Untersuchung

Gern beraten wir sie bei der Planung von Regenerier- und Sanierungsmaßnahmen an Brunnenbauwerken.

Die langjährige Erfahrung unserer Brunnenbaumeister bei der Planung, Erstellung, Regenerierung und Sanierung von Brunnenbauwerken steht bei der Bearbeitung ihrer Projekte zur Verfügung.

Planung, Beratung, Baubegleitung.
Der Neubau oder die Sanierung von Brunnen erfordert im Vorfeld eine sorgfältige Planung. Dies gilt nicht nur für die spätere Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit der Anlage, sondern auch für das Genehmigungsverfahren der zuständigen Behörde. Für die Erteilung einer „wasserrechtlichen Bewilligung“ sind den Behörden vor Baubeginn zumeist umfangreiche Unterlagen einzureichen.

Planung
Unser Team kann Sie bei der Planung von Brunnenbauwerken und Geothermieanlagen, sowie bei der Erstellung der erforderlichen Unterlagen für die genehmigende Behörde unterstützen. Mit modernen CAD Arbeitsplätzen erstellen wir alle erforderlichen Planungsunterlagen.

Baubegleitung
Auch bei der Bauausführung lassen wir sie mit der Ausführung des Brunnenbauwerkes nicht im Stich. Wir begleiten sie bei den Bohr- und Brunnenbauarbeiten und gewährleisten damit ein ordnungsgemäßes, dem DVGW Regelwerk entsprechendes Brunnenbauwerk. Das Jahrzehnte lange Knowhow unserer Brunnenbaumeister steht ihnen für die korrekte Ausführung der Arbeiten zur Verfügung.

Begutachtung
Brunnen altern und verlieren an Förderleistung. Mit unseren Inspektions- und Messverfahren prüfen wir die Brunnenlagen und testen ihre Leistungsfähigkeit. Dabei können wir Schäden an dem Brunnenausbau detektieren und ein Sanierungskonzept erarbeiten. Wenn keine Unterlagen über den Brunnen vorhanden sind helfen wir ihnen mit der Erarbeitung einer Brunnenhistorie und ermitteln soweit technisch möglich alle relevanten Brunnendaten.

Monitoring
Brunnenanlagen müssen dauerhaft überwacht werden um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten. Wir beraten sie gern bei der Optimierung ihres Brunnen Monitorings. Mit praktischen Lösungsansätzen versuchen wir kostenoptimierte Verfahrenstechnik mit Hilfe moderner Messtechnik zu etablieren. So können alle relevanten Betriebsparameter des Brunnens wie z. B. wie Grundwasserstände, Betriebswasserspiegel, Förderraten, Stromaufnahme der Pumpe, Temperatur des Pumpenmotors und Druck im Leitungssystem erfasst und sichtbar gemacht werden um ein rechtzeitiges Reagieren bei eintretenden Verschleißerscheinungen zu ermöglichen.

Maßnahmen zur Überwachung und Detektion von Brunnenalterungen

Brunnen unterliegen mit zunehmendem Betriebsalter 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 steinähnliche Inkrustierungen (z.B.Geotit) welche sich mechanisch nicht mehr und chemisch nur noch bedingt gelöst werden können. Die Ausfällungen entstehen z.B. wenn reduzierte, eisen- oder manganreiche Tiefenwässer mit sauerstoffreichen Oberflächenwässern zusammentreffen. Die Versinterung kommt vor allem in Brunnen vor, die kalkhaltige Grundwasserleiter erschließen. Außer diesen Belagbildungen gibt es noch Versandungen, Verschleimungen und Aluminiumausfällungen.

Diese Ablagerungen finden sich natürlich auch an der Brunnenpumpe, insbesondere am Pumpeneinlauf und in der Pumpenhydraulik, sowie in der Steigeleitung und im Rohrsystem.

Eine Leistungsminderung sollte frühzeitig erkannt werden, wenn die Ablagerungen im Porenraum oder den Filterschlitzen und den Leitungen noch leicht entfernt werden können. Durch regelmäßige Kontrollen der Ruhe- und Betriebswasserspiegel kann eine sukzessive Verschlechterung der hydraulischen Anbindung an den Grundwasserleiter erkannt werden.

