Technologischer Ablauf beim Brunnenbau

Grundwasser findet man in nahezu allen Regionen Deutschlands, jedoch variieren die fassbare Entnahmemenge und die chemische Zusammensetzung recht deutlich. Vor Beginn der Ausführung einer geplanten Beregnungs- oder Eigenwasserversorgungsanlage ist daher die Einholung von Auskünften über die regionale Grundwassersituation bei den Landesämtern oder beim örtlichen Brunnenbauer unerlässlich. Gilt das Vorhandensein ausreichender Grundwasservorkommen erst einmal als gesichert, sollte man sich weitere Gedanken über die gewünschte Förderrate machen. Für moderne Beregnungsanlagen mit automatisch gesteuerten Hochdruck - Kreisregnern sind Durchsätze von 40 m3/h - 120 m3/h keine Seltenheit. Fraglich ist nur, ob die Ergiebigkeit der wasserführenden Schicht auch ausreicht, um die benötigte Menge zur Verfügung zu stellen. Eine so genannte Aufschlußbohrung kleineren Durchmessers sollte dies beantworten können. Beim Abteufen der Bohrung werden vom Bohrmeister dauernd Bodenproben entnommen.
Nach dem fachmännischen Ansprechen der Gebirgsschichten und gegebenenfalls durchzuführenden Siebanalysen lässt sich der maßgebliche Korndurchmesser genauestens bestimmen. Darauf aufbauend wird die Körnung des notwendigen Filterkieses sowie die Schlitzweite des Brunnenfilters bestimmt. Der Vorteil dieser kleinkalibrigen Aufschlußbohrung liegt darin, dass in Gebieten mit nur ungenügender Aufschlußdichte hier schnell und somit preiswert wichtige Erkenntnisse über Art und Zusammensetzung des regionalen Schichtenverlaufs gewonnen werden. Die jeweilige Brunnenendteufe hängt allein von der örtlichen geologischen Situation und der Teufenlage des dynamischen Wasserspiegels ab, Brunnenteufen für größere Entnahmemengen zwischen 40 m - 100 m sind jedoch die Regel. Wird auf die Aufschlußbohrung auf Grund falscher Sparsamkeit verzichtet, läuft man Gefahr, bei der nachfolgenden weitaus größeren Hauptbohrung wichtige Bodenschichten zu überbohren oder es droht eine kostspielige Fehlbohrung sollte der Hauptgrundwasserleiter nicht genügend ausgebildet sein. Dazu muss es jedoch nicht kommen wenn die örtlichen Behörden und der Brunnenbauer Ihres Vertrauens in die Planungen mit einbezogen werden. Hierzu sei noch angemerkt, dass die Zuständigkeit der Unteren Wasserbehörde bei 100 m endet. Für größere Teufen ist danach das Bergamt bzw. die Bergbaubehörde zuständig. Dieser Sachverhalt ist für die Genehmigungsplanung durchaus von größerer Bedeutung und kann ggf. für oder gegen eine Einwilligung mit den verschiedensten Auflagen den Ausschlag geben. Ist nun die Frage nach genügend Wasservorkommen hinreichend beantwortet, so kümmert man sich des Weiteren um die zur Verwendung andedachten Materialien.
Die gängigste Ausbauvariante besteht in der Installation eines PVC - Filters mit unterschiedlichen Nennweiten. Der Filterdurchmesser hängt einerseits von der geplanten Wassermenge und andererseits vom Durchmesser der einzubauenden Unterwassermotorpumpe ab. Für oben angesprochene Beregnungsanlagen sind Filterdurchmesser von DN 200 bis DN 300 üblich. Für kleinere Koppelbrunnen zur Viehtränke o.ä. sollten jedoch auch kleinere Nennweiten von ca. DN 50 ausreichend sein. Wer bei der Wahl der Brunnenfilters etwas mehr investiert, bekommt auch weitaus hochwertigere Edelstahl - Wickeldrahtfilter dafür. Diese stellen den heutigen Stand der Brunnenbautechnik dar und werden hauptsächlich im Wasserwerksbereich verwendet. Der Vorteil dieser Filter liegt darin, dass sie für jede anstehende Bodenschicht separat gewickelt werden können und daher eine optimale Entzugsleistung garantieren. Auch der nach den Jahren eintretenden Brunnenalterung lässt sich bauartbedingt bei dieser Filterart gut entgegenwirken. Ist nun der Filter einmal ausgewählt und auch eingebaut, so wird die so genannte Filterkiesschüttung eingebracht. Diese wurde bereits im Vorfeld genau wie die Filterschlitzweite ausgewählt und sollte uns nun zur Verfügung stehen. Der maßgebliche Korndurchmesser des anstehenden Gebirges, Filterschlitzweite und Filterkiesschüttung bilden eine auf einander abgestimmte, untrennbare Einheit. Auf übertriebene Sicherheit bedachte Brunnenbauer, die lediglich die Sandfreiheit Ihres zukünftigen Brunnens garantieren möchten, werden immer eine Kornfraktion geringer als berechnet schütten um sich späteren ärger mit Ihren Kunden wegen eventueller Sandführung zu ersparen. Der Nachteil ist jedoch eine wesentlich höhere Absenkung des Wasserspiegels im Brunneninneren und daraus resultierend eine Leistungseinbuße Ihres Brunnens verbunden mit einer viel schnelleren Brunnenalterung. Wichtig ist daher auch die richtige Wahl des Bohrdurchmessers um auch bei größeren Teufen die Schüttgüter sicher einbringen zu können. Bei einem Ausbaudurchmesser von DN 200 beispielsweise sollte der Bohrdurchmesser nicht unter 400 mm liegen, bei einem DN 300er Ausbau sind es bereits 600 mm Bohrdurchmesser.
