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Grundwassererschließung

Grundlagen, Brunnenbau, Grundwasserschutz, Wasserrecht

Mit einem Beitrag von: Klaus-Dieter Balke; Ulrich Beims; Franz W. Heers; ; Bernward Hölting; Reiner Homrighausen; Georg Mattheß; ; Reinhard Kirsch

2000. XIII, 740 Seiten, 398 Abbildungen, 81 Tabellen, 17x24cm, 1810 g
Language: Deutsch

(Lehrbuch der Hydrogeologie, Band 4)

ISBN 978-3-443-01014-0, gebunden, price: 137.00 €

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hydrogeologyGrundwasserWasserwirtschaftHydrogeologie

Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

Der vorliegende Band "Grundwassererschließung, Grundlagen - Brunnenbau - Grundwasserschutz - Wasserrecht" richtet sich an alle Praktiker der Wasserwirtschaft.
Die einzelnen Abschnitte wurden von erfahrenen Fachleuten erarbeitet.
Die Vielzahl der ausführlich und sehr kompetent dargestellten Themenkreise und Fragestellungen entnehmen Sie bitte dem Inhaltsverzeichnis.

Mit vielen guten Abbildungen und Literaturangaben versehen, ist dieses Buch für alle an einschlägigen Fragen der Wasserwirtschaft Interessierten ein sehr wichtiges Nachschlagewerk. Ein ausführliches Kapitel ist dem immer komplexer werdenden Wasserrecht gewidmet, dessen Einhaltung aufgrund der Vielzahl von Vorschriften immer schwieriger wird und an dessen Regelungen kein Praktiker vorbeikommt.

Alle, die sich mit der Wasserwirtschaft und der Grundwassernutzung befassen, die Ingenieure, Geo- und Biowissenschaftler sowie Wasserrechtler werden den Band benötigen. Er wird auf Jahre hinaus das Standardwerk für die Grundwassererschließung sein.

Bespr.:"Heilbad & Kurort", 52. Jg., No. 9/00, S. 222 top ↑

Im Rahmen des mehrbändigen Lehrbuches der Hydrogeologie, herausgegeben von Professor Dr. Georg Matthess (Kiel), erschien jetzt der 714 Seiten starke Band 4. Er beinhaltet die Grundwassererschließung, wobei auf den ersten 114 Seiten hydrogeologische und hydrochemische Grundlagen (Hölting) abgehandelt werden. Es folgen umfangreiche Kapitel über Brunnenbau (Balke, Beims, Homrighausen, Kirsch), Grundwasser-Schutz (Hölting, Matthes) und Wasserrecht (Heers). Das Buch hat den Charakter eines Handbuches für Spezialisten. Fragen der Balneogeologie werden nicht angesprochen, sie sind Inhalt des Bandes 7 dieses Lehrbuches (Michel 1997).

Bei der Breite der Thematik lag es nahe, mehrere einschlägig erfahrene Fachleute an diesem Werk zu beteiligen. Auf eine eingehende Besprechung kann an dieser Stelle verzichtet werden. Festzuhalten bleibt, dass nunmehr neun Bände des umfangreichsten deutschsprachigen hydrogeologischen Lehrbuches vorliegen. Drei weitere Bände werden vorbereitet: Hydrogeologie im Karst, Geophysikalische Methoden in der Grundwasser-Exploitation, Grundwassermodelle. "GrundwassererschlieBung: Grundlagen, Brunnenbau, Grundwasserschutz, Wasserrecht"

Gert Michel, Dannenberg (Elbe)

"Heilbad & Kurort", 52. Jg., No. 9/00, S. 222

Bespr.:"Wasser und Abfall", 2. Jg., November 2000, S. 78 top ↑

Der vorliegende Band "Grundwassererschließung, Grundlagen - Brunnenbau - Grundwasserschutz - Wasserrecht" richtet sich an alle Praktiker der Wasserwirtschaft.