1. Zweck der Betriebsüberwachung

Die Überwachung soll es ermöglichen, frühzeitig Veränderungen bei den Brunnen und den Förderpumpen zu erkennen um zeitnah auf solche Veränderungen reagieren zu können. Nach einem Leistungsverlust von 10 % sollten Brunnen regeneriert werden um vererzungen der Verockerungen zu vermeiden. Bei rechtzeitig durchgeführten Reinigungs- und Regenerierarbeiten 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.

a) Für die Überwachung der Brunnen sind der Förderstrom und das Verhalten des Wasserspiegels die wichtigsten Kriterien. Um frühzeitig Aufschlüsse über mögliche Alterungserscheinungen und dadurch entstehende Leistungsminderungen zu erhalten, ist es von besonderer Bedeutung den Grundwasserspiegel im inneren der Brunnenfilter- und Vollrohre sowie am äußeren Rand der Kiesschüttung (im Peilfilter = Widerstandsfilter) zu erfassen. Aus der Differenz der beiden Wasserspiegel können Rückschlüsse über den

Eintrittswiderstand der Brunnen gezogen und Alterungserscheinungen rechtzeitig erkannt werden. Zudem sollten die Wasserspiegel in benachbarten Grundwassermessstellen erfasst werden.

b) Überwachung der Brunnenpumpen und Wasserzähler:

Die Kontrolle der Stromaufnahme der Brunnenpumpen ermöglicht das rechtzeitige Erkennen von Störungen. Die Brunnenwasserzähler sollten regelmäßig auf einen einwandfreien Betriebszustand kontrolliert werden. Es sollte besonders darauf geachtet werden, dass sich keine, die Messungen beeinflussenden Inkrustationen gebildet haben.

2. Messvorrichtungen an Brunnen

Messvorrichtungen an Brunnen dienen der Erfassung von Wasserspiegellagen und der Erfassung der geförderten Wassermengen. Messungen der Wasserstände an Brunnen dienen der Feststellung der Ruhewasserstände und der Absenkung des Wasserspiegels bei der Entnahme. Für die Messungen stehen heute zahlreiche Geräte zur Verfügung. Das Spektrum reicht von einfachen Kabellichtloten, die von Hand in den Brunnen abgelassen werden, bis zu Datenloggern mit digitaler Aufzeichnung.

a) Kabellichtlot

Bei Kabellichtloten beinhaltet der am Ende des Kabels befindliche Lotkörper eine Tauchelektrode. Wenn die Tauchelektrode den Wasserspiegel erreicht leuchtet eine Signallampe an der Kabeltrommel auf. Manche Ausführungen geben zusätzlich noch einen Signalton ab.

b) Datenlogger (Drucksonde)

Drucksonden arbeiten nach dem Prinzip der Umwandlung eines hydrostatischen Drucks in Strom. Der elektrische Ausgang der Sonde erlaubt den Anschluss von Anzeige- und Schreibgeräten sowie Reglern und Grenzwertschaltern. Bei Unterschreiten eines festgelegten tiefsten Wasserspiegels erfolgt die Abschaltung der Brunnenpumpe und die Ausgabe eines Alarms. Die Sonden können auch für die Messung zusätzlicher Parameter wie etwa Temperatur, Leitfähigkeit ausgestattet werden.

c) Trockenlaufschutz

Ein Trockenlaufschutz hat die Aufgabe die Brunnenpumpe beim Absinken des Wasserspiegels über ein vorgegebenes Maß abzuschalten, um ein Trockenlaufen und damit Überhitzen des Motors zu verhindern. Bei den beiden Förderbrunnen sind die entsprechenden

Sonden vorhanden, jedoch nicht eingebaut.

Empfehlung: um eine kontinuierliche Überwachung der Brunnen- und Pumpenanlagen zu gewährleisten, sollte ein Mitarbeiter sowie ein Stellvertreter für diese Aufgaben benannt werden. Der Aufgabenbereich sollte die Durchführung der Messungen, die Erfassung und Aufzeichnung der gewonnenen Daten, sowie die Kontrolle der Pumpen, Wasserzähler und sonstiger elektrischer Einrichtungen umfassen.

Die gewonnenen Daten können in einem „Brunnenbuch“ tabellarisch erfasst werden. Um den Personaleinsatz möglichst gering zu halten und eine kontinuierliche Erfassung der Messwerte zu erhalten, ist der Einbau von Datenloggern sowohl in die Förder- als auch in die Sickerbrunnen zu empfehlen.

Bei einem Einsatz von Datenloggern kann die Erfassung bzw. Übertragung der Messwerte auf unterschiedliche Weise erfolgen.

So gibt es einmal die Möglichkeit die Sonden vor Ort mit Handgeräten oder Computer (Notebook; Laptop) auszulesen. Hierzu muss allerdings ein Mitarbeiter jedes mal in die Brunnenstuben einsteigen und die Sonden mit dem Auslesegerät verbinden. Derartige Sonden sind mit einer Batterie und einem internen Speicher ausgestattet. Die Batterien haben eine Lebensdauer von mehreren Jahren. Die Speicherkapazität ist naturgemäß begrenzt und liegt bei ca. 17000 Messungen.

