{"id":969,"date":"2020-08-26T12:59:57","date_gmt":"2020-08-26T10:59:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.vintage-classics.de\/cms\/?page_id=969"},"modified":"2021-06-03T10:35:41","modified_gmt":"2021-06-03T08:35:41","slug":"infotexte","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.vintage-classics.de\/?page_id=969","title":{"rendered":"Infotexte"},"content":{"rendered":"\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-3cf5ov-724e33174ee99f2ac1c5c6219529e05a\">\n#top .flex_column.av-3cf5ov-724e33174ee99f2ac1c5c6219529e05a{\nmargin-top:0px;\nmargin-bottom:0px;\n}\n.flex_column.av-3cf5ov-724e33174ee99f2ac1c5c6219529e05a{\nborder-radius:0px 0px 0px 0px;\npadding:0px 0px 0px 0px;\n}\n.responsive #top #wrap_all .flex_column.av-3cf5ov-724e33174ee99f2ac1c5c6219529e05a{\nmargin-top:0px;\nmargin-bottom:0px;\n}\n<\/style>\n<div  class='flex_column av-3cf5ov-724e33174ee99f2ac1c5c6219529e05a av_one_full  avia-builder-el-0  el_before_av_one_full  avia-builder-el-first  first flex_column_div av-animated-generic bottom-to-top av-zero-column-padding  '     ><p>\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-2dkxvw-7667ab546b95360f882a80340995c3ec\">\n#top .av-special-heading.av-2dkxvw-7667ab546b95360f882a80340995c3ec{\npadding-bottom:0;\n}\nbody .av-special-heading.av-2dkxvw-7667ab546b95360f882a80340995c3ec .av-special-heading-tag .heading-char{\nfont-size:25px;\n}\n.av-special-heading.av-2dkxvw-7667ab546b95360f882a80340995c3ec .av-subheading{\nfont-size:15px;\n}\n<\/style>\n<div  class='av-special-heading av-2dkxvw-7667ab546b95360f882a80340995c3ec av-special-heading-h2 blockquote modern-quote  avia-builder-el-1  el_before_av_hr  avia-builder-el-first  av-linked-heading'><h2 class='av-special-heading-tag'  itemprop=\"headline\"  >BPK-Brunnenpedia<\/h2><div class=\"special-heading-border\"><div class=\"special-heading-inner-border\"><\/div><\/div><\/div><br \/>\n\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-31f2ex-6a95d53af0277450628d77b0e81db08a\">\n#top .hr.av-31f2ex-6a95d53af0277450628d77b0e81db08a{\nmargin-top:10px;\nmargin-bottom:10px;\n}\n.hr.av-31f2ex-6a95d53af0277450628d77b0e81db08a .hr-inner{\nwidth:50px;\nborder-color:#1d70b8;\n}\n<\/style>\n<div  class='hr av-31f2ex-6a95d53af0277450628d77b0e81db08a hr-custom  avia-builder-el-2  el_after_av_heading  avia-builder-el-last  hr-left hr-icon-no'><span class='hr-inner inner-border-av-border-fat'><span class=\"hr-inner-style\"><\/span><\/span><\/div><\/p><\/div>\n\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-2yj3dj-31979b3dafd9239579ce5f16a4f5fb15\">\n#top .flex_column.av-2yj3dj-31979b3dafd9239579ce5f16a4f5fb15{\nmargin-top:0px;\nmargin-bottom:0px;\n}\n.flex_column.av-2yj3dj-31979b3dafd9239579ce5f16a4f5fb15{\nborder-radius:0px 0px 0px 0px;\npadding:0px 0px 0px 0px;\n}\n.responsive #top #wrap_all .flex_column.av-2yj3dj-31979b3dafd9239579ce5f16a4f5fb15{\nmargin-top:0px;\nmargin-bottom:0px;\n}\n<\/style>\n<div  class='flex_column av-2yj3dj-31979b3dafd9239579ce5f16a4f5fb15 av_one_full  avia-builder-el-3  el_after_av_one_full  avia-builder-el-last  first flex_column_div av-animated-generic bottom-to-top av-zero-column-padding  column-top-margin'     ><div  class='togglecontainer av-25d5ip-103fd3a0e2b38676e4ae7a1dfb3f4d77 av-minimal-toggle  avia-builder-el-4  avia-builder-el-no-sibling  toggle_close_all' >\n<section class='av_toggle_section av-av_toggle-adcc13ce47a049c4177c3f5ad721e3df'  itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/CreativeWork\" ><div role=\"tablist\" class=\"single_toggle\" data-tags=\"{Alle} \"  ><p data-fake-id='#toggle-id-1' class='toggler   '  itemprop=\"headline\"  role='tab' tabindex='0' aria-controls='toggle-id-1'>Slug-Test (Cooper 1967)<span class=\"toggle_icon\"><span class=\"vert_icon\"><\/span><span class=\"hor_icon\"><\/span><\/span><\/p><div id='toggle-id-1' class='toggle_wrap  '  ><div class='toggle_content invers-color '  itemprop=\"text\" ><p><strong>Slug-Test (Cooper 1967)<\/strong><\/p>\n<p>Bei einem Slug-Test wird das Grundwasser in Schwingung gebracht. Bei geringen Durchl\u00e4ssigkeiten n\u00e4hert sich die Schwingung exponentiell der Ruhelage. Auch der Wiederanstieg eines Pumpversuches, dessen Absenkphase mit einem station\u00e4ren Zustand aufh\u00f6rt, wird als Slug-Test ausgewertet.<\/p>\n<p>Der Slug-Test kann schnell und einfach durchgef\u00fchrt werden: Es wird keine Pumpe ben\u00f6tigt, die Messung erfolgt im Brunnen selbst, es ist keine weitere Messstelle erforderlich. Er ist auch in Aquiferen anwendbar, deren Durchl\u00e4ssigkeiten f\u00fcr einen Pumpversuch zu gering w\u00e4ren. Da kein Grundwasser entnommen wird, eignet sich das Verfahren auch f\u00fcr kontaminierte Standorte.<\/p>\n<p>Das Grundwasser wird kurzzeitig aus seiner Ruhelage gebracht. Dies kann beispielsweise mit einem Verdr\u00e4ngungsk\u00f6rper erfolgen, durch kurzzeitiges Pumpen oder durch eine kurzzeitige Eingabe. Bei hydraulischen Bohrlochversuchen in gering durchl\u00e4ssigen Aquiferen wird in der Regel das Testintervall abgepackert und \u00fcber Steigrohre Wasser in das Testintervall eingegeben.<\/p>\n<p>Es wird keine Entnahemerate gemessen. Das Wasservolumen ist durch die H\u00f6he der \u00c4nderung aus der Ruhelage und dem Durchmesser des Vollrohrs bzw. Bohrlochs gegeben. Im Gegensatz zu einem Pumpversuch wirkt sich damit eine \u00c4nderung des Radius stark auf die Transmissivit\u00e4t aus.<\/p>\n<p>Es werden zwei Radien unterschieden:<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>r<sub>c<\/sub><\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Radius des Vollrohrs bzw. Bohrlochs, innerhalb derer sich die Grundwasserh\u00f6he \u00e4ndert.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>r<sub>w<\/sub><\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Effektiver Radius im verfilterten Abschnitt. Beim offenen Bohrloch ist der effektive Radius gleich dem Bohrlochradius.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><strong>Graphische Auswertung anhand der Cooper-Typkurve<\/strong><\/p>\n<p>Die Absenkungswerte werden zun\u00e4chst normiert, das hei\u00dft, die Absenkungen werden durch den maximalen Wert zu Beginn des Slug-Test dividiert. Die normierten Messwerte werden halblogarithmisch im gleichen Ma\u00dfstab wie die Typkurven <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/slug-test\/slug-test-cooper.html#Abb1\">Abb.\u00a01<\/a> graphisch aufgetragen und mit den Typkurven zur Deckung gebracht. F\u00fcr \u03b2\u00a0=\u00a01 wird t abgelesen, \u03b1 kann direkt abgelesen werden. t und \u03b1 werden in die folgenden Gleichungen eingesetzt, die nach den Parametern T und S aufgel\u00f6st werden:<\/p>\n<p>\u03b2 = T \u22c5 t r c 2 \u2003\u2003 \u21d2 \u2003 T = r c 2 t \u00a0 \u03b2 \u03b1 = r w 2 \u22c5 S r c 2 \u2003 \u21d2 \u2003 S = r c 2 r w 2 \u00a0 \u03b1<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-714\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Cooper-Typkurve.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"666\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Cooper-Typkurve.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Cooper-Typkurve-300x278.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Cooper-Typkurve-705x652.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Abb. 1: Cooper-Typkurve.<\/p>\n<p><strong>Beispiel<\/strong><\/p>\n<p>Fortsetzung folgt \u2026<\/p>\n<p>\u00a9 Dr. Peter Hanstein 1996 \u2013 2020<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/section>\n<section class='av_toggle_section av-av_toggle-d9e43eb33304ae2ae633c525bb4dade4'  itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/CreativeWork\" ><div role=\"tablist\" class=\"single_toggle\" data-tags=\"{Alle} \"  ><p data-fake-id='#toggle-id-2' class='toggler   '  itemprop=\"headline\"  role='tab' tabindex='0' aria-controls='toggle-id-2'>Ursachen von Brunnenalterung<span class=\"toggle_icon\"><span class=\"vert_icon\"><\/span><span class=\"hor_icon\"><\/span><\/span><\/p><div id='toggle-id-2' class='toggle_wrap  '  ><div class='toggle_content invers-color '  itemprop=\"text\" ><p><strong>Ursachen von Brunnenalterung <\/strong><\/p>\n<p><strong>F\u00f6rder- &#038; Leistungsverluste und deren Ursachen<\/strong><\/p>\n<p><strong>Zur Gewinnung von Trink- &#038; Brauchwasser sowie zur Heizung oder K\u00fchlung von Maschinen oder Geb\u00e4uden aus Grundwasservorkommen, werden Wasserfassungsanlagen wie zum Beispiel horizontale und vertikale Brunnen und Quellfassungen ben\u00f6tigt. Aufgrund von physikalischen, meteorologischen, hydrologischen, geologischen, chemischen und biologischen Gr\u00fcnden haben diese k\u00fcnstlich angelegten Wasserfassungen eine begrenzte Lebensdauer. Auch nat\u00fcrliche Wasseraustritte im Gel\u00e4nde wie Arteser, Geysire und Quellen unterliegen diesen Ver\u00e4nderungen, im Gegensatz zum Brunnen sind die Ver\u00e4nderungen allerdings sichtbar, wenn auch nur bei langfristiger Betrachtung<\/strong>.<\/p>\n<p>Grunds\u00e4tzlich stammt alles Grundwasser aus Niederschlagswasser, welches je nach Grundwasser Neubildungsrate, also dem Weg und der Versickerungszeit des Wassers bis zum Aquifer, von Wochen \u00fcber Jahrzehnte bis zu Jahrtausenden reichen kann.<\/p>\n<p>Im unverritzten Locker- oder Festgesteinsgebirge flie\u00dft das Grundwasser relativ langsam. W\u00e4hrend in Lockersedimenten das Grundwasser durch die nutzbaren Porenr\u00e4ume der der jeweiligen anstehenden Kornfraktionen, welche von Bl\u00f6cken \u00fcber Kies und Sand bis zu Schluffkorn und Ton reichen und je nach Genese also Entstehung von Kantig bis gerundet anzutreffen sind. Sind die nennenswerten Wege von nutzbarem Grundwasser im Felsgestein in der Regel auf Risse und Kl\u00fcfte sowie Kaarsthohlr\u00e4ume begrenzt. Die nutzbaren Porenr\u00e4ume in por\u00f6sen Gesteinen wie z.B. Sandstein sind f\u00fcr die F\u00f6rderung von Wasser zu gering.<\/p>\n<p>Je nach dem jeweiligen Durchl\u00e4ssigkeitsbeiwert der anstehenden durchstr\u00f6mten Gebirgsformation flie\u00dft das Grundwasser mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten von Metern pro Jahr bis zu 100 m pro Tag.<\/p>\n<ul>\n<li>Bl\u00f6cke<\/li>\n<li>Kies<\/li>\n<li>Sand<\/li>\n<li>Schluff<\/li>\n<li>Ton<\/li>\n<li>Riss<\/li>\n<li>Kluft<\/li>\n<li>Kaarst<\/li>\n<li>Molasse<\/li>\n<\/ul>\n<p>W\u00e4hrend des Durchstr\u00f6mens des anstehenden Gebirges werden l\u00f6sbare Stoffe vom Grundwasser aufgenommen und weitertransportiert. Im Grundwasser lebende Organismen leben von diesen Inhaltsstoffen und verstoffwechseln diese. Aufgrund der geringen Platzverh\u00e4ltnisse sowie der geringen Durchflussrate und des d\u00fcrftigen Nahrungsangebotes ist die Besiedlungsdichte jedoch sehr gering.<\/p>\n<p><strong>Brunnenalterung durch chemisch induzierte Prozesse (Ausf\u00e4llung)<\/strong><\/p>\n<p>W\u00e4hrend des quasi laminaren Flie\u00dfens des Grundwassers im Gebirge stellt sich ein chemisch \/ physikalisches ein Gleichgewicht ein. Das bedeutet, dass bei relativ gleichm\u00e4\u00dfiger Flie\u00dfgeschwindigkeit, Temperatur und hydrostatischem Druck ein in etwa stabiles Gemisch entsteht, welches dem Grundwasser einen chemisch-physikalischen (Fingerabdruck) verleiht. Dieser Fingerabdruck sind die hydrologische Wasserparameter des Grundwassers wie z.B.:<\/p>\n<p>Physikalische Parameter:<\/p>\n<ul>\n<li>Temperatur<\/li>\n<li>Leitf\u00e4higkeit<\/li>\n<li>pH Wert<\/li>\n<li>gel\u00f6ster Sauerstoff<\/li>\n<li>Redox Potential<\/li>\n<\/ul>\n<p>Chemische Inhaltsstoffe wie:<\/p>\n<ul>\n<li>Eisen<\/li>\n<li>Mangan<\/li>\n<li>Calzit<\/li>\n<li>Aluminium<\/li>\n<li>Schwermetalle<\/li>\n<\/ul>\n<p>Gase wie :<\/p>\n<ul>\n<li>Methan<\/li>\n<li>Kohlendioxid<\/li>\n<\/ul>\n<p>Biologische Organismen wie:<\/p>\n<ul>\n<li>Eisenreduzierer<\/li>\n<li>Manganreduzierer<\/li>\n<\/ul>\n<p>N\u00e4hert sich das Grundwasser dann der Wasserfassung, zum Bespiel einem verkiesten, vertikalen Bohrbrunnen mit Filterrohr und Unterwassermotorpumpe, \u00e4ndern sich alle bisherigen Rahmenbedingungen. Das Grundwasser wird zum Brunnen hin beschleunigt, der hydrostatische Druck nimmt ab, aus dem laminaren Flie\u00dfen wird eine turbulente Str\u00f6mung, die Temperatur im Brunnen nimmt durch die Abw\u00e4rme des Unterwassermotors zu, Luftsauerstoff wird vom Grundwasser aufgenommen und ggf. verschiedene Grundw\u00e4sser mit unterschiedlicher Mineralisierung vermischen sich. Im Fassungsbereich des Brunnens bildet sich ein Absenktrichter rund um den Brunnen welcher sich geometrisch nach der Flie\u00dfrichtung des Grundwassers und der Durchl\u00e4ssigkeit der anstehenden Gebirgsschichten sowie der Filtersch\u00fcttung und des Filterrohraufbaus sowie der F\u00f6rdermenge ausbildet.<\/p>\n<p>Diese drastischen Ver\u00e4nderungen f\u00fchren im Brunnen zu einer Aufhebung des chemisch-physikalischen Gleichgewichtes des Grundwassers. Dies kann zur Folge haben, dass sich bislang im Grundwasser gel\u00f6ste Stoffe durch Sauerstoffeintrag Ausf\u00e4llen und zur sogenannten Verockerung f\u00fchren. \u00a0Dabei werden zum Beispiel im Wasser gel\u00f6stes zweiwertiges Eisen Fe<sup>2+<\/sup> und Mn<sup>2+<\/sup>, als Eisenhydroxid bzw. Manganhydroxid ausfallen. Dabei h\u00e4ngt die Reaktionsgeschwindigkeit stark vom pH-Wert ab, nimmt aber durch die autokatalytische Wirkung von bereits gebildeten Oxiden stark zu. Da die Oxidation von Eisen und Mangan unterschiedliche Redoxpotenziale erfordert, treten entweder rostbraune Eisenverockerungen oder schwarze Manganverockerungen auf, aber nur selten beides. Wo beide Mineralisierungen im Grundwasser vorhanden sind, wird zun\u00e4chst nur das Eisen oxidiert. Die Ablagerungen unterliegen generell einem Alterungsprozess, bei dem zun\u00e4chst stark wasserhaltige amorphe Oxide in dichtere kristalline Formen \u00fcbergehen, die dann stabiler und schlecht l\u00f6sbar sind.\u00a0 Eisenbedingte Inkrustationen treten meist in Form von Ferrihydrit (Fe<sub>5<\/sub>HO<sub>8<\/sub> x 4 H<sub>2<\/sub>O) und Goethit (FeOOH) auf. <sup>[1]<\/sup><\/p>\n<p>Durch den Druckabfall (Entspannung des Grundwassers) k\u00f6nnen gel\u00f6ste Gase wie Kohlendioxid austreten und den Chemismus des Wassers empfindlich ver\u00e4ndern. Dies kann zur Versinterung, der karbonatischen Ausf\u00e4llung von Karbonaten f\u00fchren.<\/p>\n<p>Die Ausf\u00e4llungen beginnen im Bereich der Bohraureole, also der \u00dcbergang vom anstehenden Gestein zur Brunnenbohrung. Aufgrund des h\u00f6heren Porenraumes und des beschleunigten Wasserflusses ist der Filterkies der n\u00e4chste betroffene Ablagerungsort. Filterschlitze sowie das Pumpeneinlaufsieb, die Pumpenhydraulik und die Steigleitung sind die n\u00e4chsten am st\u00e4rksten befallenen Stellen weil diese mit einer hohen Durchflussrate, mit hoher Str\u00f6mungsgeschwindigkeit das gr\u00f6\u00dfte Mineraldargebot bieten um Ausf\u00e4llungen zu erzeugen.<\/p>\n<p><strong>Brunnenalterung durch biologisch induzierte Prozesse (Ausf\u00e4llung)<\/strong><\/p>\n<p>Bakterien wie Leptothrix ochracea, Leptothrix crassa, Thioba-zillus ferrooxidans verursachen die biologische Verockerung. Diese Bakterien sind nahezu \u00fcberall im anstehenden wassergef\u00fcllten Gestein vorhanden, sind aber nicht eigenbeweglich und daher auf N\u00e4hrstoffzufuhrangewiesen. Die hierdurch hervorgerufenen Ablagerungen finden sich daher in den Zustrombereichen des Brunnens auch weit unterhalb des Wasserspiegels und in gr\u00f6\u00dferer Entfernung von der Brunnenmitte. Zus\u00e4tzlich poren-\/schlitzverkleinernd wirken die Mengen an Biomasse, die durch das Bakterienwachstum entstehen. Dies gilt insbesondere f\u00fcr n\u00e4hrstoffreiche W\u00e4sser, in denen zus\u00e4tzlich kohlenstoffverwertende Bakterienarten Biofilme bilden.<\/p>\n<p><strong>Eisenhydroxid<\/strong><\/p>\n<p>Der Eisengehalt des Wassers ist hierbei nicht allein das entscheidende Kriterium. Die Betrachtung des Stoffwechsels der an der Verockerung beteiligten Bakterien verdeutlicht, warum mehrere Faktoren zusammenspielen m\u00fcssen. Das im Grundwasser gel\u00f6ste Eisen dient den Bakterien bei der Eisenoxidation lediglich als Elektronenquelle f\u00fcr ihren Stoffwechsel. Entscheidend ist aber, dass gleichzeitig Sauerstoff im Umfeld der Bakterien vorhanden ist. Nur dadurch k\u00f6nnen die Bakterien Elektronen an den Sauerstoff abgeben und gel\u00f6ste zweiwertige Eisenionen werden in unl\u00f6sliches Eisenhydroxid umgewandelt. Bei hohen Sauerstoffkonzentrationen kann sich unl\u00f6sliches Eisenhydroxid zus\u00e4tzlich auch ohne Beteiligung von Bakterien rein chemisch bilden. Da einigen Bakterien neben Sauerstoff jedoch auch Nitrat als sogenannter \u201eElektronen-empf\u00e4nger\u201c dienen kann, k\u00f6nnen auch Brunnen von Verockerung betroffen sein, in denen keine direkten Sauerstoffeintr\u00e4ge stattfinden. Neben diesen \u00fcber ihren Energiestoffwechsel als Eisenbakterien klassifizierten Organismen existiert auch eine Reihe von Bakterien, die ihren Energiebedarf \u00fcber im Wasser gel\u00f6ste verwertbare organische Stoffe abdecken. Eine Eigenschaft haben jedoch die meisten der verockerungsrelevanten Bakterien: Sie verf\u00fcgen \u00fcber bemerkenswerte strukturelle Eigen- schaften. Viele von ihnen bilden nanor\u00f6hrenartige Scheiden, lange Stiele oder gro\u00dffl\u00e4chige Filamente, an deren Ober-fl\u00e4che das Eisenhydroxid abgelagert wird. Wahrscheinlich ist es erst durch diese ganz spezifischen Strukturen \u00fcberhaupt m\u00f6glich, zweiwertiges Eisen in gro\u00dfen Mengen als Eisenhydroxid abzuscheiden, da sich die in den Ablagerungen befindlichen Bakterien sonst mit ihren Abfallprodukten von der weiteren N\u00e4hrstoffversorgung abschneiden w\u00fcrden. Diese Kombination aus organischen flexiblen Tr\u00e4gern und anorganischen harten Ablagerungen ist auch einer der Gr\u00fcnde f\u00fcr die hohe Stabilit\u00e4t der Bel\u00e4ge, die selbst Einlaufsiebe von Pumpen problemlos \u00fcberwuchern und st\u00e4rksten Scherkr\u00e4ften wiederstehen.<\/p>\n<p><strong>Besiedlungsfl\u00e4chen<\/strong><\/p>\n<p>Dieses Prinzip der Kombination unterschiedlicher Materialien, welches sich der Mensch beispielsweise auch beim Stahlbeton zunutze macht, sorgt daf\u00fcr, dass die Verockerungsbakterien optimal von den hohen Str\u00f6mungsgeschwindigkeiten und der damit verbundenen guten N\u00e4hrstoffversorgung im Brunnen profitieren k\u00f6nnen. Frei schwimmende Bakterien, die sich mit gleicher Geschwindigkeit wie das umgebende Medium fortbewegen, k\u00f6nnten ihre N\u00e4hrstoffe lediglich durch Diffusion aus einem relativ schmalen Bereich des sie umgebenden Wassers beziehen. Daher bietet ihre Anheftung an Kies und andere Oberfl\u00e4chen in eher n\u00e4hr-stoffarmen Umgebungen deutliche Vor-teile. Durch diese, in der Welt der Bakterien weit verbreitete, \u201esessile\u201c Lebensweise k\u00f6nnen von den an der Oberfl\u00e4che haftenden Zellen lediglich die stetig an ihnen vorbeistr\u00f6menden N\u00e4hrstoffe eingesammelt werden. Je st\u00e4rker die Str\u00f6mung, desto mehr N\u00e4hrstoffe stehen den im Brunnenumfeld lebenden Bakterien zur Verf\u00fcgung. Daher wird klar, dass gerade die Bereiche h\u00f6chster Str\u00f6mung (wie z. B. das Pumpeneinlaufsieb) besonders attraktive Besiedlungsfl\u00e4chen darstellen. Die Anlagerung erfolgt hierbei keinesfalls immer nur zuf\u00e4llig und passiv, vielmehr haben Bakterien Strategien entwickelt, sich aktiv und sehr nachhaltig mit einer Oberfl\u00e4che zu verbinden. Einer der wichtigsten Mechanismen ist hierbei die Ausscheidung von sogenannten extrazellul\u00e4ren polymeren Substanzen (EPS). Dieses schleimartige Gemisch \u2013 bestehend aus den unterschiedlichsten Polysacchariden und Proteinen \u2013 dient nicht nur als eine Art Klebstoff f\u00fcr die bereits angehefteten Bakterien, sondern vor allem als Wegbereiter f\u00fcr die weitere Besiedlung. Durch ein Wachstum innerhalb einer derartigen Biofilmmatrix ist es Bakterien m\u00f6glich, sogar entgegen extrem starken Str\u00f6mungen wie ein langsam kriechender Organismus jedwede Oberfl\u00e4che zu besiedeln.<\/p>\n<p><strong>Biofilm<\/strong><\/p>\n<p>Die Struktur des Biofilms passt sich hier-bei sehr dynamisch den vorherrschenden Str\u00f6mungsverh\u00e4ltnissen an. So zeigt sich, dass die Biofilme, die starken Scherkr\u00e4ften ausgesetzt sind, zwar gemeinhin zun\u00e4chst d\u00fcnner, aber im Inneren auch wesentlich kompakter und widerstandsf\u00e4higer sind. Erreichen derartig kompakte Biofilme erst eine bestimmte Dicke, sind sie nur noch sehr schwer mechanisch angreifbar.<\/p>\n<p>(Verockerungsanalytik f\u00fcr eine l\u00e4ngere Brunnenlebensdauer, Dipl.-Ing. Oliver Thronicker, Prof. Dr. Ulrich Szewzyk)<\/p>\n<p><strong>Brunnenalterung durch Materialf\u00f6rderung<\/strong><\/p>\n<p>Die Kiessch\u00fcttung, also der Filterkies sowie die Schlitze des Filterrohres haben nicht nur die st\u00fctzende Funktion des Brunnenausbaus sondern auch die filternde Funktion. Sie sollen alles im Gebirge anstehende Korn \u00fcber halb der Schluffgrenze, als 63 \u03bc Korngr\u00f6\u00dfe vom Brunnen fernhalten. Daf\u00fcr muss die Filtersch\u00fcttung sowie die Schlitzweite entsprechend dimensioniert sein um diese Bedingung erf\u00fcllen zu k\u00f6nnen. Vor Erstellung des Brunnens ist deshalb die Ermittlung der Siebline des anstehenden Gebirges sowie der Wasserandrang zu ermitteln um den Brunnen fachgerecht planen und ausf\u00fchren zu k\u00f6nnen. Die Entwicklung des Brunnens nach der Erstellung ist die wichtigste Ma\u00dfnahme um den Brunnen im Betrieb, sandfrei und nachhaltig betreiben zu k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Bei nicht fachgerechter Ausf\u00fchrung oder zu starker Brunnenalterung durch verstopfte Filterbereiche kann es zu Materialf\u00f6rderung im Brunnen kommen.<\/p>\n<p>Der Transport von Schluff und Sand in und durch den Filterkies kann bei unsachgem\u00e4\u00df ausgef\u00fchrten Brunnen zu vorzeitiger Alterung durch \u00e4u\u00dfere und innere Kolmation, Versandung und Verlandung, Verschlei\u00df der Brunnenpumpe, Verschlei\u00df des Brunnenausbaus und bei dauerhaftem Materialentzug zu Auflockerungsbereichen im Gebirge und damit zu Absenkungen oder Tagesbr\u00fcchen an der Tagesoberfl\u00e4che f\u00fchren. Dadurch kann es zum Totalverlust des Brunnens kommen.<\/p>\n<p>Bei zu weit fortgeschrittener Brunnenalterung durch verstopfte Filterbereiche kann in den noch durchflossenen Filterbereichen die Str\u00f6mungsgeschwindigkeit des Wassers soweit erh\u00f6ht werden, so dass die Grenzgeschwindigkeit des Wasser \u00fcberschritten und die Schleppkr\u00e4fte des Wassers aktiviert werden welches zu Sandf\u00fchrung f\u00fchrt.<\/p>\n<p><strong>Verschlei\u00df des Ausbau Materials<\/strong><\/p>\n<p>Viele Bauteile eines Brunnens unterliegen im laufenden Betrieb einem Materialverschlei\u00df welcher durch physikalische und oder chemische Prozesse verursacht wird.