DE2318102B2 - Brunnen zum umschichten von grundwasser aus einem grundwasserhorizont in einen durch eine undurchlaessige sperrschicht davon getrennten zweiten grundwasserhorizont - Google Patents
Brunnen zum umschichten von grundwasser aus einem grundwasserhorizont in einen durch eine undurchlaessige sperrschicht davon getrennten zweiten grundwasserhorizontInfo
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Description
iDie Erfindung betrifft einen Brunnen zum Umschichten
von Grundwasser aus einem Grundwasserhorizont in einen durch eine undurchlässige Sperrschicht davon
getrennten zweiten Grundwasserhorizont mit gegen die Sperrschicht abgedichtetem Brunnenrohr, das durch
eine Innendichtung im Bereich der Sperrschicht in ein Absenkteil und ein Infiltrationsteil unterteilt: ist und mit
einer Einrichtung versehen ist, die die Zuführung des in das Absenkteil zufließenden Grundwassers in das
Infiltrationsteil ermöglicht
Es sind Brunnenkonstruktionen und Betriebsweisen bekannt, die entweder als Wassergewinnungsanlagen
zur Grundwasserförderung oder als Grurtdwasserab-Senkungsanlagen dienen, wo durch die Förderung von
Grundwasser der natürliche Wasserspiegel abgesenkt wird, oder als Infiltrationsbrunnen, bei dem der
Untergrund als Vorfluter für abzuleitendes Wasser benutzt wird.
Insbesondere bei Grundwasserabsenkungsanlagen wird der örtliche Grundwasserhaushalt durch die
abgepumpten Wassermengen und durch den abgesenklen Wasserspiegel beeinflußt. Es ist bekannt, dall die
Wassergewinnungsrechte benachbarter Brunneiibetreiber durch den bei einer Grundwasserabsenkungsanlage
zwangsläufig abgesenkten Wasserspiegel gestört werden können. Bei Grundwasserabsenkungsanlagen, die
innerhalb geschlossener Ortschaften durchgeführt werden müssen, wird zudem das Kanalnetz und in den
meisten Fällen auch die Kläranlage erheblich durch das aus der Wasserhaltung geförderte Wasser belastet.
Durch den steigenden Wasserbedarf bei gleichzeitiger
Zunahme des Verschmutzungsgrades nach dem Gebrauch oder Verbrauch kommt dem Grundwasser
immer größere Bedeutung zu. Bei einer Grundwasserabsenkungsanlage wird, außer dem oben beschriebenen
Eingriff in den Wasserhaushalt, zusätzlich das Grundwasser durch die Einleitung und Mischung mit den
Oberflächen- und Abwässern als wichtiges Lebensmittel unbrauchbar bzw. müssen für die Wiederaufbereitung in
Jen Kläranlagen Kosten aufgewendet werden, die ein
Mehrfaches der Kosten für die Grundwasserabsenkungsanlage ausmachen können.
Es ist bereits ein Brunnen für die Entnahme von Grundwasser bei durch eine undurchlässige Sperrschicht
getrenntem oberem Grundwasserhorizont und unterem Grundwasserhorizont mit gegen die Sperrschicht
abgedichtetem Brunnenrohr und darin angeordneter Förderpumpe bekannt. Die Förderpumpe ist an
ein mittels Innendichtung gegen das Brunnenrohr abgedichtetes Pumpentragrohr angeschlossen, wobei
das Pumpentragrohr jedoch nicht lediglich Tragfunktion, sondern darüber hinaus die Funktion eines
Entnahmerohres erfüllt. Das Brunnenrohr ist in zwei Teile unterteilt, während die Förderpumpe bei Absenkung
des Wasserspiegels entweder aus dem oberen Grundwasserhorizont oder aus nachfolgenden unteren
Grundwasserhorizonten Grundwasser fördert, und zwar eben durch das Pumpentragrohr. Es handelt sich
bei dieser bekannten Konstruktion in Strenge um einen Saugbrunnen für Grundwasserabsenkungen, wobei
zwecks gesonderter Entwässerung einzelner durch undurchlässige Lagen voneinander getrennter wasserführender
Bodenschichten in dem Brunnenrohr außer einer unterhalb des Pumpentragrohres angeordneten
beweglichen Verschlußscheibe ein ähnlicher Verschluß auch oberhalb der Wasserentnahmestelle angeordnet
sein kann, durch den das Pumpentragrohr hindurchführt. — Hier findet also keine Unterteilung des
Brunnenrohres in einen einerseits Absenkteil und einen andererseits Infiltrationsteil im Bereich der Sperrschicht
statt. Hinzu kommt, daß die Förderpumpe bei Absenkung des Wasserspiegels stets nur aus den
einzelnen Grundwasserhorizonten nach oben und damit abfördert. Insoweit findet eine Umschichtung des
Grundwassers nicht statt, erfolgt also keine Transfusion des Grundwassers aus dem betreffenden Grundwasserhorizont
in einen darüber oder darunter liegenden Horizont. Im Ergebnis bleibt der Grundwasserhaushalt
nicht erhalten (DT-PS 4 61 685).
