Für Stadtbewohner ist es unwahrscheinlich, einen Brunnen als Hauptwasserquelle zu nutzen, aber für diejenigen, die in ländlichen oder abgelegenen Gebieten leben, kann dies die einzige Option sein. Moderne private Brunnenwassersysteme haben im Vergleich zu älteren und neueren Methoden große Fortschritte in Bezug auf Effizienz und Zuverlässigkeit gemacht. Während kommunale Wasserversorgungssysteme weiterhin Hunderttausende und Millionen von Menschen in Großstädten mit Wasser versorgen, gibt es für Menschen und Hausbesitzer in abgelegeneren Gegenden unbestreitbare Vorteile, ein privates Brunnensystem zu besitzen.
Grundlagen zum Brunnen
Um zu verstehen, wie ein Brunnenwassersystem funktioniert, muss man zunächst wissen, woher das Wasser kommt. Grundwasser ist Wasser, das sich unter der Oberfläche durch Regenfälle und andere Niederschläge nach unten bewegt und dabei Risse und Spalten im Boden und Gestein füllt. Grundwasser macht fast das gesamte Wasser auf der Erde aus, mit Ausnahme von Meerwasser und gefrorenem Wasser, und macht etwa 95 % des gesamten Süßwassers aus.
Oberflächengewässer, wie Seen und Flüsse, machen 3 % des gesamten Süßwassers aus. Die Grundwasserneubildung hängt von einer Vielzahl von Umweltbedingungen ab. Grundwasser wird auf natürliche Weise gefiltert, kann aber verschmutzt werden, sobald es die Oberfläche erreicht. Das Grundwasser muss daher vor Verunreinigungen geschützt werden.
Wasserversorgung
Wasser ist unterirdisch in so genannten Grundwasserleitern vorhanden. Aquifere bestehen aus Gesteins- und Bodenschichten, durch die Wasser aus kleinen Poren fließt. Grundwasser kann von einem Grundwasserleiter zu einem anderen wandern. Im Allgemeinen folgt das Grundwasser in den einzelnen Grundwasserleitern einem durchlässigen Pfad vom Zufluss zum Abfluss.
Wenn ein Brunnen gegraben wird, besteht der einzige Zweck darin, tief in den Grundwasserleiter einzudringen und das Wasser zu sammeln und zu pumpen, wofür eine Brunnenpumpe benötigt wird. Die Lage des Grundwasserleiters und das Wasservolumen sind nur eine grobe Schätzung, so dass nicht genau bekannt ist, wo und wie tief der Brunnen gebohrt werden muss.
Häufigste Arten von Brunnen
Um von der Oberfläche aus an das Grundwasser heranzukommen, muss die Bodenoberfläche tief genug gegraben werden, um das Grundwasser zu erreichen. Das entstandene Loch wird als Brunnen bezeichnet. Es gibt drei gängige Arten von Brunnen: Bohrbrunnen, Rammbrunnen und Schachtbrunnen.
Gebohrte Brunnen
Die meisten modernen Brunnen sind Bohrbrunnen. Diese Bohrungen werden mit Seilbaggern (Perkussionsbohrungen) oder Drehbaggern (Luft- oder Hydraulikbohrungen) durchgeführt, die in der Regel auf einem Wagen, LKW oder Anhänger montiert sind.
Bohrbrunnen, die in Lockergestein aus körnigem Material wie Sand, Kies oder Ton eindringen, benötigen eine Verrohrung und Siebe, um das Einströmen von Sedimenten zu verhindern, das zu einem Einsturz führen kann. Der Raum um die Verrohrung herum muss ebenfalls mit Mörtel abgedichtet werden, da Wasser, das von der Oberfläche zur Verrohrung fließt, das Brunnenwasser verunreinigen kann.
Zu den Mörteln gehören reiner Zement und Bentonit-Ton. Brunnen, die für Wohnzwecke gebohrt werden, können bis zu 150 m tief sein. Einige Industriebrunnen können bis zu 900 Meter tief sein.
Angetriebene Brunnen
Angetriebene Brunnen sind relativ einfach herzustellen und erschwinglich. Dabei handelt es sich um vertikale Bohrungen, bei denen ein Rohr mit kleinem Durchmesser in geringer Tiefe in Sand oder Kies getrieben wird.
Vor dem Eintreiben der Verrohrung wird in der Regel ein Bohrlochsieb am Boden installiert, das den Wassereintritt ermöglicht und die wasserführende Formation an Ort und Stelle hält.
Angetriebene Brunnen sind in der Regel etwa 15 m tief, wenn sie von Hand angetrieben werden, und 30 m tief, wenn sie mechanisch angetrieben werden. Sie können daher nur Oberflächenwasser entnehmen und können leicht durch nahe gelegene Oberflächenwasserquellen verunreinigt werden, da sie Wasser aus oberflächennahen Grundwasserleitern beziehen.
Grabenbrunnen
In der Vergangenheit wurden Brunnen mit Handschaufeln oder Baggern bis unter den Grundwasserspiegel gegraben, bis das eindringende Wasser die Kapazität des Baggers überstieg. Das Loch wurde dann mit Steinen, Ziegeln oder Fliesen ausgekleidet, um einen Einsturz des Brunnens zu verhindern.
Moderne Schachtbrunnen werden mit mechanischen Geräten gegraben und sind in der Regel mit einer Betonplatte ausgekleidet. Diese Brunnen haben in der Regel einen größeren Durchmesser, können eine größere Fläche dem Grundwasserspiegel aussetzen und können tiefer unter dem Grundwasserspiegel gegraben werden als handgegrabene Brunnen. Sie können Wasser aus weniger durchlässigen Materialien wie feinem Sand oder Ton gewinnen, aber da sie flach sind und keine durchgehende Verrohrung haben, können sie durch nahe gelegene Oberflächenwasserquellen verunreinigt werden. Wenn der Grundwasserspiegel in einer Dürreperiode unter die Brunnensohle sinkt, können die ausgehobenen Brunnen austrocknen.
Die meisten modernen Brunnen werden gegraben, weil das Wasser in größerer Tiefe gewonnen werden kann. Gebohrte und getriebene Bohrungen bleiben jedoch erhalten, wenn die geologischen Bedingungen geeignet sind.