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[* 2] natürliche oder künstliche Vertiefungen des
Bodens, worin sich Quellwasser sammelt, welches durch Schöpfeimer
oder
Pumpen
[* 4] zu
Tage gefördert wird.
AndreBrunnen werden durch Sickerwasser gespeist, welches aus
Flüssen oder
atmosphärischen
Niederschlagen stammt und allmählich durch die benachbarten Erdschichten in den Brunnen sickert. Bei zu
Tage tretenden
natürlichen
Quellen genügt es, dieselben mit einem Brunnenkranz aus
Bohlen oder Gemäuer zu umgeben, worin sich ein geregelter
Wasserstand bildet.
Hierdurch entsteht der Brunnenkessel (Brunnenhaus,
Brunnenstube), welcher oft noch mit dem Brunnendach
bedeckt wird. Wo
Gefahr vorhanden ist, daß der Brunnen durch
Tagewasser verunreinigt wird, umgibt man die erste
Mauer in einem
Abstand
von 30-45
cm mit einer zweiten und stampft den Zwischenraum mit
Thon aus, welcher
Wasser nicht durchläßt. Zur Leitung des
Wassers nach einem entfernten Konsumtionspunkt legt man eine
Röhrenfahrt oder Brunnenleitung an, welche
mindestens 1 m unter der
Erde liegen, gehörigen
Fall haben und am Einlauf mit einem
Sieb versehen sein muß, um Verunreinigungen
und
Verstopfungen zu vermeiden.
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Sehr häufig und besonders in Städten ist man genötigt, sich mit dem Sickerwasser zu begnügen, welches man überall
findet, wenn man nur tief genug gräbt. Man hat bei der Anlage solcher Brunnen die Nähe von Düngergruben sorgfältig zu vermeiden
und muß, am besten bei anhaltend trocknem Wetter,
[* 10] so tief graben, bis man das eindringende Wasser nicht mehr bewältigen kann.
In festem Erdreich wird der Brunnenschacht mit Holzwerk abgetrieben und kann dann von unten nach oben
ausgemauert werden. In lockerem Erdreich, oder wenn man das Eindringen von Obergrundwasser vermeiden will, gräbt man nur
einige Fuß tief, legt auf den geebneten Boden einen aus Eichenbohlen konstruierten, mit Eisen
[* 11] beschlagenen Brunnenkranz (Grundring)
und errichtet darauf ein Stück Brunnenmauer in Zement, wobei man vier eiserne Bolzen lotrecht mit vermauert.
Entfernt man allmählich das Erdreich unter den Brunnenkranz, so sinkt das StückMauerwerk herab, und man kann weiter mauern
und weiter graben, bis der Brunnen die erforderliche Tiefe erreicht hat. Das Ausstopfen der untern Steinfugen mit Moos, welches
allmählich fault, ist zu verwerfen.
Die Stelle der Eimer ersetzen dann größere oder kleinere Tonnen, welche bei ihrer Ankunft an oder über der Brunnenbrüstung
von Haken gefaßt und gestürzt werden und so ihren Inhalt von selbst in Rinnen ausgießen. Sehr gewöhnlich
sind auch die Ziehbrunnen, bei denen der Eimer mittels einer Kette oder besser einer Stange an dem langen Arm eines sich auf einer
Säule in einer Gabel bewegenden Schwengels hängt, dessen kurzer Arm mit einem Gegengewicht beschwert ist.
Pumpen und zwar einfache Saug- und Hub- oder bloße Hubpumpen, durch Schwengel, Drücker etc. in Bewegung gesetzt,
sind für
den Gebrauch im gemeinen Leben bei nicht zu großer Fördertiefe und zu hebender Wassermenge am meisten verbreitet. Damit sie
von Einem Menschen bedient werden können, dürfen sie nicht über 13-16 cm im Stiefel weit sein und bei
30-40 cmHub einen Lastarm von der 1½fachen und einen Kraftarm von der 2-3½fachen Länge des Hubes besitzen, so daß der Weg
der Kraft
[* 13] nicht über 1,25-1,4 m beträgt.
In dem Brunnen müssen Tragehölzer für die Pumpen angebracht sein, die Saugröhre ist am untersten Ende zu
schließen und auf der Seite mit einer Saugöffnung zu versehen oder besser mit einem durchlöcherten Senkkorb zu umgeben,
damit kein Sand oder sonstiger Bodensatz mit aufgesaugt werde. Brunnen mit seitlich zufließendem Wasser sind um so ergiebiger,
je größer man den Niveauunterschied beim höchsten und tiefsten Wasserstand, also bei bez.
in Ruhe und in Thätigkeit befindlicher Pumpe
[* 14] macht.