Das erste Kapitel gibt eine umfassende Einführung in die Hydrogeologischen Grundlagen. Das zweite Kapitel beschäftigt sich mit den mathematisch-physikalischen Grundlagen der Grundwasserströmung, den Grundlagen der Modellierung sowie der Bemessung und dem Betrieb von Grundwasserfassungen. Im dritten Kapitel werden neben Bohrverfahren für den Brunnenbau, die geophysikalischen Verfahren zur Wassererschließung, der Brunnen- und Grundwassermessstellenbau allgemein, die Brunnenregenerierung sowie die Uferfiltration vorgestellt. Die vermittelten Grundlagen sind unverzichtbare Voraussetzungen im Umgang der in der Praxis immer häufiger verwendeten Hydrogeologischen Grundwassermodelle, sei es bei der Bearbeitung von Wasserrechtsanträgen oder in der Schadensfallbearbeitung. Kapitel 4 gibt einen kurzen Überblick zum präventiven Grundwasserschutz. Großen Raum nimmt die Betrachtung des Wasserrechtes in Kapitel 5 ein, welches für alle in der Wasserwirtschaft Tätigen eine immer wichtigere Rolle spielt. Neben Landes- und Bundesnormen wird auch auf die EU-Richtlinien eingegangen. Dieser Abschnitt enthält abweichend von den hydrogeologischen und technischen Kapiteln dem in der Rechtswissenschaft üblichen Vorgehen folgend auf Anmerkungen gestützte Referenzen.

Mit vielen übersichtlichen Abbildungen und ausführlichen Literaturangaben versehen, ist dieses Buch für alle an einschlägigen Fragen der Wasserwirtschaft Interessierten ein sehr wichtiges Nachschlagewerk.

Holger Densky

"Wasser und Abfall", 2. Jahrgang, November 2000, S. 78

Bespr.: HW 44 (2000), S. 351 top ↑

Bereits in den 60er Jahren wurde die Idee geboren, ein mehrbändiges Lehrbuch der Hydrogeologie zu erarbeiten, in dem das schnell zunehmende Wissen über das Grundwasser in einzelnen, in sich geschlossenen Bänden von speziellen Kennern des betreffenden Fachgebiets dargestellt wird. Wolfgang Richter war der erste Herausgeber dieser Reihe, nach dessen Tod im Jahr 1977 übernahm Georg Matthess. der im Jahr 1973 mit dem Bd. 2 "Beschaffenheit des Grundwassers" den Anfang machte, diese Aufgabe.

Mittlerweile liegen neun Bände vor, drei weitere sind in Vorbereitung. Der vorliegende Band "Grundwassererschließung" wird als Bd. 4 in dieser Reihe geführt. In fünf Kapiteln informieren die Autoren umfassend über alles, was mit der Erschließung des Grundwassers zu tun hat. Im ersten Kapitel werden die praxisbezogenen hydrogeologischen Grundlagen vorgestellt. Auf rd. 115 Seiten werden ausführliche Informationen über die grundwasserführenden Gesteine, das Wasser im Untergrund mit seinen Erscheinungsformen, die Ermittlung der Rate der Grundwasserneubildung, die Grundwasserbeschaffenheit und deren Bewertung sowie über hydrogeologische Karten gegeben.

Das zweite Kapitel befasst sich auf rd. 155 Seiten mit der Bemessung und dem Betrieb von Grundwasserfassungen. Nach einführenden Begriffsbestimmungen wird unter Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen und Szenarien die Mathematik der Grundwasserströmung erläutert. Großer Wert wird auf die Parameterermittlung gelegt (Laborverfahren, Feldverfahren wie Pumpversuche oder Bohrlochtests). Das Kapitel endet mit geohydraulischen Berechnungen (analytische Lösungen, numerische Lösungen).

