Grundwasser Grundwasserförderung: Dimensionierung von Filterbrunnen Leistungssteigerung von Brunnen Uferfiltration Grundwasseranreicherung

GWSp. Bohrloch oder Unterwasserpumpe Kiesstütz- und Filterschicht Schlammsack

Kiesstützschichten in einem Filterbrunnen Stahlfilterrohr Gewachsener Boden

Betriebswasserspiegel Ruhewasserspiegel Hangquelle

Filterbrunnen Ungespanntes Grundwasser Vollkommener Brunnen homogener, isotroper, sickerfähiger Boden Was bestimmt die mögliche Leistung des Brunnens? Welche Dimensionen hat der Brunnen? Welche Reichweite hat der Brunnen?

h QB Brunnen Niederschlag N Ruhespiegel Fliessrichtung des Wassers konzentrisch k h H r hB r r

Niederschlag + Zufluss = Brunnenleistung QB Niederschlag N Darcy Zufluss des Wassers Systemgrenze Niederschlag + Zufluss = Brunnenleistung

Bilanz: Randbedingungen: Lösung: (N = 0 > Dupuit)

Reichweite R: dh dr v = h(R) H ® Q k H h N R r = × - + æ è ç ö ø ÷ p ( h(R) H ® Q R N B = × p 2 Q k H h N R r B = × - + æ è ç ö ø ÷ p ( ) ln 2

Filtergeschwindigkeit vB Nach Dupuit wird QB maximal für hB Þ 0, die Filtergeschwindigkeit vB wird gross, die Strömung reisst Sand mit. Begrenzung der Filtergeschwindigkeit nach Sichardt v k s B £ ® 15 5 m 0.5 . Q r h k SF B £ × 2 15 1 p SF = Sicherheitsfaktor

Q k H h N R r = × - + æ è ç ö ø ÷ p ( ) ln Ê Dupuit Ë Reichweite Q r h B = × - + æ è ç ö ø ÷ p ( ) ln 2 Ê Dupuit Ë Reichweite Q R N B = × p 2 Q r h k SF B £ × 2 15 1 p Ì Sichardt Í Darcy h H B ³ × 75 .

Dimensionierung eines Filterbrunnens Gewählt: QB erforderlich Unbekannt: rB, hB, R Gegeben: H, k, N Vorgehen 1. Berechne R mit Gleichung Ë 2. Wähle hB nach Gleichung Í 3. Berechne rB,min mit Gleichung Ê 4. Überprüfe rB mit Gleichung Ì

Beispiel einer Brunnendimensionierung

in m Erforderlicher Radius rB des Brunnens 2.0 nach Sichhardt Möglicher Bereich 1.5 1.0 0.5 nach Dupuit 0.0 0.05 0.1 0.15 0.2 Förderleistung QB des Brunnens in m3s-1

Horizontalfilterbrunnen Brunnenschacht Gewachsener Boden GWSp. Horizontaler Fassungsstrang

Filterarm mit Filterkörnung Gewachsener Boden Grundwasserträger Stützschicht mit Filterkörnung Brunnen

Uferfiltration WV Zürich, 1993

Grundwasseranreicherungsbecken Zulauf mit Belüftungskaskade Sickerfähige Schicht Grundwasser Anreicherungsbecken Filtersand Stütz- und Verteilschicht

Seewasserfassung Ansaugkorb mit Rohwasserpumpwerk Fischgitter Fester Seegrund Rohwasserpumpwerk Schwallentlastung Bodenschlamm Seekreide Ansaugkorb mit Fischgitter 30 - 60 m tief 10 m über Grund