Ferner kennt man ein Verfahren zur Erhöhung des Grundwasserstandes im Erdbereich, wobei den grundwasserführenden
Schichten Wasser durch Brunnen unmittelbar zugeführt wird. Dabei sind mehrere Brunnen in einem vorgegebenen Abstand um eine
Baustelle mit Grundwasserabsenkung herum angeordnet, wobei das Wasser dem unter einer Baugrube mit
Grundwasserabsenkung liegenden Erdreich zugeführt wird Dadurch soll verhindert werden, daß sich die für
die Baugrube unerläßliche Grundwasserabsenkung über
einen Kranz von Brunnen hinaus ungünstig bemerkbar macht. Auf diese Weise will man das Aufsteigen von
Salzwasser verhindern. Das Problem der Umschichtung von Grundwasser aus verschiedenen Grundwasserhorizonten
in höher oder darunter liegende Grundwasser-Horizonte zur Aufrechterhaltung des Trinkwasserreservoirs
ist in Strenge nicht angesprerhen. Tatsächlich ist eine Brunnen- und Pumpstution verwirklicht, die
außerordentlich bauaufwendig ist und daher auf engem Raum praktisch nicht eingesetzt werden kann (DT-PS ic
3 79 492).
Die gleichen Nachteile weist ein anderer bekannter Brunnen auf, bei dem zwar eine Grundwasserumschichtung
erfolgt, stets jedoch nur eine Umschichtung von einem oberen Grundwasserhorizont in einen unteren
Grundwasserhorizont und nicht auch umgekehrt. Bei der bekannten Ausführiingsform wird mit von einem
gleichsam Brunnenschacht ausgehenden horizontalen Sammel- und Verteilerrohren gearbeitet, welche sich in
den verschiedenen Grundwasserhorizonten befinden. Ob die Grundwasserumschichlung iatsächfich gelingt,
hängt bei dieser bekannten Brunnenkonstruktion im wesentlichen von den natürlichen Druckverhältnissen
und dem bloßen Schwerkrafteinfluß ab. Tatsächlich findet eine Grundwasserumschichtung nur statt, wenn
das Grundwasser eines oberen Grundwasserhorizonts in einen unteren Grundwasserhorizont abfließt. Die
Umkehrung ist ausgeschlossen (FR-PS 7 79 778).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brunnen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen,
bei weichem der Wasserhaushalt infolge Grundwasserabsenkung bzw. Grundwasserentspannung so wenig wie
möglich gestört und Grundwasserentzug — als Teil des Trinkwasserreservoirs — auf eine Mindestmaß beschränkt
wird.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Brunnen dadurch, daß eine Förderpumpe
im Absenkteil angeordnet ist und ihre Druckleitung durch die Innendichtung hindurchgeführt ist und in
das Infiltrationsteil mündet. - Nach Lehre der Erfindung erfolgt Grundwasserabsenkung oder -entspannung
bei natürlichen — oder auch bei künstlich geschaffenen — Grundwasserhorizonten durch Transfusion
des Grundwassers aus dem betreffenden Grundwasserhorizont in einen darüber oder darunter
liegenden Horizont, d.h., das Grundwasser wird praktisch nicht zu Tage gefördert, sondern lediglich
umgeschichtet, so daß der Grundwasserhaushalt erhalten bleibt. Dabei kann das Absenkteil, welches im
Grundwasserhorizont der gewünschten Absenkungs- bzw. Entspannungszone liegt, sowohl im Gravitationsverfahren
als auch nach dem Vakuumverfahren betrieben werden. Das Infiltrationsteil arbeitet mittels
Überdruckinfiltration. Grundsätzlich kann das Infiltrationsteil je nach Lage der Grundwasserhorizonte bzw.