<\/p>\n<p>Korrosion<\/p>\n<p>Die Korrosion von Ausbau und Ausr\u00fcstungsmaterialien ist ein wichtiger Alterungsgrund. Unbeschichteter Stahl (schwarzer Stahl), mit Kunststoff beschichteter Stahl, verzinkter Stahl und auch Edelstahl sind anf\u00e4llig f\u00fcr Korrosion.<\/p>\n<p>Bei unbehandeltem Stahl ist die Metalloberfl\u00e4che dem chemischen Angriff schutzlos ausgeliefert und es ist nur eine Frage der Zeit bis das Metall vollst\u00e4ndig weggerostet ist. Die ist vor allem ein Problem von Brunnen die urspr\u00fcnglich nur tempor\u00e4r betrieben werden sollten und die Nutzungsdauer dann unzul\u00e4ssigerweise \u00fcberschritten wird. Von Pfusch am Bau \u2026.!<\/p>\n<p>Beschichteter Stahl wurde lange verwendet und wird immer noch eingesetzt, weil er relativ leicht und g\u00fcnstig herzustellen ist. Edelstahl war im 20. Jahrhundert relativ teuer war und auch die Herstellung der Ausbaurohre bei den Lieferanten musste erst etabliert werden musste. Bei Beschichtetem Stahl waren die ersten Beschichtungssysteme mit einem gummiartigen Material \u00fcberzogen welches \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum seine Weichmacher ins Wasser abgegeben hat. Dadurch wurde die Beschichtung bruchig und durch die Risse konnte Wasser an den Stahl gelangen. Diese Brunnen sind in der Regel nach 40 bis 50 Betriebsjahren dringen sanierungsbed\u00fcrftig. Moderne Beschichtungssysteme halten deutlich l\u00e4nger. Allerdings sind beschichtete Brunnen anf\u00e4llig f\u00fcr Besch\u00e4digung der Beschichtung (Vorsicht bei Regenerierma\u00dfnahmen). An Schadstellen kommt es dann unweigerlich zu Korrosion.<\/p>\n<p>Auch Edelstahl kann im Grundwasser korrodieren. Die falsche Edelstahlsorte, Behandlungsfehler bei der Herstellung, elektrochemische Korrosion durch falsche Materialpaarung, Einsatz von Chlor bei der Desinfektion oder S\u00e4ure bei chemischer Regenerierung sowie Lochfras durch Ableitstr\u00f6me k\u00f6nnen Edelstahlausbauten und Ausr\u00fcstung zerst\u00f6ren. Auch Bakterien k\u00f6nnen Lochfras bei Edelstahlrohren im Brunnen erzeugen.<\/p>\n<p>Mechanischer Stress<\/p>\n<p>Ausbaurohre aus Steinzeug, PVC, PE oder GFK k\u00f6nnen bei Einwirkung zu gro\u00dfer Kr\u00e4fte wie St\u00f6\u00dfe, Seitendruck, vertikaler Verschiebungen rei\u00dfen oder brechen. Scheuersch\u00e4den von anliegenden Pumpen oder Steigleitung und Vibrationssch\u00e4den oder Strahlsch\u00e4den durch Ausbl\u00e4ser an Pumpen oder Steigleitung durch Lochfras oder defekte Dichtungen sind ebenfalls m\u00f6glich.<\/p>\n<p>Bei OBO Kunstharz Pressholzfilter k\u00f6nnen sich einzelne Schichten des verleimten Holzes abl\u00f6sen, Pilze und Bakterien k\u00f6nnen Zersetzungsprozesse ausl\u00f6sen.<\/p>\n<p><strong>Meteorologische &#038; Hydrologische Einfl\u00fcsse<\/strong><\/p>\n<p>Ver\u00e4nderung der Wasserspiegel durch Trockenheit, \u00dcberflutung, \u00dcberbeanspruchung des Aquifers oder durch bergbauliche Einfl\u00fcsse, k\u00f6nnen erheblich zur Alterung von Brunnen f\u00fchren.<\/p>\n<p>Ver\u00e4nderungen des Wasserspiegels k\u00f6nnen zu einer Ver\u00e4nderung der Wasserchemie f\u00fchren. Durch Luftsauerstoff induzierten Oxidationsprozesse k\u00f6nnen sich im trockengefallenen Gebirge Eisen- und Manganoxide oder Sulfide bilden welche beschleunigte Verockerungen im Brunnen erzeugen k\u00f6nnen. Dazu k\u00f6nnen kommen, verringerter Wasserandrang und freifallende Filterstreckenbereiche.<\/p>\n<p>Bei \u00dcberflutungs- oder in Bergsenkungsgebieten k\u00f6nnen Grundwasserspiegel ansteigen und Brunnen artesisch werden.<\/p>\n<p>Hier ist auf das Erfordernis eines kontinuierlichen Brunnenmonitorings hinzuweisen.<\/p>\n<p><strong>Leistungsf\u00e4higkeit der Wasserfassungsanlage<\/strong><\/p>\n<p>Wie schon erw\u00e4hnt ist nach der gewissenhaften Voruntersuchung und Planung sowie der fachgerechten, dem g\u00fcltigen DVGW Regelwerk und dem Stand der Technik entsprechend ausgef\u00fchrten Brunnenbauwerk, die Entwicklung des Brunnens die wichtigste Ma\u00dfnahme bei Herstellung einer Wasserfassungsanlage, zur Erreichung der h\u00f6chst m\u00f6glichen und dauerhaften Ergiebigkeit.<\/p>\n<p>Wenn hier gespart wird, zahlt sich das nur f\u00fcr den Brunnenbauer und den Regenerier aus!<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/section>\n<section class='av_toggle_section av-av_toggle-95eb73f6902dde757a7087f9a3ff47ee'  itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/CreativeWork\" ><div role=\"tablist\" class=\"single_toggle\" data-tags=\"{Alle} \"  ><p data-fake-id='#toggle-id-3' class='toggler   '  itemprop=\"headline\"  role='tab' tabindex='0' aria-controls='toggle-id-3'>Einschwingverfahren (Krauss 1974)<span class=\"toggle_icon\"><span class=\"vert_icon\"><\/span><span class=\"hor_icon\"><\/span><\/span><\/p><div id='toggle-id-3' class='toggle_wrap  '  ><div class='toggle_content invers-color '  itemprop=\"text\" ><p><strong>Einschwingverfahren (Krauss 1974)<\/strong><\/p>\n<p>In einem Einschwingverfahren wird das Grundwasser in einem Aquifer in Schwingung gebracht und anschlie\u00dfend die Abnahme der Amplituden gemessen, anhand derer die Transmissivit\u00e4t bestimmt werden kann.<\/p>\n<p>Das Einschwingverfahren ist nur bei hohen Durchl\u00e4ssigkeiten (T = 1\u00b710<sup>\u20113<\/sup>\u00a0m<sup>2<\/sup>\/s) anwendbar. Erst bei diesen hohen Durchl\u00e4ssigkeiten n\u00e4hert sich die Schwingung nicht exponentiell der Ruhelage, sondern oszilliert mit abnehmender Amplitude.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-716\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Einschwingverfahren-1.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"342\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Einschwingverfahren-1.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Einschwingverfahren-1-300x143.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Einschwingverfahren-1-705x335.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Abb. 1: Ged\u00e4mpfte Schwingung des Grundwasserspiegels im Brunnen.<\/p>\n<p><strong>Schwingung des Grundwassers<\/strong><\/p>\n<p>Gespanntes Grundwasser ist ein schwingungsf\u00e4higes System (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/slug-test\/einschwingverfahren-krauss.html#Abb1\">Abb.\u00a01<\/a>). Der Grundwasserstand im Bohrloch wird um den Betrag h<sub>0<\/sub> ausgelenkt und anschlie\u00dfend sich selbst \u00fcberlassen, wobei sich die Grundwasserh\u00f6he wie eine harmonische Schwingung verh\u00e4lt,<\/p>\n<p>h ( t ) = h o cos ( \u03c9t )<\/p>\n<p>gleichzeitig n\u00e4hern sich die Amplituden exponentiell der Ruhelage an,<\/p>\n<p>h ( t ) = e \u2212 \u03b2t<\/p>\n<p>so dass insgesamt eine ged\u00e4mpfte Schwingung vorliegt<\/p>\n<p>h ( t ) = h o e \u2212 \u03b2t \u00a0cos ( \u03c9t )<\/p>\n<p>die durch zwei Parameter charakterisiert ist: Eigenfrequenz \u03c9 und D\u00e4mpfungskoeffizient \u03b2.<\/p>\n<p><strong>Bedeutung des D\u00e4mpfungskoeffizienten<\/strong><\/p>\n<p>Der D\u00e4mpfungskoeffizient \u03b2 h\u00e4ngt haupts\u00e4chlich von der Transmissivit\u00e4t und dem effektiven Brunnenradius ab, wobei eine steigende Durchl\u00e4ssigkeit eine Abnahme von \u03b2 bedeutet. Zwei Schwingungsformen werden bei einem Slug-Test unterschieden:<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>\u03b2\u00a0>\u00a01<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Die Ruhelage wird exponentiell erreicht. Dies ist bei geringen Durchl\u00e4ssigkeiten der Fall, T\u00a0<\u00a010<sup>-3<\/sup>. Aufgrund der geringen Durchl\u00e4ssigkeiten reicht es oft aus, eine geringe Menge Grundwasser (slug of water) zu entnehmen. Die Auswertung erfolgt beispielsweise nach Cooper (1967). Gerade die Anwendung auf geringdurchl\u00e4ssige Aquifere, ohne Grundwasser entnehmen zu m\u00fcssen, macht dieses Verfahren f\u00fcr kontaminierte Bereiche interessant.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>\u03b2\u00a0<\u00a01<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Einschwingverfahren: Die Schwingung geht \u00fcber die Ruhelage hinaus und oszilliert mit abnehmender Amplitude. Dies ist bei hohen Durchl\u00e4ssigkeiten der Fall, T\u00a0>\u00a010<sup>-3<\/sup>. Die Auswertung erfolgt hier nach Krauss (1974).<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><strong>Versuchsdurchf\u00fchrung des Einschwingverfahrens<\/strong><\/p>\n<p>Zun\u00e4chst wird der Brunnenkopf abgedichtet. Der Grundwasserstand wird mit Pressluft abgesenkt und rund 1 Minute auf einer konstanten H\u00f6he gehalten. Dann wird schlagartig das Ventil ge\u00f6ffnet, so dass der Grundwasserstand in seine Ruhelage zur\u00fcckschwingt. Die Grundwasserh\u00f6hen sollten mit einer Drucksonde gemessen werden, wobei der Zeitpunkt und die H\u00f6he der Amplituden wichtig sind.<\/p>\n<p>Der Grundwasserstand im Bohrloch kann auch sukzessiv in Schwingung versetzt werden. Dazu wird ein Verdr\u00e4nger mit der Eigenfrequenz des Systems solange auf und ab bewegt, bis ausreichende Amplituden erreicht werden. Dann wird das System sich selbst \u00fcberlassen, wobei eine beliebige Amplitude als h<sub>0<\/sub>\u00a0(t<sub>0<\/sub>\u00a0=\u00a00) definiert werden kann.<\/p>\n<p><strong>Bestimmung von h<sub>0<\/sub>, \u03b2 und \u03c9<\/strong><\/p>\n<p>Die Schwingungsparameter k\u00f6nnen mathematisch bestimmt werden, indem beispielsweise die Parameter h<sub>0<\/sub>, \u03b2 und \u03c9 der Schwingungsgleichung so lan\u00adge variiert werden, bis die Messwerte durch die Kurve bestm\u00f6glichst beschrieben werden (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/slug-test\/einschwingverfahren-krauss.html#Abb1\">Abb.\u00a02<\/a>).<\/p>\n<p>Die Schwingungsparameter k\u00f6nnen auch graphisch bestimmt werden: Der Betrag der Amplituden wird normiert und halblogarithmisch gegen die Zeit aufgetragen, log\u00a0|\u00a0h\/h<sub>0<\/sub>\u00a0|\u00a0\u2192\u00a0t. Die Zeit t wird auf der Abszisse linear und h\/h<sub>0<\/sub> wird auf der Ordinate logarithmisch aufgetragen. h<sub>0<\/sub> ist die Amplitude zu t<sub>0<\/sub>, wobei t<sub>0<\/sub> beliebig gew\u00e4hlt werden kann.<\/p>\n<p>Bestimmung der Abklingkonstante E<sub>A<\/sub> und Schwingungsdauer \u03c4:<\/p>\n<p>E A = ln h 2 \/ h 1 t 2 \u2212 t 1 = \u2212 2,3 t 2 \u2212 t 1 = \u2212 2,3 \u0394t \u2003\u2003\u2003f\u00fcr eine h \u2013 Dekade \u03c4 = mittlere Schwingungsdauer = gesamte Zeitdauer Anzahl der Perioden<\/p>\n<p>Bestimmung der Eigenfrequenz \u03b2 und des D\u00e4mpfungsinkrements \u03c9:<\/p>\n<p>\u03c9 = 2 \u03c0 \u03c4 \u03b2 = 1 1 + ( \u03c9 E A ) 2<\/p>\n<p><strong>Berechnung der Transmissivit\u00e4t nach Krauss<\/strong><\/p>\n<p>Nach Krauss (1974) gilt f\u00fcr die Transmissivit\u00e4t eines gespannten Aquifers<\/p>\n<p>T = r e 2 \u22c5 \u03c9 w C ( \u03b2 ) mit\u2003 \u03c9 w = \u03c9 1 \u2212 \u03b2 2<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>\u03c9<sub>w<\/sub><\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Eigenfrequenz des Brunnens<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>r<sub>e<\/sub><\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>wirksamer Brunnenradius<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Dabei ist C(\u03b2) ein Korrekturfaktor, der von \u03b2 abh\u00e4ngt und <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/slug-test\/einschwingverfahren-krauss.html#Abb2\">Abb.\u00a02<\/a> entnommen werden kann. Alle Auswerte-Verfahren haben den Nachteil, dass der Speicherkoeffizient bekannt sein muss. So muss auch in der Abbildung C(\u03b2) ein Speicherkoeffizient zuvor abgesch\u00e4tzt werden.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-715\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Einschwingverfahren-2.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"714\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Einschwingverfahren-2.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Einschwingverfahren-2-300x298.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Einschwingverfahren-2-80x80.png 80w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Einschwingverfahren-2-36x36.png 36w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Einschwingverfahren-2-180x180.png 180w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Einschwingverfahren-2-705x699.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Abb. 2: Bestimmung des Korrekturfaktors C (Krauss 1974).<\/p>\n<p><strong>Beispiel<\/strong><\/p>\n<p>Fortsetzung folgt \u2026<\/p>\n<p>\u00a9 Dr. Peter Hanstein 1996 \u2013 2020<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/section>\n<section class='av_toggle_section av-av_toggle-0fe31e82a943c227809506eca03a0476'  itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/CreativeWork\" ><div role=\"tablist\" class=\"single_toggle\" data-tags=\"{Alle} \"  ><p data-fake-id='#toggle-id-4' class='toggler   '  itemprop=\"headline\"  role='tab' tabindex='0' aria-controls='toggle-id-4'>Die Regenerierung von Wasserfassungsanlagen (Brunnen)<span class=\"toggle_icon\"><span class=\"vert_icon\"><\/span><span class=\"hor_icon\"><\/span><\/span><\/p><div id='toggle-id-4' class='toggle_wrap  '  ><div class='toggle_content invers-color '  itemprop=\"text\" ><p><strong>Die Regenerierung von Wasserfassungsanlagen (Brunnen)<\/strong><\/p>\n<p>Eine Wasserfassungsanlage wie zum Beispiel ein Vertikalfilterbrunnen ist ein produzierendes Bauwerk, also eine gebaute Maschine. Dieser Umstand ist vielen Betreibern nicht bewusst. Wie aber jede andere Maschine auch, verschlei\u00dft der Brunnen im Laufe seiner Betriebszeit.<br \/>\nNur die kontinuierliche \u00dcberwachung (Monitoring), die regelm\u00e4\u00dfige Wartung, Regenerierung, Instandhaltung sowie die Sanierung gew\u00e4hren die langfristige Funktions- und Betriebssicherheit eines Brunnens.<\/p>\n<p>F\u00fcr den richtigen Umgang mit der F\u00f6rdermaschine Brunnen m\u00fcssen einige Dinge beachtet werden.<\/p>\n<p>Anforderungen an den Betrieb und die \u00dcberwachung der Wasserfassungsanlage um einen dauerhaften Betrieb zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n<p>Betriebs\u00fcberwachung durch Brunnenmonitoring<\/p>\n<p>Brunnen unterliegen mit zunehmendem Betriebsalter Leistungsminderungen.<\/p>\n<p>Eine Leistungsminderung sollte fr\u00fchzeitig erkannt werden, wenn die Ablagerungen im Porenraum oder den Filterschlitzen und den Leitungen noch leicht entfernt werden k\u00f6nnen. Durch regelm\u00e4\u00dfige Kontrollen der Ruhe- und Betriebswasserspiegel kann eine sukzessive Verschlechterung der hydraulischen Anbindung an den Grundwasserleiter erkannt werden.<\/p>\n<p>Zweck der Betriebs\u00fcberwachung<\/p>\n<p>Die \u00dcberwachung soll es erm\u00f6glichen, fr\u00fchzeitig Ver\u00e4nderungen bei den Brunnen und den F\u00f6rderpumpen zu erkennen um zeitnah auf solche Ver\u00e4nderungen reagieren zu k\u00f6nnen. Nach einem Leistungsverlust von 10 % sollten Brunnen regeneriert werden um Vererzungen der Verockerungen zu vermeiden. Bei rechtzeitig durchgef\u00fchrten Reinigungs- und Regenerierarbeiten an den Brunnen und evtl. Reparaturarbeiten an den Brunnenpumpen, k\u00f6nnen der zu betreibende Aufwand noch relativ klein und die daf\u00fcr entstehenden Kosten niedrig gehalten werden. Daf\u00fcr ist die kontinuierliche Aufzeichnung der Brunnenbetriebsparameter wie Ruhewasserspiegel, Betriebswasserspiegel, F\u00f6rdermenge pro Stunde, Stromaufnahme der Pumpe, Aufzeichnung der Steuerfrequenz bei Frequenzsteuerung, Motortemperatur, Wasserstand im Peilfilter sowie ggf. naher Grundwassermessstellen erforderlich. Erg\u00e4nzend w\u00e4ren Leitf\u00e4higkeit, Temperatur, Tr\u00fcbung, Sauerstoff und Redox zu erfassen um auch schnell Ver\u00e4nderungen der Wasserqualit\u00e4t registrieren zu k\u00f6nnen. Auch die Analyse des Rohwassers auf z.B. Eisen- oder Mangangehalt sowie eine biologische Analyse der Reduzierenden Bakterienst\u00e4mme k\u00f6nnen wertvolle Hinweise auf Alterungserscheinungen im Brunnen geben.<\/p>\n<p>F\u00fcr die \u00dcberwachung der Brunnen sind der F\u00f6rderstrom und das Verhalten des Wasserspiegels die wichtigsten Kriterien. Um fr\u00fchzeitig Aufschl\u00fcsse \u00fcber m\u00f6gliche Alterungserscheinungen und dadurch entstehende Leistungsminderungen zu erhalten, ist es von besonderer Bedeutung den Grundwasserspiegel im inneren der Brunnenfilter- und Vollrohre sowie am \u00e4u\u00dferen Rand der Kiessch\u00fcttung (im Peilfilter = Widerstandsfilter) zu erfassen. Aus der Differenz der beiden Wasserspiegel k\u00f6nnen R\u00fcckschl\u00fcsse \u00fcber den<\/p>\n<p>Eintrittswiderstand der Brunnen gezogen und Alterungserscheinungen rechtzeitig erkannt werden. Zudem sollten die Wasserspiegel in benachbarten Grundwassermessstellen erfasst werden.<\/p>\n<p>\u00dcberwachung der Brunnenpumpen und Wasserz\u00e4hler:<\/p>\n<p>Die Kontrolle der Stromaufnahme der Brunnenpumpen erm\u00f6glicht das rechtzeitige Erkennen von St\u00f6rungen. Die Brunnenwasserz\u00e4hler sollten regelm\u00e4\u00dfig auf einen einwandfreien<\/p>\n<p>Betriebszustand kontrolliert werden. Es sollte besonders darauf geachtet werden, dass sich keine, die Messungen beeinflussenden Inkrustationen gebildet haben.<\/p>\n<p>Messvorrichtungen an Brunnen<\/p>\n<p>Messvorrichtungen an Brunnen dienen der Erfassung von Wasserspiegellagen und der Erfassung der gef\u00f6rderten Wassermengen. Messungen der Wasserst\u00e4nde an Brunnen dienen der Feststellung der Ruhewasserst\u00e4nde und der Absenkung des Wasserspiegels bei der<\/p>\n<p>Entnahme. F\u00fcr die Messungen stehen heute zahlreiche Ger\u00e4te zur Verf\u00fcgung. Das Spektrum reicht von einfachen Kabellichtloten, die von Hand in den Brunnen abgelassen werden, bis zu Datenloggern mit digitaler Aufzeichnung.<\/p>\n<p>Brunnenpfeife<\/p>\n<p>Der Klassiker der Wasserstandsmesser. Eine Pfeife aus Messing wird mit einem Messband verbunden und in den Brunnen eingefahren. Bei Auftreffen der Pfeife auf dem Wasser wird die Luft im Pfeifenk\u00f6rper komprimiert und aus dem Blasloch herausgedr\u00fcckt. Dabei ert\u00f6nt der Pfeifton. Dieses Batterie unabh\u00e4ngige Ger\u00e4t funktioniert immer und sollte immer dabei sein. Die Genauigkeit liegt bei etwa 2-3 cm.<\/p>\n<p>Kabellichtlot<\/p>\n<p>Bei Kabellichtloten beinhaltet der am Ende des Kabels befindliche Lotk\u00f6rper eine Tauchelektrode. Wenn die Tauchelektrode den Wasserspiegel erreicht leuchtet eine Signallampe an der Kabeltrommel auf. Manche Ausf\u00fchrungen geben zus\u00e4tzlich noch einen Signalton ab.<\/p>\n<p>Datenlogger (Drucksonde)<\/p>\n<p>Drucksonden arbeiten nach dem Prinzip der Umwandlung eines hydrostatischen Drucks in Strom. Der elektrische Ausgang der Sonde erlaubt den Anschluss von Anzeige- und Schreibger\u00e4ten sowie Reglern und Grenzwertschaltern. Bei Unterschreiten eines festgelegten tiefsten Wasserspiegels erfolgt die Abschaltung der Brunnenpumpe und die Ausgabe eines Alarms. Die Sonden k\u00f6nnen auch f\u00fcr die Messung zus\u00e4tzlicher Parameter wie etwa Temperatur, Leitf\u00e4higkeit ausgestattet werden.<\/p>\n<p>Wasserstandsschreiber<\/p>\n<p>Der Wasserstandsschreiber ist ein analoger Stiftschreiber welcher die Messwerte auf eine kontinuierlich drehende Papiertrommel aufmalt. Der Wasserstand wird von einem Schwimmer \u00fcber ein Seil an den Schreiber \u00fcbertragen.<\/p>\n<p>Trockenlaufschutz<\/p>\n<p>Ein Trockenlaufschutz hat die Aufgabe die Brunnenpumpe beim Absinken des Wasserspiegels \u00fcber ein vorgegebenes Ma\u00df abzuschalten, um ein Trockenlaufen und damit \u00dcberhitzen des Motors zu verhindern. Bei den beiden F\u00f6rderbrunnen sind die entsprechenden Sonden vorhanden, jedoch nicht eingebaut.<\/p>\n<p>Empfehlung: um eine kontinuierliche \u00dcberwachung der Brunnen- und Pumpenanlagen zu gew\u00e4hrleisten, sollte ein Mitarbeiter sowie ein Stellvertreter f\u00fcr diese Aufgaben benannt werden. Der Aufgabenbereich sollte die Durchf\u00fchrung der Messungen, die Erfassung und Aufzeichnung der gewonnenen Daten, sowie die Kontrolle der Pumpen, Wasserz\u00e4hler und sonstiger elektrischer Einrichtungen umfassen.<\/p>\n<p>Die gewonnenen Daten k\u00f6nnen in einem \u201eBrunnenbuch\u201c tabellarisch erfasst werden. Um den Personaleinsatz m\u00f6glichst gering zu halten und eine kontinuierliche Erfassung der Messwerte zu erhalten, ist der Einbau von Datenloggern sowohl in die F\u00f6rder- als auch in die Sickerbrunnen zu empfehlen.<\/p>\n<p>Bei einem Einsatz von Datenloggern kann die Erfassung bzw. \u00dcbertragung der Messwerte auf unterschiedliche Weise erfolgen.<\/p>\n<p>So gibt es einmal die M\u00f6glichkeit die Sonden vor Ort mit Handger\u00e4ten oder Computer (Notebook; Laptop) auszulesen. Hierzu muss allerdings ein Mitarbeiter jedes Mal in die Brunnenstuben einsteigen und die Sonden mit dem Ausleseger\u00e4t verbinden. Derartige Sonden sind mit einer Batterie und einem internen Speicher ausgestattet. Die Batterien haben eine Lebensdauer von mehreren Jahren. Die Speicherkapazit\u00e4t ist naturgem\u00e4\u00df begrenzt und liegt bei ca. 17000 Messungen.<\/p>\n<p>Eine andere M\u00f6glichkeit der Daten\u00fcbertragung bieten Sonden, die ein elektrisches Signal aussenden (i.d.R. 5 bis 20 mA). Bei Verwendung solcher Sonden muss vorab gekl\u00e4rt werden, wie die Stromversorgung der Sonden (i.d.R. = 6 bis 36 V) hergestellt werden kann und wo die Daten erfasst und angezeigt werden sollen (Messwarte; Leittechnik). F\u00fcr den Betrieb m\u00fcssen entsprechend geeignete Kabel zu den einzelnen Brunnen verlegt werden.<\/p>\n<p>Eine dritte M\u00f6glichkeit bieten Sonden mit einer Funk\u00fcbertragung der Daten. Bei der Wahl solcher Sonden sollte mit dem Hersteller vorab gekl\u00e4rt werden, ob der Funkverkehr tats\u00e4chlich st\u00f6rungsfrei m\u00f6glich ist.<\/p>\n<p>Die Anzeigeeinrichtung sollte auf jeden Fall mit einer Alarmfunktion ausgestattet werden, die beim \u00dcberschreiten einer zuvor festgelegten Absenkung des Betriebswasserspiegels die Pumpe automatisch abschaltet.<\/p>\n<p>Die vierte M\u00f6glichkeit ist die direkte Daten\u00fcbertragung z.B. per LAN in die Leitwarte.<\/p>\n<p><strong>Betrieb eines Brunnens<\/strong><\/p>\n<p>Die Betriebsweise eines Brunnens hat auch Auswirkungen auf die Lebensdauer. \u00dcberbeanspruchung durch zu hohe F\u00f6rderraten, intermittierender Betrieb, Nichtbeachtung von Leistungsr\u00fcckg\u00e4ngen sowie vernachl\u00e4ssigte Wartung sind neben anderen Faktoren eine h\u00e4ufige Ursache von Brunnenalterungen.<\/p>\n<p>Idealerweise sollte ein Brunnen bei etwa 75 % seiner maximalen Leistungsf\u00e4higkeit betrieben werden. Eine m\u00f6glichst konstante F\u00f6rderung mit geringen Ver\u00e4nderungen des Absenkspiegels helfen Verockerungserscheinungen zu vermeiden. Um Alterungserscheinungen fr\u00fchzeitig zu erkennen sollten neben regelm\u00e4\u00dfigen Kamerabefahrungen und Auswertungen der F\u00f6rderdaten, regelm\u00e4\u00dfe Leistungspumpversuche, am besten j\u00e4hrlich, durchgef\u00fchrt werden. Dadurch k\u00f6nnen Leistungsabnahmen rechtzeitig erkannt und Regenerierma\u00dfnahmen eingeleitet werden.