Bohrbrunnen entwickeln

[Dennis1]

Hallo Leute,

habe nun meinen Bohrbrunnen vom Herbst letzten Jahres in Betrieb genommen, hab die letzten 3 Tage immer 1 bis 2 Stunden die Pumpe laufen lassen.

Am 1. Tag nur trüb.
Am 2. Tag wurde das Wasser irgendwann Klar, kurz danach wieder trüb.
Am 3. Tag klares Wasser, aber nicht direkt von Anfanf an.

Bin mir unsicher wie ich da am besten weitermache.

Pumpe hängt in 18 - 19 Meter Tiefe mit selbstgebautem Kühlmantel, Grundwasser bei ca. 3 Metern, Boden angeblich überall Schiefer nach den ersten 2, 3 Metern.

Will nun auf einen dickeren Gartenschlauch wechseln und mal mit 2, 3, Schläuchen parallel laufen lassen. Dazu die Pumpdauer erhöhen.

Gibts da Tipps zur Vorgehensweise?

Mein Brunnenbauer sagte, einfach erstmal jeden Tag etwas Laufen lassen.
Da ich diesen aber mittlerweile nicht mehr als Fachmann bezeichnen würde, wäre ich dankbar für ein paar Tipps von euch!

Soweit ich weiß, soll man die Menge ja langsam steigern und den Wasserstand beobachten.

Freue mich auf eure Rückmeldungen!


LG

Dennis

[Thoralf]

Moin Dennis,

es gibt dafür das DVGW-Merkblatt W 119 (2002-12) Entwickeln von Brunnen durch Entsanden - Anforderungen, Verfahren, Restsandgehalte
(Leider nicht kostenlos erhältlich.)

Ich zitiere mal auszugsweise - und beachte beim Lesen bitte: ich bin kein Brunnenbauer - für tiefgehende Hinweise zum Vorgehen gibt es bessere Leute hier im Forum.

Aber vielleicht eine technische Erklärung von mir: Du hast einen zylinderförmigen Bereich um Dein Filterrohr herum, aus dem halbwegs gleichmäßig das Wasser heranströmt. Je schneller die Wasserströmung ist, desto besser kann sie feine Körnchen fördern. Direkt an den Filterschlitzen ist ist Strömungsgeschwindigkeit am größten, sie nimmt indirekt proportional mit dem zunehmendem Abstan ~ 1/r ab. Der einfachste Fall ist: du steigerst den Durchfluss bis zum geplanten Betriebspunkt (wahrscheinlich Pumpe mit freiem Auslauf) Dann werden die feinen Körner aus dem Korngerüst soweit herausgelöst, wie es die Strömung erlaubt. Das ist das unter Klarpumpen beschriebene. Idealerweise hast Du am Ende des Klarpumpens ein stabiles Korngerüst der verbleibenden größeren Körner und die Sttrömung kann keine kleineren Körner mehr herauslösen.
Wenn Du intermittierend mit wesentlich stärkerem Durchfluss und anschließendem Rückströmen pumpst, dann ist das Schocken und Du erzeugst irgendwelche Verwirbelungen im Untergrund und entfernst das Feinkorn in einem etwas größeren Radius.

Und dann sind da auch Risiken beschrieben, wenn man es mit dem Entsanden übertreibt...

Aber vielleicht melder sich noch jemand mit praktischer Erfahrung, das folgende ist "nur" Lehrbuch... (bzw. Merkblatt)

================================================================================

Klarpumpen
Das Klarpumpen ist keine Entsandungsmaßnahme, es dient folgenden Zwecken:

• Entfernung der durch die Bohr- und Brunnenausbauarbeiten unvermeidbar eingetragenen Stoffe, insbesondere Spülungsrückstände. Faktoren, die zum Eindringen der Spülung ins Gebirge beitragen sind:
  –Spülungsdruck (Differenz zwischen Spülungsspiegel und Grundwasserspiegel)
  –Falsche Spülungszusammensetzung
  –Bohr- und Standzeiten
  –Nichtberücksichtigung der Quellzeiten
  –Nichteinhaltung der Bohrparameter (z. B. Auftriebs- und Sinkgeschwindigkeiten)
• Orientierungshilfe für die Planung des späteren Brunnentests
• Entscheidungsgrundlage über Umfang und Methode von Entsandungsmaßnahmen
• Säubern von Brunnen und Grundwassermessstellen, die z. B. länger außer Betrieb waren

Das Klarpumpen erfolgt im unmittelbaren Anschluss an den Ausbau des Brunnens bzw. der Grundwassermessstelle, da jede Verzögerung die Gefahr der Kolmation erhöht.

