DE478600C - Verfahren zur Regelung der Versickerung der Niederschlaege - Google Patents

Description

• Verfahren zur Regelung der Versickerung der Niederschläge Der Mangel an genügendem Grund- oder Quellwasser, der sich bei der Wasserversorgung der Ortschaften, besonders der größeren Städte, immer fühlbarer geltend macht, hat vielfach dazu genötigt, die verfügbare Grundwassermenge künstlich zu vermehren. Dabei sind bisher drei verschiedene Verfahren zur Anwendung gekommen, nämlich die sogenannte Uferfiltration, bei der das Wasser einem Flusse unterirdisch entzogen wird, dann die Berieselung von Grundwasserfeldern mit Flußwasser und endlich die Einsenkung von solchem in den gut durchlässigen Untergrund mit Hilfe von besonderen Versitzgruben. In allen drei Fällen dient das natürliche Erdreich als Filter für das aus einem Flusse entnommene Rohwasser, das dann, je nach der Beschaffenheit der filtrierenden Bodenschicht, eine mehr oder weniger weitgehende Veredelung erfährt. Hier handelt es sich also ausschließlich um die Erzeugung von künstlichem Grundwasser. Eine Verstärkung der natürlichen Grundwasserbildung, die nur darauf hinauslaufen kann, die Versickerung der atmosphärischen Niederschläge zu begünstigen, hat man bisher nirgends versucht.
• Nach neueren Versuchen ist eine Beeinflussung der Versickerung, und zwar auf pneumatischem Wege, dort möglich, wo unter einer feinporigen Bodenschicht von namhafter Dicke ein grobporiger, bis in das Grundwasser hinabreichender Untergrund folgt, in dem die Luft, die hier dem absinkenden Nasser ausweichen kann, ein zusammenhängendes Netzwerk bildet, so daß sich Änderungen ihrer Spannung, die an einzelnen Punkten durch die Ab- oder Zuführung von Luft bewirkt werden, rasch auf beträchtliche Entfernungen fortpflanzen. Auf dieser Erkenntnis beruht das nachstehend beschriebene Verfahren, das in erster Linie auf eine vermehrte Grundwasserbildung abzielt.
• Einrichtungen und Verfahren, die eine Ableitung von Luft aus dem Boden oder die Zuführung von solcher in den Boden bezwekken, sind in der Kulturtechnik und im Bergbau bereits bekannt; sie sind aber im vorliegenden Fall nicht anwendbar. So sucht man zur Beförderung des Pflanzenwachstums den Luftwechsel im Boden dadurch zu beschleunigen, daß man auf Drainsträngen besondere Entlüftungsröhren anbringt oder nach dem Abfluß des Drainwassers Warm-oder Preßluft in die Drainungen _ einführt. Der auf diese Weise bewirkte Luftwechsel ist aber auf eine feinporige Oberschicht von höchstens r,2o m Dicke beschränkt und für die Wasserbewegung im Boden ohne Belang.
• Für bergbauliche Zwecke hat man in zwei Fällen das Hineinpressen von Luft in den Boden vorgeschlagen. In dem einen Falle handelt es sich darum, beim Abteufen von Schächten im schwimmenden Gebirge diesem durch besondere Bohrlöcher Luft von hoher Spannung zuzuleiten, die das Wasser unter der jeweiligen Schachtsohle verdrängt, so daß das weitere Abteufen im trockenen Gebirge erfolgen kann. Im zweiten Fall soll die Einführung von Preßluft in unterirdische Becken oder Hohlräume die Ergiebigkeit von Öl-oder Wasserbrunnen dadurch steigern, daß die eingepreßte Luft die Flüssigkeit in Rohrbrunnen in die Höhe drückt. Für eine Beschleunigung der Versickerung kommt keines der beiden Verfahren in Frage; hier muß man also nach neuen Wegen suchen.
• Die Förderung der natürlichen Grundwasserbildung soll nach dem vorliegenden Verfahren durch eine künstliche Verdünnung der Grundluft erreicht werden. Diese Luftverdünnung läßt sich sowohl durch eine entsprechende Senkung des Grundwasserspiegels als durch die Ableitung von Luft aus dem Untergrunde herbeiführen; zu einer dauernden Beeinflussung der Grundwasserbildung in dem angegebenen Sinne ist aber meistens die Verbindung beider Maßnahmen nötig. Durch eine Spiegelsenkung allein ist eine Verstärkung der Grundwasserbildung auf die Dauer nicht zu erzielen, weil mit dem Whsser der kapillaren Haltungen auch die zwischen diesen vorhandene Luft in den @Untergrund gelangt, wodurch die Wirkung der Spiegelsenkung auf die Dichte der Grundluft abgeschwächt und schließlich ganz aufgehoben wird. Auf der andern Seite ergibt sich fast bei jeder Grundwasserentnahme eine zeitweilige Spiegelsenkung von selbst, so daß mit ihrer Wirkung auf die Dichte der Grundluft stets gerechnet werden muß.