Das dritte Kapitel, mit fast 280 Seiten das umfangreichste, ist der Fassung des Wassers gewidmet. Nach einer einleitenden Thematisierung von Wasserbedarf und Wasserversorgung sind die folgenden Unterkapitel den Ramm-, Einspül- und Schachtbrunnen, den Bohrbrunnen, der Brunnenentwicklung, Sonderformen des Brunnenbaus, den Pumpen, der Brunnenregenerierung, den Grundwassermessstellen, den Quellfassungen, den Wasserstollen sowie der Grundwasseranreicherung und Uferfiltration gewidmet.

Das vierte Kapitel, mit 40 Seiten das kürzeste, befasst sich mit dem Grundwasserschutz. Angesprochen werden die Grundlagen des effektiven Grundwasserschutzes einschließlich der chemischen, physikalischen und biologischen Vorgänge im Sicker- und Grundwasserraum sowie die Trinkwasserschutzgebiete.

Vermutlich wäre es didaktisch und auch im Hinblick auf die Ausgewogenheit des Umfangs der einzelnen Kapitel besser gewesen, einen Teil des Stoffes aus Kapitel 1 in Kapitel 4 zu behandeln.

Das 90 Seiten starke fünfte und letzte Kapitel geht auf das Wasserrecht ein, insbesondere auf das Regelungssystem des Wasserhaushaltsgesetzes und der Landeswassergesetze, auf das Recht der Europäischen Union, auf die Erfordernisse einer behördlichen Zulassung einer Gewässerbenutzung (Zulassung, Versagung, Formen der Zulassung wie Erlaubnis oder Bewilligung), auf die Planfeststellung, auf die wasserwirtschaftliche Planung, auf die Gewässeraufsicht, auf die Gewässerqüte als Schutzgegenstand zivil- und strafrechtlicher Sanktionen sowie auf die rechtlichen Gesichtspunkte der Grundwassererschließung.

Auf der einen Seite wirkt das Kapitel überladen ( eine Beschränkung auf das Grundwasser hätte nahegelegen), auf der anderen Seite ist es verwunderlich, dass im wasserrechtlichen Teil eines im Jahr 2000 publizierten Fachbuches jeder Hinweis auf die noch in diesem Jahr verabschiedete Europäische Wasserrahmenrichtlinie mit ihren Vorgaben, flussgebietsbezogene oberirdische Gewässer und Grundwasser integrativ zu betrachten, fehlt.

Das Buch endet mit einem umfangreichen Literaturverzeichnis (22 Seiten) und einem Register (30 Seiten).

Es ist sofort zu erkennen, dass das ansprechend aufgemachte Buch von Experten in ihrem Fach geschrieben worden ist, es ist gut lesbar und informiert umfassend. Auffällig ist, dass teilweise neuere und neueste Literatur nicht zur Kenntnis genommen (z.B. Abschn. 3.10 Grundwasser-Messstellen) und statt dessen älterer bzw. veralteter Literatur der Vorzug gegeben worden ist.

Auch wenn das Preis-/Leistungsverzeichnis nicht übertrieben günstig erscheint, kann das Buch allen, die mit Grundwasser zu tun haben -- hochschulen, Behörden, Brunnenbaufirmen, Ingenieurbüros -- mit gutem Gewissen empfohlen werden.

B. Toussaint, Wiesbaden

HW 44 (2000), S. 351

Bespr.:Bundesgesundheitsblatt,Jg. 44, Heft 1, Jan.2001,S.66 top ↑

Ein Buch, das sich sehr eingehend der Fassung von Grundwasser, d.h. den Entnahmetechniken aus dem Untergrund, detailliert dem Grundwasserschutz sowie wesentlichen Grundzügen des Wasserrechtes widmet, ist auch für alle benachbarten Fachdisziplinen, so auch für die Wasserhygiene allgemein und für die Trinkwasserhygiene im speziellen, von herausragender Bedeutung.