<\/p>\n<p><strong>Kamerabefahrungen<\/strong><\/p>\n<p>Eine der wichtigsten Ma\u00dfnahmen zur Zustandserfassung von Brunnen ist die in Augenscheinnahme durch ein Bild erzeugendes Instrument, z.B. der Brunnenkamera.<\/p>\n<p>Die Ausbaukontrolle nach der Fertigstellung des Wasserfassungsbauwerkes dient der Beweissicherung f\u00fcr die durchgef\u00fchrten Arbeiten. Durch die Sichtbarmachung von Zust\u00e4nden im normal nicht zug\u00e4nglichen Brunnenrohr, sind sofort der Alterungsgrad und die Ursache zu erkennen. Die Einmessung von Sch\u00e4den und die optische Nachkontrolle nach Regenerierung und Sanierung sind ein wertvolles Instrument der Bewertung.<\/p>\n<p>Brunnenkamerasysteme unterscheiden sich in drei grunds\u00e4tzliche Typen: dem Axial System, dem Axial-Radial System und dem Schwenkkopfsystem.<\/p>\n<p>Die Optiken k\u00f6nnen fokussierbar und teilweise sogar mit einem Zoomobjektiv versehen sein.<\/p>\n<p><strong>Pumpversuche<\/strong><\/p>\n<p>Die hydraulische Leistungsf\u00e4higkeit eines Brunnens l\u00e4sst sich durch qualifizierte Pumpversuche feststellen. Im Vergleich mit Altmessungen oder durch Vergleich von Messungen vor und nach Regenerierma\u00dfnahmen k\u00f6nnen Ver\u00e4nderungen und Regeneriererfolge optimal nachgewiesen werden.<\/p>\n<p>Pumpversuche werden durchgef\u00fchrt, um aus den \u00c4nderungen der Wasserst\u00e4nde in den Messstellen sowie der Beschaffenheit und Temperatur des gef\u00f6rderten Wassers geohydraulische und betriebstechnische Informationen zu gewinnen. Pumpversuche werden entsprechend ihrer Zielsetzung untergliedert in:<\/p>\n<ul>\n<li>Langzeitpumpversuch (Aquifertest): Dieser Test dient der Ermittlung von Aquifer- und Brunneneigenschaften, der Identifikation des Str\u00f6mungssystems sowie der Bestimmung der Entnahmebreite und des Absenkungstrichters. Der Versuch wird einstufig mit konstanter Entnahmerate \u00fcber mehrere Tage oder auch Wochen gefahren. Die Wasserst\u00e4nde sollten dabei nicht nur im F\u00f6rderbrunnen selbst, sondern auch in benachbarten Beobachtungsmessstellen erfasst werden.<\/li>\n<li>Kurzpumpversuch (Pumptest): Dieser Test dient ebenfalls der Ermittlung hydraulischer Kenndaten des Aquifers. Aufgrund der kurzen Pumpphase (mindestens 4 h) sollten mit diesen Werten lediglich qualitative Aussagen \u00fcber die lokalen Aquifereigenschaften getroffen werden, quantitative Aussagen sind kritisch zu sehen.<\/li>\n<li>Stufenpumpversuche (Brunnentests): Bei hydrogeologischen Untersuchungen zur Wasserversorgung werden h\u00e4ufig Stufenpumpversuche (Brunnentests) durchgef\u00fchrt. Dieser Test dient vor allem der Erstellung einer Leistungscharakteristik eines Brunnens und der Ermittlung von Brunnenverlusten.<\/li>\n<li>G\u00fctepumpversuche: Diese Versuche dienen der messstellenspezifischen Festlegung von Abpumpkriterien und haben sich insbesondere bei langfristigen \u00dcberwachungsprogrammen mit kontinuierlicher Beprobung bew\u00e4hrt.<\/li>\n<li>Pumpversuche zur Probenahme: Der Abpumpvorgang dient hier lediglich der Entnahme von Grundwasserproben<\/li>\n<\/ul>\n<p>Die aufgef\u00fchrten Ziele k\u00f6nnen z.T. in einem Pumpversuchstyp kombiniert werden, z.B. Kurzpumpversuch zur Probennahme.<\/p>\n<p>Diese k\u00f6nnen auch notwendig werden, wenn z.B. die wasserrechtliche Genehmigung eines bestehenden Brunnens verl\u00e4ngert werden soll. Wegen der L\u00e4nge solcher Pumpversuche ist heutzutage die elektronische Datenerfassung unabdingbar. Die Kriterien des Arbeitsblattes nach DVGW W 111\u00a0m\u00fcssen in vorbildlicher Weise\u00a0erf\u00fcllt werden.<\/p>\n<p><strong>Regenerierma\u00dfnahmen<\/strong><\/p>\n<p>Die Reaktivierung der F\u00f6rderf\u00e4higkeit einer Wasserfassungsanlage, z.B. vertikale und horizontale Brunnen, durch eine optimale Reinigung der Porenr\u00e4ume ist die Grundlage zur Werterhaltung der Wassergewinnungsanlage.<\/p>\n<p>F\u00fcr die Verfahren der Brunnenregenerierung gilt aber folgendes: Es ist kein universelles mechanisches sowie chemisches Verfahren am Markt vorhanden welches in jedem Brunnen sowie bei jedem Alterungszustand erfolgreich eingesetzt werden kann.<\/p>\n<p>Die verschiedenen Ausbauarten der Brunnen sowie deren Herstellung und die darin ggf. durchgef\u00fchrten Regenerier- &#038; Sanierungsverfahren sind sehr unterschiedlich und komplex wie deren Alterungszustand. Dementsprechend m\u00fcssen die einzusetzenden Verfahren zur Reaktivierung der F\u00f6rderf\u00e4higkeit der Wasserfassungsanlagen genauso vielfaltig und effektiv sowie speziell an den entsprechenden Brunnen angepasst sein um eine optimale Reinigung der Porenr\u00e4ume zu erreichen.<\/p>\n<p>Das optimale Verfahren zur Regenerierung muss aber nicht zwangsl\u00e4ufig zum Einsatz kommen, wenn die Bearbeitungszeit zu lang ist und somit die Wirtschaftlichkeit des gew\u00e4hlten Verfahrens nicht mehr gegeben ist. Oder die mechanischen Belastungen des Verfahrens den Brunnenausbau beeintr\u00e4chtigen und die Standsicherheit gef\u00e4hrden. In diesem Fall muss ein Kompromiss zwischen optimalen Wirkungsgrad und m\u00f6glichst gr\u00f6\u00dfter Wirtschaftlichkeit gefunden werden. Auch genehmigungstechnische Gr\u00fcnde wegen Umweltvertr\u00e4glichkeit k\u00f6nnen das technisch optimalste Verfahren nicht zur Anwendung kommen lassen.<\/p>\n<p>Eine effektiv erfolgreiche Regenerierung muss nach DVGW Richtlinie W130 die folgenden Bedingungen unbedingt erf\u00fcllen:<\/p>\n<p><strong>Gleichzeitiges Trennen, Mobilisieren, Austragen und Kontrollieren!<\/strong><\/p>\n<p>Grunds\u00e4tzlich aber gilt: Mechanische Regenerierverfahren sind der chemischen Regenerierung immer vorzuziehen, der Einsatz vor chemische Regeneriermitteln ist auf das notwendigste zu Reduzieren.<\/p>\n<p>Aus diesem Grund sind einige Kriterien zu beachten welche durch einen Abfragekatalog abzuarbeiten sind um ein geeignetes Verfahren unter Ber\u00fccksichtigung der o.a. Aspekte auszuw\u00e4hlen.<\/p>\n<p>Pr\u00fcfliste<\/p>\n<p>Mechanische Regenerierverfahren:<\/p>\n<ul>\n<li>Wie hoch ist die mechanische Belastung f\u00fcr den Brunnenausbau?<\/li>\n<li>Wird das mechanische Verfahren den Brunnenausbau besch\u00e4digen?<\/li>\n<li>Wie weit ist die Eindringtiefe des mechanischen Verfahrens?<\/li>\n<li>Wie weit wird die Filterkiessch\u00fcttung von Wirkmechanismen durchdrungen?<\/li>\n<li>Werden Einwirkungen an der Bohraureole erreicht?<\/li>\n<li>Werden Verdichtungen in der Kiessch\u00fcttung erzeugt?<\/li>\n<li>Werden Verdichtungen im Gebirge erzeugt?<\/li>\n<li>Wird der Filterkies durch das mechanische Verfahren ver\u00e4ndert?<\/li>\n<\/ul>\n<p>Chemische Regenerierverfahren:<\/p>\n<ul>\n<li>Wird die Verwendung von Chemikalien im entsprechenden Brunnen von der unteren Wasserbeh\u00f6rde genehmigt?<\/li>\n<li>Welche Chemikalien sind im entsprechenden Brunnen von der unteren Wasserbeh\u00f6rde genehmigungsf\u00e4hig?<\/li>\n<li>Welche Auswirkungen hat die gew\u00e4hlte Chemikalie auf den Brunnenausbau?<\/li>\n<li>Wie sind die Auswirkungen der einzusetzenden Chemikalie, z.B. Anl\u00f6sungen des anstehenden Gebirges?<br \/>\nS\u00e4uren k\u00f6nnen z.B. kalkhaltiges Gestein an- bzw. aufl\u00f6sen, da S\u00e4uren aufgrund der besseren Reaktionsf\u00e4higkeit zuerst mit dem Kalk reagieren und mit Eisen und Manganablagerungen nur langsam reagieren und damit l\u00e4nger brauchen um die Ablagerungen abzubauen. Dadurch wird erheblich mehr Chemie ben\u00f6tigt, welche dann ins Aquifer abdriften kann und das Grundwasser beeintr\u00e4chtigt!<\/li>\n<li>Sind in Betrieb stehende, benachbarte Brunnen beeintr\u00e4chtigt?<\/li>\n<li>Ist der Einsatz einer Chemikalie wegen ggf. langer Reaktionszeiten im Kieswaschprozess mit Umsp\u00fclkammer (Kiesw\u00e4scher) \u00fcberhaupt m\u00f6glich?<br \/>\nNachweislich ben\u00f6tigen chemische Regeneriermittel eine spezifische Reaktionszeit um Inkrustierungen zu l\u00f6sen. Zus\u00e4tzlich muss die Chemikalie im Filterkies umgesp\u00fclt werden um gel\u00f6ste Inkrustierungen abzuf\u00f6rdern und frische Chemikalien an die Inkrustationsoberfl\u00e4che zu bringen. Nur so wird ein Absch\u00e4lungsprozess in Gang gebracht welcher es der Chemie erm\u00f6glicht immer tiefer in die, von Ablagerungen behaftete, Kiessch\u00fcttung einzudringen und ggf. auch die Bohraureole erreicht um Sp\u00fclungsreste und \u00e4u\u00dfere Kolmation aufzul\u00f6sen.<\/li>\n<li>Ist die Zeit f\u00fcr ausreichendes klar und neutral Pumpen gegeben?<\/li>\n<li>Kann die Chemie bei starken Inkrustierungen (Verockerungen) \u00fcberhaupt tief genug in den Filterkies eindringen?<br \/>\nDie Zeit hierf\u00fcr wird oft untersch\u00e4tzt und wird oft falsch kalkuliert. Je mehr Chemikalien ins Aquifer abdriften, desto l\u00e4nger dauert das neutral Pumpen.<\/li>\n<li>Ist die Ableitung in die Vorflut oder die Versickerung im Gel\u00e4nde technisch und gefahrlos m\u00f6glich?<\/li>\n<li>Ist die Neutralisierung und Entsorgung der Restw\u00e4sser m\u00f6glich und gekl\u00e4rt?<br \/>\nDieser Punkt sehr wichtig weil er hohe Kosten durch Deponierung erzeugen kann.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Wenn chemische Verfahren eingesetzt werden muss vorab eine mechanische Reinigung erfolgen um vorab so viel wie m\u00f6glich an Ablagerungen aus dem Brunnen herausgearbeitet werden um den Einsatz der Chemie auf das notwendigste zu beschr\u00e4nken. Dies ist in der Gesetzgebung sowie den Richtlinien der DWGW W130 zwingen vorgeschrieben.<\/p>\n<p>Eine intensive Nachentwicklung des Brunnens nach der chemischen Regenerierung ist unbedingt notwendig um die nutzbaren Porenr\u00e4ume effektiv zu reinigen und den \u00dcbergangsbereich Kiesfilter \/ Gebirge optimal zu Entwickeln. Die zur chemischen Reinigung verwendeten Umsp\u00fclkammen oder Kiesw\u00e4scher k\u00f6nnen in der Regel den Effekt der Schleppkraftaktivierung nicht erzeugen um alle mobilisierbaren Stoffe aus dem Kiesfilter, der Bohraureole sowie dem nah angrenzenden Gebirge abzuf\u00f6rdern.<\/p>\n<p>Eine effektiv erfolgreiche Regenerierung muss, sowohl bei mechanischer wie auch chemischer Regenerierung die technischen Bedingungen des gleichzeitigen Trennen, Mobilisieren, Austragen und Kontrollieren erf\u00fcllen.<\/p>\n<p>Das bedeutet, dass das Regeneriersystem im Arbeitsprozess gleichzeitig die Ablagerungen und Inkrustierungen vom Brunnenausbau, dem Filterkies und dem Gebirgen abl\u00f6st, die gel\u00f6sten Stoffe in Bewegung bringt, aus dem Brunnenraum abf\u00f6rdert und durch kontinuierliche Austragskontrolle den Regenerierfortschritt messbar macht. Mit kontinuierlicher Austragskontrolle ist aber keineswegs eine intervallartige Probenahme aus dem Vollstrom gemeint, sondern eine ununterbrochene \u00dcberwachung der ausgepumpten Regenerierw\u00e4sser im 50\u00b5 oder 63\u00b5 Sieb aus dem Voll- oder Teilstrom. So kann der Austragsprozess \u00fcberwacht und Beendigungs- und Abbruchskriterien eingehalten werden. Die kontinuierliche Austragskontrolle ist der abschnittsweisen Probenahme \u00fcberlegen, wenn es um pl\u00f6tzlich eintretende Ver\u00e4nderungen wie z.B. Kiesf\u00f6rderung geht. Es kann dann sofort reagiert werden. 5 Minuten Kiesf\u00f6rderung k\u00f6nnen schon erhebliche Sch\u00e4den am Brunnenbauwerk erzeugen.<\/p>\n<p>Zur n\u00e4heren Absch\u00e4tzung der Feinschlammfraktion kann die in Intervallen durchgef\u00fchrte Eimerprobe erg\u00e4nzt werden.<\/p>\n<p>Um ann\u00e4hernd gute Massenbilanzen zu erhalten w\u00e4re allerdings eine fast vollst\u00e4ndige Abtrennung aller gel\u00f6sten Stoffe aus dem F\u00f6rderwasser durch Hydrozyklone, Separatoren, Desander und Desilter erforderlich. In diesem Fall w\u00e4re die optimale Entsorgung der Austragsstoffe m\u00f6glich. Das vorgereinigte Regenerierwasser w\u00e4re dann einfacher abzuf\u00fchren oder ggf. sogar als Auflastwasser bei Entsandungsarbeiten mit Seiher oder Kolbenkammer nutzbar. Bei chemischen Belastungen w\u00e4re das Wasser optimal vorbereitet um weitergehende Reinigungen z.B. durch Aktivkohlefilter durchzuf\u00fchren. Es kann auch \u00fcber eine Nachgeschaltet Ausflockung von Schwebstoffen durch biologisch abbaubare Flockungsmittel die Schmutzfracht im Regenerierwasser reduziert werden.<\/p>\n<p>Die Wiederherstellung der optimalen F\u00f6rderf\u00e4higkeit einer Wasserfassungsanlage, z.B. eines vertikalen Brunnens, kann nicht billig sein.<\/p>\n<p>Um eine nachweislich wirkungsvolle und nachhaltige R\u00fcckgewinnung der Leistungsf\u00e4higkeit durch Regenerierma\u00dfnahmen zu erhalten sind unbedingt die Vorgaben der g\u00fcltigen Regelwerke sowie der manchmal schon fortgeschrittene Stand der Technik einzuhalten, die Regelwerke hinken der aktuellen technischen Entwicklung meist um Jahre nach.<\/p>\n<p><strong>Was ist zu tun und zu beachten um eine langfristige, werterhaltende Regenerierung durchzuf\u00fchren:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Mechanische Regenerierungen<br \/>\nF\u00fcr den Einsatz von mechanischen Regenerierverfahren muss unbedingt darauf geachtet werden, dass von dem gew\u00e4hlten Verfahren die Kriterien f\u00fcr eine optimale Reinigung der nutzbaren Porenr\u00e4ume eingehalten werden, n\u00e4mlich: g<strong>leichzeitiges Trennen, Mobilisieren, Austragen und Kontrollieren!<br \/>\n<\/strong>Zus\u00e4tzlich muss die Wirksamkeit, die Eindringtiefe sowie die Beeintr\u00e4chtigung von Brunnenausbau, Filterkiessch\u00fcttung und Gebirge durch die Verfahrenstechnik beachtet werden.<br \/>\nDie Einhaltung der Kriterien bedeutet, dass bei jeder Art von Reinigungstechnik gleichzeitig, ausreichend abgepumpt werden muss. Alle Verfahren die diese Mindestbedingungen nicht erf\u00fcllen scheiden als Regenerierverfahren aus und k\u00f6nnen bei nachgewiesener, ausreichender Einwirkung nur als Vorreinigung oder L\u00f6sungsaktivierung verwendet werden. Dazu z\u00e4hlen reines B\u00fcrsten, Kolben, Ultraschall, Pulsen, Sprengung, Drucksp\u00fclung, Auskochen, CO\u00b2 Injektion.<\/li>\n<li>Chemische Regenerierungen<br \/>\nDie Reinigung der Brunnenrohre, Filterstrecken und Kiesfilter sowie ggf. des angrenzenden Gebirges durch Chemikalien ist immer zeitabh\u00e4ngig, egal mit welchem technischen Verfahren die chemische Regenerierung durchgef\u00fchrt wird. Die Reaktionszeit der verwendeten Chemikalie h\u00e4ngt ab von der erreichten pH-Wert Absenkung oder Erh\u00f6hung im entsprechenden Reinigungsabschnitt, den Ablagerungs- und Inkrustationsstoffen, der verwendeten Regeneriermittel, der eingesetzten Regeneriertechnik, der richtigen Anwendung der Verfahrenstechnik sowie der Str\u00f6mungsgeschwindigkeit des Grundwassers. Die Zeit ist nicht planbar. Nat\u00fcrlich liegen f\u00fcr viele Regeneriermittel und Regenerierverfahren Erfahrungswerte vor. Da aber der tats\u00e4chliche Alterungszustand und Inkrustationsgrad hinter der Brunnenwand unbekannt ist, k\u00f6nnen alle Zeitangaben nur sehr grobe Sch\u00e4tzwerte f\u00fcr Angebotskalkulationen sein. Ein rein statisches Verbleiben einer Regenerierl\u00f6sung im Brunnen ist nicht fachm\u00e4nnisch. Wenn einfach nach einer festgelegten Reaktionszeit das Regenerierwasser wieder abgepumpt wird, werden Inkrustationen nur oberfl\u00e4chlich angel\u00f6st und nicht ausreichend aus dem Brunnen abtransportiert, zudem besteht noch die Gefahr der Verdriftung von Chemie in das Grundwasser welches unerw\u00fcnscht und gem\u00e4\u00df Wasserhaushaltsgesetz auch verboten ist. Zus\u00e4tzlich werden die neutral und klar Pumpzeiten drastisch erh\u00f6ht. Der Grund f\u00fcr die geringe Reinigungsleistung beim statischen Verbleiben ist: a ) die unzureichende Durchdringung des Kiesfilterraumes<br \/>\nb) die entstehende Passivierungsschicht am inkrustierten Kieskorn welche eine weitere Abl\u00f6sung von Inkrustierungen durch unverbrauchte Regenerierl\u00f6sung erschwert oder verhindert.<br \/>\nc) das schwerkraftinduzierte\u00a0 Absinken der dichteren Regenerierl\u00f6sung im Brunnen w\u00e4hrend des statischen Verbleibens.<br \/>\nNur eine bewegte Regenerierl\u00f6sung welche, am besten im Kreislauf, immer wieder frische Chemie an die behafteten Oberfl\u00e4chen bringt und gel\u00f6ste Ablagerungen abf\u00f6rdert, garantiert die optimale Abl\u00f6sung der Anhaftungen wobei eine regelm\u00e4\u00dfige Umkehrung des Sp\u00fclkreislaufes Br\u00fcckenbildungen aufbricht. Der Eintrag von Vibrationen oder leichten Druckwellenimpulsen kann ebenfalls hilfreich sein. Die gleichzeitig kontrollierte Nachf\u00fchrung von Chemiel\u00f6sung zum Reinigungsabschnitt zur Erhaltung der erforderlichen pH-Wert Absenkung oder Erh\u00f6hung ist ebenfalls gew\u00e4hrleisten.<br \/>\nDie regelm\u00e4\u00dfige Kontrolle des Abl\u00f6seprozesses erm\u00f6glicht die optimale Steuerung und Kontrolle der Reinigung. Nach Erreichen der Abbruchkriterien wird der gereinigte Abschnitt abgepumpt bis ausreichend Regenerierwasser entfernt ist.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>Verfahren zur hydromechanischen Regenerierung welche die Kriterien erf\u00fcllen k\u00f6nnen geh\u00f6ren:<\/strong><\/p>\n<ol>\n<li>B\u00fcrsten mit gleichzeitigem Abpumpen<br \/>\nB\u00fcrsten und Intensiventnahme (partielles Entsanden): Eine sehr gute Regeneriermethode, aber nur bei weichen Ablagerungen. Wirktiefe bis weit in die Kiessch\u00fcttung, oft sogar bis zur Bohrlochwand und ins Gebirge<\/li>\n<li>Kolben mit gleichzeitigem Abpumpen<br \/>\nKolben und Intensiventnahme (partielles Entsanden): Eine sehr gute Regeneriermethode, aber nur bei weichen Ablagerungen. Wirktiefe bis weit in die Kiessch\u00fcttung, oft sogar bis zur Bohrlochwand und ins Gebirge.<\/li>\n<li>Niederdrucksp\u00fclung mit gleichzeitigem Abpumpen<br \/>\nErzeugung des Wasserdruckes mit Sp\u00fclpumpen (vom Bohren) oder Unterwassermotorpumpen mit aufmontiertem Radialsp\u00fclkopf bis zum K\u00e4rcher, bei Dr\u00fccken von 10 bar bis etwa 200bar (= Niederdruck). Zwangsrotierende D\u00fcsen durch Unterwassermotor oder mit Gest\u00e4nge und Kraftdrehkopf, durch Wasserkraft rotierende D\u00fcsen. Bei gleichzeitiger F\u00f6rderung von Grundwasser, und zwar eines mehrfachen des eingebrachten Regenerierwassers sind diese durchaus wirksame Methoden, die in der Lage sind weiche bis mittelharte Ablagerungen zu l\u00f6sen. Die Wirktiefe kann unter g\u00fcnstigen Umst\u00e4nden (z.B. bei Wickeldrahtfiltern und d\u00fcnner Kiessch\u00fcttung) bis zur Bohrlochwand reichen. Regeneriermittel: Trinkwasser<\/li>\n<li>Hochdruckinnensp\u00fclung mit gleichzeitigem Abpumpen<br \/>\nErzeugung des Wasserdruckes mit Sp\u00fclpumpen, bei Dr\u00fccken von 150 bar bis etwa 500bar. Zwangsrotierende D\u00fcsen durch Unterwassermotor oder mit Gest\u00e4nge und Kraftdrehkopf, durch Wasserkraft rotierende D\u00fcsen. Bei gleichzeitiger F\u00f6rderung von Grundwasser, und zwar eines mehrfachen des eingebrachten Regenerierwassers sind diese durchaus wirksame Methoden, die in der Lage sind weiche bis mittelharte Ablagerungen zu l\u00f6sen. Die Wirktiefe kann unter g\u00fcnstigen Umst\u00e4nden (z.B. bei Wickeldrahtfiltern und d\u00fcnner Kiessch\u00fcttung) bis zur Bohrlochwand reichen. Regeneriermittel: Trinkwasser<\/li>\n<li>Hochdruckinnensp\u00fclung mit induziertem Druckwellenimpuls mit Doppelrotationsd\u00fcsen<br \/>\nDie Hochdruckinnensp\u00fclung mit Doppelrotationsd\u00fcse hat Einwirkungstiefen bis vieleicht 45 cm hinter die Filterohrau\u00dfenwand bei Sp\u00fcldr\u00fccken bis 500 bar! Dabei ist jedoch zu beachten, dass bei den dazu einzustellenden Dr\u00fccken von 400 bis zu 500 bar, Umlagerungen so der Kiesch\u00fcttung sowie Zerreibungen der Kiesk\u00f6rner die Folge seien k\u00f6nnen! Der hohe Sandaustrag in diesem Fall ist eventuell dann zum Teil dem Abrieb der Kiesk\u00f6rner geschuldet welches dann als Unterkorn durch die Filterschlitze gesaugt wird. Das gleichzeitig trennen, austragen und kontrollieren bei gleichzeitigem Abpumpen ist gew\u00e4hrleistet. Die F\u00f6rdermenge kann, in Abh\u00e4ngigkeit des Durchmesser des Brunnen, ein Vielfaches der Sp\u00fclwassermenge sein. Je gr\u00f6\u00dfer der Faktor, desto besser die Wirkung. Die Sp\u00fclwassermenge liegt je nach verwendeter Hochdruckpumpe bei 1,5 bis 3,5 l\/s (90 l\/min oder 5,4 m\u00b3\/h bis 210 l\/min oder 12,6 m\u00b3\/h).\u00a0 In kleineren Durchmessern von 4\u201c bis 5\u201c Filtern sollte die Pump Rate immer noch mindestens 2x so hoch sein wie die eingebrachte Sp\u00fclwassermenge. In Abh\u00e4ngigkeit des Gebirges, der Kornfraktion, des kf-Wertes sowie des Grundwasserstandes und des Wasserandranges kann bei gr\u00f6\u00dferen Filterdurchmessern die F\u00f6rdermenge bis zum 10-fachen gesteigert und bei ausreichender Leistungsf\u00e4higkeit des Aquifers auch dar\u00fcber gesteigert werden.<br \/>\nZur n\u00e4heren Erkl\u00e4rung der Wirkungsweise zitiere ich hier Herman Etschel:<br \/>\n\u201eAufgrund welcher physikalischen Gesetze funktioniert der Hochdruckinnensp\u00fclung mit Doppelrotationsd\u00fcse ?<br \/>\nDie beiden \u00fcbereinander (in definiertem Abstand) angeordneten D\u00fcsenpaare drehen sich durch die R\u00fccksto\u00dfwirkung der D\u00fcsen gegenl\u00e4ufig mit sehr hoher Drehzahl. Die Drehzahl h\u00e4ngt vom Rotordurchmesser (etwas geringer als der Filterinnendurchmesser), der D\u00fcsenkonfiguration und dem am D\u00fcsenaggregat anstehenden Pumpendruck (= Pumpendruck abz\u00fcglich Druckverlust im Schlauch) ab. Impulse entstehen beim der Hochdruckinnensp\u00fclung mit Doppelrotationsd\u00fcse ab etwa 270 bar Pumpendruck und ca. 200m Schlauch. Ab 270 bar kann man somit von einem Druckwellenimpulsverfahren mit Wasserhochdruck gem\u00e4\u00df DVGW W 130 sprechen. Unterhalb 270 bar ist die Hochdruckinnensp\u00fclung mit Doppelrotationsd\u00fcse nichts anders als ein Hoch- oder Niederdrucksp\u00fclverfahren. Die Drehzahl kann durch Erh\u00f6hung von Pumpmenge und \u2013druck bis auf etwa 10.000 U\/min gesteigert werden. Unterwassermotoren erreichen diese Drehzahlen nicht. Es entsteht, jenseits der 270 bar-Marke, oberhalb und unterhalb der beiden D\u00fcsenpaare eine \u201eKaltwasserdampfblase\u201c mit vakuumnahen Unterdruck. Diese versucht sich st\u00e4ndig vom Brunnen her mit Wasser aufzuf\u00fcllen, was lokal eine enorme Sogwirkung ausl\u00f6st. (Es wird eine Konvektionsstr\u00f6mung erzeugt, welche die l\u00f6sbaren und mobilisierbaren Stoffe aus der Kiessch\u00fcttung in den Brunnen transportiert. Dieser Prozess wird von der Brunnenpumpe massiv unterst\u00fctzt.)<br \/>\nGleichzeitig dichten diese Blasen nach oben und unten wie ein absolut dichter Kolben (Packer) ab. Die Str\u00f6mung, die durch das Regenerierwasser und das gleichzeitige Abpumpen mit der U-Pumpe entsteht, wird gezwungen von unten und oben durch die Filterschlitze und den Filterkies zu flie\u00dfen. Das D\u00fcsenaggregat wird kontinuierlich auf und ab gefahren.