deren Wasserspiegel auch über Aufstau nach Gravitationsbedingungen arbeiten.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Transfusionsbrunnen
verwirklicht wird, bei dessen Einsatz der Wasserhaushalt durch Grundwasserabsenkung oder Grundwasserentspannung
so wenig wie möglich gestört und der sonst erforderliche Grundwasserentzug auf ein
Mindestmaß beschränkt wird, was insbesondere deshalb von Bedeutung ist, weil das Grundwasser Teil des
Trinkwasserreservoirs ist.
Weitere Ausgeslaltungen des Brunnens gemäß der Erfindung sind in den nachgcordneten Ansprüchen
enthalten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer zwei Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher
erläutert; es zeigt in schematischer Darstellung
Fig. 1 einen Brunnen gemäß der Erfindung für die
Absenkung des Wasserspiegels eines oben liegenden Grundwasserhorizonts und Zuführung des entzogenen
Grundwassers in den darunter liegenden Grundwasserhorizont und
Fig. 2 einen entsprechenden Brunnen für die Umschichtung des Grundwassers in umgekehrter
Richtung.
In den Figuren ist ein Brunnen 1 zum Umschichten von Grundwasser bei durch eine undurchlässige
Sperrschicht 2 getrenntem oberem Grundwasserhorizont 3 und unterem Grundwasserhorizont 4 dargestellt.
Der Brunnen 1 v/eist ein gegen die Sperrschicht 2 mittels einer Außendichtung 5 abgedichtetes Brunnenrohr
6 und eine darin angeordnete Förderpumpe 7 auf, welche an ein mittels einer Innendichtung 8 gegen das
Brunnenrohr 6 abgedichtetes Pumpentragrohr 9 angeschlossen ist. Das Brunnenrohr 6 ist durch die Außen-
und Innendichtung 5,8 im Bereich der Sperrschicht 2 in ein Absenkteil 10 und ein Infiltrationsteil 11 unterteilt.
Nach Fig. 1 liegt das Absenkteil 10 in dem oberen Grundwasserhorizont 3 und das Infiltrationsteil 11 in
dem unteren Grundwasserhorizont 4, Fig. 2 zeigt die Umkehrung. Entsprechung fördert die Förderpumpe 7
bei Absenkung des Wasserspiegels 12 des oberen Grundwasserhorizontes 3 daraus Grundwasser in den
unteren Grundwasserhorizont 4 oder Absenkung des Wasserspiegels 13 des unteren Grundwasserhorizonts 4
daraus Grundwasser in den oberen Grundwasserhorizont 3, was durch Pfeile angedeutet worden ist. — Bei
Absenkung des Wasserspiegels 12 des oberen Grundwasserhorizonts 3 (Fig. 1) ist die Förderpumpe 7 im
Bereich der Sperrschicht 2 oberhalb der Innendichtung 8 angeordnet, und ihre Druckleitung ist als Austrittsstutzen
14 von der Innendichtung 8 umgeben und mündet in das unten liegende Infiltrationsteil 11. Das Pumpentragrohr
9 ist in diesem Fall als Überlaufrohr, ggf. mit Überdruckventil !5, ausgebildet und dazu an seinem
unteren Ende ebenfalls von der Innendichtung 8 umgeben und mündet in das Infiltrationsteil 11. — Bei
Absenkung des Wasserspiegels 13 des unteren Grundwasserhorizonts 4 (Fig.2) ist die Förderpumpe 7 im
Bereich des unteren Endes des Brunnenrohres 6 angeordnet, während das Pumpentragrohr 9 als von der
Innendichtung 8 umgebene Druckleitung mit einem in dem oben liegenden Infiltrationsteil 11 vorgesehenen
Sieb- und/oder Filterabschnitt 16 ausgebildet ist. In diesem Fall ist das Pumpentragrohr im Bereich der
Geländeoberkante als Überlauf leitung, ggf. mit Überdruckventil
15, ausgebildet und das Brunnenrohr 6 an seinem oberen Ende mittels eines druckdichten
Brunnenkopfes 17 abgedichtet. Zusätzlich kann ein in das unten liegende Absenkteil 10 mündendes Be- und