Aufbauend auf den"hydrogeologischen Grundlagendie sich den Gesteinen mit Blick auf ihre Eigenschaften auch in Bezug auf das Grundwassernder definitorischen Abgrenzung des unterirdischen Wassers, der Grundwasserneubildung sowie der Grundwasserbeschaffenheit und ihrer Bewertung widmen, wendet sich dann der Hauptteil des Buches der Grundwasserfassung zu. Bei der Abhandlung der "Bemessung und des Betriebes von Grundwasserfassungen" steht das mathematische Modell der Grundwasserströmung, die Ermittlung der für Mengenberechnungen maßgeblichen hydrogeologischen Parameter und die eigentlichen geohydraulischen Berechnungen, die auch Aufschluss über die gewinnbaren Wassermengen bieten, im Mittelpunkt. Rechenbeispiele erleichtern die Anwendung der geschilderten Berechnungsverfahren. Erkenntnisse zum Wasserbedarf leiten das Kapitel "Wasserfassung" ein. Die entscheidenden Darlegungen werden dann zum Brunnenbau, zur Herstellung der überragend bedeutsamen Bohrbrun-nen, daneben zum Bau von Ramm- und Spül-, Schacht- und Horizontalfilterbrunnen geboten. Details zu den Bohrverfahren, zur Bohrlochgeophysik, zur Brunnenentwicklung und Regenerierung sowie auch zur Herstellung von Grundwassermessstellen und zu der für die Trinkwasserbereitstellung in vielen deutschen Großstädten so bedeutenden Grundwasseranreicherung und Uferfiltration runden das Kapitel ab. Das Kapitel "Grundwasserschutz" geht von der öffentlichen Aufgabenstellung und den sich daraus ergebenen Zielen aus. Auf der Grundlage hydrodynamischer, hydrochemischer und biologischer (Bakterien und Viren) Aspekte sind Schlussfolgerungen für die Schutzwirkung des Bodens und für Trinkwasserschutzgebiete möglich. Generell Beschaffenheit des Grundwassers" des gleichen Lehrwerkes zu Rate zu ziehen. Das Abschlusskapitel widmet sich dem "Wasserrecht". Auf reichlich 90 Seiten werden eine Begriffseinführung und das Regelungssystem des Bundeswasserrechts sowie der einschlägigen Landesgesetze vorgestellt. Es schließt sich eine Betrachtung zur Zulassung bzw. zur Versagung einer Gewässerbenutzung und zu den Formen der Zulassung an. Ein Abriss der Planfeststellung, der wasserwirtschaftlichen Planung, einschließlich der Festsetzung von Wasserschutzgebieten und der Aufgabe der Gewässeraufsicht schließt sich an. Neben den rechtlichen Aspekten der Grundwassererschließung widmet sich ein Abschnitt auch der Gewässergüte als Schutzgegenstand zivil- und strafrechtlicher Sanktionen.

G. Milde (Berlin)

Bundesgesundheitsblatt, Jg. 44, Heft 1, Jan. 2001, S.66

Bespr.: Landnutzung und Landentwicklung, Heft 5/2001, S. 237 top ↑

Das Buch ist Teil einer umfassenden Lehrbuchsammlung zum Thema Grundwasser, die derzeit 9 in sich geschlossene Bände umfaßt. Es enthält folgende, von verschiedenen nahmhaften Autoren bearbeitete Inhalte: Hydrogeologische Grundlagen; Bemessung und Betrieb von Grundwasserfassungen; Wasserfassung; Grundwasserschutz; Wasserrecht.

Als Nachschlagewerk konzipiert, wendet sich das Werk an Ingenieure, Geo- und Biowissenschaftler sowie Wasserrechtler, die sich der Wasserwirtschaft und der Grundwasserbewirtschaftung befassen.

A. Nickel

Landnutzung und Landentwicklung, Heft 5/2001, S. 237

Bespr.: Gesellsch.Dt.Chemiker Fachgruppe Analyt.Chemie,Mitteilungsblatt 2/2001 top ↑

Zur Besprechung liegt ein Werk vor über die Grundwassererschließung, das auf ca. 740 Seiten außerordentlich umfangreich ist und in die Tiefe umfassend einführt.

