Technik | Wasserversorgung auf dem Hof: Nie mehr auf dem Trockenen

Gut zu wissen

Der Hochdruckreiniger spuckt nur noch und aus der Tränke kommt ein Zischen. Vermutlich hat der Schutzschalter der Kolbenpumpe einmal mehr ausgelöst. Das alte Ding tut sich in letzter Zeit recht schwer…
Nach drei trockenen Sommern wird dieses Szenario auch auf Betrieben, die sich bisher kaum Gedanken um ihre Wasserversorgung machen mussten, immer häufiger. Der Grund sind nachhaltig sinkende Grundwasserstände, gerade zum Ende eines trockenen Sommers. Waren früher 5 - 8 m Förderhöhe und 3 bar Druck auf dem Kessel kein Problem, machen steigende Förderhöhen den Pumpen heute zu schaffen und senken die Förderleistung.
Das Prinzip trifft dabei nicht nur auf die überirdischen Kolbenpumpen zu. Auch bei Tiefbrunnenpumpen nimmt mit sinkendem Grundwasserstand die Fördermenge ab und der erreichbare Druck geht zurück. Kommt dann noch ein in die Jahre gekommener Brunnen mit verstopften Filtern ins Spiel, der nicht mit dem Wasserbedarf des Betriebs gewachsen ist, sitzt man schnell auf dem Trockenen.
Ein Anruf beim Brunnenbauer bringt dann die nächste Ernüchterung: Die Termine sind oft auf Monate vergeben. Ist Tierhaltung im Spiel, lassen die Firmen aber meist mit sich reden. Trotzdem ist die Situation sehr unangenehm.

Wasser finden und fördern

Über die Hälfte der Landesfläche Deutschlands weist gut nutzbares Porengrundwasser auf. Etwa ein Drittel verfügt dagegen nur über untergeordnete Grundwasserleiter. Die Gegebenheiten können dabei auch kleinräumig stark variieren. Während der eine Betrieb ausreichend Wasser in guter Qualität hat, kann es beim Nachbarn schon problematisch sein.
Banal, aber eine Tatsache: Wenn auf dem Hof im Untergrund Wasser zu finden ist, weiß die ältere Generation meist am besten darüber Bescheid. Auch regionale Brunnenbauunternehmen kennen die Gegebenheiten und haben die Möglichkeit, sich über den geologischen Aufbau des Untergrunds genau zu informieren. Eine vorherige genaue Einschätzung spart aufwendige und kostspielige Fehlversuche.
Zur Nutzung des Grundwassers gibt es verschiedene Arten des Brunnenbaus:



Die ersten beiden Brunnenarten nutzen Grundwasser, dessen Stand meist stark abhängig von den Niederschlagsmengen ist. Ein Bohrbrunnen mit Tiefpumpe ist dagegen unabhängiger von den Schwankungen in den oberen Schichten. Tiefe Brunnen liefern meist auch Trinkwasser von guter Qualität, während weniger tiefe Bohrungen oft nur als Brauchwasser genutzt werden können. Eine genaue Analyse der Wasserqualität gibt Aufschluss darüber.

Wie viel Wasser ist nötig?

Eine weitere Grundüberlegung zu Beginn einer Brunnenplanung ist die Frage nach der nötigen Wassermenge. Sie ist relevant für die Größe des Brunnens bzgl. des Durchmessers und der Länge der Filterstrecke. Bei Tierhaltung rechnen Sie mit ca. 6 Liter pro Tag pro Mastschwein, mit 40 l pro Tag und Zuchtsau und mit 125 l pro Tag pro Milchkuh. Für den Haushalt kommen 250 Liter pro Person und Tag dazu. Bei Umfangreicher Gartenbewässerung müssen Sie auch dafür einen Tageswert kalkulieren. Die Wasserversorgung sollte nun sowohl den Tages­bedarf als auch den Tageshöchstbedarf abdecken. Kurzfristige Spitzen kann dabei ein Windkessel ausgleichen. Je größer Sie diesen Puffer wählen, desto höhere und länger andauernde Spitzen können ausgeglichen werden.
Tipp: Verteilen Sie Ihren Tagesbedarf auf 12 Stunden und rechnen Sie noch einmal eine Sicherheit von etwa 50 % mit ein. Beispiel: Am Tag werden für die Tierhaltung 10 m³, für den Haushalt 1,5 und für den Garten 3 m³ benötig. Daraus ergibt sich ein Tagesbedarf von 14,5 m³ in 24 Stunden. Umgerechnet auf 12 Stunden liegt die Förderleistung bei 1,2 m³ pro Stunde. Mit weiteren Reserven sollte man die Förderleistung auf 2-3 m³ pro Stunde auslegen.
Sind konkrete Spitzenverbraucher bekannt oder wollen Sie zum Beispiel den Tank einer Flüssigfütterung in kurzer Zeit füllen, sind höhere Werte nötig.