• Als technische Malinahmen kommen in Anwendung: i. Zur Senkung des Wasserspiegels: Grundwasserableitungen aller Art'' sowie die Entnahme von Grundwasser mittels Pumpen oder sonstiger Wasserhebemaschinen. Wo für das Wasser ein freier Ablauf geschaffen oder ein bestehender erweitert wird, sind Vorrichtungen für eine den Schwankungen des Wasserbedarfs nach Möglichkeit angepaßte Regelung des Wasseraustritts zu treffen.
• z. Zur Ableitung von Luft: Entlüftungsöffnungen in den Mänteln der zur Wasserfassung dienenden Rohr- oder Schachtbrunnen und den Seitenwänden von Sammelkanälen oder Stollen, und weiterhin das Einbauen von Entlüftungsröhren auf dem für die Verstärkung der Grundwasserbildung bestimmten Gelände oder die Herstellung von Luftleitungen aus Drainröhren oder gelochten (geschlitzten) Steinzeugröhren im obersten Teil des grobporigen Untergrunds.
• Die senkrecht einzubauenden Entlüftungsröhren, die durch den feinporigen Boden hindurchzutreiben sind, aber nicht bis auf den höchsten Grundwasserstand hinabreichen sollen, können einzeln bis über Flur geführt oder gruppenweise an ein gemeinsames Standrohr angeschlossen werden. Der im grobporigen Untergrund stehende Teil der Entlüftungsröhren muß siebartige Öffnungen für den Lufteintritt haben und kann eine Umhüllung aus reinem Kies erhalten (Abb. i). Die Luftleitungen sind durch Zwischenschächte (Abb. 3) oder Standrohre (Abb. z) zu unterbrechen, aus denen die Luft ins Freie ausströmen kann.
• Zeitweilig können die Umstände auch ein Einströmen von Luft in den Untergrund oder eine Unterbrechung des Luftaustausches zwischen Untergrund und freier Atmosphäre fordern; die Lüftungsanlagen sind daher durch das Einbauen von Schiebern oder durch eine sonstige Vorrichtung (Klappe, Blindflansche usw.) verschließbar zu machen. Um die saugende Kraft des Windes für eine Beschleunigung des Luftauszugs nutzbar zu machen, kann man die Entlüftungs- und die Standröhren mit einem beweglichen (drehbaren) Aufsatz versehen, der ein selbsttätiges Einstellen der seitlich anzuordnenden Rohrmündung in die Windrichtung bewirkt. Dieser Aufsatz muß feststellbar sein. Unter besonderen Umständen kann auch die Anwendung maschineller Hilfsmittel (Luft-, Druck- oder Strahlpumpe, Ventilator usw.) zur Beschleunigung der Ent- oder Belüftung des Untergrunds angezeigt sein.
• Die Weite und der gegenseitige Abstand der Lüftungsröhren oder Luftleitungen richtet sich nach dem Luftdurchlässigkeitsgrade des grobporigen Untergrunds.
• Das Verfahren ist überall anwendbar, wo die Versickerung der Niederschläge durch den Widerstand der Grundluft in beträchtlichem Maße gehemmt wird, also unter Umständen auch da, wo sich das Grundwasser natürliche Ausflüsse in Form von Quellen geschaffen hat. In diesem Falle können vereinzelt besondere kurze Stollen für die Entlüftung in Frage kommen.
• Bei anhaltendem Steigen des Grundwassers führt das Ausziehen der Luft zu einer entsprechenden Vergrößerung des im Boden für die Aufspeicherung von Grundwasser verfügbaren Raumes. Der Fortschritt, der durch das beschriebene Verfahren zu erzielen ist, besteht mithin i. in einer verstärkten Versickerung der atmosphärischen Niederschläge auf Kosten des oberflächlichen Wasserablaufs und der Verdunstung, z. in einer Begünstigung der unsichtbaren Niederschläge, soweit dabei die Kapillarkraft eine entscheidende Rolle spielt, 3. in einer Steigerung der Wassermenge, die der Boden aufspeichern kann, ¢. in einer den Anforderungen der Landwirtschaft entsprechenden Regelung der Bodenfeuchtigkeit.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Regelung der Versickerung der Niederschläge im Sinne einer Herbeiführung oder einer Unterbindung, einer Beschleunigung oder einer Verzögerung dieses Naturvorgangs, und weiterhin zur Verschiebung der Bodenfeuchtigkeit nach oben, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der im Boden über dem Grundwasserspiegel eingeschlossenen Luft (Grundluft) und der freien Atmosphäre Verbindungswege hergestellt werden, durch die sich die Spannung der Grundluft selbsttätig auf die der Außenluft einstellt, so daß ihr Widerstandgegen die Versickerung auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird und durch die in besonderen Fällen Luft aus dem Untergrund abgesaugt oder in ihn hineingepreßt wird.
2. 2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem für eine Regelung der Versickerung bestimmten Gelände in angemessenen Abständen verschließbare, in den grobporigen Untergrund hinabreichende Lüftungsröhren (a, Abb. i) eingebaut oder in diesen Untergrund verschließbare Luftleitungen (b, Abb.2 bis q.) gelegt werden.