Das Klarpumpen sollte immer mit gedrosseltem Volumenstrom (geschlossener Schieber) beginnen, um brunnengefährdende Setzungen und Druckverhältnisse aufgrund zu hoher Absenkungen zu vermeiden. Die Drosselung ist erforderlich, da die Steigleitung noch nicht mit Wasser gefüllt ist und somit die Fördereinrichtung mit vollem Volumenstrom gegen Null Förderhöhe anläuft.

Beim Klarpumpen ist ein Volumenstrom anzustreben, der möglichst über QBetr. liegt. Wenn es die Fördereinrichtung und die hydraulischen Verhältnisse des Brunnens zulassen, sollte der Volumenstrom mit abnehmender Trübung langsam auf QBetr. erhöht werden. QBetr. wird in der Regel vom Betreiber vorgegeben.

Der Volumenstrom wird über Messwehre oder Wasserzähler vor oder nach den Sandfangbehältern gemessen.

Das Klarpumpen wird beendet, wenn nur noch sehr geringe Fest- und Trübstoffmengen gefördert werden.

=================================================================================
Aufgaben des Entwickelns durch Entsanden

Das Entsanden eines Brunnens stellt nach Ende der Ausbauarbeiten eine wichtige Maßnahme zur Entwicklung des Brunnens dar, die im Leistungsverzeichnis in gesonderten Positionen aufzuführen ist. Das Entwickeln hat dabei folgende Aufgaben:

• Verhinderung einer späteren Sandführung, so dass die Richtwerte für den Restsandgehalt im Brunnenwasser nicht überschritten werden
• Vergrößerung des Porenraumes des Grundwasserleiters im Nahbereich des Brunnens durch Entfernen der Feinanteile; der Effekt ist um so größer, je höher der Ungleichförmigkeitsfaktor des Grundwasserleiters ist
• Entfernung der beim Bohrvorgang eingetragenen Stoffe aus dem Grundwasserleiter

================================================================================
Entsandungsfähigkeit/-risiken

Die fachgerechte Bemessung und der Ausbau des Brunnens ist für die Entsandungsfähigkeit und den Entsandungserfolg von grundlegender Bedeutung [DVGW W 113 (M), DVGW W 121 (A), DVGW W 123 (A)]. Die Entsandungsfähigkeit eines Brunnens ist abhängig von der Größe des Ringraumes zwischen Bohrlochwand und Filterrohr sowie vom Grad der Ungleichförmigkeit des angrenzenden Grundwasserleiters.

Jede Entsandungsmaßnahme setzt voraus, dass das zu entsandende Unterkorn problemlos die Filtersand/-kiesschüttung und die Filterschlitze passieren kann. Hat der Brunnen eine im Verhältnis zum anstehenden Untergrund (teilweise oder durchgehend) zu feine Schüttung, so führt jede Entsandungsmaßnahme zwangsläufig zur Kolmation. Die Folgen sind eine Senkung der förderbaren Rohwassermenge und eine beschleunigte Brunnenalterung. Bei extremen Absenkungen kann dies zum Kollabieren der Brunnenverrohrung führen.

====================================================================
Entsandungsverfahren

Anm: Da folgen dann Ausführungen u.a. über das Kolben und das Schocken sowie über abschnittsweise Verfahren (die hier wahrscheinlich nicht in Frage kommen). Wahrscheinlich sollte das normale Entwickeln des Brunnens reichen.

Kolben ist von der Beschreibung her irgendwie in Richtung einer Kiespumpe.

Intermittierendes Abpumpen (Schocken)

Beim Schocken wird die Fördereinrichtung abwechselnd ein- und ausgeschaltet. Nach dem Ausschalten strömt das in der Steigleitung befindliche Wasser in den Brunnen zurück und zerstört die aufgebauten Kornbrücken. Bei den Unterwassermotorpumpen muss hierzu allerdings das Rückschlagventil ausgebaut sein.

Die Intervalle beim Ein- und Ausschalten sind so zu wählen, dass der maximal mögliche abgesenkte Wasserspiegel (Beharrungszustand) beim Abpumpen bzw. der Ruhewasserspiegel annähernd erreicht wird.