Der Durchmesser bringt Wasser

Welchen Brunnendurchmesser Sie wählen müssen, hängt vom Wasserbedarf, der Länge der Filterstrecke und der Körnung des Untergrunds ab. Je größer der Durchmesser des Brunnens, desto höher ist die Wasserleistung pro Meter Filterstrecke. Steht der Filter im groben Kies, kann die Schlitzweite größer sein. Auch das bringt mehr Leistung. Wenn Sie den Untergrund nicht genau kennen, wählen Sie aber besser eine kleinere Schlitzweite. Gehen wir von dem Beispielbedarf von 3 m³ pro Stunde aus, ist dafür zum Beispiel 2 m Filterrohr DN 115 mit einer Schlitzweite von 0,3 mm ausreichend. Der Rest der Brunnenstrecke wird mit Vollrohr ausgebaut. Für sehr feinsandigen Untergrund gibt es auch speziell ummantelte Filterrohre, um einen Sandeintrag in den Brunnen und den schnellen Verschleiß der Pumpe zu vermeiden.

Anzeige und Brunnenbau

Ein Brunnen muss bei der zuständigen Behörde angezeigt werden. Dies ist oft die Gemeindeverwaltung. Für die Entnahme größerer Wassermengen, zum Beispiel zur Beregnung, ist eine wasserrechtliche Erlaubnis nötig. Hier sind oft die unteren Wasserbehörden bei der Kreisverwaltung oder dem Landratsamt die Ansprechpartner.
Beim Brunnenbau können Sie selbst aktiv werden oder einen Brunnenbauer beauftragen. Letzteres bietet sich vor allem bei tieferen Brunnen und solchen zur Trinkwasserversorgung an. Besprechen Sie vorher genau die Anforderungen an den Brunnen, was Förderleistung und Wasserqualität angeht. Pro Meter Tiefe müssen Sie fertig ausgebaut etwa mit Kosten von 110 bis 150 € pro Meter rechnen. Ist eine Bohrung erfolglos, berechnet der Brunnenbauer die tatsächlich angefallenen Kosten der Bohrung ohne den Ausbau.
Der Eigenbau kann eine Option bis in Tiefen von etwa 20 m sein. Im einfachsten Fall setzen Sie einen Rammfilter oder Spülfilter ein. Soll eine Tiefpumpe zum Einsatz kommen, muss es eine Bohrung sein, um den Durchmesser zum Einbringen der Pumpe zu erreichen. Diese können Sie bis zum Grundwasser mit einem Handbohrer durchführen. Das Brunnenrohr oder ein größeres Außenrohr werden dann in das Bohrloch gestellt und auf einer Klemme mit Gewichten beschwert. Weiter runter geht es mit einer Kiespumpe. Diese wird im Rohr bis auf den Grund abgelassen und pumpt ein Sand- oder Kieswassergemisch unter dem Rohr ab. Dadurch rutscht es mit jedem Pumpdurchgang ein Stück tiefer. Dazu lohnt es sich, über dem Bohrloch ein Dreibein mit einer Elektrowinde aufzubauen, um die Arbeit zu erleichtern. Das Brunnenrohr gibt es für diese Bauart in 1-m- und 50-cm-Abschnitten. Wenn wieder ein Abschnitt versenkt ist, kann das Gewicht abgebaut, das nächste Rohrstück aufgeschraubt und wieder beschwert werden.
Die Methode ist zeitaufwendig. Dazu kommt: Um eine Kiesschüttung rund um den späteren Filter erstellen zu können, müssen Sie zunächst ein größeres Außenrohr einbringen, in dem Sie dann das Brunnenrohr mit der Schüttung aufbauen. Das äußere Rohr wird anschließend gezogen. Wollen Sie diese Methode wählen, gibt es im Internet Tipps und Foren, z. B. brunnenbau-forum.de. Die passenden Baumaterialien und Werkzeuge erhalten Sie ebenfalls in einschlägigen Internetshops, etwa bei ­lotze-wassertechnik.de oder erdbohrer.de.
Es reicht übrigens nicht aus, die Filterstrecke nur knapp unter den Grundwasserstand einzubringen. Bedenken Sie, dass dieser beim Pumpen rund um den Brunnen trichterförmig absinkt. Außerdem sollte eine Tiefpumpe etwa einen Meter über der Filterstrecke im Wasser hängen, damit zum einen der Filter gleichmäßig Wasser liefern kann und zum anderen der Pumpenmotor durch die Strömung gekühlt wird.

