Verfügbarkeit: Regenerierung und Sanierung von Brunnen

Regenerierung und Sanierung von Brunnen: technische und naturwissenschaftliche Grundlagen der Brunnenalterung und möglicher Gegenmaßnahmen

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Bibliographische Detailangaben
Beteiligte Personen:	Houben, Georg 1968- (VerfasserIn), Treskatis, Christoph 1959- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Essen, Deutschland Vulkan Verlag [2020]
Ausgabe:	3. Auflage
Schlagwörter:	Brunnen Instandhaltung Brunnenalterung Brunnenbetrieb Brunnenregenerierung Brunnensanierung Regenerierung Sanierung
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Umfang:	XIX, 600 Seiten Illustrationen 24 cm
ISBN:	9783835673885 3835673882

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adam_text	INHALT VORWORT ZUR 3. AUFLAGE ................................................................................... XV VORWORT ZUR 2. AUFLAGE ................................................................................. XVII VORWORT ZUR 1. AUFLAGE .................................................................................. XIX 1 ALLGEMEINES, UEBERSICHT DER NORMEN UND ARBEITSBLAETTER ........... 1 1.1 ALLGEMEINES ........................................................................................... 2 1.1.1 HISTORISCHES ........................................................................................... 2 1.1.2 BRUNNENALTERUNG IM SPIEGEL VON LITERATUR UND PATENTSCHRIFTEN ........... 3 1.1.3 ARTEN DER BRUNNENALTERUNG UND IHRE RELATIVE BEDEUTUNG ...................... 8 1.2 EINIGE KENNZAHLEN DER DEUTSCHEN WASSERVERSORGUNGSWIRTSCHAFT ........ 13 1.3 BRUNNEN IN DER WASSERVERSORGUNGSWIRTSCHAFT ...................................... 14 1.4 REGENERIERUNG UND SANIERUNG: BEGRIFFE ............................................... 19 1.5 GESETZE, NORMEN UND TECHNISCHE REGELN ............................................ 22 2 BRUNNENANSTROEMUNG, BRUNNENBETRIEB UND INSTANDHALTUNG.... 27 2.1 BRUNNENBAUFORMEN .............................................................................. 28 2.2 BRUNNENANSTROEMUNG ............................................................................ 35 2.2.1 RADIALSYMMETRISCHE BRUNNENANSTROEMUNG ......................................... 35 2.2.2 STROEMUNGSREGIMES AM BRUNNEN .......................................................... 38 2.2.3 DRUCKVERLUSTE BEI DER BRUNNENANSTROEMUNG ........................................ 42 2.2.4 REALE BRUNNENANSTROEMUNG .................................................................. 45 2.3 WASSERANDRANG UND FASSUNGSVERMOEGEN ........................................... 50 2.4 HYDRAULISCHE BRUNNENBEMESSUNG ...................................................... 53 2.5 BRUNNENBETRIEB .................................................................................... 59 2.6 BRUNNENINSTANDHALTUNG ....................................................................... 62 2.7 BRUNNENMONITORING .............................................................................. 72 2.8 EINFLUSS DER BRUNNENALTERUNG AUF DIE BRUNNENHYDRAULIK UND DEN BRUNNENBETRIEB .................................................................................... 85 3 CHEMISCHE PROZESSE DER BRUNNENALTERUNG ............................. 89 3.1 MATERIALALTERUNG ................................................................................... 90 3.1.1 BEGRIFFE ................................................................................................ 90 3.1.2 ELEKTROCHEMISCHE KORROSION ................................................................. 90 VI INHALT 3.1.3 MIKROBIELL INDUZIERTE KORROSION ............................................................. 92 3.1.4 ALTERUNG VON NICHT-METALLISCHEN WERKSTOFFEN ...................................... 93 3.2 VEROCKERUNG: EISEN- UND MANGANOXIDE ............................................... 94 3.2.1 CHEMISCHE PROZESSE DER VEROCKERUNG ............................................. 94 3.2.2 MISCHUNGSPROZESSE ALS AUSLOESER DER VEROCKERUNG .......................... 97 3.2.3 MASSENBILANZIERUNG DER VEROCKERUNG: BEISPIELRECHNUNGEN ............. 102 3.2.4 MINERALBESTAND UND GEOCHEMIE DER VEROCKERUNG ........................... 103 3.2.5 ALTERUNG VON EISEN- UND MANGANOXIDEN ........................................... 