Wassergewinnung
Unter Wassergewinnung wird die Art und Weise, wie Wasser zur Nutzung gewonnen wird, verstanden. Dies kann auf vielfältige Art geschehen, wobei Niederschlagswasser, Oberflächenwasser, Luftfeuchtigkeit und Grundwasser zur Verfügung stehen. Für die Trinkwasserversorgung ist die Wassergewinnung aus dem Grundwasser besonders relevant.
Trinkwassergewinnung und Wassergewinnung für Nutzwasser
Die Wassergewinnung aus dem Grundwasser dient vor allem der Trinkwasserversorgung. Aber auch das Wasser aus Seen und Talsperren kann bei geeigneter Qualität und Aufbereitung genutzt werden. Dagegen werden Fluss- und Regenwasser aufgrund der schlechteren Qualität meist nur als Nutzwasser verwendet.
Erfassen von Grundwasser
Grundwasser bildet sich aus der Versickerung von Niederschlagswasser und von Wasser aus oberirdischen Gewässern (Uferfiltrat). Das Sickerwasser wird dabei durch die Filterwirkung und Bindewirkung des Bodens sowie durch die Tätigkeit der Bodenorganismen und Pflanzen gereinigt und bei einer ausreichenden Verweildauer im Boden (mindestens 50 Tage) auch hygienisiert. Das Sickerwasser sammelt sich über wasserundurchlässigen Bodenschichten und in den Hohlräumen der tiefer liegenden Gesteine zu einem geschlossenen Grundwasserkörper (Grundwasserneubildung). Da ein Teil des Niederschlagswassers von Pflanzen aufgenommen wird, verdunstet oder oberflächlich abfließt, beeinflussen Niederschlagshöhe, Geländeneigung, Bewuchs und die Durchlässigkeit der Böden und weiteren Deckschichten die Grundwasserneubildungsrate.
Die Erschließung des Grundwassers findet meist durch Brunnen statt. Aber auch Quellen, an denen das Grundwasser zutage tritt und die Ursprung für Flüsse und Bäche sind, sind für die Wasserversorgung bedeutsam.
Seen- und Talsperrenfassungen
Die Entnahme von Seen- und Talsperrenwasser geschieht bevorzugt mittels eines Fassungsturms, der eine Wasserableitung aus unterschiedlichen Wassertiefen entsprechend der Qualität des eingeschichteten Wassers ermöglicht.
Die Entnahmeöffnungen befinden sich auf unterschiedlichen Höhen des Turms, ausreichend hoch über Seegrund und ausreichend tief unter dem Seespiegel bzw. Epilimnion.
Eine andere Art der Entnahme, vorwiegend bei Seefassungen, ist die Anordnung eines Saugkopfs in ausreichender Höhe über Seegrund. Dieses Verfahren bietet sich auch bei einer ohnehin aufwendigen Aufbereitung des Rohwassers nach der Entnahme an.
Flusswasserfassungen
Die Flusswasserfassungen bestehen in der Regel aus Entnahmebauwerken mit Filter- und Rückhalteeinrichtungen und Rohwasserpumpwerken, d.h. der eigentlichen Fördereinrichtung.
Eine Flusswasserentnahme setzt im Allgemeinen aber einen ausreichenden Abfluss im Gewässer voraus, der auch eine gewisse Mindestqualität des Flusswassers gewährleistet. Für das Entnahmebauwerk können auch künstliche Buchten und Seitenkanäle vorgesehen werden.
Im Vergleich zu Brunnen oder Quellen lassen die Flusswasserfassungen – technisch gesehen – große Entnahmen von mehreren hundert Litern oder Kubikmetern pro Sekunde zu und können daher sehr leistungsfähige Wassererschließungen sein. Diesen sind – von den Ansprüchen an den Wasserhaushalt eines Flussregimes her gesehen – in unserem Bereich vielfach bereits Grenzen gesetzt.
Zisterne
In den unterirdischen Behältern einer Zisterne kann Trink- oder Nutzwasser gesammelt werden. In Deutschland sind Nutzwasserzisternen (auch als Rückhaltebecken bezeichnet) von Bedeutung.
Die Zisterne nach der venezianischen oder deutschen Art besteht aus zwei Kammern. Die Zulaufkammer ist als Sandfilter ausgebildet und die Überlaufkammer als eigentliche Speicherung und Entnahme. Der Sandfilter muss so aufgebaut sein, dass er der Filterregel entspricht und ständig von Wasser bedeckt ist; entsprechend ist der Überlauf im zweiten Becken so hoch zu führen, dass ein Leerlaufen des ersten verhindert.
Die Filtergeschwindigkeit soll der eines Langsamsandfilters mit 0,1 bis 0,2 Metern pro Stunde entsprechen. Die Kammern werden möglichst so angelegt, dass der Wasserstand etwa 1,5 bis 2,0 Meter beträgt. Sie müssen für Reinigungs- und Kontrollzwecke zugänglich sein, damit die oberste Filterschicht jährlich einmal ausgetauscht werden kann. Die zweite Kammer erhält zusätzlich die Entleerungs-, Überlauf- und Entlüftungseinrichtungen. Bei der amerikanischen Zisterne wird die erste Kammer durch das Entnahmerohr mit Keramikfilter ersetzt. Die Installation ist damit insgesamt einfacher, aber die Filterwirkung gegenüber dem Langsamsandfilter sicher begrenzt. Möglich sind in der ersten Kammer auch horizontal durchflossene Kies- und Sandfilter, aber in umgekehrter Richtung vom Grob- zum Feinkorn durchflossen.
Bei entsprechenden Betriebsbedingungen kann damit auch eine gute biologische Wirkung des Filters erzielt werden. Dabei muss aber gewährleistet werden, dass der Filter auf der ganzen Länge beaufschlagt und tatsächlich horizontal durchflossen wird. Diese Filter haben sich als besonders wirksam bei hohem Trübstoffgehalt des Rohwassers erwiesen.
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