<br \/>\nDie Impulse bringen die Kiesk\u00f6rner und die Rohre zum Schwingen, was zu einer Abtrennung von weichen bis betonharten Verkrustungen f\u00fchrt. Es werden also die, durch die Impulse von Rohr und Kies abgetrennten, Partikel sofort ins Brunneninnere transportiert und von dort, als Schlamm und Feststoff simultan zu Tage gef\u00f6rdert. Sie k\u00f6nnen, wenn sich die Kiesk\u00f6rner wieder setzen, die Zwickelr\u00e4ume also nicht wieder verf\u00fcllen. Zeitliche Intervalle f\u00fcr die Kontrolle (Probenentnahme), also in Minuten, wie sie W 130 vorschl\u00e4gt, sind beim der Hochdruckinnensp\u00fclung mit Doppelrotationsd\u00fcse nicht zielf\u00fchrend. In der Praxis \u2013 bei hunderten von Brunnenregenerierungen \u2013 hat sich die Probenentnahme immer am oberen Wendepunkt beim Aufw\u00e4rtsfahren als richtig erwiesen. Dies gilt auch dann, wenn nur noch Teilstrecken des Filterstranges bearbeitet werden. Die entnommenen Proben k\u00f6nnen direkt miteinander verglichen werden. Da die Zeit f\u00fcr einen Abw\u00e4rts- und einen Aufw\u00e4rtstrip von Fahrgeschwindigkeit und Brunnentiefe abh\u00e4ngt, sind die Zeitintervalle nat\u00fcrlich von Brunnen zu Brunnen unterschiedlich. Je nach Brunnentiefe sind das meist Intervalle von etwa 5 bis 15 Minuten. Wodurch unterscheidet sich die Hochdruckinnensp\u00fclung mit Doppelrotationsd\u00fcse nun von anderen, \u00e4hnlichen Ger\u00e4ten (Drucksp\u00fclverfahren)?<br \/>\nDie bei \u00fcber 250 bar entstehenden Impulse, steuerbar, mit unterschiedlichen Frequenzen, bringen alle Brunnenteile in Schwingung. Hat sich die Anbindung der Verkrustungen am Filterkieskorn erst einmal gel\u00f6st, geraten die einzelnen Kiesk\u00f6rner lokal, um den D\u00fcsenkopf, in erh\u00f6hte Bewegung und reiben aneinander. Nun k\u00f6nnen die Reste der Anhaftungen noch mechanisch \u201eabgeschliffen\u201c werden. Dabei k\u00f6nnen nat\u00fcrlich nichtmonolithische Kiesk\u00f6rner zerbrechen. Sie werden dann als \u201eUnterkorn-Splitter\u201c einfach mit abgepumpt. Es sind deshalb, bei nichtmonolithischem Filterkies, erhebliche Setzungen der Kiessch\u00fcttung zu beobachten.\u201c Von Hermann Etschel<br \/>\n<strong>(Hier ist kritisch folgendes anzumerken: Die Setzungen und Verdichtungen der Kiessch\u00fcttung werden wie beschrieben durch die erzeugten Schwingungen und Druckimpulse erzeugt.\u00a0 Dieses f\u00fchrt zu den Setzungen der Kiessch\u00fcttung und damit zur Verdichtung, sprich Abnahme der Porosit\u00e4t. Dadurch wird der Durchl\u00e4ssigkeitsbeiwert der Kiessch\u00fcttung verringert. Die Folge wird ein geringerer Wasserdurchfluss sein! Auch Glaskugeln werden bei den hohen Sp\u00fcldrucken von 400 bis 500 bar zerst\u00f6rt. Doppelte oder dreifache\u00a0Kiessch\u00fcttungen werden dabei durchmischt beziehungsweise zerst\u00f6rt. Bez\u00fcglich der Nachsch\u00fcttung von Kies in dem Ringraum sei gesagt, das dieses nat\u00fcrlich nur bei der s\u00fcddeutsche Bauweise mit Sperrrohr bis zum Filterrohr und ohne Ringraumabdichtung m\u00f6glich ist.)<\/strong><br \/>\nErkl\u00e4rend sei dazu gesagt, dass das Verfahren durch die Firma Nocon erfunden wurde und durch dien Firma Etschel Brunnenservice weiterentwickelt wurde, aber durch den langj\u00e4hrigen Einsatz und Erprobung und eines sehr guten Marketings zur maximalen Leistung und Bekanntheit gebracht wurde. Diese Verfahren wird mittlerweile von vielen Regenerierfirmen angewendet.<br \/>\nAber, wo Licht ist, ist auch Schatten oder wo viel Sp\u00fcldruck anliegt wirkt gro\u00dfe Zerst\u00f6rungskraft!<br \/>\nDie Hochdruckinnensp\u00fclung mit hohen Sp\u00fcldr\u00fccken und hohen Wassermengen steht aber in der Fachwelt in zunehmender Kritik. Die Effekt der Sp\u00fclstrahlen in der Kiessch\u00fcttung sind:<br \/>\nUmlagerung und Durchmischung der Filterkiessch\u00fcttung<br \/>\nZerreibung der Kiesk\u00f6rner durch Drehbewegungen der Kiesk\u00f6rner und Reibung an benachbarten K\u00f6rnern bei zu hohen Dr\u00fccken (aber etwa 240 bar).<br \/>\nZus\u00e4tzlich besteht immer die Gefahr der Besch\u00e4digung der Ausbauverrohrung, insbesondere bei Kunststoff, Holz, Faserzement, beschichtetem Stahl und korrosionsgeschw\u00e4chten Stahlrohren. Bei der Verwendung von hohen Sp\u00fcldr\u00fccken ab 200 bar. Bei Glasfaser Rohren (GFK) k\u00f6nnen sogar geringere Sp\u00fcldr\u00fccke ausreichen um das GFK-Rohr zu besch\u00e4digen.<\/li>\n<li><strong>Intensiventsandung mit gleichzeitigem Abpumpen<\/strong><br \/>\nDie partielle Intensiventsandung soll die Porenraumreinigung des Filterkieses bewirken sowie Verstopfung der Bohraureole beseitigen und eine Entwicklung eines nat\u00fcrlichen Kornger\u00fcstes im anstehenden Gebirge durch Aktivierung der Schleppkr\u00e4fte in einem definierten Bereich der Filterrohrstrecke erreichen. Die Entwicklungstechnik f\u00fcr neu erstellte Brunnen funktioniert nat\u00fcrlich auch bestens bei der Regenerierung von Brunnen. Das Ziel ist dasselbe: Reinigung der nutzbaren Porenr\u00e4ume. Es gibt drei Verfahrensarten.<\/p>\n<p>6.a Intensiventsandungsarbeiten mit dem Entsandungsseiher<br \/>\nDieser Textabschnitt stammt von Tholen:<\/li>\n<\/ol>\n<p>Bei den sog. Intensiventsandungsma\u00dfnahmen nach dem DVGW W 117 heute W 119 kommt in der Regel ein Entsandungsseiher in Verbindung mit Luftf\u00f6rderung zum Einsatz.<\/p>\n<p>Der Entsandungsseiher kann mittels Druckluft betrieben werden, tief liegende Wsp. bzw. gro\u00dfe Absenkungen setzen ihm evtl. Grenzen. Sein Vorteil liegt in der Tatsache, da\u00df nur Luft und kein sandhaltiges Wasser gepumpt wird. Au\u00dferdem l\u00e4sst sich der Seiher auch in engen Brunnen einsetzen. Erschwert wird durch die F\u00f6rderung eines Luft-Wasser-Gemisches allerdings die Mengen- und Sandf\u00fchrungsmessungen. Zum Messen der F\u00f6rdermenge sind also ein \u00dcberlaufwehr oder Me\u00dfkasten erforderlich, zur Sandmengenerfassung offene Siebkonstruktionen. Bei sehr hoch liegendem Wasserspiegel kann der Seiher auch das Ende der Saugleitung einer Verdr\u00e4ngerpumpe bilden, wobei wieder die Sandf\u00f6rderung zu ber\u00fccksichtigen ist. Der Erfolg beim Abpumpen kann durch das sogenannte &#8222;Schocken&#8220; gesteigert werden. Hierunter versteht man das abwechselnde Ein- und Ausschalten der F\u00f6rdereinrichtung. Nach dem Ausschalten str\u00f6mt das in der Steigleitung befindliche Wasser in den Brunnen zur\u00fcck und zerst\u00f6rt die aufgebauten Kornbr\u00fccken. Beim erneuten Anschalten kommt es zu einem Anrei\u00dfen des Wassers mit entsprechend besserer Entsandungswirkung. Die Intervalle beim Ein- und Ausschalten sollten so gew\u00e4hlt werden, da\u00df der maximal m\u00f6gliche abgesenkte Wasserspiegel (Beharrungszustand) beim Abpumpen ann\u00e4hernd erreicht wird. Die F\u00f6rdereinrichtung sollte so lange ausgeschaltet bleiben, bis beim Zur\u00fcckstr\u00f6men der Ruhewasserspiegel fast erreicht ist. Von Tholen<\/p>\n<p>6.b\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Intensiventsandungsarbeiten mit der Entsandungsscheibenpumpe<br \/>\nWie bei dem Entsandungsseiher wird eine mit Scheibenmanschetten versehene Brunnenpumpe abschnittsweise in der Filterstecke betrieben. Die Pumpe kann intermittierend betrieben werden um zus\u00e4tzliche Druckschwankungen zu erzeugen. Die R\u00fcckschlagklappe ist dabei zu entfernen um bei Abschalten der Pumpe das schnell r\u00fcckflie\u00dfende Wasser in den Filterraum zu Leiten um ebenfalls Materialb\u00fccken aufzubrechen. Dieses Verfahren kann mit einem zus\u00e4tzlichen Druckwellenimpulseintrag durch einen Druckwellengenerator unterst\u00fctzt werden. Die Scheibenkammer kann statisch oder bewegt betrieben werden.<\/p>\n<ol>\n<li>Hochleistungsentsandung<\/li>\n<\/ol>\n<p>Eine Weiterentwicklung der klassischen Intensiventsandung ist die Hochleistungsentsandung. Diese urspr\u00fcnglich f\u00fcr die Entwicklung von Brunnen gedachte Methode eignet sich auch f\u00fcr die Regenerierung von Brunnen. Ziel ist die Porenreinigung des Filterkorns im Ringraum zwischen Filterrohr, dem nat\u00fcrlichen Gebirge, sowie der Bohraureole. Die Hochleistungsentsandung wird u.a. mit symmetrischen Kolbenkammern mit Doppelkolbenkammern (SDKK\u00ae, DKSK\u00ae) oder inzwischen mit Dreifachkolbenkammern (Trikk \u00ae) durchgef\u00fchrt. Diese Kammern k\u00f6nnen statisch oder bewegt im Brunnen eingesetzt und mit oder ohne Drucksto\u00dfwellen durch Impulsgeneratoren verwendet werden. Die Abmessungen der Doppelkolben Kammern werden dem zu bearbeitenden Brunnenausbau angepasst. Um eine gute Abdichtung im Brunnenrohr, insbesondere bei Wickeldrahtfiltern, zu erreichen werden z.B. Schaumstoffkolben verwendet. Die Kombination von den Brunnen angepassten Kammerf\u00f6rderrate sowie der Entnahmetechnik erm\u00f6glichen die Erzeugung von ausreichend hohen Str\u00f6mungsgeschwindigkeiten des gef\u00f6rderten Wassers um dessen Schleppkr\u00e4fte zu aktivieren und so eine ausreichende Reinigung aller relevanten Porenr\u00e4ume in der \u00e4u\u00dferen Umgebung des Brunnenfilterrohres zu erreichen. Wichtig ist dabei zu wissen, dass bei der symmetrische Doppelkolbenkammer ca. 80 % des gef\u00f6rderten Wassers aus dem Brunnen kommen und an den Packerkolben vorbei durch die Kiessch\u00fcttung gezwungen werden. Durch die hohe F\u00f6rderrate werden die Schleppkraft des Wassers optimal genutzt um die Kiessch\u00fcttung von mobilisierbaren Partikeln zu befreien. Die restlichen 20 % str\u00f6men der Entnahmekammer aus dem Aquifer zu. Dadurch ist der hydraulische Effekt welcher die Mobilisierung von Partikeln auch an der Bohraureole erzeugt zu erkl\u00e4ren. Erg\u00e4nzt wird der Prozess durch Druckwellenimpulseintrag. Alternativ kann die Entnahme Kammer bewegt gefahren werden und mit schockendem Pumpenbetrieb unterst\u00fctzt werden.<br \/>\n<strong>(Hier ist kritisch folgendes anzumerken: Durch die Verwendung von Druckimpulswellen durch Plusgeneratoren wird die Setzungen und Verdichtungen der Kiessch\u00fcttung induziert. Dieses f\u00fchrt zu den Setzungen der Kiessch\u00fcttung und damit zur Verdichtung, sprich Abnahme der Porosit\u00e4t. Dadurch wird der Durchl\u00e4ssigkeitsbeiwert der Kiessch\u00fcttung verringert. Die Folge wird ein geringerer Wasserdurchfluss sein! Bei Glaskugeln als Kiessch\u00fcttung soll wegen der thixotropen Eigenschaften von Glaskugeln der Eintrag von Druckwellen durch Druckimpulsgeneratoren nicht an angewendet werden .)<\/strong><\/p>\n<p>Zu n\u00e4heren Erkl\u00e4rung des Verfahrens zitiere ich hier einen Mitentwickler, Peter Nillert, des HLE Verfahrens:<br \/>\n\u201eDie symmetrische Doppelkolbenkammer ist f\u00fcr die abschnittsweise F\u00f6rderung in einem Brunnenfilter geeignet. Diese Technologie bringt, im Vergleich mit anderen Techniken der Entnahme, nachgewiesener ma\u00dfen bedeutend h\u00f6here Str\u00f6mungsgeschwindigkeiten des Grundwassers im zu entsandenden bzw. zu reinigenden Abschnitt. \u201eDie ohne \u00dcberlappung aneinandergrenzenden Arbeitsabschnitte haben die L\u00e4nge der Kammer\u00f6ffnung bzw. eines Begrenzungskolbens von jeweils 0,5 Metern. Die Wirkungsweise der symmetrischen Doppelkolbenkammer beruht auf der optimalen Ausnutzung der sich in der Umgebung einer Entnahmekammer einstellenden Brunnenanstr\u00f6mung. Dabei wird die gr\u00f6\u00dfte Str\u00f6mungsgeschwindigkeit bzw. Porenreinigung im Filterkorn gegen\u00fcber den Begrenzungskolben erzeugt. Die intensivste Reinigung der Bohraureole bis in den angrenzenden Grundwasserleiter wird allerdings gegen\u00fcber der zentralen Kammer\u00f6ffnung erzielt. Im DVGW Merkblatt W 130 \u201eBrunnenregenerierung\u201c wird auf die entscheidende Bedeutung der gleichzeitigen Trennung des Verbundes zwischen Ablagerungen und Filterkorn und Austrag der abgel\u00f6sten Partikel hingewiesen. Pr\u00e4zisierend ist hierzu festzustellen, dass die zur Trennung empfohlenen Verfahren des Eintrags von Ersch\u00fctterungen bzw. Impulsen in das Filterkorngef\u00fcge au\u00dferdem einen wesentlichen Beitrag zur Bewerkstelligung eines optimalen Austrages leisten, indem sie die hydraulisch wirksamen Porenkanaldurchmesser vergr\u00f6\u00dfern. Die fiktive Aufweitung der Porenkan\u00e4le in Form der Vergr\u00f6\u00dferung des hydraulisch wirksamen Porenkanaldurchmessers und damit der Austragsm\u00f6glichkeit von Partikeln wird durch Vergr\u00f6\u00dferung des Durchgangsfaktors erzielt. Praktisch werden die den Partikelstrom durch die Porenkan\u00e4le behindernden Kr\u00e4fte durch Eintrag von Ersch\u00fctterungen bzw. Impulsen kurzzeitig reduziert. Hieraus leitet sich auch ab, dass die alleinige Umkehr der Str\u00f6mungsrichtung beim sogenannten Schocken zwar entstandene Partikelbr\u00fccken aufbrechen und diesbez\u00fcglich die Porenkan\u00e4le immer wieder \u00f6ffnen, aber eine Reduzierung der Koh\u00e4sions- und Adh\u00e4sionskr\u00e4fte eher nicht bewirken kann und deshalb effizienten Verfahren des Impulseintrages unterlegen ist.\u201c (Nillert, GCI) Somit ist es m\u00f6glich, alle l\u00f6s- und austragbaren Feststoffe wie Schluff- und Feinsandkorn sowie Ocker- und Manganpartikel, mit ausreichender Str\u00f6mungsgeschwindigkeit, also Schleppkraft, durch die nutzbaren Porenkan\u00e4le durch den Brunnenfilter in den Brunnen zu transportieren und abzuf\u00f6rdern. Der gleichzeitige radiale kontinuierliche Impulseintrag sorgt f\u00fcr die permanente Lockerung des Korngef\u00fcges und bricht die sich st\u00e4ndig bildenden Materialbr\u00fccken (Verstopfungen) auf. Dies erm\u00f6glicht die andauernde Mobilisierung des anstehenden transportf\u00e4higen Materials. Die beeindruckende Wirkung der Verfahren von hoch beschleunigt gef\u00f6rdertem Wasser durch die symmetrische Doppelkolbenkammer und kontinuierlicher Drucksto\u00dfwellen in simultanem Einsatz beruht auf den vergleichbaren r\u00e4umlichen Reichweiten beider Verfahren, die sich im Zusammenspiel effizient erg\u00e4nzen. Im anstehenden Gebirge des zu entsandenden Brunnen werden ebenfalls feststellbare Wirkungen erzielt. Die Vergr\u00f6\u00dferung der Filtergeschwindigkeit im hochleistungsentsandeten Brunnen ist nicht nur in der Filtersch\u00fcttung sondern auch im \u00dcbergangsbereich Gebirge \/ Filtersch\u00fcttung erreichbar. Mit den bisher verwendeten Manschettenkammern (Seihern) sind vergleichbare Einwirkungen und Sandaustragsmengen nicht zu erzielen.\u00a0 Konzipiert ist das Verfahren f\u00fcr Brunnen mit einem stabilen St\u00fctzkornfilter. Die eingebaute Kiessch\u00fcttung ist entsprechen dimensioniert um in die dichteste Lagerung gebracht zu werden und trotzdem den erforderlichen Porenraum und Durchl\u00e4ssigkeit aufzuweisen. Dann kann die Kiessch\u00fcttung bei Anwendung eines Druckwellenimpulsgenerators gefahrlos verwendet werden, da sich die Kiessch\u00fcttung nicht mehr nennenswert setzen kann. Diese Variante wird durch das aktuelle DVGW Regelwerk noch nicht ber\u00fccksichtigt. Dieses Konzept ist bis jetzt in der Welt der Gelehrten sehr umstritten. Als Filterkornmaterial k\u00f6nnen Kies, Sand oder Glaskugeln im Brunnen eingebaut sein. Die f\u00fcr jeden Filtertyp und Durchmesser angepassten und speziell konfektionierten Dichtungselemente der Doppelkolbenkammer, garantieren die Vermeidung von Str\u00f6mungsverlusten zwischen Kammerkolben und Filterrohr. Allerdings ist bei der Verwendung von Drucksto\u00dfwellen bei Brunnen im Bestand ohne Kiessch\u00fcttung mit stabilem St\u00fctzkornfilter, also bei fast 99 %, zu beachten, dass die Filtersch\u00fcttung verdichtet werden kann. Vor allem bei Brunnen mit nicht ausreichend konsolidierter Filtersch\u00fcttung kann es zu Setzungen kommen. Hier ist eine geophysikalische Voruntersuchung des Kiesfilters und der Tonsperre erforderlich.\u201c Von P. Nillert<\/p>\n<ol>\n<li>Hochdruckentsandung<\/li>\n<\/ol>\n<p>Die Hochdruckentsandung wird in am Markt in zwei Versionen angeboten.<\/p>\n<p>Die einfache Version ist eine einfache Hochdruckinnensp\u00fclung mit hohen Sp\u00fcldr\u00fccken von\u00a0400 bis 500 bar, bei Verwendung von entweder einfachen Rotationsd\u00fcsen oder Doppelrotationsd\u00fcsen unter gleichzeitigem Abpumpen mit hoher F\u00f6rderrate. Dabei wird der Kies nat\u00fcrlich durchmischt, verdichtet und viel Unterkorn ausgetragen. Doppelte Kiessch\u00fcttungen k\u00f6nnen dabei aber schon ver\u00e4ndert bis zerst\u00f6rt werden.<\/p>\n<p>Die effektivere Version ist die DWI ADKK Hochdruckentsandungskammer. Diese Technologie ist entwickelt worden um Neubaubrunnen ohne k\u00fcnstliche Filtersch\u00fcttung entwickeln zu k\u00f6nnen und eine nat\u00fcrliche filterstabile St\u00fctzkornger\u00fcst aufzubauen. Wenn die Geologie daf\u00fcr geeignet ist, ist diese Version eine hervorragende M\u00f6glichkeit hoch durchl\u00e4ssige und langlebige Brunnen zu erstellen. Allerdings ist auch hier zu beachten die Sp\u00fcldr\u00fccke unterhalb von Zerst\u00f6rungskr\u00e4ften anzulegen um das Kieskorn nicht zu zerreiben und zu verdichten.<\/p>\n<p>Je nach Konstruktion werden entweder Einfachrotationsd\u00fcsen oder Doppelrotationsd\u00fcsen einer Entnahmekammer vorgeschaltet, wobei die Entnahmekammern unterschiedlich ausgestaltet seien k\u00f6nnen. Bei der Anwendung m\u00fcssen hohe Sp\u00fcldr\u00fccke angelegt werden. Zweck der Konstruktion ist eine gezielte Durchmischung des Filterkieses und eine zwangsgef\u00fchrte Str\u00f6mung des Wassers durch die Filtersch\u00fcttung, an dem unteren Packer vorbei in die Entnahmekammer. Dabei wird viel Unterkorn ausgetragen und auch Effekte bis in die Bohraureole erreicht. Dabei wird der Kies nat\u00fcrlich durchmischt. Doppelte Kiessch\u00fcttungen k\u00f6nnen dabei aber schon ver\u00e4ndert bis zerst\u00f6rt werden.<br \/>\nZu n\u00e4heren Erkl\u00e4rung des Verfahrens zitiere ich hier einen Mitentwickler, Peter Nillert, des DWI-ADKK-Verfahrens:<br \/>\n\u201eDie DWI-ADKK-Technik ist die Anwendung von gegenl\u00e4ufigen Doppelrotationsd\u00fcsen zur Erzeugung eines hoch dynamischen Wirbel-Korn-Betts mit Fokussierung der Druckwellen vor der Entnahmekammer zur optimalen Porenraumstimulation in deren direktem Zufluss Bereich durch schr\u00e4g angestellte D\u00fcsen. Die Erh\u00f6hung der Zufluss Raten bzw. Transportkr\u00e4fte im radialen Zufluss Bereich vor der Entnahmekammer erfolgt durch eine asymmetrische Doppelkolbenkammer. Der Austrag grober Sedimentk\u00f6rper infolge von Druckgradienten zwischen Wirbel-Korn-Bett der Hochdruckstrahlblase und dem umgebendem Grundwasser erfolgt auf k\u00fcrzestem Flie\u00dfweg ins Filterrohr mit nur geringem Wasserstrom, der in das Filterrohr entlastet. Sedimentk\u00f6rner sinken dabei in den Brunnensumpf. Das Wasser tritt durch das Filterrohr wieder in den Aquifer aus. Der Austrag feiner Sedimentk\u00f6rner infolge des F\u00f6rderstromes erfolgt durch die Entnahmekammer. Die Korngr\u00f6\u00dfen und die Reichweite sind von der Kammerf\u00f6rderrate abh\u00e4ngig. Gro\u00dfe bis sehr gro\u00dfe Reichweiten sind m\u00f6glich. Die erforderliche Porenraumstimulation zur Aufrechterhaltung des Partikelstroms bzw. die Wiederholten Beseitigungen von entstehenden Kornbr\u00fccken leisten die Hochdruckstrahlen der Rotationsd\u00fcsen durch die Erzeugung von Impulsen mit hoher Frequenz (Druckwellen).\u201c\u00a0 Nillert<\/p>\n<p><strong>Soll bei der Brunnenregenerierung und Brunnenentwicklung Druckwellen erzeugende Pulsgeneratoren eingesetzt werden?<\/strong><\/p>\n<p>In der Brunnenregenerierung und Brunnenentwicklung werden verschiedene Arten von Druckwellen erzeugenden Pulsgeneratoren eingesetzt.<\/p>\n<p>Gaspulsgenerator mit elektrischer Ventilsteuerung (Luftkanone oder Airgun)<\/p>\n<p>Gaspulsgenerator mit \u00dcberdruck Ventilsteuerung (Wellburst)<\/p>\n<p>Gaspulsgenerator mit Gegendruck Ventilsteuerung (Airburst<sup>\u00ae<\/sup>, Hydropuls<sup>\u00ae<\/sup>)<\/p>\n<p>Gaspulsgenerator mit Knallgas<\/p>\n<p>Wasserpulsgenerator mit elektrischer Ventilsteuerung (Wasserkanone oder Watergun)<\/p>\n<p>Wasserpulsgenerator mit\u00a0Gegendruck Ventilsteuerung (WELLSCREEN-hypop<sup>\u00ae<\/sup>)<\/p>\n<p>Diese Technologie wurde in der Seismik und der \u00d6lindustrie entwickelt. In der Seismik werden die Druckst\u00f6\u00dfe der Generatoren als akustische Quelle genutzt um Wellen zu erzeugen welche mit Geophonen aufgenommen werden. In der \u00d6lindustrie werden Pulsgeneratoren schon lange zur Stimulierung von \u00d6lquellen verwendet. Luftkanonen werden auch in vielen anderen industriellen Bereichen zur Reinigung und zum L\u00f6sen von Materialien in z.B. Siloanlagen verwendet.<\/p>\n<p>Deshalb ist die Patentierung von Systemen f\u00fcr den Brunnenbereich meiner Ansicht nach kritisch zu sehen, da alle Technologien schon lange vor den Patentierungen entwickelt waren und im Bohrlochbereich zur Entwicklung und Reaktivierung (Regenerierung) zum Einsatz kamen.<\/p>\n<p>Die grundlegende Funktion eines Druckwellen Generators ist die schlagartige Erzeugung einer Druckwelle. Diese sollen im Idealfall in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden m\u00f6glichst Frequenz gesteuert ausgel\u00f6st werden. Die Druckwelle soll sich radial um den Generator ausbreiten.<\/p>\n<p>Die erzeugte Druckwelle breitet sich im Wasser aus und wirkt auf den Brunnenausbau, die Kiessch\u00fcttung und das anstehende Gebirge ein.<\/p>\n<p>An der Ausbauverrohrungen werden dadurch Ersch\u00fctterungen erzeugt, welche Ablagerungen l\u00f6sen k\u00f6nnen. Bei empfindlichen Verrohrungen (OBO, korrodierte Rohre) k\u00f6nnen dadurch Besch\u00e4digungen entstehen.<\/p>\n<p>In der Kiessch\u00fcttung erzeugt die Druckwelle einen Bewegung und minimale Anhebung und somit kurzfristige Porenraumzunahme der Kiesk\u00f6rner. Zus\u00e4tzlich wird bei unkonsolidierten Kiessch\u00fcttungen auch eine Zunahme der Lagerungsdichte der durch den Einr\u00fctteleffekt erzeugt.<br \/>\nBrunnen die mit einer geeigneten Kiessch\u00fcttung dimensioniert sind (dichteste Lagerung der Kiessch\u00fcttung) sind f\u00fcr diese Entwicklungs- und Regenerierungstechniken mit Druckwellenimpulseintrag durch Impulsgeneratoren geeignet. Allerdings neigen diese Brunnen zur Kolmation und m\u00fcssen h\u00e4ufiger mit einem durch Druckwellenimpulseintrag unterst\u00fctzten Regeneriersystem gereinigt werden.<\/p>\n<p>Und hier f\u00e4ngt der Streit der Gelehrten, Sachverst\u00e4ndigen, Sachkundigen, Fachleute und Experten an und hat schon etwas von einem Glaubenskrieg.<\/p>\n<p>Wie beschrieben verdichten Druckwellenst\u00f6\u00dfe oder Druckwellenimpulse die Kiessch\u00fcttung und r\u00fctteln bei ausreichend langem Betrieb eine Kiesfraktion in seine dichteste Lagerung. Diese Technologie wird z.B. bei Beton zur Verdichtung sehr effektiv angewendet.