiten. Das durch die Mammutpumpe 4 geförderte Wasser wird direkt im Grundwasserbeobachtungsrohr zum Rohrkopf 9 gebracht, dort entlüftet und über eine Schlauchleitung 10 abgeführt. Die beim Arbeiten der Membranpumpe entweichende Luft wird über die Schlauchleitung 3 in Höhe der Mammutpumpe in das Grundwasserbeobachtungsrohr abgeblasen.

Claims (3)

-3- 252 207 5 Erfindungsansprüche

1. Vorrichtung zur Entnahme repräsentativer Wasserproben aus Grundwasserbeobachtungsrohren, gekennzeichnet dadurch, daß eine Mammutpumpe und eine Membranpumpe mit Steuerteil übereinander angeordnet und durch einen
Druckluftschlauch, der beiden Pumpen Energie zuführt, verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß für die Probenahme aus bestimmter Tiefe bei langen Filterrohren
die Membranpumpe am unteren Ende durch ein perforiertes Aufsatzrohr fest mit einem ebenfalls mit dem Druckluftschlauch verbundenen und von diesem gespeisten aufblasbaren Gummipacker verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, da·* Has Steuerteil der Membranpumpe die diskontinuierliche Förderung der Membranpumpe bei ständig unter Druck stehender DrucKiüftisitung regöit.

i. Vorrichtung nach Punkt i, gekennzeichnet dadurch, daß eine am Pumpenauslauf angeordnete MeiSzsüe kontinuierlich die

Beschaffenheit des mit der Membranpumpe geförderten Wassers überwacht.
5. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine bis in Höhe der Mammutpumpe geführte Abluftleitung die aus

der Membranpumpe austretende Luft in das Grundwasserbeobachtungsrohr leitet.
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