Beregnungsbrunnen für Sportplatzanlagen.
Moderne Sportstätten benötigt in Zeiten der globalen Erwärmung mit immer längeren Trockenperioden ein intensives Bewässerungsmanagement um die Bespielbarkeit der Rasen-, Asche- und Kunstrasenplätze dauerhaft zu gewährleisten und zu erhalten.
Dies erfordert mittlerweile die Maschine „Hochleistungsbrunnen“ mit hochwertigen Brunnenpumpen und leistungsfähiger Beregnungstechnik sowie einem Instandhaltungsmanagement. Den im Boden liegenden Brunnen muss dabei viel Beachtung geschenkt werden da er das dringend benötigte Wasser liefert.
Die Beregnungsbrunnen der Sportplatzanlagen sind meistens so alt wie die Sportanlage selbst und häufig stark gealterter. Diese Brunnen haben oft Probleme und sind schnell mit der Wasserförderung an der Leistungsgrenze angelangt. Vor allem die immer längeren Beregnungsintervalle in Trockenzeiten, sind ein Teil des Problems. Da die Brunnen bei ihrer Fertigstellung für oft viel geringere Förderleistungen gedacht waren, sind sie heute mit den verlangten Fördermengen überfordert und altern schneller.
Grundsätzlich ist die Verringerung der Wasserförderung durch die Verstopfung der Brunnenfilter verursacht. Der Grund für die sogenannte Brunnenalterung sind die mit dem Betriebsalter zunehmenden Leistungsminderungen. Diese werden überwiegend hervorgerufen durch Verockerungen oder Versinterungen in den Brunnenrohren, Filterschlitzen und Kiesfiltern sowie im angrenzenden Locker- oder Festgestein. Bei der so genannten Verockerung werden infolge biologisch induzierter Prozesse, chemische Ausfällungen als Eisen- und Manganoxide gebildet, die die Filterstrecken der Brunnen dauerhaft verschließen können. Je länger die anfänglichen weichen Ablagerungen im Brunnen verbleiben, werden daraus nach ca. einem bis zwei Jahren steinähnliche Inkrustierungen (z.B.Geotit), welche mechanisch nicht mehr und chemisch nur noch bedingt gelöst werden können. Die Folge ist ein Verlust der Förderfähigkeit des Brunnens.
Unter Verockerung versteht man die Ablagerung von Eisen, Mangan, Aluminium und Calcit welche durch biologische Prozesse hervorgerufen wird. Biologisch deshalb, weil durch im Grundwasser lebende Bakterien und andere Lebewesen die Inhaltsstoffe des Grundwassers verwertet werden und die Umwandlungsprodukte zu den Ablagerungserscheinungen im Brunnen führen. Dieser natürliche Prozess wird vor allem von Wasserwerken genutzt, denn die biologische Reinigung des Grundwassers durch die im Untergrund lebenden Organismen kostet nichts und ist höchst effektiv. Um Flusswasser in Trinkwasser zu verwandeln nutzt man sogenanntes Uferfiltrat. Dabei wird Flusswasser in ein nach unten offenes, mit Sand gefülltes Becken gepumpt und versickert. Das ins Grundwasser versickerte Flusswasser wird dabei von Feinstoffen gefiltert. Die Bakterien und Organismen im Grundwasser fressen dann die im Wasser verbliebenen Stoffe. Auch giftige Stoffe können diese Lebewesen umsetzten. Deshalb wird diese Methode sogar bei der Sanierung von Kontaminationen im Boden genutzt.
Warum lagern sich die Umwandlungsprodukte der Bakterien im Brunnen ab?
Wie Sie sich sicher vorstellen können ist das Leben im Untergrund mit dicht gelagertem Sand, Kies, Fels nicht so einfach. Die Bewegungsfreiheit ist wegen der minimalen Porenräume eingeschränkt. Also muss eine Bakterie von dem Leben was das Grundwasser beim Vorbeiströmen mittransportiert. Da das Grundwasser in der Regel langsam fließt, versucht das Bakterium sich an Orten aufzuhalten wo viel Wasser, schnell vorbei strömt. Da ist der Brunnen natürlich der ideale Lebensraum. Am Besten im Bereich der Kiesschüttung und an den Filterschlitzen. Hier wird das Grundwasser durch den Pumpbetrieb extrem beschleunigt und fördert somit in kurzer Zeit viel Nahrung für die Bakterien. Diese Bakterien siedeln deshalb an den Bereichen mit erhöhtem Wasserfluss und vermehren sich bei ausreichendem Nahrungsangebot relativ schnell. Die Ausscheidungsprodukte wie Eisen, Mangan, Aluminium und Calcit lagern sich in den Porenräumen der Kiesschüttung, den Filterschlitzen, im Gebirge, in der Unterwasserpumpe und der Steigleitung ab. Je größer die Ablagerungsquote desto geringer die Wasserförderung. Verockerungen sind also auch von der Wasserchemie abhängig. Je mehr Eisen oder Mangan im Wasser gelöst ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit der Verockerung.