Empfängt aber der Brunnen einen Zufluß durch Quellen, welche aus dem festen Grund von unten in den Brunnen treten, so wird die Ergiebigkeit
durch Herstellung eines luftleeren Raums über dem Wasserspiegel gesteigert. Hierauf beruht die Konstruktion der Evakuationsbrunnen,
welche zuerst von Donnet in Lyon
[* 15] und fast gleichzeitig von Schulz in Hagen
[* 16] in vollkommenerer Form ausgeführt worden sind. Donnet
konstruiert die Brunnenmauer aus Beton oder Steinen, welche innen mit Zement überstrichen werden, und schließt den Brunnenraum
an der Oberfläche des Wassers durch eine Metallplatte, welche auf die hier angesetzte Mauer gelegt und
durch Zement mit derselben verbunden wird.
Nach einer andern Methode versenkt Donnet eine cylindrische Glocke von Metall, welche mit einer Betonmauer zu umgeben ist, in
die Brunnengrube und zwar so, daß der obere Teil der Glocke noch unter das Wasserniveau kommt. Die Saugröhre der Pumpe sitzt
auf dem Deckel der Glocke oder auf der erwähnten Platte, und der Saugkorb ragt durch eine Öffnung in
den abgeschlossenen Raum hinein, Vorrichtungen, durch welche man die Ergiebigkeit der Brunnen um das Acht- und Mehrfache gesteigert
hat.
Durch große Einfachheit zeichnen sich die Rammpumpen aus, welche als amerikanische, Nortonsche- oder Röhrenbrunnen
sehr bekannt geworden sind, nach ihrer Anwendung bei der englischen Expedition gegen Abessinien auch abessinische Brunnen genannt
werden, aber in Deutschland
[* 17] schon 1815 von Nigge und 1831 von Melm ausgeführt worden sind. Sie bestehen aus gewalzten eisernen
Gasröhren von 32 cm innerm und 46 cm äußerm Durchmesser, welche sich durch Zusammenschrauben verschiedener
Stücke auf eine Länge bis zu 9,5 m bringen lassen. Eine der zuerst eingerammten Röhren ist an einem Ende mit einer stählernen
Spitze versehen und über dieser Spitze aus eine Länge von 30-40 cm ringsherum mit Löchern von 4 mm durchbohrt, so daß Wasser
leicht in das Rohr eindringen kann. Zwei Männer können den in kurzer Zeit herstellen. Ist erst der Stand
des Brunnens gewählt, so schraubt man etwa 1 m von der Stahlspitze entfernt einen eisernen Klemmring D
[* 5]
(Fig.
1) auf das Rohr A, schiebt dann auf letzteres einen ca. 35 kg schweren eisernen Fallblock C, befestigt 2 m
über demselben zwei Rollen
[* 18] B, über welche von dem Fallblock aus zwei Seile laufen, und treibt nun das senkrecht gestellte
Rohr in den Boden, indem die Arbeiter den Fallblock abwechselnd heben und fallen lassen. Nachdem das erste Rohr eingetrieben
ist, wird ein zweites angeschraubt, an diesem der Rammapparat befestigt und so
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mehr
fortgefahren, bis Wasser erreicht ist, wovon man sich durch ein in das Rohr hinabgelassenes Senkblei leicht überzeugen kann.
Hat manWasser gesunden, so schraubt man eine Pumpe an das hervorstehende Ende des Rohrs und wird mittels derselben zuerst meist
schlammiges, sehr bald aber reines Wasser erhalten. Steht der in sehr feinem Sand, so kann dieser dauernd
mitgerissen werden; in solchem Fall gibt man dem durchlöcherten Rohr mit der Stahlspitze bei etwa 1 m Länge einen etwas größern
Durchmesser und schiebt in dasselbe ein zweites messingenes, ebenfalls vielfach durchbohrtes Rohr, welches mit einem Gewebe
[* 20] von Pferdehaaren überzogen ist. Der Röhrenbrunnen durchbricht zwar nicht feste Steinbildungen, dringt
aber in harte Bodenarten ein. Will man das Rohr herausheben, so genügt es, das Fallwerk
[* 21] umgekehrt wirken zu lassen.
Das in den Erdboden eindringende Wasser wird sehr oft von undurchlässigen Schichten aufgehalten und ist
dann gezwungen, diesen zu folgen. Ist die wasserführende Schicht auch noch von einer undurchlässigen
bedeckt, so kann das Wasser bei passender Neigung der Schichten einem sehr hohen hydrostatischen Druck ausgesetzt werden. Das
an der Erdoberfläche bei a
[* 2]
(Fig. 2) in die Schicht eindringende Wasser bewegt sich zwischen den undurchlässigen Schichtenb und c und steht z. B. am Punkte d unter einem Druck, welcher einer Wassersäule von der Höhe e f entspricht.