<\/p>\n<p>Dieser Fakt wird von einigen Sachverst\u00e4ndigen intensiv beschrieben und vorgef\u00fchrt. Die Verwendung von Druckwellengeneratoren wird von ihnen nicht empfohlen. Der Grund ist die Verdichtung der Kiessch\u00fcttung mit einer Abnahme des Porenraumes und eine zuk\u00fcnftige m\u00f6glichen Kolmation der Kiessch\u00fcttung welche nicht mehr entfernt werden kann. F\u00fcr Brunnenentwicklungen und auch Regenerierungen werden bewegte Kolbenkammern mit gleichzeitiger Abf\u00f6rderung vorgeschlagen. Die Bewegung der Kammer soll f\u00fcr Druckschwankungen sorgen welches Materialbr\u00fccken aufbrechen soll und sich st\u00e4ndig ver\u00e4nderte Str\u00f6mungsrichtungen erzeugt um ein ausreichendes Auswaschen des Filterkieses zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n<p>Der Effekt des angehobenen Filterkorns bei Eintrag des Druckwellensto\u00dfes, welcher f\u00fcr eine kurzfristige Porenraumzunahme und somit auch kurzfristig f\u00fcr einen besserer Materialdurchl\u00e4ssigkeit sorgt wir allerdings nicht bestritten.<\/p>\n<p>Gem\u00e4\u00df DWGW sollen Kiessch\u00fcttungen z.B. durch Kolben beim Einbau verdichtet werden um Setzungen im Brunnenbetrieb zu vermeiden. Dabei geht der Filterkies aber nicht in seine dichteste Lagerung.<\/p>\n<p>Druckwellengeneratoren k\u00f6nnen dabei helfen, die Kiessch\u00fcttung effektiv zu konsolidieren, dabei ist allerdings zu beachten, dass die Kiessch\u00fcttung f\u00fcr die dichteste Lagerung dimensioniert wird um einen ausreichenden verbleibenden Porenraum zu erhalten. Die aktuelle DVGW Richtlinie W113 ist hier nicht ausreichend. Hilfe bieten die von Nillert in bbr 11-2014 ver\u00f6ffentlichen Nomogramme zur Dimensionierung eines stabilen St\u00fctzkornfilters. Aber auch in diesem Fall herrscht wieder der Glaubenskrieg zwischen den \u201eGelehrten\u201c!<\/p>\n<p>Ist die Kiessch\u00fcttung entsprechend dimensioniert, kann ein neu gebauter Brunnen perfekt mit Hochleistungsentsandung und Druckwellenimpuls entwickelt und auch immer dadurch regeneriert werden.<\/p>\n<p>Bei Glaskugelsch\u00fcttungen muss wegen ihres thixotropen Verhaltens auf den Einsatz von Druckwellengeneratoren verzichtet werden, es besteht die Gefahr der Umlagerung der Filtersch\u00fcttung und auch das Einwandern der Glaskugeln in das Gebirge.<\/p>\n<p>Bei Brunnen im Bestand, welche in der Regel nicht f\u00fcr einen stabilen St\u00fctzkornfilter dimensioniert sind, ist der Einsatz von Druckwellengeneratoren mit \u00e4u\u00dferster Vorsicht anzuwenden.<\/p>\n<p>Der Ausbauzustand des Brunnens sollte durch Grundlagenermittlung und Geophysik \u00fcberpr\u00fcft werden. Die Lage der Tonsperren und Kiessch\u00fcttungen ist zu \u00dcberpr\u00fcfen. Die Historie des Brunnenbetriebes ist auch wichtig.<\/p>\n<p>Wurden Bestandsbrunnen mit intermittierendem Betrieb gefahren, sind die Schalth\u00e4ufigkeit und die Betriebsdauer zu \u00fcberpr\u00fcfen. In diesem Fall muss \u00fcberlegt werden, ob der Schock Effekt beim Einschalten der Pumpe nicht den \u00e4hnlichen Effekt hat wie der Betrieb eines Druckwellengenerators.<\/p>\n<p>Wenn ein Brunnen z.B. 15 Jahre im Betrieb war und 10 Schaltwechsel pro Tag hatte, entspricht dies 54750 Schockungen. Dieses Betriebsschocken wird unvermeidlich zu einer Setzung in der Kiessch\u00fcttung und damit auch Verdichtung gef\u00fchrt haben.<\/p>\n<p>Wenn ein Druckwellengenerator mit 3 Herz, also 3 Pulsen pro Sekunde, betrieben w\u00fcrde, dann m\u00fcsste der Pulser 5,07 Stunden kontinuierlich betrieben werden um die gleiche Anzahl an Schockungen zu erreichen.<\/p>\n<p>Dazu ist noch zu beachten wie der Brunnen in der Vergangenheit ggf. Regeneriert wurde. Auch Regenerierverfahren k\u00f6nnen einen verdichtenden Effekt auf die Kiessch\u00fcttung haben.<\/p>\n<p>Um die Frage der \u00dcberschrift zu beantworten, m\u00fcssen also wie beschrieben sorgf\u00e4ltige \u00dcberlegungen angestellt werden und eine fundierte Grundlagenermittlung erfolgen um eine Druckwellenerzeugung durch einen Impuls Generator in\u00a0Einsatz zu bringen.<\/p>\n<p><strong>Durchf\u00fchrung der Regenerierung<\/strong><\/p>\n<p>Nach dem nun alle Verfahren beschrieben worden sind um eine Regenerierung durchzuf\u00fchren kommen wir nun zur Durchf\u00fchrung.<\/p>\n<p><strong>Vor der Regenerierung sollte bei Altbrunnen ohne gute Bestandsdaten Voruntersuchungen erfolgen wie:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Auswertung der Bestandsunterlagen<\/li>\n<li>Voruntersuchung des Brunnens durch Kamerabefahrung<\/li>\n<li>Nachweis der Tonsperre durch Gamma und Dichtemessung<\/li>\n<li>Kontrolle der Kiessch\u00fcttung durch Dichte- und Porosit\u00e4tsmessung<\/li>\n<li>Flowmeter 0\/1 Untersuchung zur Ermittlung der Zutrittsbereiche<\/li>\n<li>Scheibenflowmeter zur Ermittlung der Durchl\u00e4ssigkeit der Filterstrecken<\/li>\n<li>Kalibermessung zur Registrierung von Querschnittsver\u00e4nderungen und Verformungen<\/li>\n<li>Neigungsmessung zur \u00dcberpr\u00fcfung der Vertikalit\u00e4t<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>Arbeitsablauf einer optimalen Regenerierung:<\/strong><\/p>\n<ol>\n<li>Kurzpumpversuch zur IST-Leitungsermittlung<\/li>\n<li>Voruntersuchung des Brunnens durch Kamerabefahrung zur Ermittlung des Alterungsgrades<\/li>\n<li>Aussaugen des Brunnens zur Freilegung von verlandeten Filterstrecken.<\/li>\n<li>Vorreinigung durch mindestens B\u00fcrsten, besser Nieder- oder Hochdrucksp\u00fclung<\/li>\n<li>Sp\u00fclung der Peilfilter<\/li>\n<li>Zwischenuntersuchung des Brunnens durch Kamerabefahrung zur Kontrolle auf mechanische Besch\u00e4digung<\/li>\n<li>Bei alten, ausgeh\u00e4rteten Inkrustationen chemische Vorregenerierung<\/li>\n<li>Hauptreinigung durch Hochdruckinnensp\u00fclung, Intensiv- oder Hochleistungsentsandung<\/li>\n<li>Aussaugen des Brunnenbodens<\/li>\n<li>Klarpumpen<\/li>\n<li>Abnahmeuntersuch durch Kamerabefahrung<\/li>\n<li>Pumpversuch zur Ermittlung der Leistung nach der Regenerierung<\/li>\n<\/ol>\n<p>Zu a) Kurzpumpversuch zur IST-Leitungsermittlung<br \/>\nDieser Brunnentest ist dann notwendig, wenn das Brunnenmonitoring des Brunnenbetreibers nicht kontinuierlich sind und Registrierung der Betriebswasserspiegel nicht ausreichen, um die IST-Leistung des Brunnens mit dem Pumpversuchen aus der Vergangenheit des Brunnens vergleichen zu k\u00f6nnen. Eine Beharrung muss dabei nicht erreicht werden da die Leistung in der Regel stark reduziert ist. Der Pumpversuch muss aber direkt nach Beendigung des normalen Brunnenbetriebes mit der Betriebspumpe durchgef\u00fchrt werden, wenn m\u00f6glich \u00fcber die Mengenerfassung des Brunnenbetreibers. Ist dieser direkte Pumpversuch nicht m\u00f6glich ist eine Durchf\u00fchrung nach Ausbau der Betriebspumpe und Einbau einer neuen Pumpeinrichtung nicht sinnvoll. Grund ist die Erholung des Aquifers durch Auff\u00fcllen des Absenktrichters.<\/p>\n<p>Zu b) Voruntersuchung des Brunnens durch Kamerabefahrung zur Ermittlung des Alterungsgrades<br \/>\nSie dient nur der Feststellung und Dokumentation des Alterungsgrades des Brunnens sowie des optischen Zustandes vor der Regenerierung. Zu diesem Zeitpunkt f\u00e4llt auch die Entscheidung ob der Brunnen noch regenerierf\u00e4hig ist und oder aufgrund von erheblichen Besch\u00e4digungen noch sanierf\u00e4hig ist. Bei der Kamerabefahrung soll gleichzeitig gepumpt werden. Dies ist der Sichtverbesserung f\u00f6rderlich. Gleichzeit k\u00f6nnen ggf. Sandf\u00fchrungen erkannt werden. Auch undichte Rohrverbindungen \u00fcber halb des Betriebswasserspiegels k\u00f6nnen so erkannt werden.<\/p>\n<p>Zu c) Aussaugen des Brunnens zur Freilegung von verlandeten Filterstrecken<br \/>\nDieser Punkt kommt nur zum Tragen, wenn Sumpf und Filterstrecken bereits zu stark verlandet sind.<\/p>\n<p>Zu d) Vorreinigung durch mindestens B\u00fcrsten, besser Nieder- oder Hochdrucksp\u00fclung<br \/>\nZur Reinigung der Brunnenrohre und \u00d6ffnung der Filterschlitze ist die Hochdrucksp\u00fclung am besten geeignet. Es ist jedoch mit moderaten Sp\u00fcldr\u00fccken (160 bis 200 bar) und reduzierten D\u00fcsenst\u00f6cken sowie geeigneten D\u00fcsengeometrien zu arbeiten. Bei empfindlichen Brunnenrohren sind am besten Flachstrahld\u00fcsen zu verwenden. Die Bearbeitung erfolgt langsam von oben nach unten bei kontinuierlicher Austragskontrolle um Kieseinbr\u00fcche durch kollabierende Brunnenrohre rechtzeitig zu bemerken. So kann ein Festfahren der Rotationsd\u00fcse vermieden und eine zu gro\u00dfe Besch\u00e4digung des Brunnens verhindert werden.<\/p>\n<p>Zu e) Sp\u00fclung der Peilfilter<br \/>\nAuch die Peilrohre altern wie der Brunnen und m\u00fcssen mit gereinigt werden um funktionst\u00fcchtig zu bleiben. Verbleibende Verockerungen in Peilfiltern k\u00f6nnen die Alterung des Brunnen nach einer Regenerierung beschleunigen.<\/p>\n<p>Zu f) Zwischenuntersuchung des Brunnens durch Kamerabefahrung zur Kontrolle auf mechanische Besch\u00e4digung<br \/>\nSie dient der Feststellung des optischen Zustandes vor der Regenerierung. Zu diesem Zeitpunkt f\u00e4llt auch die Entscheidung ob der Brunnen chemische vorbehandelt werden muss oder die hydromechanische Regenerierung weitergef\u00fchrt wird.<\/p>\n<p>Zu g) Bei alten, ausgeh\u00e4rteten Inkrustationen chemische Vorregenerierung<br \/>\nAusgeh\u00e4rtete Ablagerungen aus Eisenoxid, Manganoxid, Calcit lassen sich nur noch mit chemischen Methoden l\u00f6sen und beseitigen.<\/p>\n<p>Zu h) Hauptreinigung durch Hochdruckinnensp\u00fclung, Intensiv- oder Hochleistungsentsandung<br \/>\nHochdruckinnsp\u00fclung<\/p>\n<p>Hierbei wird bevorzugt zuerst von oben nach unten gereinigt, und zwar jetzt mit voller Kraft. Als Beendigungskriterien wird die Entwicklung der im Spitzglas gemessenen 10-Liter-R\u00fcckst\u00e4nde verwendet. Es wird dabei unterschieden zwischen Schlammanteil und Feststoffanteil (k\u00f6rnigem Anteil). Diese beiden Anteile verschieben sich im Laufe der Behandlung erheblich.<\/p>\n<p>Anfangs wird immer der ganze Filterstrang behandelt, sp\u00e4ter konzentriert die Abschnitte, die noch \u00fcber dem unter b.) festgelegten Betrag liegen.<br \/>\nWann wird die Regenerierung beendet?<br \/>\na.) wenn die Summe Schlamm- und Feststoffanteil sich nicht mehr \u00e4ndert. Sonst k\u00f6nnte man ja bis in alle Ewigkeit reinigen.<br \/>\nb.) wenn die Summe Schlamm- und Feststoffanteil einen bestimmten, vorher festgelegten Betrag (z.B. 0,3 cm\u00b3\/10 ltr), in mindestens drei aufeinander folgenden Messungen erreicht hat.<br \/>\nWann wird gemessen?\u00a0 Hierf\u00fcr gibt es keine feste Regel. Angemessen scheint \u2013 auf jeden Fall jeweils zum gleichen Zeitpunkt \u2013 n\u00e4mlich dann, wenn der obere Umkehrpunkt des D\u00fcsenaggregates erreicht ist.\u00a0 Von Herman Etschel<br \/>\nEmpfehlenswert ist eine kontinuierliche Austragskontrolle.<\/p>\n<p>Intensiv und Hochleistungsentsandung<\/p>\n<p>Wichtig ist die Anlegung einer ausreichenden Kammerf\u00f6rderrate um die Schleppkraftaktivierung des Wassers zu erreichen. Einsatz von gut abdichtenden Manschetten und oder Packern. Kontinuierliche Austragskontrolle aus dem Teilstrom und erg\u00e4nzende Kontrolle mit 10 l Eimer aus dem Vollstrom zur Erfassung der Schlammfraktionen gem\u00e4\u00df DWGW.<\/p>\n<p>Zu i) Aussaugen des Brunnenbodens<br \/>\nNach der Regenerierung muss der Brunnenboden ausgesaugt werden um m\u00f6glichst alle Ablagerungen zu entfernen. So werden zuk\u00fcnftige Verkeimungen, welche sich in der Zone des toten Wassers im Sumpf bilden k\u00f6nnen, vermieden.<\/p>\n<p>Zu j) Klarpumpen<br \/>\nF\u00fcr eine optimale Inaugenscheinnahme des Brunnens durch die Brunnenkamera sind optimale Sichtverh\u00e4ltnisse unerl\u00e4sslich. Daf\u00fcr wird der Brunnen klargepumpt um vor allem die sichtverschlechternden Feinanteil aus dem Wasser herauszuholen. Dieser Prozess kann aber viel Zeit in Anspruch neben da bei den Regenerierma\u00dfnahmen viele Schwebstoffe im Brunnenumfeld aktiviert werden und es Zeit ben\u00f6tigt bis sich ein Gleichgewicht eingestellt hat.<\/p>\n<p>Zu k) Abnahmeuntersuch durch Kamerabefahrung<br \/>\nBei der Kamerabefahrung soll mit gro\u00dfer Pumpleistung gleichzeitig gepumpt werden. Dies ist der Sichtverbesserung f\u00f6rderlich. Gleichzeit k\u00f6nnen ggf. Sandf\u00fchrungen erkannt werden. Auch undichte Rohrverbindungen \u00fcber halb des Betriebswasserspiegels k\u00f6nnen so erkannt werden. Wichtig ist die Beobachtung auf Besch\u00e4digungen. Diese k\u00f6nnen dann ggf. noch Nachsaniert werden. Nat\u00fcrlich soll auch der optische Eindruck und die erfolgreiche Reinigung des Brunnenrohres nachgewiesen werden.<\/p>\n<p>Zu l) Pumpversuch zur Ermittlung der Leistung nach der Regenerierung<br \/>\nZur Ermittlung der tats\u00e4chlichen Leistungsf\u00e4higkeit des Brunnens nach der Regenerierung und Beurteilung des Regeneriererfolges sowie zum Vergleich mit \u00e4lteren Pumpversuchen ist ein Pumpversuch mit 3 Leistungsstufen unerl\u00e4sslich.<\/p>\n<p>Nach der Regenerierung sollte bei Altbrunnen eine zus\u00e4tzlich geophysikalische Untersuchung erfolgen um den Erfolg der Regenerierung zu protokollieren und Ver\u00e4nderungen an der Kiessch\u00fcttung und Tonsperre zu \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n<ul>\n<li>Lage\u00fcberpr\u00fcfung der Tonsperre durch Gamma und Dichtemessung<\/li>\n<li>\u00dcberpr\u00fcfung der Kiessch\u00fcttung auf Verdichtungen oder Hohlraumbildung durch Setzungen mithilfe von Dichte- und Porosit\u00e4tsmessung<\/li>\n<li>Flowmeter 0\/1 Untersuchung zur Ermittlung ggf. ver\u00e4nderter Zutrittsbereiche nach der Regenerierung<\/li>\n<li>Scheibenflowmeter zur Ermittlung der ver\u00e4nderten Durchl\u00e4ssigkeit der Filterstrecken nach der Regenerierung<\/li>\n<\/ul>\n<p>Flowmeter 0\/1 Untersuchung zur Ermittlung der Zutrittsbereiche<br \/>\nSinnvoll ist die Ermittlung der Ist-Anstr\u00f6mung im Brunnen vor der Regenerierung um sp\u00e4ter Ver\u00e4nderungen nach der Regenerierung besser beurteilen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Scheibenflowmeter zur Ermittlung der Durchl\u00e4ssigkeit der Filterstrecken<br \/>\nMit dem Scheibenflowmeter kann der Verstopfungsgrad der Filterstrecke ermittelt werden.<\/p>\n<p>Flowmeter 0\/1 Untersuchung zur Ermittlung der Zutrittsbereiche nach der Regenerierung<\/p>\n<p>Scheibenflowmeter zur Ermittlung der Durchl\u00e4ssigkeit der Filterstrecken nach der Regenerierung<\/p>\n<p>Diese Niederschrift wurde auf der Grundlage von verschiedenen Publikationen von Hermann Etschel, Kerry Paul, Peter Nillert, Christoph Treskatis, Micheal Tholen, Uwe Schmitz-Habben und meinen gesammelten Erfahrungen erzeugt.<\/p>\n<p>Die Beschreibung der Wirkmechanismen entstammt gr\u00f6\u00dftenteils den Verfahrensentwicklern. Da die Regenerierverfahren von vielen Beteiligten in der Branche kontrovers diskutiert werden und es immer um Eigeninteressen, Wettbewerbssituationen und ggf. auch pers\u00f6nlichen Befindlichkeiten geht, ist es leider dem Leser \u00fcberlassen einen golden Mittelweg in dem \u201eVerfahrensdschungel \u201c zu finden und sich durch technische Beschreibungen \u00fcberzeugen zu lassen.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/section>\n<section class='av_toggle_section av-av_toggle-b0a4846017363510a0876b3cfaef2ccc'  itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/CreativeWork\" ><div role=\"tablist\" class=\"single_toggle\" data-tags=\"{Alle} \"  ><p data-fake-id='#toggle-id-5' class='toggler   '  itemprop=\"headline\"  role='tab' tabindex='0' aria-controls='toggle-id-5'>Brunnenleistung<span class=\"toggle_icon\"><span class=\"vert_icon\"><\/span><span class=\"hor_icon\"><\/span><\/span><\/p><div id='toggle-id-5' class='toggle_wrap  '  ><div class='toggle_content invers-color '  itemprop=\"text\" ><p><strong>Brunnenleistung<\/strong><\/p>\n<p>F\u00fcr die Planung eines Brunnens muss die \u201eoptimale Entnahmemenge\u201c emittelt werden, mit der ein Brunnen gerade ausgelastet ist. Eine Erh\u00f6hung w\u00fcrde eine turbulente Str\u00f6mung verursachen mit den Folgeerscheinungen wie Reibungsverluste, Verockerung und Kolmation.<\/p>\n<p>Das hier erl\u00e4uterte Verfahren basiert auf einem Gleichgewichtszustand zwischen Fassungsverm\u00f6gen und Wasserandrang.<\/p>\n<p><strong>Fassungsverm\u00f6gen, Q<\/strong><\/p>\n<p>Das Fassungsverm\u00f6gen ist das Produkt aus der Filtermantelfl\u00e4che und der Eintrittsgeschwindigkeit des Grundwassers. W\u00e4hrend die Filtermantelfl\u00e4che einfach berechnet werden kann (Zylinderformel: 2\u03c0rh), kann die maximale Eintrittsgeschwindigkeit nur empirisch abgesch\u00e4tzt werden.<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Ungespannter Aquifer<\/td>\n<td><\/td>\n<td>Q F = d B \u22c5 \u03c0 \u22c5 H \u22c5 v max<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Gespannter Aquifer<\/td>\n<td><\/td>\n<td>Q F = d B \u22c5 \u03c0 \u22c5 M \u22c5 v max<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Nach Sichardt betr\u00e4gt die maximale Zutrittsgeschwindigkeit des Grundwassers aus dem Aquifer<\/p>\n<p>v max = k f 15<\/p>\n<p>Die maximale Eintrittsgeschwindigkeit v<sub>max<\/sub> setzt einen maximalen Gradient voraus. Bei der praktischen Brunnendimensionierung wird bei geringm\u00e4chtigen Aquiferen der Ansatz nach Huisman angewendet, bei dem der empirische Faktor von Sichardt so erh\u00f6ht wird, dass geschwindigkeitsbedingte Druckverluste ausgeschlossen werden k\u00f6nnen:<\/p>\n<p>v max = k f 30<\/p>\n<p>Das Fassungsverm\u00f6gen ist bei gespannten Aquiferen eine Konstante. Dagegen nimmt bei ungespannten Aquiferen das Fassungsverm\u00f6gen mit zunehmender Absenkung ab.<\/p>\n<p><strong>Wasserandrang, Q<sub>a<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Der Wasserandrang ist der Volumenstrom zum Brunnen. Die Berechnung erfolgt anhand derjenigen Modellfunktionen, die auch bei der Auswertung von Pumpversuchen verwendet werden, wobei die Entnahmemenge Q gleich dem Wasserandrang Q<sub>a<\/sub> gesetzt wird. Im folgenden wird die N\u00e4herungsl\u00f6sung von Dupuit-Thiem f\u00fcr ungespannte und gespannte Aquifere verwendet.<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Ungespannter Aquifer<\/td>\n<td><\/td>\n<td>Q a = p \u22c5 k f \u22c5 H 2 \u2212 h 2 ln ( R \/ r ) \u2003\u2003 m 3 s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Gespannter Aquifer<\/td>\n<td><\/td>\n<td>Q a = 2 p \u22c5 M \u22c5 k f \u22c5 H \u2212 h ln ( R \/ r ) \u2003\u2003 m 3 s<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><strong>Reichweite<\/strong><\/p>\n<p>Der unsicherste Parameter ist die Reichweite, die nur abgesch\u00e4tzt werden kann und deren Sensitivit\u00e4t anhand von Parameterstudien untersucht werden muss. Es handelt sich letztendlich um einen Summenparameter, der neben der Durchl\u00e4ssigkeit und Absenkung von den Zuflussmengen abh\u00e4ngt, die kaum quantifiziert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Die Reichweite kann grob nach Sichardt abgesch\u00e4tzt werden,<\/p>\n<p>R = F SICHARDT \u22c5 s \u22c5 k f<\/p>\n<p>wobei der Faktor F<sub>Sichardt<\/sub>\u00a0=\u00a03000 gesetzt wird. Wenn die Reichweite bekannt ist (Pumpversuche, Gleichenpl\u00e4ne), kann F<sub>Sichardt<\/sub> kalibriert werden,<\/p>\n<p>F SICHARDT = R s \u22c5 k f<\/p>\n<p>so dass f\u00fcr eine gesamte Region die Reichweite praxisnah ermittelt werden kann.<\/p>\n<p><strong>Optimale Brunnenleistung, Q<sub>opt<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Die Parameter Q<sub>F<\/sub> und Q<sub>a<\/sub> werden in Abh\u00e4ngigkeit der Absenkung ermittelt, wobei mit zunehmender Absenkung Q<sub>F<\/sub> abnimmt (ungespannt), bzw. konstant bleibt (gespannt) und Q<sub>a<\/sub> zunimmt. Die g\u00fcnstigste Brunnenleistung Q<sub>opt<\/sub> ist gegeben, wenn das Fassungverm\u00f6gen gleich dem Wasserandrang ist:<\/p>\n<p>Q a = Q F<\/p>\n<p>F\u00fcr eine konstante Reichweite kann Q<sub>opt<\/sub> direkt berechnet werden. Hier wird dagegen die Reichweite in Abh\u00e4ngigkeit der Absenkung bestimmt und in die Gleichung eingesetzt, so dass eine direkte L\u00f6sung nicht m\u00f6glich ist. Es liegt die gleiche Problematik vor wie im Kapitel \u201e<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/stationaer-dupuit-thiem.html\">Station\u00e4r<\/a>\u201c . In beiden F\u00e4llen k\u00f6nnen sowohl iterative als auch graphische Verfahren angewendet werden. im Kapitel \u201e<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/stationaer-dupuit-thiem.html\">Station\u00e4r<\/a>\u201c wurde eine iterative L\u00f6sung erl\u00e4utert &#8211; in diesem Kapitel wird das graphische Verfahren vorgestellt:<\/p>\n<p>Q<sub>F<\/sub> und Q<sub>a<\/sub> wird f\u00fcr verschiedene Absenkungen s berechnet und graphisch \u00a0als s\u2192Q<sub>F<\/sub> und s\u2192Q<sub>a<\/sub> in eine gemeinsame Abbildung aufgetragen. F\u00fcr den Schnittpunkt wird Q<sub>opt<\/sub>(s) abgelesen (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenleistung.html#Abb1\">Abb.\u00a01<\/a>).<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-725\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenleistung-1.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"496\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenleistung-1.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenleistung-1-300x207.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenleistung-1-705x486.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Abb. 1: Ermittlung der g\u00fcnstigsten Brunnenleistung \u00a0Q<sub>opt<\/sub> (hier H\u00a0=\u00a010 m).<\/p>\n<p><strong>Beispiel<\/strong><\/p>\n<p>In einem pleistoz\u00e4nen ungespannten Aquifer ist ein Vertikalfilterbrunnen geplant, der ca. 400 &#8211; 450 m<sup>3<\/sup>\/h Grundwasser f\u00f6rdern soll. F\u00fcr die Aufnahme der beiden Unterwasserpumpen ist nach technischen Ma\u00dfgaben ein Brunnenrohr DN 800 geplant. Der Bohrdurchmesser soll DN 1300 betragen. Alternativ soll auch ein Bohrdurchmesser DN 1450 ber\u00fccksichtigt werden. Es wird die g\u00fcnstigste Brunnenleistung bestimmt:<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Gegegeben:<\/td>\n<td>k<sub>f<\/sub> = 2\u00b710<sub>-3<\/sub> m\/s<br \/>\nH = 15,0 m<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Gesucht:<\/td>\n<td>Bestimmen Sie f\u00fcr die technischen Ma\u00dfgaben (DN 1300) den effektiven Brunnenradius r<sub>e<\/sub>, indem Sie den Bohr- und Filterradius mitteln.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Berechnen Sie die Reichweite nach Sichardt.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Berechnen Sie f\u00fcr verschiedene vorgegebene Absenkungsbetr\u00e4ge s<sub>1<\/sub>, s<sub>2<\/sub>, s<sub>3<\/sub> \u2026 s<sub>n<\/sub> (z.B. 3,0 m; 3,5 m; 4,0 m) das Fassungsverm\u00f6gen Q<sub>F<\/sub> und den Wasserrandrang Q<sub>a<\/sub> f\u00fcr die beiden Bohrdurchmesser.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Tragen sie Q<sub>a<\/sub>(s) und Q<sub>F<\/sub>(s) graphisch auf und lesen Sie Q<sub>opt<\/sub> ab. Berechnen Sie Q<sub>opt<\/sub> auch f\u00fcr konstant vorgegebene Reichweiten: R<sub>1<\/sub> = 500\u00a0m, R<sub>2<\/sub> = 1000 m und R<sub>3<\/sub> = 1500 m.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Wie \u00a0wirkt sich die Vergr\u00f6\u00dferung des Bohrdurchmessers auf den Betriebspunkt aus? Wie beeinflusst die Reichweite den Betriebspunkt.