Arbeitet man das Inhaltsverzeichnis durch, so erkennt man, welche Fülle von Erkenntnissen und fachlichen Informationen dem Leser dieses Buches bevorstehen.

Neben den hydrogeologischen Grundlagen werden Kenntnisse über den Betrieb von Grundwasserfassungen ebenso vermittelt wie über Wasserfassungen generell.

Der Grundwasserschutz wird behandelt und das Wasserrecht ausführlich unter rechtlichen Überlegungen dargelegt. Der Schluss bildet ein umfangreiches Literaturverzeichnis und Abkürzungen zusammen mit einem ausführlichen Register.

Die technischen Einzelheiten sind überwältigend und es kann dem Leser nur empfohlen werden, sich auf die von ihm gewünschte Terminologie zu beschränken.

Daher sei es dem Rezensenten erlaubt, auch hier im wesentlichen auf physikalische, physikalisch-chemische und analytische Informationen des Buches näher einzugehen.

Schon der Abschnitt 1.4.2 «Physikalische und chemische Grundlagen des Wassers» führt auch den Nicht-Chemiker in die Problematik und in die Schwierigkeit des Stoffes ein. Allerdings wären hier vielleicht Hinweise auf die Aggregationen des Wassers bis etwa zu H2O10 zu beachten. Sonst erfährt der Leser aber alles, was man über die Theorie und auch die Praxis des Wassers wissen sollte. Hinzu kommen Angaben über die Löslichkeit von Stoffen und Gasen im Wasser, die sehr informativ sind. Z. B. werden Löslichkeitsprodukte fester Stoffe bei 250°C im Wasser tabellarisch angegeben.

Viele weitere Informationen führen auch zu dem Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht des Wassers, wobei hier besonders die Daten über die Löslichkeit des Kohlendioxids im Wasser und der Einfluss des pH-Wertes und des Redox-Potentials auf die Löslichkeit von festen Stoffen zu beachten sind. In dem Abschnitt über chemisch-physikalische Prozesse im Grundwasser wird über die Komplexbildung und auch über Adsorption, Desorption und lonenaustausch informiert. Mikrobiologische Prozesse im Wasser werden grundsätzlich behandelt. Wichtige Kenntnisse vermitteln die Angaben unter dem Kapitel «Die Grundwasseruntersuchung», welches mit Probenahme, Transport und Lagerung der Wasserproben beginnt. Es folgt dann die Beschreibung der Wasseranalysen mit Erwähnung der wichtigsten Parameter, die untersucht werden sollten. Hier sei insbesondere die Tabelle unter 1.29 erwähnt.

Es folgen dann eher Stichwortweise die Hinweise zur Organoleptik, Wassertemperatur, pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Redox-Potential, spektraler Adsorptionskoeffizient, Säure- und Rasenkapazität, etc.. Die Beschreibung des Analysenumfanges wird eher kurz gefasst, ergänzt durch die Hinweise auf Seite 101 ff.

Bedeutsam sind auch die Abschnitte über Bewertung der Grundwasserbeschaffenheit und die Auflistung von Grenzwerten für chemische Parameter der verschiedenen gelösten Inhaltsstoffe. Besonders erwähnenswert erscheinen noch die ausführlichen Angaben über den Grundwasserschutz. Auch die Beschreibung der geophysikalischen Oberflächenmethoden durch Reinhard Kirsch erscheint besondes informativ. Allgemein kann festgestellt werden,d aß das Buch eine unwahrscheinlich Fülle von technischen und wissenschaftlichen Informationen bietet.

Dem Fachmann sei es daher durchaus empfohlen und dem Fremdeinsteiger oder Spezialisten ist die Lektüre notwendig zum Verstehen einzelner komplexer Wissensgebiet. So z. B. auch unter dem Abschnitt 4.2.3 "Hydrochemische Aspekte" mit 4.2.3.1 "Stoffeinträge von der Erdoberfläche in das Wasser".