106 3.2.6 STRUKTURELLER AUFBAU DER VEROCKERUNG ............................................... 109 3.2.7 MIKROBIOLOGIE DER VEROCKERUNG .......................................................... 110 3.2.8 VEROCKERUNG UND BRUNNENHYDRAULIK .................................................. 119 3.2.9 VEROCKERUNGSANFAELLIGKEIT ................................................................... 121 3.3 VERSINTERUNGEN (KARBONATE) ............................................................... 121 3.4 ALUMINIUMHYDROXID-INKRUSTATIONEN ................................. 124 3.5 SULFIDE ................................................................................................. 127 3.6 SULFATE (GIPS) ...................................................................................... 129 3.7 VERSCHLEIMUNGEN (BIOCLOGGING) ......................................................... 129 3.8 PASSIV INKORPORIERTE BESTANDTEILE VON INKRUSTATIONEN ...................... 131 3.9 VERTEILUNG VON INKRUSTATIONEN IM BRUNNEN ......................................... 131 4 MECHANISCHE BRUNNENALTERUNGSPROZESSE ............................... 141 4.1 PARTIKELINDUZIERTE ALTERUNG ................................................................. 142 4.1.1 MOBILISIERUNG UND TRANSPORT VON PARTIKELN IM POROESEN MEDIUM ....... 142 4.1.2 PARTIKELFILTRATION IM POROESEN MEDIUM .................................................. 146 4.1.3 FILTRATIONSPROZESSE AM BRUNNEN ......................................................... 151 4.1.4 ABRASION ............................................................................................. 158 4.1.5 VERSANDUNG .......................................................................................... 160 4.2 SETZUNGEN .......................................................................................... 165 4.3 PFLANZENWURZELN ................................................................................. 175 4.4 VANDALISMUS ....................................................................................... 176 5 SONDERFORMEN DER ALTERUNG ...................................................... 179 5.1 ALTERUNGSPROZESSE IN HORIZONTALFILTERBRUNNEN .................................... 180 5.2 ALTERUNGSPROZESSE IN INJEKTIONSBRUNNEN ........................................... 181 5.3 ALTERUNGSPROZESSE IN FESTGESTEINSBRUNNEN ...................................... 187 5.4 ALTERUNGSPROZESSE IN SPEZIELLEN WASSERFASSUNGEN .......................... 188 5.4.1 GEOTHERMISCHE BRUNNEN UND ANLAGEN .............................................. 188 5.4.2 FELDDRAINAGEN ..................................................................................... 188 5.4.3 DRAINAGESYSTEME VON SAUREN GRUBENWAESSERN .................................. 189 5.4.4 DRAINAGESYSTEME VON DEPONIEN UND ABWASSERSYSTEMEN ............... 189 5.5 ALTERUNGSPROZESSE VON GRUNDWASSERMESSSTELLEN ............................. 189 VIII INHALT 5.6 ALTERUNGSPROZESSE VON BRUNNENPUMPEN ........................................... 191 5.6.1 PUMPE UND MOTOR - GRUNDSAETZLICHER AUFBAU .................................... 191 5.6.2 PUMPENBETRIEB ................................................................................... 192 5.6.3 ERWAERMUNG UND KUEHLUNG ................................................................... 194 5.6.4 VEROCKERUNG VON PUMPEN ................................................................. 196 5.6.5 SANDVERSCHLEISS ................................................................................... 199 5.6.6 KORROSION VON PUMPENTEILEN ............................................................. 201 5.6.7 WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNGEN DES PUMPENBETRIEBS .................. 202 6 IDENTIFIZIERUNG UND QUANTIFIZIERUNG DER BRUNNENALTERUNG ....205 6.1 KAMERABEFAHRUNG .............................................................................. 206 6.2 LEISTUNGSPUMPVERSUCHE ................................................................... 211 6.3 BOHRLOCHGEOPHYSIK IN BRUNNEN ......................................................... 220 6.4 DIREKTE MESSUNG DER INKRUSTATIONSNEIGUNG VON BRUNNEN ................ 245 6.5 BEPROBUNG UND UNTERSUCHUNG VON INKRUSTATIONEN .......................... 