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><strong>Wirksamer Brunnenradius r<sub>e<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>r e 1 = r B 1 + r F 2 = 1.300 2 + 800 2 2 = 525,0 \u2002mm r e 2 = r B 2 + r F 2 = 1.450 2 + 800 2 2 = 562,5 \u2002mm<\/p>\n<p><strong>Berechnung der Reichweite nach Sichardt<\/strong><\/p>\n<p>Die Reichweite wird n\u00e4herungsweise nach Sichardt abgesch\u00e4tzt.<\/p>\n<p>R = F SICHARDT \u22c5 s \u22c5 k f<\/p>\n<p>wobei der Faktor F<sub>Sichardt<\/sub> = 3000 gesetzt wird:<\/p>\n<p>s 1 = 3,0 \u2002m\u2003 \u21d2 \u2003 R 1 = 402,5 \u2002m s 1 = 3,5 \u2002m\u2003 \u21d2 \u2003 R 1 = 469,5 \u2002m<\/p>\n<p><strong>Fassungsverm\u00f6gen Q<sub>F<\/sub> und Wasserandrang Q<sub>a<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Es werden nach den Bohrergebnissen die Formeln f\u00fcr ungespannte Verh\u00e4ltnisse angesetzt.<\/p>\n<p>F\u00fcr s<sub>1<\/sub> = 3 m ist und d<sub>B<\/sub> = 1,3 m ist das Fassungsverm\u00f6gen Q<sub>F<\/sub><\/p>\n<p>Q F 1 = d B \u22c5 \u03c0 \u22c5 H \u22c5 k f 15 = 1,3 \u22c5 \u03c0 \u22c5 ( 15 \u2212 3 ) \u22c5 2 \u22c5 10 \u2212 3 15 = 0,146 \u22c5 10 \u2212 3 \u2002 m 3 s<\/p>\n<p>F\u00fcr die \u00fcbrigen Absenkungen und Bohrenddurchmesser ergeben sich folgende Fassungsverm\u00f6gen:<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>d<sub>B1<\/sub>\u00a0 = 1,3 m<\/td>\n<td>d<sub>B2<\/sub>\u00a0 = 1,45 m<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>s<sub>1<\/sub> = 3,0 m<\/td>\n<td>Q<sub>F1<\/sub> = 146 \u2113\/s<\/td>\n<td>Q<sub>F1<\/sub> = 163 \u2113\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>s<sub>2<\/sub> = 3,5 m<\/td>\n<td>Q<sub>F2<\/sub> = 140 \u2113\/s<\/td>\n<td>Q<sub>F2<\/sub> = 156 \u2113\/s<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>F\u00fcr s<sub>1<\/sub> = 3 m ist und d<sub>B<\/sub> = 1,3 m ist der Wasserandrang Q<sub>a<\/sub><\/p>\n<p>Q a = \u03c0 \u22c5 k f \u22c5 H 2 \u2212 h 2 ln\u00a0 R r = \u03c0 \u22c5 2 \u22c5 10 \u2212 3 \u22c5 15 2 \u2212 12 2 ln\u00a0 402,5 0,525 = 7,66 \u22c5 10 \u2212 2 \u2002 m 3 s<\/p>\n<p>F\u00fcr die \u00fcbrigen Absenkungen und Bohrenddurchmesser ergeben sich folgende Werte f\u00fcr den Wasserandrang:<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>d<sub>B1<\/sub>\u00a0 = 1,3 m<\/td>\n<td>d<sub>B2<\/sub>\u00a0 = 1,45 m<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>s<sub>1<\/sub> = 3,0 m<\/td>\n<td>Q<sub>a1<\/sub> = \u00a077 \u2113\/s<\/td>\n<td>Q<sub>a1<\/sub> = 77 \u2113\/s<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>s<sub>2<\/sub> = 3,5 m<\/td>\n<td>Q<sub>a2<\/sub> = \u00a086 \u2113\/s<\/td>\n<td>Q<sub>a2<\/sub> = 86 \u2113\/s<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><strong>G\u00fcnstigster Betriebspunkt des Brunnens<\/strong><\/p>\n<p>Die gegenl\u00e4ufigen Kurven des Wasserandranges und des Fassungsverm\u00f6gens wurden f\u00fcr die Bohrenddurchmesser D<sub>B1<\/sub> und D<sub>B2<\/sub> in der <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenleistung.html#Abb2\">Abb.\u00a02<\/a>: Ermittlung von Q<sub>opt<\/sub> durch Schnittpunktbestimmung von Q<sub>a<\/sub>(s) und Q<sub>F<\/sub>(s). Variation des Bohrdurchmessers: links,rechts &#8211; Variation der Reichweiten: oben bis unten.) aufgetragen. Der jeweilige g\u00fcnstigste Betriebspunkt ist in <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenleistung.html#Tab\">Tab.\u00a01<\/a> zusammengefasst.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-727\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Tab-Brunnenleistung.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"196\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Tab-Brunnenleistung.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Tab-Brunnenleistung-300x82.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Tab-Brunnenleistung-705x192.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Tab. 1: Optimale Entnahmemenge f\u00fcr unterschiedliche Reichweiten..<\/p>\n<p><strong>Variation der Vorgaben<\/strong><\/p>\n<p>Berechnung der Reichweiten nach Sichardt: Durch die Vergr\u00f6\u00dferung des Bohrdurchmessers von 1300 mm auf 1450 mm wird eine Steigerung von Q<sub>opt<\/sub> um 7 \u2113\/s bei einer gleichzeitigen Vergr\u00f6\u00dferung der Absenkung um ca. 0,45 m erreicht. Variation der Reichweiten: Der Einfluss der vorgegebenen Reichweiten ist sehr gering. Die berechneten optimalen Entnahmemengen variieren um rund 10\u00a0%.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-724\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenleistung-2.png\" alt=\"\" width=\"906\" height=\"1220\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenleistung-2.png 906w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenleistung-2-223x300.png 223w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenleistung-2-765x1030.png 765w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenleistung-2-768x1034.png 768w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenleistung-2-524x705.png 524w\" sizes=\"(max-width: 906px) 100vw, 906px\" \/><\/p>\n<p>Abb. 2: Ermittlung von Q<sub>opt<\/sub> durch Schnittpunktbestimmung von Q<sub>a<\/sub>(s) und Q<sub>F<\/sub>(s). Variation des Bohrdurchmessers: links,rechts &#8211; Variation der Reichweiten: oben bis unten.<\/p>\n<p>\u00a9 Dr. Peter Hanstein 1996 \u2013 2020<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/section>\n<section class='av_toggle_section av-av_toggle-9dbbb613e0e0d415764f554911882601'  itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/CreativeWork\" ><div role=\"tablist\" class=\"single_toggle\" data-tags=\"{Alle} \"  ><p data-fake-id='#toggle-id-6' class='toggler   '  itemprop=\"headline\"  role='tab' tabindex='0' aria-controls='toggle-id-6'>Ergiebigkeit<span class=\"toggle_icon\"><span class=\"vert_icon\"><\/span><span class=\"hor_icon\"><\/span><\/span><\/p><div id='toggle-id-6' class='toggle_wrap  '  ><div class='toggle_content invers-color '  itemprop=\"text\" ><p><strong>Ergiebigkeit<\/strong>, <em>Wasserandrang<\/em>, diejenige Wassermenge pro Zeiteinheit, die ein Grundwasserleiter maximal an einen Brunnen abgeben kann. F\u00fcr einen gespannten Grundwasserleiter berechnet sich die Ergiebigkeit:<\/p>\n<p>(<em>Q<sub>a<\/sub><\/em> = Entnahmerate, <em>m<\/em> = wassererf\u00fcllte M\u00e4chtigkeit, <em>H<\/em> = Standrohrspiegelh\u00f6he am Rand des Absenktrichters, <em>h<\/em> = Standrohrspiegelh\u00f6he im Brunnen, <em>R<\/em> = Radius des Absenktrichters, <em>r<\/em> = Brunnenradius, <em>k<sub>f<\/sub><\/em> = Durchl\u00e4ssigkeitsbeiwert). In einem Grundwasserleiter mit freier Grundwasseroberfl\u00e4che ist die Ergiebigkeit<\/p>\n<p>Setzt man die Formeln zur Berechnung der Ergiebigkeit eines Grundwasserleiters und die zur Bestimmung des <a href=\"https:\/\/www.spektrum.de\/lexikon\/geowissenschaften\/fassungsvermoegen\/4623\">Fassungsverm\u00f6gens<\/a> eines Brunnens gleich, so kann hiermit der wirtschaftlich g\u00fcnstigste Durchmesser f\u00fcr einen F\u00f6rderbrunnen berechnet werden. [WB]<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/section>\n<section class='av_toggle_section av-av_toggle-a3cfb9239e54e78c61b5fec62b1c2956'  itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/CreativeWork\" ><div role=\"tablist\" class=\"single_toggle\" data-tags=\"{Alle} \"  ><p data-fake-id='#toggle-id-7' class='toggler   '  itemprop=\"headline\"  role='tab' tabindex='0' aria-controls='toggle-id-7'>Brunnenausbau<span class=\"toggle_icon\"><span class=\"vert_icon\"><\/span><span class=\"hor_icon\"><\/span><\/span><\/p><div id='toggle-id-7' class='toggle_wrap  '  ><div class='toggle_content invers-color '  itemprop=\"text\" ><p><strong>Brunnenausbau<\/strong><\/p>\n<p>Ein Brunnen soll bei wirtschaftlich vertretbaren Gestehungskosten und einer m\u00f6glichst langen Lebensdauer eine hohe Leistung erbringen. Dabei sind f\u00fcr die Planung des Brunnenausbaus hydrogeologische und brunnenbautechnische Parameter zu ber\u00fccksichtigen (DIN 4922, 4924, 4928, 4929, 18302), die im einzelnen erl\u00e4utert werden (siehe auch <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Abb1\">Abb.\u00a01<\/a>).<\/p>\n<p><strong>Filterrohrdurchmesser, d<sub>F<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Der Filterrohrdurchmesser wird entsprechend der zul\u00e4ssigen Eintrittsgeschwindigkeit v<sub>f<\/sub> berechnet.<\/p>\n<p>d F = Q \u03c0 \u22c5 ( H \u2212 s ) \u22c5 v f<\/p>\n<p>wobei v<sub>f<\/sub> gerade so hoch ist, dass eine laminare Str\u00f6mung gew\u00e4hrleistet ist.<\/p>\n<p>v f = Re k \u22c5 \u03bd d i = 6 \u22c5 1,31 \u22c5 10 \u2212 6 d i \u2003\u2003 m s<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Re<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Reynold\u2019sche Zahl<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>d<sub>i<\/sub><\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Korndurchmesser der inneren Kiessch\u00fcttung<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>\u03bd<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>\u00a0kinematische Viskosit\u00e4t [m<sup>2<\/sup>\/s]<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Der \u00dcbergang vom laminaren zum turbulenten Flie\u00dfen wird durch die kritische Reynold\u2019sche Zahl Re<sub>k<\/sub>\u00a0=\u00a06 festgelegt. F\u00fcr eine mittlere Temperatur von 10\u00a0\u00b0C ist die kinematische Viskosit\u00e4t \u03bd\u00a0=\u00a01,31\u00b710\u00a0m<sup>2<\/sup>\/s. Die einzige wirklich ver\u00e4nderliche Gr\u00f6\u00dfe ist die Korngr\u00f6\u00dfe der inneren Kiessch\u00fcttung.<\/p>\n<p>Die innere Kiessch\u00fcttung ist die Kiespackung, die unmittelbar am Filterrohr anliegt. In ungleichf\u00f6rmigen Kiesen wird meist eine doppelte Kiessch\u00fcttung eingebaut, wobei die gr\u00f6bere Sch\u00fcttung am Filterrohr und die feink\u00f6rnigere an der Bohrlochwand anliegt.<\/p>\n<p>Dar\u00fcber hinaus m\u00fcssen weitere Kriterien ber\u00fccksichtigt werden: Es muss ein Mindestdurchmesser f\u00fcr die Pumpe und die Messeinrichtungen eingehalten werden:<\/p>\n<p>d F \u00a0 \u2265 \u00a0 \u2205 Pumpe + 100 \u00a0mm<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-738\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-1.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"914\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-1.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-1-236x300.png 236w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-1-555x705.png 555w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Abb. 1: Brunnenhauptabmessungen.<\/p>\n<p>Au\u00dferdem muss der Filterrohrdurchmesser so gew\u00e4hlt werden, dass zwischen Filterrohr und Bohrung ein ausreichender Ringraum zur Aufnahme einer Filterkiessch\u00fcttung zu Verf\u00fcgung steht: F\u00fcr einen Korndurchmesser bis 8\u00a0mm betr\u00e4gt die Mindestschichtdicke 80\u00a0mm und f\u00fcr einen gr\u00f6\u00dferen Korndurchmesser mindestens 100\u00a0mm.<\/p>\n<p><strong>Filterl\u00e4nge, L<sub>F<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Bei einem ungespannten Aquifer wird nur der wassererf\u00fcllte Teil des Aquifers verfiltert. Dar\u00fcber hinaus muss ein Sicherheitsabstand von 2 m unter niedrigstem abgesenkten Grundwasserstand (NGW) eingehalten werden.<\/p>\n<p>Der gespannte Aquifer wird in der Regel vollkommen verfiltert, wobei der Abstand zwischen Filteroberkante und Basis der Hangendschicht maximal 1\u00a0m betr\u00e4gt. Die Filterunterkante sollte bei eigenbewirtschafteten Brunnen (mit Unterwasserpumpe) bis mindestens 0,5 m \u00fcber Aquiferbasis reichen.<\/p>\n<p><strong>Offene Filterfl\u00e4che, \u00a0A<sub>F<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Die offene Filterfl\u00e4che A<sub>F<\/sub> wird anhand der Kontinuit\u00e4tsbedingung berechnet. Die maximale, kritische Eintrittsgeschwindigkeit in das Filterrrohr wird v<sub>krit<\/sub>\u00a0=\u00a00,03 m\/s gesetzt (Clark &#038; Turner 1981). Diese Geschwindigkeit ist gerade so hoch, dass ein Mitrei\u00dfen von Sandk\u00f6rnern verhindert wird.<\/p>\n<p>A F = Q v krit = Q 0,03 \u2003\u2003 m 2<\/p>\n<p>Wichtig ist eine gleichm\u00e4\u00dfige Geschwindigkeitsverteilung entlang der Filterstrecke, um biologische und chemische Verockerungs- und Versinterungserscheinungen zu reduzieren und somit die Lebensdauer des Brunnens zu verl\u00e4ngern.<\/p>\n<p><strong>Filterkiesk\u00f6rnung, d<sub>a<\/sub>, d<sub>i<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Der Filterkies soll einerseits m\u00f6glichst feink\u00f6rnig sein, um ein Versanden des Brunnens zu verhindern und andererseits m\u00f6glichst grobk\u00f6rnig, damit Druckverluste des Grundwassers minimiert werden. Im Festgestein wird der Filterkies vor allem als St\u00fctzk\u00f6rper zwischen Bohrlochwand und Filterrohr eingebaut.<\/p>\n<p>Ma\u00dfgebend f\u00fcr den Durchmesser der Filterkiesk\u00f6rnung ist der Kennkorndurchmesser d<sub>k<\/sub> des Aquifers. Der Kennkorndurchmesser wird am Schnittpunkt von Sieblinie und Kennkornlinie (Bieske et al. 1998) oder bei 75 % Summendurchgang (Truelsen-Schneider) abgelesen (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Abb2\">Abb.\u00a02<\/a>). Beispielsweise f\u00fcr Sieblinie 4 ist d<sub>k<\/sub>\u00a0=\u00a01,9\u00a0mm (anhand der Kennkornlinie) oder d<sub>k<\/sub>\u00a0=\u00a02,05\u00a0mm (anhand des 75 % Summendurchgangs).<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-737\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-2.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"510\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-2.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-2-300x213.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-2-260x185.png 260w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-2-705x499.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Abb. 2: Bestimmung des Kennkorndurchmessers d<sub>k<\/sub>.<\/p>\n<p>Um eine geeignete Abstufung zu erreichen, sollte der Korndurchmesser der \u00e4u\u00dferen Kiessch\u00fcttung d<sub>a<\/sub> ein um ein Vielfaches gr\u00f6\u00dfer sein als der Durchmesser des Kennkorns d<sub>k<\/sub>.<\/p>\n<p>d a = d k \u22c5 f \u2003\u2003mm<\/p>\n<p>Der Faktor f wird als Filterfaktor bezeichnet und betr\u00e4gt je nach Lagerung<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Dichteste Lagerung<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>f\u00a0=\u00a06,5<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Lockerste Lagerung<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>f\u00a0=\u00a02,5<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>In der Praxis wird mit dem Mittelwert f\u00a0=\u00a04,5 gerechnet, wobei der Ungleichf\u00f6rmigkeitsgrad U\u00a0\u2264\u00a05 sein sollte. Dies ist bei allen Sanden der Fall. Bei kiesigen Aquiferen wird der Kornanteil > >\u00a010 mm vorher abgesiebt, so dass auch in diesem Fall das Kriterium eingehalten wird.<\/p>\n<p>F\u00fcr den ermittelten Korndurchmesser der Kiessch\u00fcttung wird in <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab1\">Tab.\u00a01<\/a> ein Bereich gew\u00e4hlt, zum Beispiel f\u00fcr d<sub>a<\/sub>\u00a0=\u00a03\u00a0mm der Bereich 2\u00a0\u2013\u00a03,15\u00a0mm. Die zugeh\u00f6rige innere Kiessch\u00fcttung d<sub>i<\/sub> wird f\u00fcr ein zweites Kreuz \u2a2f abgelesen, allgemein zwei Abstufungen h\u00f6her. Beispielsweise wird f\u00fcr die \u00e4u\u00dfere Kiessch\u00fcttung von 2\u00a0\u2013\u00a03,15\u00a0mm eine innere Kiessch\u00fcttung von 8\u00a0\u2013\u00a016\u00a0mm abgelesen.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-736\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-3.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"348\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-3.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-3-300x145.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-3-705x341.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Tab. 1: Filterkiesk\u00f6rnungen nach DIN 4924.<\/p>\n<p><strong>Schlitzweite, s<sub>w<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Die Schlitzweite s<sub>w<\/sub> des Filterrohres wird anhand der Korngr\u00f6\u00dfe der inneren Kiessch\u00fcttung d<sub>i<\/sub> berechnet:<\/p>\n<p>s w = d i \u22c5 0,5<\/p>\n<p>Aus hydraulischen Gr\u00fcnden sollte die Schlitzweite des Filterrohres immer so gro\u00df gew\u00e4hlt werden, dass die Druckverluste am Filterrohr und die Zutrittsgeschwindigkeit des Grundwassers minimiert werden.<\/p>\n<p>F\u00fcr die erforderliche Schlitzweite (bzw. Br\u00fcckenh\u00f6he bei Schlitzbr\u00fcckenfiltern), Wandst\u00e4rke, Filterl\u00e4nge und Filterrohrdurchmesser wird in <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab2\">Tab.\u00a02<\/a> ein entsprechender Filter gew\u00e4hlt. Die Wandst\u00e4rke wird hier abgesch\u00e4tzt. Der Filterrohrdurchmesser wird in DN angegeben, wobei beispielsweise DN 200 gleich 200 mm Innenrohrdurchmesser sind.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-735\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-4.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"1008\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-4.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-4-214x300.png 214w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-4-504x705.png 504w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Tab. 2: Freier Durchlass bei Schlitzbr\u00fcckenfilter nach DIN 4922 in [cm<sup>2<\/sup>\/m] (\u00fcbernommen aus Unterlagen der Fa. ST\u00dcWA).<\/p>\n<p><strong>Bohrteufe, T<sub>B<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Die Bohrteufe kann nicht allgemeing\u00fcltig quantifiziert werden. Sie ist durch die geologischen und hydrogeologischen Verh\u00e4ltnisse und durch die geforderten Entnahmemengen, Grundwasserqualit\u00e4t und das wirtschaftlich vertretbare Bohrverfahren vorgegeben.<\/p>\n<p><strong>Bohrdurchmesser, d<sub>B<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Der Bohr- bzw. Brunnendurchmesser l\u00e4sst sich f\u00fcr Brunnen im Lockergestein mit dem Verfahren von Truelsen (1948) absch\u00e4tzen:<\/p>\n<p>d B = 0,28 Q \u03c0 \u22c5 ( H \u2212 s ) \u22c5 d 10 \u2003\u2003 m<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>h<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>wassererf\u00fcllte M\u00e4chtigkeit (H-s) bei maximaler Absenkung<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>d<sub>10<\/sub><\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>wirksamer Korndurchmesser in \u00a0Meter<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Q<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>maximale Entnahmemenge<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Dieser Wert wird gerundet, so dass entsprechend den technischen Erfordernissen in <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab3\">Tab.\u00a03<\/a> ein geeigneter Bohrdurchmesser gew\u00e4hlt werden kann.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-734\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-5.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"358\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-5.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-5-300x149.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-5-705x351.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Tab. 3: Auswahl von geeigneten Bohrdurchmessern f\u00fcr verrohrte Drehbohrverfahren.<\/p>\n<p>Um eine Reinigung des Bohrloches und des Filterkieses zu gew\u00e4hrleisten, werden in der Praxis Kiespackungsm\u00e4chtigkeiten von maximal 300\u00a0mm realisiert, die bei der Ermittlung des geeigneten Bohrlochdurchmessers ber\u00fccksichtigt werden m\u00fcssen.<\/p>\n<p><strong>Beispiel 1: Schlitzfilter, Kiessch\u00fcttung und Bohrdurchmesser<\/strong><\/p>\n<p>F\u00fcr einen Vertikalfilterbrunnen soll die optimale Verfilterung ermittelt werden. Dabei sind unterschiedliche Entnahmeraten zu ber\u00fccksichtigen. Das Korngr\u00f6\u00dfenspektrum des Aquifers ist Sieblinie 1 (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Abb2\">Abb.\u00a02<\/a>) zu entnehmen. Folgende Parameter sollen bestimmt werden:<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Gegegeben:<\/td>\n<td>H = 12,0 m<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Q<sub>1<\/sub> = \u00a0 \u00a025,0 m<sup>3<\/sup>\/h mit s<sub>1<\/sub> = 1,0 m (4-Zoll-Pumpe)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Q<sub>2<\/sub> = \u00a0 \u00a075,0 m<sup>3<\/sup>\/h mit s<sub>2<\/sub> = 1,5 m (6-Zoll-Pumpe)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Q<sub>3<\/sub> = \u00a0100,0 m<sup>3<\/sup>\/h mit s<sub>3<\/sub> = 2,0 m (8-Zoll-Pumpe)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Gesucht:<\/td>\n<td>Filterrohrdurchmesser, d<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Maximale Filterl\u00e4ngen, L<sub>F<\/sub>, ber\u00fccksichtigen Sie eine weitere Absenkung bei niedrigen Wasserst\u00e4nden (NGW) um 2\u00a0m.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Offene Filterfl\u00e4che A<sub>F<\/sub> und Schlitzbr\u00fcckenfilter aus <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/Tab2\">Tab.\u00a02<\/a>.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Bohrlochdurchmesser, d<sub>B<\/sub> und geeigneter Bohrdurchmesser (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab3\">Tab.\u00a03<\/a>).<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Korndurchmesser f\u00fcr eine einfache und doppelte Kiessch\u00fcttung.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Erforderliche Schichtdicke der Kiessch\u00fcttung.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Vergleich Sie den Bohr- und den Filterrohrdurchmesser.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><strong>Filterrohrdurchmesser<\/strong><\/p>\n<p>Der Kennkorndurchmessers d<sub>k<\/sub> des Aquifers wird bei 75 % Summendurchgang abgelesen und betr\u00e4gt d<sub>k<\/sub> = 0,63\u00a0mm. F\u00fcr einen mittleren Filterfaktor von f = 4,5 betr\u00e4gt der Durchmesser der \u00e4u\u00dferen Kiessch\u00fcttung (bei einfacher Abstufung)<\/p>\n<p>d a = d k \u22c5 f = 0,63 \u22c5 4,5 = 2,84 \u00a0mm<\/p>\n<p>Die maximal zul\u00e4ssige Eintrittsgeschwindigkeit v<sub>f<\/sub> des Grundwassers f\u00fcr eine mittlere Temperatur von 10\u00a0\u00b0C ist<\/p>\n<p>v f = Re k \u22c5 \u03bd d a = 6 \u22c5 1,31 \u22c5 10 \u2212 6 2,84 \u22c5 10 \u2212 3 = 2,767 \u22c5 10 \u2212 3 \u2003 m s<\/p>\n<p>mit der sich die mindestens erforderlichen Filterrohrdurchmesser d<sub>F<\/sub> berechnen lassen:<\/p>\n<p>d F 1 = Q 1 \u03c0 \u22c5 ( H \u2212 s 1 ) \u22c5 v f = 0,00694 \u03c0 \u22c5 ( 12,0 \u2212 1,0 ) \u22c5 2,767 \u22c5 10 \u2212 3 = \u2002 89 \u2003mm d F 2 = Q 2 \u03c0 \u22c5 ( H \u2212 s 2 ) \u22c5 v f = 0,0208 \u03c0 \u22c5 ( 12,0 \u2212 1,0 ) \u22c5 2,767 \u22c5 10 \u2212 3 = 228 \u2003mm d F 3 = Q 3 \u03c0 \u22c5 ( H \u2212 s 3 ) \u22c5 v f = 0,0278 \u03c0 \u22c5 ( 12,0 \u2212 1,0 ) \u22c5 2,767 \u22c5 10 \u2212 3 = 319 \u2003mm<\/p>\n<p>Zus\u00e4tzlich muss der Mindestdurchmesser f\u00fcr Pumpe und Messeinrichtungen ber\u00fccksichtigt werden, so dass folgende gerundete Filterrohrdurchmesser ermittelt werden (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab3\">Tab.