Ist unser Brunnen nun richtig bemessen, gebohrt und ausgebaut kann es endlich mit der Wasserentnahme losgehen. Auch hierbei sind, wie Sie sich sicher schon denken können, die verschiedensten Sachen zu beachten. Als erstes sollte der Brunnen einmal mit geringer Entnahmemenge klargepumpt werden, um die noch vorhandenen Spülungsreste und die aufgewühlten Feinanteile zu entfernen. Danach folgt die so genannte Intensiventsandung der Filterbereiches. Hierbei sollten alle Körner die kleiner als der maßgebliche Korndurchmesser sind, aus dem anstehenden Gebirge entfernt werden um ein Stützkorn um Filter und Kiesschüttung zu errichten. Die Fassungszone des Brunnens wird so um ein vielfaches vergrößert, Absenkung und Brunnenalterung werden minimiert. Als letztes folgt der Leistungspumpversuch, bei dem mit dem 1,5-fachen der späteren Entnahmemenge gepumpt wird. Jetzt erst haben wir konkrete Aussagen über den im Brunnen vorhandenen Ruhewasserspiegel, den abgesenkten Wasserspiegel bei einer gewisser Förderrate und den Wiederanstieg der Wassersäule nach ausschalten der Pumpe. Diese Parameter geben uns genügend Aussage über die Leistungsfähigkeit des Brunnens. Als Faustformel gilt: je geringer die Absenkung im Brunnen bei Wasserförderung der Pumpe, desto geringer die Anströmung an den Filter und daraus resultierend eine längere Lebensdauer des Brunnens. Brunnen mit sehr hoher Absenkung schon bei geringen Förderraten neigen durch die höhere Anströmung an den Filter eher zur Verockerung und haben dem zu folge eine niedrigere Lebenserwartung. Da wir unseren Brunnen jedoch fachmännisch geplant, ausgeführt und entsandet haben, ist dies natürlich hier nicht der Fall und wir können beruhigt an die Auswahl der einzubauenden Brunnenpumpe gehen. Das entscheidende Kriterium hierbei ist der so genannte dynamische Wasserspiegel, d.h. der Wasserspiegel im Brunnen bei einer gewissen Förderrate. Sollte unser Wasserspiegel bei der gewünschten Förderung noch flacher als ca. 6 m liegen, so ist es durchaus möglich, noch obertägige Kreiselpumpen mit Elektro- oder Dieselmotor zu installieren. Die auf einigen "Baumarktpumpen" angegebenen Saughöhen von 8 m - 9 m sind eher theoretischer Natur, sollte der Wasserspiegel wirklich in diese Regionen sinken, so ist die Wahl einer Unterwassermotorpumpe die weitaus bessere.