Insbesondere beim Abpumpen mittels Unterwassermotorpumpe führt die Charakteristik der Förderkurve (Q-H-Linie) zu einem echten Anreißen des Wassers, da sie bei leergelaufener Steigleitung mit Null-Förderhöhe H und entsprechend maximalem Q anläuft (siehe 4.1), was den Entsandungserfolg steigert.

Die Wirkung des zurückfließenden Wassers kann gesteigert werden, wenn man in einen Druckkessel abpumpt, der das Wasser beim Ausschalten der Pumpe mit höherem Druck in den Brunnen zurückleitet. Wegen der auftretenden Sogwirkung ist auf eine Belüftung der Steigleitung zu achten.

HTH und LG
Thoralf

[Dennis1]

Danke für die ausführlichen Informationen!

Hab heute wieder etwas gepumpt, und das Wasser ist mittlerweile richtig klar .

Wie kann ich denn eigentlich am besten überprüfen, wieviel Sand evtl. noch im Wasser enthalten ist?

Habe gelesen, 1gr. / m3 ist OK?

Aktuell schließe ich den Schlauch ans Fallrohr an um das Wasser darüber abzuleiten.


Gruß

Dennis

[Thoralf]

Moin Dennis,

Dafür gibt es das DVGW-Arbeitsblatt W 111 Pumpversuche bei der Wassererschließung

Sandfreiheit
Für die Beurteilung der Sandfreiheit sind zwei Betriebspunkte des Pumpversuches an dauerhaft zu nutzenden Betriebsbrunnen ausschlaggebend:
1. der Restsandgehalt unter Einfluss des Einschaltens der Pumpe oder der Erhöhung des Volumen­stromes
2. der Sandgehalt im Dauerbetrieb vor Beendigung der Pumpstufe bei der Betriebsfördermenge

Der Restsandgehalt im ersten Fall darf 20 ml/m³ nicht überschreiten, ist jedoch abhängig von den Brunnenanforderungen des Auftraggebers (siehe DVGW W 119 (M)). Gemessen wird nach Einschalten der Pumpe oder Änderung der Fördermenge, nach Förderung des 1,5fachen Steigrohrinhaltes, bei einem Durchsatz von 1 m³. Der Restsandgehalt im Fall 2 ist im DVGW W 119 (M) geregelt.

Werden beide Kriterien erfüllt, sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich.

In DVGW- Merkblatt W 119 Entwickeln von Brunnen durch Entsanden - Anforderungen, Verfahren, Restsandgehalte steht:

• nur Sandmengen > 0,063 mm (das ist m.E. so fein, dass es in der Praxis keine Rolle spielen sollte)
• Es gibt Nass- und Trockenmessung
• Nassmessung: Die Nassmessung soll für die überschlägige Ermittlung des Sandgehaltes zur Begleitung von Entsandungsmaßnahmen eingesetzt werden. Das Sand-/Wassergemisch wird aus dem Auffangbehälter/Filter in ein Spitzglas (Imhofftrichter) gefüllt und nach dem Absetzvorgang das Volumen der Feststoffe abgelesen.
• Trockenmessung: Die Trockenmessung wird bei der Abnahme von Brunnenbauwerken durchgeführt. Auch hier wird das Sand-/Wassergemisch im Spitzglas durch Absetzen getrennt. Der Sand wird im Trockenschrank bei 105 ° C getrocknet und anschließend mit einer Laborwaage gewogen.
• Zwischen dem Nassvolumen des Sandes in ml und dem Trockensandgehalt in g/m3 lassen sich keine eindeutigen Beziehungen herstellen, die eine sichere Umrechnung durch einen festen Faktor ermöglichen.

Zur Probenentnahme ist wahrscheinlich am einfachsten die Eimermethode aus DVGW W119:

Es werden mindestens drei Eimer mit einem Inhalt von 10 l sowie entsprechend viele Spitzgläser mit 1 l Inhalt und einer Messeinteilung mit einer Genauigkeit von 0,1 ml bis in die Spitze des Glases benötigt.