\u00a03<\/a>):<\/p>\n<p>F\u00fcr Q<sub>1<\/sub> (4-Zoll-Pumpe: \u2205 = 4\u00b72,54 cm = 10,16 cm): \u00a0D<sub>F1\u00a0DIN<\/sub> \u00a0= \u00a0DN 200.<br \/>\nF\u00fcr Q<sub>2<\/sub> (6-Zoll-Pumpe: \u2205 = 6\u00b72,54 cm = 15,24 cm): \u00a0D<sub>F2\u00a0DIN<\/sub> \u00a0= \u00a0DN 300.<br \/>\nF\u00fcr Q<sub>3<\/sub> (8-Zoll-Pumpe: \u2205 = 8\u00b72,54 cm = 22,32 cm): \u00a0D<sub>F3\u00a0DIN<\/sub> \u00a0= \u00a0DN 400.<\/p>\n<p><strong>Filterl\u00e4ngen<\/strong><\/p>\n<p>L F 1 = H \u2212 s 1 \u2212 2 = 9,0 \u2003m L F 2 = H \u2212 s 2 \u2212 2 = 8,5 \u2003m L F 3 = H \u2212 s 2 \u2212 2 = 8,0 \u2003m<\/p>\n<p><strong>Offene Filterfl\u00e4chen<\/strong><\/p>\n<p>F\u00fcr eine maximale Filtereintrittsgeschwindigkeit von<\/p>\n<p>v krit = 0,03 \u2003 m s<\/p>\n<p>bei der ein Mitrei\u00dfen von Sand ausgeschlossen werden kann, ergeben sich folgende offene Filterfl\u00e4chen pro laufendem Meter:<\/p>\n<p>A F 1 = Q 1 v krit = 0,0069 0,03 = 0,23 m 2 \u2003 \u21d2 \u2003 A F 1 L F 1 = 0,23 9,0 = \u2003 256 \u2003 cm 2 m A F 2 = Q 1 v krit = 0,0208 0,03 = 0,69 m 2 \u2003 \u21d2 \u2003 A F 2 L F 2 = 0,69 8,5 = \u2003 812 \u2003 cm 2 m A F 3 = Q 3 v krit = 0,0278 0,03 = 0,93 m 2 \u2003 \u21d2 \u2003 A F 3 L F 3 = 0,93 8,0 = 1,163 \u2003 cm 2 m<\/p>\n<p>Bei der Wahl von Schlitzbr\u00fcckenfiltern wird entsprechend dem Angebot (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab2\">Tab.\u00a02<\/a>) ein Schlitzfilter gew\u00e4hlt. Gegebenenfalls wird ein Schlitzfilter mit einer gr\u00f6\u00dferen offenen Filterfl\u00e4che verwendet:<\/p>\n<p>256 cm<sup>2<\/sup>\/m : DN 200 \u00a0 \u2002 576 cm<sup>2<\/sup>\/m :\u00a0s<sub>w<\/sub> = 1,0 mm, Wandst\u00e4rke 3\u00a0mm<br \/>\n812 cm<sup>2<\/sup>\/m : DN 300 \u00a0 \u2002 801 cm<sup>2<\/sup>\/m :\u00a0s<sub>w<\/sub> = 1,0 mm, Wandst\u00e4rke 4\u00a0mm<br \/>\n1.163 cm<sup>2<\/sup>\/m : DN 400 \u00a0 1.481 cm<sup>2<\/sup>\/m :\u00a0s<sub>w<\/sub> = 2,0 mm, Wandst\u00e4rke 5\u00a0mm<\/p>\n<p>Die Berechnung zeigt, dass es auch ausreichen w\u00fcrde, nur die halbe M\u00e4chtigkeit des Aquifers zu verfiltern. In der Praxis wird dennoch die gesamte durchstr\u00f6mende Aquiferm\u00e4chtigkeit verfiltert, um den Verlust verstopfter Filterschlitze, z. B. durch Kolmation und Verockerungs- bzw. Versinterungsprozesse zu begegnen. Daher wird auch die berechnete offene Filterfl\u00e4che A<sub>F<\/sub> bei kleinen Nennweiten mit dem Faktor 2 bis 2,5 multipliziert.<\/p>\n<p><strong>Bohrlochdurchmesser<\/strong><\/p>\n<p>F\u00fcr Sieblinie 1 wird ein wirksamer Korndurchmesser von d<sub>10<\/sub> = 0,11\u00a0mm abgelesen. Mit diesem Wert kann der Bohrdurchmesser abgesch\u00e4tzt werden:<\/p>\n<p>d B 1 = 0,28 \u22c5 Q 1 \u03c0 \u22c5 ( 12,0 \u2212 1,0 ) \u22c5 0,11 \u22c5 10 \u2212 3 = \u2002\u00a0 511 \u2002mm\u2003 \u2192 \u2003\u2002\u00a0 DN 600 d B 2 = 0,28 \u22c5 Q 1 \u03c0 \u22c5 ( 12,0 \u2212 1,0 ) \u22c5 0,11 \u22c5 10 \u2212 3 = 1,610 \u2002mm\u2003 \u2192 \u2003 DN 1600 d B 3 = 0,28 \u22c5 Q 1 \u03c0 \u22c5 ( 12,0 \u2212 1,0 ) \u22c5 0,11 \u22c5 10 \u2212 3 = 2.253 \u2002mm\u2003 \u2192 \u2003 DN 2000<\/p>\n<p><strong>Korndurchmesser der Kiessch\u00fcttung<\/strong><\/p>\n<p>Die wirksame Korngr\u00f6\u00dfe f\u00fcr die \u00e4u\u00dfere Kiessch\u00fcttung wurde bereits oben mit d<sub>a<\/sub> = 2,84\u00a0mm ermittelt, so dass der Korngr\u00f6\u00dfenbereich von 2,00 \u2013 3,15 gew\u00e4hlt wird (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab\">Tab.\u00a01<\/a>).<\/p>\n<p>Bei einer doppelten Kiessch\u00fcttung wird f\u00fcr die \u00e4u\u00dfere Sch\u00fcttung die gleiche Korngr\u00f6\u00dfe wie f\u00fcr eine einfache Kiessch\u00fcttung gew\u00e4hlt. Der Korndurchmesser f\u00fcr die innere Sch\u00fcttung ist um zwei Abstufungen (bei Filterfaktoren von 4 bis 4,5) gr\u00f6\u00dfer und betr\u00e4gt demnach 8 \u2013 16\u00a0mm (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab1\">Tab.\u00a01<\/a>).<\/p>\n<p><strong>Schichtdicke des Ringraumes<\/strong><\/p>\n<p>F\u00fcr eine Korngr\u00f6\u00dfe bis 8\u00a0mm wird eine Schichtdicke von mindestens 80\u00a0mm vorgeschrieben und f\u00fcr eine gr\u00f6\u00dfere Korngr\u00f6\u00dfe eine Dicke von 100\u00a0mm. Demnach betr\u00e4gt die \u00e4u\u00dfere Schichtdicke 80\u00a0mm und die innere Schichtdicke 100\u00a0mm.<\/p>\n<p><strong>Vergleich des Bohr- und Filterrohrdurchmessers<\/strong><\/p>\n<p>In <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab4\">Tab.\u00a04<\/a> sind die berechneten Bohr- und Filterdurchmesser gegen\u00fcbergestellt. Die Schichtdicke f\u00fcr die Kiessch\u00fcttung ergibt sich aus der Differenz zwischen Bohr- und Filterrohrdurchmesser: (d<sub>B<\/sub>\u00a0\u2013\u00a0d<sub>F<\/sub>)\u00a0\/\u00a02<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-733\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-6.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"216\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-6.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-6-300x90.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-6-705x212.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Tab. 4: Vergleich des Bohr- und Filterrohrdurchmessers.<\/p>\n<p>Die erforderlichen Mindestschichtdicken werden au\u00dfer im Fall Q<sub>1<\/sub> eingehalten. F\u00fcr den Fall Q<sub>1<\/sub> ist ein Bohrenddurchmesser von DN 600 vorzusehen. F\u00fcr die F\u00e4lle Q<sub>2<\/sub> und Q<sup>3<\/sup> ergibt sich eine \u00dcberdimensionierung bei der Berechnung des Bohrdurchmessers, die in der empirischen Beziehung nach Truelsen begr\u00fcndet ist.<\/p>\n<p><strong>Beispiel 2: Ausbau des Brunnens<\/strong><\/p>\n<p>Zeichnen Sie das Profil f\u00fcr den Filterbereich und die Filterrohre mit Kiessch\u00fcttungs- und Schlitzweitenangaben.<\/p>\n<p>Bestimmen Sie die Kennkorndurchmesser d<sub>k<\/sub> f\u00fcr die Sieblinien 1-4 und ermitteln Sie die erforderliche Kiessch\u00fcttung.<\/p>\n<p>Bestimmen Sie die Schlitzweite der Filterrohre f\u00fcr die einzelnen Sieblinien bei einfacher Kiessch\u00fcttung.<\/p>\n<p>Erstellen Sie eine Zeichnung mit Lithologie (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab5\">Tab.\u00a05<\/a> und <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/Abb2\">Abb.\u00a02<\/a>) und dem ausgebauten Brunnen.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-732\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-7.png\" alt=\"\" width=\"360\" height=\"232\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-7.png 360w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-7-300x193.png 300w\" sizes=\"(max-width: 360px) 100vw, 360px\" \/><\/p>\n<p>Tab. 5: Vergleich des Bohr- und Filterrohrdurchmessers.<\/p>\n<p><strong>Kennkorndurchmesser und Kiessch\u00fcttung<\/strong><\/p>\n<p>Der Kennkorndurchmesser d<sub>k<\/sub> f\u00fcr die Sieblinien 1-4 wurden sowohl beim 75\u00a0% Summendurchgang abgelesen als auch beim Schnittpunkt mit der Kennkornlinie. Die gew\u00e4hlten Kiessch\u00fcttungen sind in <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab6\">Tab.\u00a06<\/a> zusammengefasst.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-731\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-8.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"210\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-8.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-8-300x88.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-8-705x206.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Tab. 6: Kiessch\u00fcttungen.<\/p>\n<p><strong>Schlitzweite<\/strong><\/p>\n<p>Die Schlitzweiten werden anhand der Beziehung \u00a0s<sub>w<\/sub> = 0,5 \u00b7 d<sub>i<\/sub> abgesch\u00e4tzt. Die Schlit\u00adz\u00adweit\u00aden f\u00fcr eine einfache Kiessch\u00fcttung sind in <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Tab7\">Tab.\u00a07<\/a> zusammengefasst.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-730\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-9.png\" alt=\"\" width=\"360\" height=\"198\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-9.png 360w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-9-300x165.png 300w\" sizes=\"(max-width: 360px) 100vw, 360px\" \/><\/p>\n<p>Tab. 7: Schlitzweiten.<\/p>\n<p><strong>Ausbau<\/strong><\/p>\n<p>Der Ausbau des Filterbereiches ist in <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html#Abb3\">Abb.\u00a03<\/a> dargestellt. Bei der Planung der Filterkiessch\u00fcttung und der Rohrfolge bei Filterrohren mit verschiedenen Schlitzweiten (teufendifferenzierter Ausbau) ist eine entsprechende \u00dcberlappung zwischen den feink\u00f6rnigeren und grobk\u00f6rnigeren Bohrlochabschnitten zu beachten.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-729\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-10.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"598\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-10.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-10-300x249.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Brunnenausbau-10-705x586.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Abb. 3: Ausbauplan f\u00fcr den Filterbereich der Brunnenbohrung.<\/p>\n<p>\u00a9 Dr. Peter Hanstein 1996 \u2013 2020<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/section>\n<section class='av_toggle_section av-av_toggle-8ed33348a7c2a7552f784cd415631f27'  itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/CreativeWork\" ><div role=\"tablist\" class=\"single_toggle\" data-tags=\"{Alle} \"  ><p data-fake-id='#toggle-id-8' class='toggler   '  itemprop=\"headline\"  role='tab' tabindex='0' aria-controls='toggle-id-8'>Auswertung von Pumpversuchen<span class=\"toggle_icon\"><span class=\"vert_icon\"><\/span><span class=\"hor_icon\"><\/span><\/span><\/p><div id='toggle-id-8' class='toggle_wrap  '  ><div class='toggle_content invers-color '  itemprop=\"text\" ><p><strong>Auswertung von Pumpversuchen<\/strong><\/p>\n<p>Bei Pumpversuchen wird \u00fcber eine l\u00e4ngere Zeit aus einem Brunnen Grundwasser entnommen und gleichzeitig die Absenkung im Brunnen und gegebenenfalls in den umliegenden Messstellen beobachtet. Anhand der Absenkungsbetr\u00e4ge lassen sich die hydraulischen Eigenschaften eines Grundwasserleiters (Aquifertest) oder die Ergiebigkeit eines Brunnens (Leistungstest) ermitteln. Die Auswertung erfolgt graphisch (lineare Regression; Standardkurven) oder mit dem Computer (automatische Modellanpassung).<\/p>\n<p>Um die Ergiebigkeit eines Brunnens zu ermitteln, wird die Entnahme stufenweise erh\u00f6ht und die Absenkung im Brunnen nach Erreichen eines Station\u00e4ren Zustandes gemessen (Kapitel \u201e<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/brunnenbau\/brunnenausbau.html\">Brunnenausbau<\/a>\u201c)<\/p>\n<p>Die Bestimmung der hydraulischen Eigenschaften eines Grundwasserleiters wird in den folgenden Kapiteln behandelt.<\/p>\n<p>Zun\u00e4chst werden die wichtigsten Begriffe erl\u00e4utert.<\/p>\n<p><strong>Modelle<\/strong><\/p>\n<p>Die Auswertung von Pumpversuchen basiert auf Modellen, die ein vereinfachtes Abbild des Untergrundes darstellen. In der Hydrogeologie werden mathematische Modelle wie folgt angewendet:<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td colspan=\"4\">Mathematische Modelle<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>\u2199<\/td>\n<td>\u2198<\/td>\n<td><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td colspan=\"2\">analytisch<br \/>\n(kontinuierlich)<\/td>\n<td colspan=\"2\">numerisch<br \/>\n(diskontinuierlich)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>\u2199<\/td>\n<td>\u2198<\/td>\n<td>\u2199<\/td>\n<td>\u2198<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>direkt<\/td>\n<td>invers<\/td>\n<td>direkt<\/td>\n<td>invers<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>\u2193<\/td>\n<td>\u2193<\/td>\n<td>\u2193<\/td>\n<td>\u2193<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Grundwasserh\u00f6hen<br \/>\nf\u00fcr homogene Aquifere<\/td>\n<td><strong>Auswertung von<br \/>\nPumpversuchen,<\/strong><br \/>\nTracerversuchen<\/td>\n<td>Grundwasserh\u00f6hen<br \/>\nf\u00fcr heterogene Aquifere<\/td>\n<td>Kalibrierung der<br \/>\nModellparameter,<br \/>\nz.B. k<sub>f<\/sub>-Werte<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><strong>Analytisches Modell:<\/strong> F\u00fcr die Anwendung analytischer Verfahren werden \u201eeinfache\u201c Modelle definiert, beispielsweise ein gespannter Aquifer mit konstanter M\u00e4chtigkeit und homogener k<sub>f<\/sub>-Wert-Verteilung. F\u00fcr dieses Modell kann die Grundwasserstr\u00f6mung mit einer einzigen Gleichung beschrieben werden. Es existiert eine geschlossene L\u00f6ung, mit der an jeder beliebigen Stelle und zu jedem Zeitpunkt die Grundwasserh\u00f6he berechnet werden kann.<\/p>\n<p><strong>Numerisches Modell:<\/strong> Die Ber\u00fccksichtigung einer heterogenen k<sub>f<\/sub>-Wert-Verteilung erfordert einen numerischen Ansatz. Dazu wird das Modell in einzelne Homogenbereiche unterteilt, besser \u201ediskretisiert\u201c. Die Grundwasserh\u00f6he wird f\u00fcr diskrete Orte und f\u00fcr diskrete Zeitpunkte berechnet. F\u00fcr jeden dieser Orte und Zeitpunkte wird eine Gleichung aufgestellt. Dieses Gleichungssystem mit n Gleichungen und n Unbekannten wird mit numerischen Verfahren gel\u00f6st.<\/p>\n<p>Ein <strong>Parameter<\/strong> ist eine Kenngr\u00f6\u00dfe, der die physikalische Eigenschaft des Grundwasserleiters beschreibt.<\/p>\n<p>Die Auswertung der Pumpversuche erfolgt auf Basis von <strong>Modellfunktionen<\/strong>. Dabei handelt es sich um analytische Gleichungen, die das entsprechende Modell mathematisch beschreiben. Modellfunktionen stellen einen Zusammenhang zwischen der \u201eUrsache\u201c (Parameter z.B. Durchl\u00e4ssigkeit) und der \u201eWirkung\u201c (Grundwasserh\u00f6he) her:<\/p>\n<p>s ( t ) = f ( T , S , [ B , P , \u2026 ] )<\/p>\n<p>Die Berechnung der Grundwasserh\u00f6hen stellt ein \u201edirektes Problem\u201c dar. Es werden bekannte Parameter in die Modellfunktion eingesetzt und die Absenkungen berechnet.<\/p>\n<p>Umgekehrt ist die Berechnung der hydrogeologischen Eigenschaften aufwendiger. Es handelt sich um ein sog. <strong>inverses Problem<\/strong>, weil f\u00fcr eine bekannte Wirkung die unbekannte Ursache gesucht wird. Dabei ist es das Ziel, geeignete Parameter T, S, [B,\u00a0P, \u2026] zu finden, die in die Modellfunktion eingesetzt, die Messwerte bestm\u00f6glichst beschreiben.<\/p>\n<p>Als Ma\u00df der \u00dcbereinstimmung wird die Summe der Abweichungsquadrate zwischen der gemessenen und der berechneten Absenkung gew\u00e4hlt:<\/p>\n<p>q = \u2211 i = 1 n ( s i, gemessen &#8211; s i, berechnet ) 2 = ! min<\/p>\n<p>Eine bestm\u00f6gliche Anpassung der Parameter ist gegeben, wenn die Summe der Abweichungsquadrate minimal ist.<\/p>\n<p><strong>Aquifertypen<\/strong><\/p>\n<p>Als grundlegende Modelle werden vier Aquifertypen unterschieden (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/einfuehrung.html#Abb1\">Abb.\u00a01<\/a>). Folgende Annahmen werden getroffen:<\/p>\n<ul>\n<li>Der Aquifer ist entweder seitlich unbegrenzt oder weist eine positive\/negative Randbedingung auf.<\/li>\n<li>Es handelt sich um einen homogenen isotropen Porengrundwasserleiter mit laminarer Str\u00f6mung.<\/li>\n<li>Der Brunnen ist vollkommen verfiltert; der Durchmesser ist unendlich klein.<\/li>\n<\/ul>\n<ol>\n<li>a) gespannt<\/li>\n<li>b) halbgespannt<\/li>\n<li>c) halbfrei<\/li>\n<li>d) ungespannt<\/li>\n<\/ol>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-741\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Pumpversuche-1.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"276\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Pumpversuche-1.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Pumpversuche-1-300x115.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Pumpversuche-1-705x270.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Abb. 1: Grundlegende Aquifertypen f\u00fcr por\u00f6se Grundwasserleiter.<\/p>\n<p>Es k\u00f6nnen Abweichungen von diesen grundlegenden Modellannnahmen bez\u00fcglich Verfilterung, Isotropie etc. ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n<p><strong>Gespannt:<\/strong> Die durchflossene Aquiferm\u00e4chtigkeit ist konstant und unabh\u00e4ngig von der Absenkung. Die obere und untere Begrenzung ist undurchl\u00e4ssig.<\/p>\n<p><strong>Halbgespannt:<\/strong> Der Aquifer wird von einer Aquitarde \u00fcberlagert, deren Durchl\u00e4ssigkeit ca. drei 10-er Potenzen geringer ist. Mit zunehmender Absenkung ensteht eine Differenz zwischen den Grundwasserh\u00f6hen in der Aquitarde und im Aquifer, so dass ein Grundwasserzustrom aus der Aquitarde erfolgt. Bei entsprechend gro\u00dfer Absenkung und lateraler Ausdehnung des Absenkungstrichters kann der Zustrom genauso gro\u00df sein wie die Entnahmerate im Brunnen. In diesem Fall stellt sich ein station\u00e4rer Str\u00f6mungszustand ein und \u00a0die Absenkung bleibt konstant.<\/p>\n<p><strong>Halbfrei:<\/strong> Die Durchl\u00e4ssigkeit der hangenden Schicht ist nur geringf\u00fcgig geringer als die des Aquifers. Das Grundwasser ist zun\u00e4chst gespannt (S \u2248 10<sup>-1<\/sup>) und bei zunehmender Absenkung frei (S \u2248 10<sup>-1<\/sup>). Die Erh\u00f6hung des Speicherkoeffizienten bewirkt eine Verschiebung der Absenkungskurve parallel zur Zeit-Achse nach rechts, so dass eine \u201everz\u00f6gerte Entleerung\u201c die Folge ist.<\/p>\n<p><strong>Ungespannt:<\/strong> Die Obergrenze des Aquifers wird durch die Grundwasseroberfl\u00e4che gebildet. Die durchflossene M\u00e4chtigkeit \u00e4ndert sich somit in Abh\u00e4ngigkeit der Absenkung.<\/p>\n<p><strong>Erreichen des station\u00e4ren Str\u00f6mungszustandes<\/strong><\/p>\n<p>Zu Beginn des Pumpversuches wird zun\u00e4chst die zeitabh\u00e4ngige Absenkung s(t) ausgewertet.<\/p>\n<p>Nach einer bestimmten Zeit wird der station\u00e4re Str\u00f6mungszustand erreicht. Es besteht ein lateraler oder vertikaler Zufluss mit der gleichen Rate wie die Entnahme aus dem Brunnen. Die Absenkung bleibt konstant und es wird die Absenkung in Abh\u00e4ngigkeit des Radius s(r) ausgewertet.<\/p>\n<p>Drei Ursachen f\u00fcr das Erreichen des station\u00e4ren Str\u00f6mungszustandes k\u00f6nnen unterschieden werden:<\/p>\n<p><strong>Vorfluter:<\/strong> Der Absenkungstrichter erreicht einen Vorfluter, aus dem die gleiche Menge infiltriert, wie am Brunnen entnommen wird.<\/p>\n<p><strong>Leakage:<\/strong> Bei einem halbgespannten Aquifer nimmt mit zunehmender Absenkung und lateraler Ausdehnung des Absenkungstrichters auch die Zustromrate aus der Aquitarde zu. Nach relativ langen Pumpzeiten ist die Menge der Zustromrate gleich der Entnahmerate.<\/p>\n<p><strong>Neubildung:<\/strong> Es liegt ein kontinuierlicher vertikaler Zufluss aus versickernden Niederschl\u00e4gen und Vorflutern vor, der im Gegensatz zum halbgespannten Aquifer unabh\u00e4ngig von der Absenkung ist.<\/p>\n<p><strong>Reichweite des Absenkungstrichters<\/strong><\/p>\n<p>Die Reichweite des Absenkungstrichters in einem gespannten, halbfreien oder ungespannten Aquifer ist entsprechend den Modellannahmen unendlich. In der Natur gibt es immer eine endliche Reichweite des Absenkungstrichters, die wie folgt abgesch\u00e4tzt werden kann:<\/p>\n<p><strong>Empirisch:<\/strong> nach Sichardt<\/p>\n<p>R = 3.000 \u22c5 s \u22c5 k f<\/p>\n<p>Dieses Verfahren ist sehr ungenau und gilt strenggenommen in gleichf\u00f6rmigen Sanden.<\/p>\n<p><strong>N\u00e4herungsl\u00f6sung:<\/strong> nach Dupuit-Thiem (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/einfuehrung.html#Abb3\">Abb.\u00a03d<\/a>)<\/p>\n<p>R = s \u00b7 2 \u03c0 \u00b7 T Q + ln ( r )<\/p>\n<p>Es handelt sich um die linearisierte N\u00e4herung der exakten Modellfunktion nach Theis. Die N\u00e4herungsl\u00f6sung wird im Bereich der Reichweite ungenau. Erst durch diesen Fehler ergibt sich \u00fcberhaupt rechnerisch eine endliche Reichweite.<\/p>\n<p><strong>Exakte L\u00f6sung:<\/strong> nach Theis (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/einfuehrung.html#Abb3\">Abb.\u00a03e<\/a>)<\/p>\n<p>s ( r ) = Q 4 \u03c0T \u222b u \u221e \u00a0 e &#8211; x x \u00a0dx<\/p>\n<p>Mit diesem Ansatz kann die Reichweite mathematisch exakt bestimmt werden. Allerdings ist es nicht m\u00f6glich, die Gleichung explizit nach der Reichweite R aufzul\u00f6sen. Daher muss f\u00fcr verschiedene Radien r die Absenkung s berechnet werden, wobei r solange erh\u00f6ht wird, bis die Absenkung praktisch Null ist.<\/p>\n<p><strong>Korrektur der Absenkung bei einem ungespannten Aquifer<\/strong><\/p>\n<p>Bei Aquiferen mit ungespannter Grundwasseroberfl\u00e4che nimmt mit der Absenkung auch die durchflossene Grundwasserm\u00e4chtigkeit ab. Au\u00dferdem erh\u00e4lt die Grundwasserstr\u00f6mung eine vertikale Komponente. Unter der Annahme, dass auch bei ungespannten Aquiferen der Brunnen horizontal angestr\u00f6mt wird, kann ein exakter mathematischer Zusammenhang zwischen den Absenkungen eines ungespannten und eines gespannten Aquifers hergestellt werden.<\/p>\n<p><strong>Korrektur ungespannt \u2192 gespannt:<\/strong> f\u00fcr die Auswertung eines Pumpversuches (inverse Fragestellung) in einem ungespannten Aquifer werden zun\u00e4chst die gemessenen Absenkungen s korrigiert.<\/p>\n<p>s &#8218; = s &#8211; s 2 2 H<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>s<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>gemessene Absenkung (ungespannt)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>s&#8216;<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>korrigierte Absenkung (gespannt)<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Mit den korrigierten Absenkungen s&#8216; werden anschlie\u00dfend die Modellfunktionen f\u00fcr gespannte Aquifere angewendet:<\/p>\n<p><strong>Korrektur gespannt \u2192 ungespannt:<\/strong> umgekehrt, wenn beispielsweise die Grundwasserabsenkung in einer Baugrube prognostiziert werden soll (direkte Fragestellung), werden zun\u00e4chst Absenkungen s&#8216; f\u00fcr einen gespannten Aquifer berechnet, die anschlie\u00dfend f\u00fcr einen ungespannten Aquifer \u201ezur\u00fcck\u00adkorrigiert\u201c werden:<\/p>\n<p>s = M &#8211; M 2 &#8211; 2 M \u00b7 s &#8218;<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>s<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>zur\u00fcckkorrigierte Absenkung (ungespannt)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>s&#8216;<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>berechnete Absenkung (gespannt))<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><strong>Messung der Absenkung im Brunnen<\/strong><\/p>\n<p>Falls keine Messstellen zu Verf\u00fcgung stehen, muss die Absenkung im Brunnen gemessen werden. Dies ist bez\u00fcglich der Auswertung problematisch, da nach der Modellannahme der Brunnendurchmesser unendlich klein ist und die Absenkung im Brunnen unendlich gro\u00df.