Grundwasser Grundwasserförderung: Dimensionierung von Filterbrunnen Leistungssteigerung von Brunnen Uferfiltration Grundwasseranreicherung.

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1 Grundwasser Grundwasserförderung: Dimensionierung von Filterbrunnen Leistungssteigerung von Brunnen Uferfiltration Grundwasseranreicherung

2 GWSp. Bohrloch oder Unterwasserpumpe Kiesstütz- und Filterschicht Schlammsack

3 Kiesstützschichten in einem Filterbrunnen
Stahlfilterrohr Gewachsener Boden

4 Betriebswasserspiegel Ruhewasserspiegel
Hangquelle

5 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?

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

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

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

9 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

10 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

11 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 × 75 .

12 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

13 Beispiel einer Brunnendimensionierung

14 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

15 Horizontalfilterbrunnen
Brunnenschacht Gewachsener Boden GWSp. Horizontaler Fassungsstrang

16 Filterarm mit Filterkörnung Gewachsener Boden Grundwasserträger Stützschicht mit Filterkörnung Brunnen

17 Uferfiltration WV Zürich, 1993

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

19 Seewasserfassung Ansaugkorb mit Rohwasserpumpwerk Fischgitter
Fester Seegrund Rohwasserpumpwerk Schwallentlastung Bodenschlamm Seekreide Ansaugkorb mit Fischgitter m tief 10 m über Grund