Auch der Abschnitt 4.2.3.2 über "Hydrochemische, physikalische und biologische Vorgänge in Sicker- und Grundwässern" gibt dem Fachmann ergänzende Informationen und führt den Neuling zuverlässig in die Problematik ein.

Dieses umfangreiche Buch ist dem wärmstens zu empfehlen, der sich in die komplizierten Begriffe des Grundwassers, des Brunnenbaus, Grundwasserschutzes und Wasserrechts einarbeiten will.

Bei dem Umfang des Buches und der Fülle an übermitteltem Wissen mutet es fast erstaunlich an, daß doch durch das ganze Buch ein ziemlich einheitlicher Stil weht.

W.Schneider

Gesellschaft Deutscher Chemiker Fachgruppe Analytische Chemie -- Mitteilungsblatt 2/2001, S. M74/M75

Bespr.: Zeitschrift für Geomorphologie Band 47 Heft 2, 2003 top ↑

Das von MATTHESS (Kiel) als Herausgeber besorgte Lehrbuch der Hydrogeologie ist mit dem hier angezeigten seit 1983 auf nunmehr neun Bände angewachsen und stellt ein einzigartiges Kompendium des aktuellen Wissensstandes dieser geowissenschaftlich wie praktisch gleichermaßen bedeutsamen Disziplin dar. Abbild der Komplexität des Themas ist das sich über sechseinhalb Seiten erstreckende Inhaltsverzeichnis. Im ersten Teil werden die geologischen, klimatologischen, physikalisch-chemischen und mikrobiologischen Grundlagen der Grundwassererschhließung sowie die Bewertung der Grundwasserbeschaffenheit dargestellt. Der zweite behandelt, ausgehend von Modellen und Bilanzgleichungen, die Bemessung und den Betrieb von Grundwasserfassungen, wobei ausführliche Demonstrationsbeispiele für die geohydraulische Berechnung einer Heberfassung sowie orts- und zeitdiskreter Modelle von Strömungsfeldern besonders für den Praktiker von Interesse sein dürften. Der mit 284 Seiten bei weitem ausführlichste Teil 3 behandelt die Probleme und Verfahren der Wasserfassung und beginnt nach einleitenden Anmerkungen über Wasserbedarf und Wasserversorgung mit einer sehr detaillierten Beschreibung der Brunnenbautechnik, insbesondere der Bohrverfahren, der Bohrlochgeophysik und des Bohrbrunnenbaus sowie spezieller Brunnen- und Pumpentypen. Es schließen sich sehr detaillierte Ausführungen über die Alterung und Regenerierung von Brunnen, Quellfassungen, Grundwasseranreicherung und Uferfiltration an. Der relativ kurze Teil 4 "Grundwasserschutz" fasst die für effektive Schutzmaßnahmen relevanten minero- und hydrochemischen sowie mikrohielten Prozesse in der Aerationszone und dem Aquifer zusammen und leitet mit dem Abschnitt "Trinkwasserschutzgebiete" über zu dem abschließenden Teil "Wasserrecht". Dieses liefert die Grundlage zur qualitativen und quantitativen Inanspruchnahme der ober- und unterirdischen Wasservorräte im Interesse des Naturhaushalts, als dessen Bestandteil sie ausdrücklich angesprochen werden. Die Tatsache, dass das Wasserrecht m Deutschland aus dem (Bundes-) "Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts (Wasserhaushaltsgesetz - WHG -)" und den Wassergesetzen der sechzehn Bundesländer (LWG) besteht und außerdem m den letzten Jahren der gestaltende Einfluss des Rechts der Europäischen Union auch auf das Wasserrecht ständig gewachsen ist, macht verständlich, dass seine vergleichende Darstellung relativ umfangreich sein muss. Im Einzelnen werden die einschlägigen EU- Richtlinien, die von den Mitgliedstaaten in einer bestimmten Frist in nationales Recht umgesetzt werden müssen, das Regelungssystem des WHG und der LWG sowie die Bereiche der wasserwirtschaftlichen Planung und Gewässeraufsicht behandelt. Ein etwa 550 Nummern zahlendes Literaturverzeichnis zu den Teilen 1-4, ein Quellennachweis zum Teil "Wasserrecht" sowie ein 28 Seiten umfassendes Register beschließen den Band. Die Komplexität der Materie erforderte das Zusammenwirken von sieben Autoren. Dass dennoch kaum textliehe Diskrepanzen und Überschneidungen innerhalb und zwischen den einzelnen Teilen des umfangreichen Textes auftreten, ist der ebenso intensiven wie behutsam ausgleichenden Herausgebertätigkeit von MATTHESS zu danken. So ist ein beeindruckendes Werk entstanden, das aufgrund seines handbuchartigen Charakters kaum Wünsche offen läßt steht man einmal - etwa im Teil 2 - von geostatistischen Prüfverfahren ab, mit deren Hilfe zum Zwecke flächenbezogener geologischer oder hydrochemischer Modellierungsansätze sichergestellt werden kann, dass zwischen benachbarten Beobachtungs- oder Messpunkten wie Bohrlöchern oder Brunnen wertmäßig valide Interpolationen möglich sind. Insgesamt ist durch diesen beeindruckenden Band das Lehrbuch der Hydrogeologie nach Inhalt und Umfang - dem der Preis durchaus angemessen ist - um ein Wesentliches bereichert worden und man kann Herausgeber, Autoren und Verlag zu diesem gelungenen Wurf nur nackdrücklich gratulieren.