<\/p>\n<p>In diesem Fall wird ein \u201eeffektiver\u201c (Brunnen-) Radius r<sub>e<\/sub> vorgegeben, der allgemein zwischen Brunnenradius und dem Radius der \u00e4u\u00dferen Kiessch\u00fcttung liegt (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/einfuehrung.html#Abb2\">Abb.\u00a02<\/a>). Die Transmissivit\u00e4t ist in N\u00e4herung unabh\u00e4ngig vom Radius und kann somit hinreichend genau bestimmt werden. Im Gegensatz dazu k\u00f6nnen Speicherkoeffizient und gegebenenfalls weitere Parameter wie Randbedingungen und Leakagefaktor nur sehr ungenau bestimmt werden.<\/p>\n<p>Eine Variation des Radius oder des Speicherkoeffizienten bewirkt eine Verschiebung der Modellfunktion parallel zur Zeit- oder Radius-Achse. Da f\u00fcr ungespannte Aquifere der Speicherkoeffizient gleich des speichernutzbaren Hohlraumanteils ist, der gegebenenfalls abgesch\u00e4tzt werden kann, kann der effektive Radius solange variiert werden, bis ein Speicherkoeffizient berechnet wird, der gleich dem speichernutzbaren Hohlraumanteils ist.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-740\" src=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Pumpversuche-2.png\" alt=\"\" width=\"720\" height=\"678\" srcset=\"https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Pumpversuche-2.png 720w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Pumpversuche-2-300x283.png 300w, https:\/\/www.vintage-classics.de\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Pumpversuche-2-705x664.png 705w\" sizes=\"(max-width: 720px) 100vw, 720px\" \/><\/p>\n<p>Abb. 2: Effektiver Brunnenradius r<sub>e<\/sub>.<\/p>\n<p><strong>Vergleich der wichtigsten Auswerteverfahren<\/strong><\/p>\n<p>In <a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/einfuehrung.html#Abb3\">Abb.\u00a03<\/a> sind typische Absenkungskurven in Abh\u00e4ngigkeit der Zeit a-c und in Abh\u00e4ngig des Radius d-f halblogarithmisch aufgetragen.<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td>Absenkung &#8211; Zeit<\/td>\n<td>Absenkung &#8211; Radius<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Lineare<br \/>\nModellfunktion<\/td>\n<td>\na) Cooper Jacob<\/td>\n<td>\nd) Dupuit Thiem<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Nichtlineare<br \/>\nModellfunktion<\/td>\n<td>\nb) Theis<\/td>\n<td>\ne) Theis<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Nichtlineare<br \/>\nModellfunktion<\/td>\n<td>\nc) Hanstush; Stallman<\/td>\n<td>\nc) Hanstush; Stallman<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Abb. 3: Allgemeiner Verlauf der Absenkung (s\u2192t, s\u2192r) eines Pumpversuches, der einen quasistation\u00e4ren Zustand erreicht \u2013 Auswertung mit verschiedenen Verfahren.<\/p>\n<p>Die <strong>zeitabh\u00e4ngige Absenkung<\/strong> kann in drei Phasen gegliedert werden: Die Absenkung setzt verz\u00f6gert ein (1.\u00a0Messwert). Anschlie\u00dfend verl\u00e4uft die Absenkung in der halblogarithmischen Darstellung angen\u00e4hert linear (2.-4.\u00a0Messwert). Zuletzt n\u00e4hert sich die Absenkung einem konstanten Wert (5.\u00a0Messwert).<\/p>\n<p>Es liegt offensichtlich ein Zufluss vor, da der Pumpversuch mit dem letzten Messwert quasi-station\u00e4r wird. Die Absenkung kann mit der Modellfunktion nach Hantush, halbgespannter Aquifer, beschrieben werden<\/p>\n<p>s ( r , t ) = Q 4 \u03c0 T \u222b u \u221e \u00a0 1 x \u00a0 e ( \u2212 x \u2212 r 4 B x ) \u00a0dx<\/p>\n<p>oder mit der Modellfunktion nach Stallmann, gespannter Aquifer mit positiver Randbedingung (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/einfuehrung.html#Abb3\">Abb.\u00a03c<\/a>)<\/p>\n<p>s ( r , t ) = Q 4 \u03c0T [ \u222b u r \u221e \u00a0 e &#8211; x x dx \u00b1 \u222b u i \u221e \u00a0 e &#8211; x x dx ]<\/p>\n<p>Der Zufluss wirkt sich erst ab dem 5.\u00a0Messwert aus und kann f\u00fcr die ersten 4 Messwerte vernachl\u00e4ssigt werden. F\u00fcr diese Messwerte kann daher auch die Modellfunktion nach Theis, gespannter Aquifer, angepasst werden (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/einfuehrung.html#Abb3\">Abb.\u00a03b<\/a>).<\/p>\n<p>s ( r ) = Q 4 \u03c0T \u00a0 \u222b u \u221e \u00a0 e &#8211; x x \u00a0dx<\/p>\n<p>Bei diesen Modellfunktionen handelt es sich um nichtlineare Gleichungen (die partiellen Ableitungen sind abh\u00e4ngig von den Parametern), so dass die Bestimmung der Parameter (nichtlineare Inversionsrechnung) sehr aufwendig ist. Um die Auswertung zu vereinfachen, wird h\u00e4ufig statt der exakten Modellfunktion nach Theis auch die linearisierte N\u00e4herung nach Cooper-Jacob angewendet. Die N\u00e4herung wird f\u00fcr kleine Zeiten ungenau, so dass diese Modellfunktion nur f\u00fcr den 2.-4.\u00a0Messwert angepasst werden kann (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/einfuehrung.html#Abb3\">Abb.\u00a03a<\/a>).<\/p>\n<p>s i = Q 4 \u03c0T \u00a0 [ &#8211; 0,5772 \u00b7 ln ( u ) ]<\/p>\n<p>Die <strong>entfernungsabh\u00e4ngige Absenkung<\/strong> kann in zwei Phasen gegliedert werden. Die Absenkung verl\u00e4uft in der halblogarithmischen Darstellung angen\u00e4hert linear (1.-4.\u00a0Messwert). Die Absenkung geht gegen Null (5.\u00a0Messwert). Mathematisch handelt es bei dem letzten Messwert um die gleiche Kr\u00fcmmung wie zu Beginn bei der zeitabh\u00e4ngigen Darstellung.<\/p>\n<p>Die Modellfunktionen nach Hantush, Stallmann oder Theis verlaufen angen\u00e4hert gleich (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/einfuehrung.html#Abb3\">Abb.\u00a03e und 3f<\/a>), wobei nur bei der Modellfunktion nach Stallmann der Absenkungstrichter eine endliche Reichweite aufweist.<\/p>\n<p>Die Modellfunktion nach Dupuit-Thiem ist die gleiche N\u00e4herungsl\u00f6sung wie die Cooper-Jacob-Funktion (<a href=\"https:\/\/www.grundwasser.net\/pumpversuche\/einfuehrung.html#Abb3\">Abb.\u00a03d<\/a>). Sie wird f\u00fcr gro\u00dfe Radien ungenau und schneidet in der halblogarithmischen Darstellung als Gerade die x-Achse. Erst durch diesen mathematischen \u201eFehler\u201c ergibt sich \u00fcberhaupt eine endliche Reichweite des Absenkungstrichters.<\/p>\n<p>\u00a9 Dr. Peter Hanstein 1996 \u2013 2020<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/section>\n<section class='av_toggle_section av-av_toggle-1e15af00f7d42eba53f4aa80571d1246'  itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/CreativeWork\" ><div role=\"tablist\" class=\"single_toggle\" data-tags=\"{Alle} \"  ><p data-fake-id='#toggle-id-9' class='toggler   '  itemprop=\"headline\"  role='tab' tabindex='0' aria-controls='toggle-id-9'>Erl\u00e4uterung der verwendeten Parameter<span class=\"toggle_icon\"><span class=\"vert_icon\"><\/span><span class=\"hor_icon\"><\/span><\/span><\/p><div id='toggle-id-9' class='toggle_wrap  '  ><div class='toggle_content invers-color '  itemprop=\"text\" ><p><strong>Erl\u00e4uterung der verwendeten Parameter<\/strong><\/p>\n<p><strong>Durchfluss- oder Entnahmerate, Q<\/strong><\/p>\n<p>Die Durchfluss- oder Entnahmerate ist der Quotient aus dem Wasservolumen V pro Zeiteinheit t:<\/p>\n<p>Q = V t \u2003\u2003 m 3 s<\/p>\n<p><strong>Spezifischer Durchfluss, q<\/strong><\/p>\n<p>Der spezifische Durchfluss ist die Durchflussrate pro Einheitsfl\u00e4che. Er hat die Dimension einer Geschwindigkeit:<\/p>\n<p>q = Q A \u2003\u2003 m s<\/p>\n<p><strong>Filtergeschwindigkeit, v oder v<sub>f<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Die Filtergeschwindigkeit ist definiert als das Verh\u00e4ltnis aus Durchflussrate Q und durchflossener Fl\u00e4che A.<\/p>\n<p>v f = Q A \u2003\u2003 m s<\/p>\n<p>Es handelt sich um eine fiktive Geschwindigket, da angenommen wird, dass die gesamte Querschnittsfl\u00e4che durchflossen wird.<\/p>\n<p><strong>Porengeschwindigkeit, v<sub>n<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Die Porengeschwindigkeit ist die reale Flie\u00dfgeschwindigkeit eines Teilchens, das den Durchflusswirksamen Hohlraumanteil n<sub>f<\/sub> durchflie\u00dft:<\/p>\n<p>v n = v f n f \u2003\u2003 m s<\/p>\n<p><strong>Abstandsgeschwindigkeit, v<sub>a<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Die Abstandsgeschwindigkeit ist die zur\u00fcckgelegte Strecke (\u201eLuftlinie\u201c), dividiert durch die hierf\u00fcr ben\u00f6tigte Flie\u00dfzeit.<\/p>\n<p>v a = \u0394l t \u2003\u2003 m s<\/p>\n<p>Mittlere Abstandgeschwindigkeiten weisen diejenigen Teilchen auf, die bei einem Tracerversuch genau nach dem Durchgang von 50 % der eingegebenen Menge gemessen werden.<\/p>\n<p><strong>Durchflusswirksamer Hohlraumanteil, n<sub>f<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Der Hohlraumanteil ist der Quotient zwischen Hohlraumvolumen pro Gesamtvolumen. Der Durchflusswirksame Hohlraumanteil ist der Anteil, der f\u00fcr die Grundwasserbewegung zur Verf\u00fcgung steht.<\/p>\n<p><strong>Speichernutzbarer Hohlraumanteil, n<sub>sp<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Der speichernutzbare Hohlraumanteil ist der Anteil des entleerbaren Hohlraumvolumens am Gesamtvolumen.<\/p>\n<p><strong>Grundwasserm\u00e4chtigkeit, M<\/strong><\/p>\n<p>Die Grundwasserm\u00e4chtigkeit ist die M\u00e4chtigkeit des mit Wasser erf\u00fcllten Teils des Grundwasserleiters, also der lotrechte Abstand zwischen Grundwasserunter- und -oberfl\u00e4che. Bei einem ungespannten Grundwasserleiter ist die durchflossene M\u00e4chtigkeit ver\u00e4nderlich und wird durch die H\u00f6he des Grundwasserspiegels bestimmt. In diesem Fall wird analog zur Grundwasserh\u00f6he h die M\u00e4chtigkeit mit H bezeichnet.<\/p>\n<p><strong>Durchl\u00e4ssigkeitsbeiwert, k<sub>f<\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Der Durchl\u00e4ssigkeitsbeiwert ist der Proportionalit\u00e4tsfaktor zwischen der Filtergeschwindigkeit v<sub>f<\/sub> und dem hydraulischen Gradienten I.<\/p>\n<p>k f = v f I = Q I \u00b7 A \u2003\u2003 m s<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>v<sub>f<\/sub><\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Filtergeschwindigkeit (= spezifischer Durchfluss q)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>I<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>hydraulischer Gradient<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Q<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Durchflussrate<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>A<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>durchflossene Fl\u00e4che<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Der Durchl\u00e4ssigkeitsbeiwert charakterisiert den Widerstand, den ein durchflossenes Medium (hier: Kornger\u00fcst) dem Fluid (hier: Wasser) entgegenbringt. Er h\u00e4ngt von den Eigenschaften des Wassers (Dichte, Temperatur, Viskosit\u00e4t) und des Kornger\u00fcstes (Porosit\u00e4t) ab.<\/p>\n<p>Im internationalen Schrifttum wird K zur Kennzeichnung des Durchl\u00e4ssigkeitsbeiwerts verwendet, w\u00e4hrend in Deutschland in der DIN 4049 die Bezeichnung k<sub>f<\/sub> vorgeschlagen wird.<\/p>\n<p><strong>Transmissivit\u00e4t, T<\/strong><\/p>\n<p>Die Transmissivit\u00e4t ist das Produkt aus dem Durchl\u00e4ssigkeitsbeiwert k<sub>f<\/sub> und der Grundwasserm\u00e4chtigkeit M.<\/p>\n<p>T = k f \u00b7 M \u2003\u2003 m 2 s<\/p>\n<p>W\u00e4hrend im gespannten Grundwassleiter die Transmissivit\u00e4t konstant ist, ist im ungespannten Grundwasserleiter die Transmissivit\u00e4t eine ver\u00e4nderliche Gr\u00f6\u00dfe, die von der H\u00f6he des Grundwasserspiegels abh\u00e4ngt.<\/p>\n<p><strong>Spezifischer Speicherkoeffizient, S<sub>s <\/sub><\/strong><\/p>\n<p>Der spezifische Speicherkoeffizient ist definiert als die \u00c4nderung des gespeicherten Wasservolumens eines Grundwasserraumes bei \u00c4nderung der Stand\u00adrohrspiegelh\u00f6he um 1 m, dividiert durch das Volumen des betrachteten Grundwasserleiterelementes.<\/p>\n<p>S s = \u0394V V \u00b7 \u0394s \u2003\u2003 1 m<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td>\u0394V<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>\u00c4nderung des gespeicherten Wasservolumens<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>V<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Volumen des Aquiferelements<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>\u0394s<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>\u00c4nderung der Standrohrspiegelh\u00f6he<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><strong>Speicherkoeffizient, S <\/strong><\/p>\n<p>Der Speicherkoeffizient ist das Integral des spezifischen Speicherkoeffizienten \u00fcber die Grundwasserm\u00e4chtigkeit M, bzw. das dimensionslose Produkt aus der Grundwasserm\u00e4chtigkeit und dem mittleren spezifischen Speicherkoeffizienten.<\/p>\n<p>S = \u222b 0 M S s ( x ) \u00a0 dx = S \u00af s \u00b7 M<\/p>\n<p>Im ungespannten Grundwasserleiter entspricht der Speicherkoeffizient dem Durchflusswirksamen Hohlraumanteil, n<sub>f<\/sub>. Im gespannten Grundwasserleiter wird der Speicherkoeffizient nur von der Kompressibilit\u00e4t des Grundwassers und der Elastizit\u00e4t des Kornger\u00fcstes bestimmt und ist daher um mehrere Zehnerpotenzen kleiner, als im ungespannten Grundwasser.<\/p>\n<p><strong>Leakagekoeffizient, L <\/strong><\/p>\n<p>Der Leakagekoeffizient wird allgemein auf Aquitarden (Geringleiter) angewendet, die entweder einen Aquifer \u00fcberlagern oder verschiedene Aquifere hydraulisch trennen. Er ist der Quotient aus Durchl\u00e4ssigkeit k<sub>f<\/sub>&#8218; und M\u00e4chtigkeit M&#8216; der Aquitarde:<\/p>\n<p>L = k f &#8218; M &#8218; \u2003\u2003 1 s<\/p>\n<p>Mit dem Leakagekoeffizient kann beispielsweise die in- oder exfiltrierende Grundwassermenge aus oder in einen Vorfluter oder von einem Aquifer mit h\u00f6herem hydraulischen Potential in einem mit niedrigerem berechnet werden, wobei die Menge Q proportional zur Differenz Vorfluth\u00f6he (bzw. Standrohrspiegelh\u00f6he) h&#8216; und Grundwasserh\u00f6he h ist. A ist hier die aus\u00adtausch\u00adwirksamme Sohlfl\u00e4che des Vorfluters.<\/p>\n<p>Q = L \u00b7 A \u00b7 ( h &#8218; \u00b7 h ) \u2003\u2003 m 3 s<\/p>\n<p><strong>Leakagefaktor, B <\/strong><\/p>\n<p>Bei einem halbgespannten Aquifer wird f\u00fcr eine \u00fcberlagernde Aquitarde auch der Leakagefaktor als Ma\u00df f\u00fcr die Durchl\u00e4ssigkeit verwendet. Er ist die Wurzel aus dem Quotient der Transmissivit\u00e4t und dem Leakagekoeffizient:<\/p>\n<p>B = T L \u2003\u2003 [ m ]<\/p>\n<p><strong>Symbolverzeichnis<\/strong><\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td colspan=\"4\"><strong>Grundwasser<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>A<\/td>\n<td>[m<sup>2<\/sup>]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Durchflussfl\u00e4che<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>B<\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Leakagefaktor<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>h<\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Grundwasserh\u00f6he<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>h<sub>0<\/sub><\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Grundwasserh\u00f6he vor Pumpbeginn<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>H<\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>durchflossene M\u00e4chtigkeit eines ungespannten Grundwasserleiters<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>I<\/td>\n<td>[-]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Gradient<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>k<sub>f<\/sub><\/td>\n<td>[m\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Durchl\u00e4ssigkeitsbeiwert<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>M<\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>M\u00e4chtigkeit<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>n<\/td>\n<td>[-]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Porosit\u00e4t<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>n<sub>f<\/sub><\/td>\n<td>[-]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Durchflusswirksamer Hohlraumanteil<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>n<sub>sp<\/sub><\/td>\n<td>[-]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>speichernutzbarer Hohlraumanteil<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>L<\/td>\n<td>[s<sup>-1<\/sup>]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Leakagekoeffizient<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>P<\/td>\n<td>[-]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Randbedingung bei Superposition realer und imagin\u00e4rer Brunnen<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Q<\/td>\n<td>[m<sup>3<\/sup>\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Durchfluss- oder Entnahmerate<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>q<\/td>\n<td>[m\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>spezifischer Durchfluss<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>r<\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>radiale Koordinate, Abstand Brunnen Messstelle<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>r<sub>w<\/sub><\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Brunnenradius (englisch: well)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>r<sub>c<\/sub><\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Radius des Vollrohrs bzw. Bohrlochs (englisch: casing)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>R<\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Reichweite eines Absenkungstrichters<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>s<\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Absenkung<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>S<\/td>\n<td>[-]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Speicherkoeffizient<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>S<sub>s<\/sub><\/td>\n<td>[-]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>spezifischer Speicherkoeffizient<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>t<\/td>\n<td>[s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Zeit<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>T<\/td>\n<td>[m<sup>2<\/sup>\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Transmissivit\u00e4t<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>v<\/td>\n<td>[m\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Geschwindigkeit<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>v<sub>f<\/sub><\/td>\n<td>[m\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Filtergeschwindigkeit<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>v<sub>n<\/sub><\/td>\n<td>[m\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Porengeschwindigkeit<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>x<\/td>\n<td>[-]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Integrationskonstante<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td colspan=\"4\"><strong>Brunnenbau<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>A<sub>F<\/sub><\/td>\n<td>[m<sup>2<\/sup>]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>offene Filterfl\u00e4che eines Brunnenrohres<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>d<sub>a<\/sub><\/td>\n<td>[mm]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>kleinster Korndurchmesser der \u00e4u\u00dferen Kiessch\u00fcttung<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>d<sub>B<\/sub><\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Bohrenddurchmesser<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>d<sub>i<\/sub><\/td>\n<td>[mm]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>kleinster Korndurchmesser der inneren Kiessch\u00fcttung<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>d<sub>F<\/sub><\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Filterrohrdurchmesser<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>d<sub>k<\/sub><\/td>\n<td>[mm]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Kennkorn einer Siebanalyse<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>d<sub>w<\/sub><\/td>\n<td>[mm]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>wirksamer Korndurchmesser nach HAZEN (entspricht dem d75-Korndurchmesser des Aquifers multipliziert mit dem Filterfaktor f = 4,5)<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>f<\/td>\n<td>[-]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Filterfaktor<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>H<\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>wassererf\u00fcllte M\u00e4chtigkeit eines ungespannten Aquifers<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>L<sub>F<\/sub><\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Filterl\u00e4nge<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Q<sub>a<\/sub><\/td>\n<td>[m<sup>3<\/sup>\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Wasserandrang, Ergiebigkeit<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Q<sub>F<\/sub>F<\/td>\n<td>[m<sup>3<\/sup>\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Fassungsverm\u00f6gen eines Bohrlochzylinders<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>r<sub>B<\/sub><\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Bohrlochradius<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Re<sub>k<\/sub><\/td>\n<td>[-]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Reynoldszahl f\u00fcr laminares Einstr\u00f6men im Brunnenfilter<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>r<sub>F<\/sub><\/td>\n<td>[m]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Filterrohrradius<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>s<sub>w<\/sub><\/td>\n<td>[mm]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>Schlitzweite des Filterrohrs<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>v<sub>krit<\/sub><\/td>\n<td>[m\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>kritische Eintrittsgeschwindigkeit am Filterrohr, ab der die Str\u00f6mung turbulent wird<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>v<sub>max<\/sub><\/td>\n<td>[m\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>maximale Eintrittsgeschwindigkeit an der Bohrlochwand, ab der die Str\u00f6mung turbulent wird.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>\u03bd<\/td>\n<td>[m<sup>2<\/sup>\/s]<\/td>\n<td>:<\/td>\n<td>kinematische Viskosit\u00e4t des Wassers<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>\u00a9 Dr. Peter Hanstein 1996 \u2013 2020<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/section>\n<\/div><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":386,"menu_order":3,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO Premium plugin v19.1 (Yoast SEO v22.1) - 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