246 6.6 PARTIKELZAEHLUNG .................................................................................. 249 6.7 MASSENBILANZIERUNG DES BEI REGENERIERUNGEN ENTFERNTEN MATERIALS ............................................................................................ 249 6.8 HYDROGEOCHEMISCHE MODELLIERUNGEN ................................................ 252 6.9 WANN REGENERIERE ICH EINEN BRUNNEN? ............................................... 254 6.10 REGENERIERUNG ODER SANIERUNG BZW. NEUBAU EINES BRUNNENS? ...... 259 6.11 IST DER BRUNNEN REGENERIERFAEHIG? ....................................................... 269 7 KOSTENBETRACHTUNGEN BEI DER REGENERIERUNG UND SANIERUNG ................................................................................... 273 7.1 OEKONOMISCHE GRUNDLAGEN UND BEWERTUNGSMASSSTAEBE FUER BRUNNEN .............................................................................................. 274 7.2 FINANZMATHEMATISCHE GRUNDLAGEN .................................................... 278 7.3 ANWENDUNG DER ANNUITAETSMETHODE BEI DER WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNG VON BRUNNEN ................................... 281 7.4 ANWENDUNG DER DISKONTIERUNGSMETHODE BEI DER WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNG VON BRUNNEN .................................. 283 7.5 WIRTSCHAFTLICHKEIT VON REGENERIERUNGEN UND BAULICHEN MASSNAHMEN ...................................................................................... 286 7.6 KOSTENSPANNBREITEN VON REGENERIERUNGEN UND SANIERUNGEN ........ 289 8 MECHANISCHE REGENERIERVERFAHREN ......................................... 293 8.1 GRUNDLAGEN UND FUNKTIONSPRINZIPIEN ................................................ 294 8.2 BUERSTEN UND AUSPUMPEN ................................................................... 310 8.3 HYDRAULISCHE METHODEN .................................................................... 313 R-; C I CO XR IN CD CX J CO 17 C O C O C O C O C O C O C O ^ R ^ X F * ^ L O IN O D O O O O C OE O D O D O O O O O O O D C O O O O D IX SUFFOSION DER GELOESTEN ABLAGERUNGEN ............................................... 313 KOLBEN ............................................................................................... 313 INTENSIVENTNAHME .............................................................................. 316 MEHRKAMMERGERAETE ........................................................................... 333 NIEDERDRUCK-INNENSPUELUNG (JETTING ) .............................................. 337 HOCHDRUCKSPUELVERFAHREN ................................................................... 339 AUSSENSPUELUNG MIT LANZEN ................................................................. 343 THERMISCHE VERFAHREN........................................................................ 346 DAMPFINJEKTION (GEYSIR-VERFAHREN ) .................................................. 346 REGENERIERUNG MIT TIEFKALTEM KOHLENDIOXID (CO?) ............................ 347 REGENERIERUNG DURCH HYDRAULISCHE STIMULATION (FRACKING ) ............ 350 IMPULSVERFAHREN ................................................................................. 351 ANREGUNG UND WIRKUNGSWEISE ........................................................... 351 X INHALT 8.5.2 SPRENGSTOFF ......................................................................................... 354 8.5.3 GASZUENDUNG ....................................................................................... 357 8.5.4 DRUCKENTSPANNUNG KOMPRIMIERTER GASE ........................................... 358 8.5.5 ULTRASCHALL ........................................................................................... 359 8.5.6 ROTO-KAVITATION .................................................................................. 362 8.5.7 FUNKENENTLADUNG ................................................................................ 363 8.6 CHANCEN UND RISIKEN DER ENERGIEREICHEN REGENERIERVERFAHREN ...... 364 8.7 METHODENVERGLEICH ........................................................................... 365 8.8 MECHANISCHE REGENERIERUNG VON HORIZONTALFILTERBRUNNEN ............... 368 9 CHEMISCHE BRUNNENREGENERIERUNG .......................................... 375 9.1 GENEHMIGUNG ..................................................................................... 