Welche Pumpe?

Hauswasserwerke mit oberirdischen Kreiselpumpen sind nur bei geringem bis mittlerem Wasserbedarf und gesichert hohem Grundwasserstand (nie unter 7 - 8 m) sinnvoll. Tiefpumpen haben bei gleicher Leistungsaufnahme dagegen etwa die doppelte Förderleistung und arbeiten somit effizienter. Sie starten bei 3 Zoll und passen dann in ein DN 80-Brunnenrohr mit ca. 80 mm Innendurchmesser. Pumpen ab 4 Zoll weisen ein noch besseres Verhältnis zwischen Stromaufnahme und Leistung aus. Üblich ist der Einsatz von 4-Zoll-­Pumpen in DN 100- oder DN 115-Brunnen.
Onlineshops geben übrigens die Rohrdurchmesser sowohl in DN als auch in Zoll an. Ist das Zoll-Maß des Rohrs mindestens so groß wie das der Pumpe, passt sie auch rein. Das Angebot an Tiefpumpen ist sehr vielfältig und gliedert sich nach Wasserleistung, oft angegeben in Liter pro Stunde und Förderhöhe in Metern. Damit lässt sich die Auswahl auf die Anforderungen anpassen.
Neben der bereits festgestellten Förderleistung pro Stunde, die später wieder ins Spiel kommt, ist zunächst die Förderhöhe interessant. Zusammen mit dem gewünschten Leitungswasserdruck an der Entnahmestelle ergibt sich daraus die nötige Förderhöhe der Pumpe. Ein Beispiel: Die Pumpe muss aus tiefstens 10 m Grundwasser bis in den zweiten Stock eines Gebäudes (7 m) fördern. Dazu kommen Leitungswiderstände, die man pauschal mit ca. 30 % von diesen 17 m ansetzen kann, also weitere gut 5 m. An der Entnahmestelle sollen 3 bar erreicht werden. Das bedeutet weitere 30 m Förderhöhe (1 bar pro 10 m), macht zusammen 52 m. Optimal arbeiten diese Pumpen bei 70 bis 80 % ihrer Leistung. Teilt man 52 durch 80 %, kommt eine Förderhöhe von 65 m heraus — der optimale Wert für unser Beispiel.
Jetzt kommt wieder die nötige Wassermenge ins Spiel. Für jede Pumpe gibt es ein Diagramm, das die Förderleistung in Abhängigkeit von der Förderhöhe darstellt. Mit dessen Hilfe kann die passende Pumpe ausgewählt werden. Achtung: Die Angabe der Förderleistung gilt unter der Bedingung, dass der Leistungsquerschnitt bis zur Entnahmestelle nicht verengt ist. Sie sollten also den Rohrdurchmesser des Pumpenanschlusses bis zum Verteiler gleich halten.

Fazit

Wasser aus dem eigenen Brunnen ist für viele Betriebe die einzige Möglichkeit, sich kostengünstig mit diesem wichtigen Betriebsmittel zu versorgen. Ein neuer Brunnen erfordert einige Vorüberlegungen. Eine wichtige Größe ist die nötige Wassermenge. Brunnen mit einem Durchmesser ab vier Zoll in Kombination mit Tiefbrunnenpumpen sind in der Lage, auch einen höheren Wasserbedarf sicher zu decken.