Entlüftungsrohr 18 vorgesehen sein, welches im Bereich der Sperrschicht 2 von einer eigenen Innendichtung 19
umgeben ist. Zur Durchführung des Vakuumverfahrens wird das obere Ende des Entlüftungsrohres 18 an eine
Saugpumpe angeschlossen. Die Innendichtungen 8, bestehend aus Dichtplatten, z. B. Stahlplatten mit
Gummidichtuneen für Druckzonen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. nriiiineii zum Umschichten von Grundwasser
aus einem Grundwasserhorizont in einem durch eine undurchlässige Sperrschicht davon getrennten zweiten
Grundwasserhorizont mit gegen d\c Sperrschicht
abgedichtetem Brunnenrohr, das durch eine Innendichtung im Bereich der Sperrschicht in ein
Absenkteil und ein infiltrationsteil unterteilt ist und mit einer Einrichtung versehen ist, die die Zuführung
des in das Absenkteil zufließenden Grundwassers in das Infiltrationsteil ermöglicht, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Förderpumpe im Absenkteil (10) angeordnet ist und ihre Druckleitung '5
durch die Innendichtung (8) hindurchgeführt ist und in das Infiltrationsteil (11) mündet.
2. Brunnen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpentragrohr (9) als Überlaufrohr,
ggf. mit Überdruckventil (15), ausgebildet und an seinem unteren Ende ebenfalls von der
Innendichtung (8) umgeben ist und in das Infiltrationsteil (11) mündet.
3. Brunnen nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß bei Absenkung des Wasserspiegels (13) 2S
des unteren Grundwasserhorizontes (4) die Förderpumpe (7) im Bereich des unteren Endes des
Brunnenrohres (6) angeordnet und das Pumpentragrohr (9) als von der Innendichtung (8) umgebende
Druckleitung mit in dem oben liegenden Infiltrationsteii (11) vorgesehenem Sieb- und/oder Filterabschnitt
(16) ausgebildet ist.
4. Brunnen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpentragrohr (9) im Bereich der
Geländeoberkante als Überlaufleitung, ggf. mit Überdruckventil (15), ausgebildet und das Brunnenrohr
(6) an seinem oberen Ende mittels eines druckdichten Brunnenkopfs (17) abgedichtet ist.
5. Transfusionsbrunnen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein in das
unten liegende Absenkteil (10) mündendes Be- und Entlüftungsrohr (18) vorgesehen und im Bereich der
Sperrschicht (2) von einer eigenen Innendichtung (19) umgeben ist.
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DE19732318102 DE2318102C3 (de) | 1973-04-11 | 1973-04-11 | Brunnen zum Umschichten von Grundwasser aus einem Grundwasserhorizont in einen durch eine undurchlässige Sperrschicht davon getrennten zweiten Grundwasserhorizont |
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Publications (3)
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DE2318102A1 DE2318102A1 (de) | 1974-10-17 |
DE2318102B2 true DE2318102B2 (de) | 1977-09-22 |
DE2318102C3 DE2318102C3 (de) | 1978-05-18 |
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ID=5877652
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DE102019002395A1 (de) * | 2019-04-01 | 2020-10-01 | Werner Kruck | Vertikaler Unterdruck-Zirkulationsbrunnen zur Wärme- und Kältenutzung oberflächennah verfügbaren Grundwassers |
-
1973
- 1973-04-11 DE DE19732318102 patent/DE2318102C3/de not_active Expired
Also Published As
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DE2318102A1 (de) | 1974-10-17 |
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