376 9.2 REAKTIONSMECHANISMEN ................................................................... 376 9.2.1 GRUNDLAGEN ......................................................................................... 376 9.2.2 AUFLOESEN VON EISEN- UND MANGANOXIDEN ........................................... 377 9.2.3 AUFLOESEN VON KARBONATEN (VERSINTERUNGEN) ....................................... 383 9.2.4 AUFLOESEN VON ALUMINIUMHYDROXIDEN ................................................. 384 9.2.5 AUFLOESEN VON SULFIDEN ........................................................................ 384 9.2.6 AUFLOESEN VON SULFATEN (GIPS) ............................................................. 385 9.2.7 OXIDATION/AUFLOESEN VON BIOMASSE (SCHLEIM) ..................................... 385 9.2.8 ENTFERNUNG VON BOHRSPUELUNGSRESTEN ................................................. 386 9.2.9 ENTFERNUNG VON WEITEREN INKRUSTATIONSTYPEN ..................................... 387 9.3 KOMBINATION VON CHEMIKALIEN ........................................................... 388 9.4 ZUSATZSTOFFE UND HILFSMITTEL ............................................................... 388 9.5 REGENERIERCHEMIKALIEN IM VERGLEICH .................................................. 390 9.6 CHEMISCHE REGENERIERUNG IN DER PRAXIS ........................................... 392 9.6.1 ALLGEMEINES ........................................................................................ 392 9.6.2 SICHERHEIT BEIM TRANSPORT UND AUF DER BAUSTELLE ............................. 394 9.6.3 SIND CHEMISCHE REGENERIERUNGEN UEBERHAUPT NOTWENDIG? .............. 397 9.7 ENTSORGUNG DER RUECKSTAENDE .............................................................. 398 9.7.1 ALLGEMEINES ....................................................................................... 398 9.7.2 NEUTRALISATION VON ANORGANISCHEN SAEUREN ........................................ 400 9.7.3 ENTSORGUNG VON ORGANISCHEN SAEUREN ................................................ 400 9.7.4 NEUTRALISATION VON BASEN .................................................................. 401 9.7.5 ENTSORGUNG VON REDUKTIONSMITTELN ................................................... 401 9.7.6 9.7.6 ENTSORGUNG VON FESTSTOFFEN UND SCHLAEMMEN ......................... 401 10 SANIERUNG UND RUECKBAU ........................................................... 403 10.1 GRUNDLAGEN BRUNNENSANIERUNG .......................................................... 404 10.2 GRUNDLAGEN BRUNNENRUECKBAU ............................................................ 411 10.3 SANIERUNG VON BRUNNEN ..................................................................... 415 XII INHALT 10.3.1 IDENTIFIKATION UND BEWERTUNG VON SCHAEDEN AN BRUNNEN .................. 415 10.3.2 AUSFUEHRUNGSRISIKEN VON SANIERUNGSARBEITEN ..................................... 430 10.3.3 MOEGLICHKEITEN UND GRENZEN DER SANIERUNGSMETHODEN ..................... 438 10.3.3.1 ENTSCHEIDUNGSKRITERIEN ....................................................................... 438 10.3.3.2 EINSCHUBVERROHRUNGEN UND MANSCHETTEN ......................................... 440 1 0.3.3.3 NACHTRAEGLICHE RINGRAUMVERPRESSUNGEN ............................................ 446 10.3.3.4 UEBERBOHREN, AUSBOHREN UND UEBERWASCHEN ..................................... 449 10.4 SANIERUNG VON HORIZONTALFILTERBRUNNEN .............................................. 465 10.5 RUECKBAUMETHODEN ............................................................................. 467 11 PRAKTISCHE DURCHFUEHRUNG EINER REGENERIERUNG ...................... 483 11.1 PLANUNG .............................................................................................. 484 11.1.1 PROBLEMDEFINITION .............................................................................. 484 11.1.2 LEISTUNGSVERZEICHNIS ......................................................................... 487 11.1.3 AUSWAHL DES VERFAHRENS .................................................................... 489 11.1.4 AUSWAHL DES DURCHFUEHRENDEN UNTERNEHMENS .................................. 490 11.1.5 GENEHMIGUNG DURCH DIE BEHOERDEN ................................................... 