Für die Probenentnahme werden mit den Eimern 3 mal 10 l Wasser entnommen und die Feststoffe zum Absetzen gebracht. Nach ca. 5 min können 9 l Wasser in jedem Eimer vorsichtig ausgeleert werden. Das restliche Wasser aus jedem Eimer wird mit den Feststoffen zusammen in jeweils ein Spitzglas geleert. Dort müssen sich die Feststoffe ebenfalls absetzen. Die Menge kann dann, in der lockersten Lagerung, in cm3 bzw. ml abgelesen werden. In den drei Spitzgläsern müssen ungefähr die gleichen Feststoffmengen gemessen werden. Ist das nicht der Fall, ist die Messung zu wiederholen.

Ich vermute, statt Spitzgläsern eignen sich auch Messzylinder o.ä. Die Nassmessung ist ohnehin nur die schnelle Messung. Zur Abnahme dient dann die Trockenmessung, die ein Trocknen und Abwiegen des Sandes erfordert.

Maximale Restsandgehalte, je nach Anforderung an den Brunnen:

Anforderung	Feststoffgehalt beim Pumpen nach längerer Förderdauer	Feststoffgehalt kurz nach dem Einschalten der Pumpe beim Schocken	Sandgehalt im Trockenversuch, nach längerem konstanten Laufenlassen der Pumpe
Hoch	0,1 ml/m³	1 ml/m³	< 0,01 g/m³
Mittel	1 ml/m³	10 ml/m³	< 0,1 g/m³
Gering	2 ml/m³	20 ml/m³	< 0,3 g/m³

Hohe Anforderungen: wenn selbst eine geringe Sandführung den Betrieb der Versorgungsanlagen erheblich stören würde
Mittlere Anforderungen: wenn größere Störungen der Versorgung nicht zu befürchten sind
Geringe Anforderungen: Mindestanforderungen für Brunnen.

Trübungen können selbst nach erreichter Sandfreiheit im geförderten Rohwasser immer noch vorhanden sein. In diesem Fall eignet sich zur Reduzierung der Trübung ggf. die Weiterführung der Entsandungsmaßnahmen mit einer geringeren Fördermenge und längerer Pumpzeit bzw. ein längeres Klarpumpen.

Die Entsandung wird abgebrochen bei

• Der Sandgehalt im Entsandungsabschnitt unterschreitet den 10fachen Wert des geforderten Restsandgehaltes bei 5facher Anströmgeschwindigkeit
• Der geforderte Restsandgehalt wird nicht unterschritten, jedoch lässt eine Fortführung der Entsandungsmaßnahme in diesem Abschnitt keinen weiteren Entsandungsfortschritt mehr erwarten.
• Auftretende bzw. zu erwartende Schäden an dem Bauwerk

LG und HTH
Thoralf

[Plunschmeister]

habe nun meinen Bohrbrunnen vom Herbst letzten Jahres in Betrieb genommen, hab die letzten 3 Tage immer 1 bis 2 Stunden die Pumpe laufen lassen.

Im Festgestein ist das m.M.n OK.

Hab heute wieder etwas gepumpt, und das Wasser ist mittlerweile richtig klar .

Im Schiefer kann aber immer mal wieder eine Trübung auftreten.

Wurde eigentlich eine Kiesschüttung gemacht und ist dir etwas über die Filterschlitzweite der Filterrohre bekannt?

[Dennis1]

Hallo ihr zwei,

@ Thoralf, danke für die ganzen Infos.

@ Plunschmeister, ja Filterkies habe ich, 2 Schubkarren voll sagte man mir.
Schlitzweite ist nicht bekannt.

Habe gestern mit meinem Bruder gesprochen der in der Nähe wohnt, bei seiner Erdwärme Bohrung hatten sie auch das schwarze Material wie bei mir.
Da wird es als "Tonstein, halbfest, schwarz" bezeichnet.

Also ist es bei mir wahrscheinlich auch nur "halbfest" .

Du schreibst, dass meine Vorgehensweise im Festgestein OK ist.
Weil es weniger Sand aus dem Boden zu holen gilt?

Weißt du wieso, es im Schiefergestein zu Trübungen kommen kann?


Gruß

Dennis

[Plunschmeister]

Moin,

Weißt du wieso, es im Schiefergestein zu Trübungen kommen kann?

Die Trübung hängt wohl hauptsächlich von der Zusammensetzung ab, denn es gibt ja verschiedene "Schieferarten".
https://de.wikipedia.org/wiki/Schiefer

Weil es weniger Sand aus dem Boden zu holen gilt?

Im Schiefergestein bewegt sich das GW durch Risse und Klüfte, hier ist eine Entsandung nur im näheren Umfeld möglich.