Die Verstopfung des Filters durch Sand, auch Kolmation genannt, hat verschiedene Ursachen. Eine Möglichkeit ist die unzureichende Entwicklung des Brunnens nach Fertigstellung. Ein Brunnen sollte nach dem Bau intensiv Entsandet werden, dass bedeutet das mit einer großen Fördermenge Wasser aus einem Abschnitt des Brunnens gepumpt wird bei möglich gleichzeitiger Druckstoßeintragung um Materialbrücken im Filterkies und Gebirge aufzubrechen und abzufördern. So baut sich neben dem Brunnen ein natürliches Filtergerüst auf. Wird darauf verzichtet, ist eine rasche Alterung des Brunnes vorprogrammiert.
Um frühzeitig festzustellen ob ein Brunnen seine Leistung verliert ist eine Überwachung notwendig. Die Überwachung soll es ermöglichen, frühzeitig Veränderungen bei den Brunnen und den Förderpumpen zu erkennen um zeitnah auf solche Veränderungen reagieren zu können. Bei rechtzeitig durchgeführten Reinigungsarbeiten an den Brunnen und evtl. Reparaturarbeiten an den Brunnenpumpen, können der zu betreibende Aufwand noch relativ klein und die dafür entstehenden Kosten niedrig gehalten werden.
Die Überwachung erfolgt durch Messen der Wasserspiegel in Ruhe und im Pumpbetrieb z.B. mit einer Brunnenpfeife oder einem Kabellichtlot. Zusätzliche Daten wie die Fördermenge und bei Unterwassermotorpumpen die Stromaufnahme liefern wichtige Informationen über den Alterungszustand des Brunnens. Die gewonnenen Daten können in einem „Brunnenbuch“ tabellarisch erfasst werden.
Nach spätestens 10% Leistungsverlust sollte die Regenerierung eines Brunnens begonnen werden, denn die Brunnenalterung nimmt erfahrungsgemäß exponentiell zu.
Wenn die Brunnen ausreichend bemessen sind, können sie mit speziellen Verfahren zur Reaktivierung der Förderleistung gesteigert werden.
Eine hydromechanische Reinigung kann folgendermaßen durchgeführt werden:
Durch den Einsatz einer Hochdruckinnenspülung bei gleichzeitigem Abpumpen, werden die Filterschlitze im Brunnen effektiv gereinigt und Ablagerungen entfernt. Eine zusätzliche und noch effektivere Regenerierarbeit im Brunnen erfolgt durch abschnittweises Abpumpen aus abgepackerten Bereichen durch gekammerte Pumpen bei gleichzeitigem Eintrag von schlagartigen Druckstößen. Dadurch können Materialbrücken im Kiesfilter und im Locker- und oder Festgestein aufgebrochen werden und abgefördert werden. Dieser Prozess wird durch eine kontinuierliche Sandmessung begleitet, wodurch der Regeneriererfolg sehr gut nachgewiesen werden kann. Abschließend wird der Brunnenboden ausgesaugt.
Grundsätzlich sind mechanische Reinigungsverfahren den chemischen immer vorzuziehen, nur wenn es nicht anders geht kommt Chemie zum Einsatz!
Bei einer chemischen Regenerierung wird mit einem Kieswäscher ein Regeneriermittel, welches die Verockerungen in den Schlitzen und Filterkiesen auflöst, im Brunnen im Kreislauf abschnittweise durch die Filterstrecke gepumpt. Anschließend wird das Regenerat aus dem Brunnen gefördert und bei Bedarf neutralisiert. Abschließend wird der Brunnenboden ausgesaugt.
Wenn der Brunnen nach der Regenerierung noch viel Sand fördert und oder zu wenig Wasser, ist der Brunnen auf Dauer nicht zu retten. Dann muss von einer Fachfirma, ein neuer Brunnen gebohrt werden.
Schäden an den Brunnenrohren wie z.B. Riss, Löcher, undichte oder klaffende Rohrverbindungen können durch verschiedene Verfahren schnell und kostengünstig beseitigt werden. Durch Einbau einer Einschubverrohrung, dem Setzen einen Edelstahlmanschette oder einer Glasfasermanschette sind die Probleme schnell behoben.
Unterwassermotorpumpen sind Maschinen welche regelmäßig geprüft und in Augenschein genommen werden sollten, sonst ist ein plötzlicher Pumpenausfall vorprogrammiert.
Wenn all diese Punkte beachtet werden, ist eine ausreichende Wasserversorgung für die Bewässerung sichergestellt.