493 11.2 AUSFUEHRUNG ......................................................................................... 494 11.2.1 BAUSTELLENEINRICHTUNG ........................................................................ 494 11.2.2 ARBEITSSICHERHEIT ................................................................................. 497 11.2.3 PROZESSUEBERWACHUNG ........................................................................ 501 11.2.4 ENTSORGUNG DER RUECKSTAENDE ............................................................... 502 11.3 NACHHALTIGKEIT VON REGENERIERMASSNAHMEN ...................................... 503 11.4 VERKEIMUNG ......................................................................................... 507 11.4.1 ALLGEMEINES ........................................................................................ 507 11.4.2 VERKEIMUNG BEI VERWENDUNG ORGANISCHER REGENERIERMITTEL .............. 508 11.4.3 ANDERE VERKEIMUNGSURSACHEN ............................................................ 509 11.4.4 GEGENMASSNAHMEN ............................................................................. 509 11.5 MECHANISCHE SCHAEDEN BEI BRUNNENREGENERIERUNGEN ...................... 510 11.6 NACH DER REGENERIERUNG: PROBLEME UND OFFENE FRAGEN ................... 512 11.6.1 WANN IST DIE NAECHSTE REGENERIERUNG FAELLIG? ...................................... 512 11.6.2 DIE LEISTUNGSZUNAHME NACH DER REGENERIERUNG WAR GERING - WAS NUN? ............................................................................................ 513 12 PRAEVENTION .................................................................................. 515 12.1 MIKROBIZIDE VERFAHREN ........................................................................ 516 12.1.1 EINLEITUNG ............................................................................................ 516 12.1.2 CHEMISCHE DESINFEKTION .................................................................... 516 12.1.3 ERHITZEN (PASTEURISIEREN ) ................................................................. 519 12.1.4 IONISIERENDE BESTRAHLUNG ................................................................... 519 12.1.5 EINSATZ VON BAKTERIOPHAGEN .............................................................. 521 XIII 12.2 CHEMISCHE UND PHYSIKALISCHE VERFAHREN............................................ 522 12.2.1 CHEMISCHE INHIBIERUNG ...................................................................... 522 12.2.2 SAEUERUNG ........................................................................................... 523 12.2.3 ELEKTROCHEMISCHE VERFAHREN ............................................................... 523 12.2.4 MAGNETISCHE VERFAHREN...................................................................... 524 12.3 PLANERISCHE, BAUTECHNISCHE UND BETRIEBLICHE MASSNAHMEN............... 525 12.3.1 PLANUNG, BOHRVERFAHREN, AUSBAU UND ENTWICKLUNG .......................... 525 12.3.2 BETRIEB ............................................................................................... 528 12.3.3 SAUGSTROMSTEUERUNG .......................................................................... 530 12.3.4 DRUCKBEGASUNG MIT INERTGAS .............................................................. 533 12.3.5 UNTERIRDISCHE ENTEISENUNG ................................................................. 535 12.3.6 TIEFENGESTAFFELTE ENTNAHME ............................................................... 536 12.3.7 FILTERKIESSPUELUNGSROHRE ..................................................................... 537 13 DIE ZEHN GEBOTE DER BRUNNENREGENERIERUNG .......................... 539 14 LITERATURVERZEICHNIS .................................................................... 541 14.1 INTERNETQUELLEN: .................................................................................... 567 BILDERVERZEICHNIS.......................................................................................... 569 TABELLENVERZEICHNIS ..................................................................................... 588 STICHWORTVERZEICHNIS ................................................................................... 591 INSERENTENVERZEICHNIS ................................................................................. 599
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