Pumpversuch und Brunnenbau

Ein Pumpversuch ist ein hydrogeologisches Testverfahren, bei dem über einen längeren Zeitraum mit konstanter Förderrate Grundwasser aus einem oder mehreren Brunnen entnommen wird. Dadurch senkt der Wasserspiegel in der Entnahmestelle und in deren Umgebung ab und es bildet sich ein Absenktrichter. Das Ziel ist die Ermittlung der Grundwasserleiterkennwerte, der Leistungscharakteristik eines Brunnens und der Inhaltsstoffe des Grundwassers. 

Aufgrund dessen unterscheidet man drei Typen dieses Verfahrens: den hydrologischen Pumpversuch, den Leistungspumpversuch und den Immissionspumpversuch. Der Durchführung nach werden Pumpversuche in zwei Gruppen geteilt – nämlich in stationäre und instationäre.

Der Brunnenbau

Der Brunnenbau ist ein Vorgang, bei dem ein Loch in den Boden für die Extraktion der natürlichen Ressourcen wie Grundwasser, Sole, Erdgas oder Erdöl gebohrt wird. Dieser Vorgang dient zur Injektion einer Flüssigkeit von der Oberfläche in ein Untergrundreservoir oder zur Auswertung der Untergrundformationen oder der Überwachung. Das Bohren zur Erforschung des Untergrundes wird am besten als Erkundungsbohrungsverfahren bezeichnet.

Die frühesten Brunnen waren Wasserbrunnen, flache Gruben, die von Hand in Gebieten gegraben wurden, wo sich der Grundwasserspiegel an die Oberfläche näherte. Die Brunnen wurden meist mit Mauerwerk oder Holzwänden gebaut, die den Innenraum bedeckten, um den Zusammenbruch zu verhindern. Moderne Bohrtechniken nutzen lange Bohrschächte, wodurch die Löcher viel schmaler und tiefer werden, als durch das Graben. Brunnenbohrungen können entweder manuell oder mechanisch durchgeführt werden und die Art der notwendigen Ausrüstung variiert von extrem einfach und billig bis sehr anspruchsvoll.

Er werden folgende Bauarten gebraucht: Schachtbrunnen, Ramm- und Schlagbrunnen, Bohrbrunnen und Horizonatalfilterbrunnen. Schachtbrunnen bestehen aus einem Schacht, der bis ins Grundwasser reicht. Sie werden maximal bis zu 10 Metern Tiefe gebaut. Bohrbrunnen werden mit einer Flachbohrung gebaut und dienen u.a. zur Trinkwassergewinnung. Ramm- oder Schlagbrunnen haben den Namen der Art des Bauens zu verdanken, denn hierbei wird nämlich ein Rohr in den Boden gerammt. Mit Horizontalfilterbrunnen gewinnt man Wasser durch Rohre, die horizontal verlaufen. 

Das Verfahren Pumpversuch erklärt

Pumpversuche sind die bedeutsamsten und zur gleichen Zeit kostenaufwendigsten Verfahren der Grundwassererkundung. Wegen des hohen finanziellen, zeitlichen und apparativen Aufwands ist eine besonders vorsichtige Planung und Realisierung des Versuches notwendig. Pumpversuche werden gemacht, um aus den Veränderungen der Wasserstände in den Messorten, sowie der Temperatur und Beschaffenheit des geförderten Wassers, betriebstechnische und geohydraulische Informationen zu gewinnen. Bei Pumpversuchen wird aus einem Brunnen über eine längere Zeit Grundwasser entnommen. Zur gleichen Zeit wird die Absenkung im Brunnen und eventuell in den benachbarten Messstellen beobachtet. Mittels Absenkungsbeträgen lassen sich die Ergiebigkeit eines Brunnens oder die hydraulischen Merkmale eines Grundwasserleiters ermitteln. 

Pumpversuch Untergliederung:

  • Langzeitpumpversuch (Aquifertest) dient der Identifikation des Strömungssystems, der Feststellung von Aquifer- und Brunneneigenschaften sowie der Bestimmung des Absenkungstrichters und der Entnahmebreite. Dabei sollten die Wasserstände auch in umliegenden Beobachtungsmessstellen erfasst werden. Der Versuch wird über mehrere Tage oder Wochen einstufig mit konstanter Entnahmerate gefahren. 
  • Kurzpumpversuch (Pumptest) dient auch der Ermittlung der hydraulischen Kenndaten des Aquifers. Als Kurzpumpversuche werden kürzere Pumpversuche von ein bis drei Tagen bezeichnet. 
  • Stufenpumpversuche (Brunnentests) dienen vor allem der Ermittlung von Brunnenverlusten und der Schaffung einer Leistungscharakteristik eines Brunnens. Häufig werden bei hydrogeologischen Untersuchungen zur Wasserversorgung Stufenpumpversuche (Brunnentests) durchgeführt. 
  • Gütepumpversuche: Versuche, die zur messstellenspezifischen Festlegung von Abpumpkriterien dienen. 
  • Pumpversuche zur Probenahme: Hier dient der Abpumpvorgang allein der Entnahme von Grundwasserproben. 

Durchführung eines Pumpversuch’s

Das herausgenommene Grundwasser ist im Grunde über eine Sickeranlage wiederum in oberflächennahes Grundwasser einzuleiten. Nur wenn hierfür ein unerträglicher Aufwand erforderlich wäre oder das nicht möglich ist, kann in einen Regenwasserkanal oder ein nahe gelegenes Oberflächengewässer abgeleitet werden. Das herausgenommene Grundwasser in einen Misch- oder Schmutzwasserkanal einzuleiten ist nicht erlaubt. Es ist wichtig, dass ins Gewässer nur unverschmutztes Grundwasser eingeleitet wird. Die Einleitungsstelle muss befestigt werden. Nach Beendigung des Pumpversuchs muss der frühere Zustand wiederhergestellt werden, d.h. die Befestigung der Einleitungsstelle sowie andere Teile, die das Grundwasser oder Gewässer beeinflussen, müssen entfernt werden.