Eine andere Möglichkeit der Datenübertragung bieten Sonden, die ein elektrisches Signal aussenden (i.d.R. 5 bis 20 mA). Bei Verwendung solcher Sonden muss vorab geklärt werden, wie die Stromversorgung der Sonden (i.d.R. = 6 bis 36 V) hergestellt werden kann und wo die Daten erfasst und angezeigt werden sollen (Messwarte; Leittechnik). Für den Betrieb müssen entsprechend geeignete Kabel zu den einzelnen Brunnen verlegt werden.

Eine dritte Möglichkeit bieten Sonden mit einer Funkübertragung der Daten. Bei der Wahl solcher Sonden sollte mit dem Hersteller vorab geklärt werden, ob der Funkverkehr tatsächlich störungsfrei möglich ist.

Die Anzeigeeinrichtung sollte auf jeden Fall mit einer Alarmfunktion ausgestattet werden, die beim Überschreiten einer zuvor festgelegten Absenkung des Wasserspiegels bei den Förderbrunnen bzw. Überschreiten des Wasserspiegels bei den Sickerbrunnen ausgelöst wird.

Zur Kontrolle des Eintrittswiderstandes können etwa alle 1 bis 2 Monate durch einen Mitarbeiter Messungen mit einem Lichtlot in den Peilrohren durchgeführt und die Daten aufgezeichnet werden. Um den Vergleich zwischen der Messung im Brunnen und dem Peilrohr zu vereinfachen, sollten die Messerwerte auf die gleiche Höhenlage bezogen Außerdem sollten die Wasserspiegel in den beiden Grundwassermessstellen regelmäßig erfasst werden. Hier sollte vorab geklärt werden, ob diese Messungen mit einem Kabellichtlot oder ebenfalls über Drucksonden erfolgen soll.

3. Überwachung der Pumpen und Wasserzähler

Eine gleichbleibende Stromaufnahme der Pumpen bei gleicher Förderhöhe und Fördermenge zeigt eine gleichbleibende Leistung der Pumpen an.

Dies ermöglicht auch Rückschlüsse auf das einwandfreie Anzeigen der Durchflussmengen an den Wasserzählern. Für die rechtzeitige Erkennung von Störungen ist die Kontrolle der Stromaufnahme der Pumpen unerlässlich.

Empfehlung:

Wenn die Pumpen im Automatikbetrieb über die Frequenzumrichter (FU) betrieben werden, sollte an den FU’s auch die Stromaufnahme ablesbar sein. Es sollte geprüft werden, ob die Möglichkeit besteht, die Daten der FU’s an eine zentrale Erfassungsstelle (Messwarte, Leitstelle) zu übertragen.

Moderne Magnetisch-Induktive Wasserzähler (MID’s) bieten i.d.R. ebenfalls die Möglichkeit die Daten über eine entsprechende Schnittstelle an eine Messwarte oder Leitstelle zu übermitteln.

Falls eine Datenübertragung nicht möglich ist, müssten die Werte in regelmäßigen Abständen vor Ort erfasst und notiert werden.

Die gemessenen Werte sollten ebenfalls in dem „Brunnenbuch“ tabellarisch erfasst Der vorhandene Trockenlaufschutz sollte unbedingt eingebaut werden, um die Pumpen vor Beschädigung bzw. Totalausfall zu schützen.

Inaugenscheinnahme der Alterungsproblematik

Unter den verschiedensten Bezeichnungen wie z.B. Kamerabefahrung, Brunnen Fernsehen, Brunnen TV, Brunnen Inspektion, Brunnenbefahrungen, Bohrloch Fernsehen, Bohrloch TV, Bohrloch Inspektion, OPT , etc… werden schon seit mindestens 50 Jahren Kamerasysteme eingesetzt, um den Zustand eines Brunnens von innen in Augenschein zu nehmen.

Moderne Kamera–Systeme sind speziell an die unterschiedlichen technischen Aufgabenstellungen in Vertikal- oder Horizontalfilterbrunnen angepasst und bis zu einer Brunnentiefe von 2000 m einsetzbar. Im Bohrlochbereich werden Tiefen bis zu 5000 m erreicht.

Wir können Ihren Brunnen bis 1500 m Teufe optisch und geophysikalisch untersuchen.

Es werden verschiedene stationäre, fest ins Messfahrzeug eingebaute, oder mobile Kamerasysteme eingesetzt. Diese Kameras können entweder nur mit einer Axialoptik oder mit zwei optischen Systemen, die wahlweise für die axiale – oder radiale Sicht umgeschaltet werden können, oder mit rotierbaren Schwenkoptiken ausgestattet sein. Damit lassen sich kritische Stellen im Brunnen auffinden, exakt anfahren und vermessen. Mit den modernen Zoom-Objektiven können die so aufgefundenen Stellen zur noch genaueren Bewertung bis zu 10-fach vergrößert werden.