Treibt man nun bei g ein Bohrloch nieder, so wird das Wasser nach Durchbohrung der Schicht b alsbald im Bohrloch aufsteigen,
zu Tage treten und je nach Umständen sich auch noch im Strahl erheben. Derartige Brunnen, welche also auf das
Gesetz der kommunizierenden Röhren zurückzuführen sind, nennt man artesische. Die Anlage derselben hängt von dem geognostischen
Ban der Gegend ab. Die meiste Aussicht auf Erfolg bieten weite, kegelförmige Thalmulden oder Becken, deren Wände der Schichtung
der Gebirgsmassen konform sind.
Man hat indes artesische auch in weiten Ebenen und selbst in dem in einer Meereslagune gelegenen Venedig
[* 22] erbohrt, und daß hier, wo die erforderlichen Höhen ganz zu fehlen scheinen, das Wasser dennoch emporgetrieben wird, erklärt
sich aus der außerordentlich weiten, oft Hunderte von Quadratmeilen umfassenden Ausdehnung
[* 23] der ältesten Schiefer- und Schichtgesteine,
welche meist in ihrer horizontalen Lagerung gestört und in eine geneigte Lage gebracht sind. Das Wasser
des artesischen Brunnens stammt also unter Umständen aus sehr weiten Entfernungen und aus einem großen Gebiet.
Diesem letztern Umstand verdanken die Brunnen ihren nie versiegenden Wasserreichtum. Zur Herstellung der artesischen
Brunnen dient der Erdbohrer,
[* 24] welcher ein mehr oder minder enges Bohrloch erzeugt. Bisweilen gräbt man zunächst
durch das obere lockere Erdreich einen gewöhnlichen Brunnenschacht und beginnt das Bohren erst an der Sohle desselben. Der
Brunnenschacht wird dann ausgemauert und dient
zur Ansammlung des durch ein Pumpwerk weiter zu hebenden Wassers, das Bohrloch
aber muß, wenn das Erdreich es erfordert, mit eisernen Röhren ausgefüttert werden.
Steigt das Wasser über die Erdoberfläche empor, so muß noch ein besonderes Steigrohr errichtet werden, und in solchem Fall
ist dann das Wasser auch sehr wohl zum Betrieb von Maschinen geeignet. Ebenso kann die Wärme
[* 25] des Wassers, welche der großen
Tiefe, aus der es emporsteigt, entspricht, in verschiedener Weise nutzbar gemacht werden. Bohrbrunnen
sind seit alten Zeiten in China
[* 26] gebräuchlich gewesen; auch die alten Ägypter kannten sie, und die Wüsten von Theben und Gorbe
sind von solchen Brunnen sozusagen ganz durchlöchert. In Europa
[* 27] wurde zuerst 1126 ein artesischer Brunnen zu Lillers im DepartementPas de Calais
erbohrt; in größerer Ausdehnung aber scheinen die artesischen Brunnen zuerst im Modenesischen und in Österreich
[* 28] angelegt worden zu sein.
Die Benennung nach der GrafschaftArtois, wo die Bodenverhältnisse die Anlage der Bohrbrunnen besonders begünstigten, ist
daher nur wenig berechtigt. In England, welches gegenwärtig sehr viele artesische Brunnen besitzt, kamen sie
erst gegen Ende des 18. Jahrh. in Gebrauch. In Deutschland wurden sie schon 1724 vom kursächsischen Bergkommissar Leupold
empfohlen, doch vornehmlich zur Erbohrung von Solquellen. Die KannstatterAnlage datiert von 1777. Das Bohrloch zu Neusalzwerk
besitzt 672, 9 m Tiefe.
Diese Wasserlieferung verminderte sich auf 430L., als das noch großartigere Unternehmen von Passy bei
Paris durch Kind vollendet wurde. Der wasserreichste artesische Brunnen ist der zu Congé sur Cher im DepartementIndre-et-Loire, welcher
bei einer Tiefe von 308 m in der Minute4050L. liefert. Die Bedeutung der artesischen Brunnen für wasserarme Gegenden hat sich
besonders in Algerien
[* 31] gezeigt, wo französische Ingenieure seit 1855 an den Rändern der Sahara mit dem
glücklichsten Erfolg sehr ergiebige Brunnen gebohrt haben. Diese Brunnen ergießen jetzt täglich 100,000
cbmWasser über den Boden, und wo bisher im dürren Sand kein Hälmchen gedieh, wachsen jetzt 150,000 Palmen.
[* 32]
Unter die bedeutendsten in der neuern Zeit erbohrten artesischen Brunnen gehört der von Zsigmondy 1879 in der
außerordentlichen Tiefe von 970,48 m hergestellte