Diese können natürlich auch schon bei flacherem Spiegel eingesetzt werden, die Produktpalette in diesem Segment ist beeindruckend und es findet sich für jeden Zweck die passende Pumpe. Für Beregnungsanlagen sind Unterwassermotorpumpen mit Elektromotor und externer Stromzuführung eine denkbare Lösung, aber auch Bohrlochwellenpumpen mit Zapfwellenantrieb vom Traktor oder separatem Aggregat sind hierbei durchaus üblich. Für kleinere Viehtränkebrunnen gibt es Sonderlösungen auch mit Solarantrieb oder als Kolbenpumpe mit in die Tränke integriert, das Vieh pumpt sich nach kurzer Gewöhnung dann selber frisches Wasser in den Napf. Nicht zu vergessen bliebe da noch der obere Abschluss unseres Brunnens. Auch bei dieser Frage - wer hätte das gedacht - finden wir die unterschiedlichsten Möglichkeiten der Gestaltung. Erfahrungsgemäß werden Beregnungs- oder Tränkebrunnen nur in der frostfreien Periode verwendet, das heißt nach Ende der Saison werden diese entwässert und können dann im nächsten Jahr wieder verwendet werden. Hierzu reicht ein einfacher obertägig sichtbarer wasserdichter und stabiler Brunnenkopf als Schutz aus. Wer jedoch seinen Brunnen auch im Winter nutzen möchte, der muss sich mehr Gedanken über das Abschlussbauwerk machen. Sowohl Pumpe (wenn obertägige Kreiselpumpe) als auch die Leitung müssen dann frostfrei verlegt werden. Die Montage der Formstücke und Armaturen findet in den Brunnenstuben statt. Diese können sowohl gemauert als auch aus Brunnenringen beschaffen sein. Wichtig ist, dass der lichte Durchmesser der Brunnenstuben nicht zu klein gewählt wird, denn meist soll hier später oder auch gleich noch ein Kessel mit eingebaut werden. Nennweiten von DN 2000 und lichte Höhen von ebenfalls 2000 mm haben sich dazu bestens bewährt. Des Weiteren sollte für gute Zugänglichkeit und auch Belüftung gesorgt werden, um übermäßiges Schwitzwasser im Sommer zu vermeiden. Zwei Belüftungsrohre DN 150 in unterschiedlichen Höhen stellen dabei das Minimum an Luftversorgung sicher. Die Installation der notwendigen Absperr- und Regelorgane stellt Ihr Brunnenbauer sicher, ggf. muss nach den Auflagen der Wasserbehörde das geförderte Wasser auch noch über eine geeichte Wasseruhr gezählt werden. Kosten für das verbrauchte Wasser fallen in der Regel nicht an, da die Mengen bei Viehtränken unerheblich sind und bei der Beregnung das geförderte Wasser sofort wieder dem Wasserkreislauf zugeführt wird. Auch hierbei gilt aber vorrangig die Beauflagung der zuständigen Behörde, eventuell werden Sie bei übermäßiger Beanspruchung des Grundwasserleiters in der jährlichen Gesamtentnahmemenge beschränkt. Abschließend noch einige Sätze zur chemischen Zusammensetzung des Wassers. Diese wird vorrangig durch die im Umfeld befindlichen Mineralien bestimmt. Vielerorts herrscht immer noch die Meinung je tiefer man bohrt um so besser wird das Wasser. Diese Behauptung ist so nicht richtig. In unterschiedlichen Horizonten findet man unterschiedliche Mineralien und somit auch unterschiedliche Wasserqualitäten. Oberflächennah angesiedelte Brunnen sind meist weniger Eisen- und manganhaltig, der Nitrat- bzw. Nitritgehalt durch den landwirtschaftlichen Eintrag ist jedoch deutlich höher. Tiefere Brunnen sind meist deutlich höher mineralisiert, haben dagegen jedoch kaum noch die oberflächennahen Nitrateinträge zu verzeichnen. Brunnen mit einer Wasserqualität nach derzeit geltender Trinkwasserverordnung sind so gut wie ausgeschlossen, da meist mehrere Prüfparameter nicht den Anforderungen entsprechen. Sie sind für unsere Zwecke auch gar nicht notwendig, da für landwirtschaftliche Beregnung oder Tränke auch höhere Werte zulässig sind. Die lästigen Eisen- und Manganablagerungen (braun bzw. schwarz) sind zwar optisch unschön, treten jedoch erst nach der chemischen Reaktion des Wasser mit dem Luftsauerstoff ein und tun dem Zwecke der Beregnung keinen Abbruch. Aufpassen sollte man jedoch bei erhöhten Chloridgehalten, zu stark versalztes Wasser verhindert möglicherweise eine sinnvolle Beregnung. Die meisten Salzaufstiege sind jedoch bekannt und bei Beachtung kann dieser Mangel von vorn herein ausgeschlossen werden. Wer dennoch besseres Wasser für den Hausgebrauch möchte, sollte sich nach Vorlage einer aussagekräftigen Wasseranalyse ein Angebot für eine Aufbereitungsanlage machen lassen, auch hierbei hilft Ihnen der Brunnenbauer. So viel (oder wenig) nur zu den grundsätzlichen Fragen, das Thema ist weitaus umfangreicher als hier beschrieben werden kann. Für ausführlichere Beratung wenden Sie sich wie bereits erwähnt an Ihren örtlichen Brunnenbauer, er hilft Ihnen sicher gerne im konkreten Fall weiter und erstellt Ihnen ein Angebot für Ihre eigene Wasserversorgung.

Text mit freundlicher Genehmigung von A. Lehmberg, Brandenburger Brunnenbau GmbH übernommen.