Damit ist eine lückenlose Aufzeichnung der Brunnenwandung gewährleistet. Alle beweglichen Teile der optischen Systeme sowie die Beleuchtung sind innerhalb des druckfesten Kameragehäuses untergebracht. So kann auch noch unter schwierigen Umständen eine TV-Untersuchung stattfinden. Zum Beispiel unmittelbar nach dem Pumpenausbau bei starker Wassertrübung, da das radiale System senkrecht zur Brunnenwandung blickt und der Abstand zwischen Optik und Brunnenwandung trotz Trübung meist gut überbrückt werden kann.

Für Brunnen und insbesondere Grundwassermessstellen mit Rohrdurchmessern ab 50 mm stehen Schwenkkopf Kameratypen zur Verfügung. Damit lassen sich auch kleine GWM`s perfekt rundum in Augenschein nehmen. Auch schwierig zugänglichen Messstellen können mit einer transportablen Koffereinheit, die bis 200 m Tiefe eingesetzt werden, untersucht werden. Größere Brunnen können damit durch eine 2’’ Peilöffnung im Brunnenkopf befahren werden ohne die UW-Pumpe und die Steigleitung sowie den Brunnenkopf zu demontieren.

Die Brunneninspektion wird mit modernster Inspektions- und Protokollsoftware gespeichert und dokumentiert. In dem Videobild sind Daten wie Titel, Datum, Tiefe und Kommentare eingeblendet. Dabei werden digitale Videofilme im MPEG 2 und MPEG 4 erzeugt und dem Kunden mit einer Abspielsoftware zur Verfügung gestellt. Gleichzeitig wird ein Inspektionsbericht mit allen Feststellungen als PDF-Datei erzeugt, in dem die Stammdaten des Brunnen, eine Ausbaugrafik, eine Feststellungstabelle sowie Bildschirmfotos von besonderen Feststellungen abgebildet sind. Als Inspektionssoftware werden die Programme easyWELL (Brunnen) und easyCAN (Rohrleitungen) sowie easyDVIDEO als Abspielsoftware der Firma Spering Microssystems eingesetzt.

Zur Bewertung aller nun zur Verfügung stehenden Informationen werden anschließend alle Brunnendaten von Sachverständigen Geologen, Hydrologen und Brunnenbauern analysiert. Das Ergebnis wird in einem Gutachten mit Bilddokumentation dargestellt und entsprechende Empfehlungen für evtl. notwendige Maßnahmen werden ausgearbeitet. Die TV-Inspektion kann mit geophysikalischen Untersuchungen ergänzt werden. Dadurch sind wir in der Lage, Ihnen alle benötigten Daten zu liefern, die für die Beurteilung eines Brunnens, einer Grundwassermessstelle oder eines Bohrloches erforderlich sind.

Hier ist eine Auflistung unserer Inspektionssysteme mit Einsatzspektrum:

Vertikal- und Horizontalbrunneninspektion

Kamera Typ Kopf Ø

[mm]

Einsatz Ø

[mm]

Länge

[m]

 Video Einsatz -Richtung Druckt

[bar]

FORA 47 Schwenkkopf 47 50 – 5000 200 Farbe vertikal / horizonal 20
IBAK Orion 2.5 EX Schwenkkopf 90 100 – 1000 200 Farbe vertikal / horizonal 1
Gullyver BSK 50 Schwenkkopf 36 bis 1000 500 Farbe vertikal / horizonal 50
Gullyver BSK 150 Zoom Schwenkkopf 115 bis 2000 500 Farbe vertikal / horizonal 50
HYTEC DTR65 Schwenkkopf 65 600 200 Farbe vertikal 50
HYTEC V669 Axial 40 bis 200 500 Farbe vertikal 50
HYTEC DTR100Zoom Schwenkkopf 100 bis 1000 500 Farbe vertikal 50
HYTEC DTR65 Schwenkkopf 65 600 500 Farbe vertikal 50
RIDGID SEESNAKE Axialkamera 40 200 99 Farbe vertikal / horizonal 10

Der optimale Brunnenbetrieb ist, neben dem unerlässlichen kontinuierlichen Brunnen Monitoring, nur mit regelmäßigen Zustandsbeurteilungen zu gewährleisten. Nur so können Brunnenalterung und eventuelle Schäden am Brunnen oder seiner Infrastruktur frühzeitig erkannt werden.
Für die Analyse des gesamten Brunnenbauwerks, sowie der Betriebsdaten aus dem Monitoring, werden neben der Auswertung der geotechnischen, physikalischen, chemischen und bakteriologischen Daten auch TV–Inspektionen, Pumpversuche, geophysikalische Messungen und biologische-Untersuchungen angewandt oder eingesetzt