O. FRÄNZLE, Kiel

Zeitschrift für Geomorphologie Band 47 Heft 2, 2003

Inhaltsverzeichnis top ↑

1 Hydrogeologische Grundlagen 1
1.1 Die Gesteine 1
1.2 Das unterirdische Wasser 8
1.2.1 Grundwasser-Definition 8
1.2.2 Der Sickerraum 9
1.2.3 Der Grundwasserleiter 14
1.2.3.1 Die Hohlräume im Untergrund 14
1.2.3.1.1 Poren-Hohlräume 15
1.2.3.1.2 Kluft-Hohlräume 20
1.2.3.1.3 Karst-Hohlräume 24
1.2.3.2 Grundwasserhydrologie 26
1.2.3.2.1 Hydrogeologische Begriffe 26
1.2.3.2.2 Grundwasser-Potentiale 28
1.2.3.2.3 Hydraulische Leitfähigkeit (Durchlässigkeitsbeiwert) der
Gesteine 34
1.3 Ermittlung der Grundwasserneubildung 54
1.3.1 Der Wasserkreislauf 54
1.3.2 Niederschlag 56
1.3.3 Verdunstung 58
1.3.4 Abfluß 60
1.3.4.1 Oberirdischer Abfluß 60
1.3.4.2 Unterirdischer Abfluß 62
1.3.5 Wasserbilanz der Bundesrepublik Deutschland 67
1.3.6 Wasserhaushalt anderer Klimagebiete 67
1.4 Grundwasserbeschaffenheit 72
1.4.1 Einleitung 72
1.4.2 Physikalische und chemische Grundlagen 72
1.4.3 Chemisch-physikalische Prozesse im Grundwasser 86
1.4.4 Mikrobiologische Prozesse 91
1.4.5 Die Grundwasseruntersuchung 92
1.5 Bewertung der Grundwasserbeschaffenheit 102
1.5.1 Die natürlichen (geogenen) Lösungsinhalte in Grundwässern 102
1.5.2 Beurteilung der Nutzungsmöglichkeiten 107
1.6 Hydrogeologische Karten 111
2 Bemessung und Betrieb von Grundwasserfassungen 115
2.1 Begriffsbestimmungen 115
2.2 Mathematisches Modell der Grundwasserströmung 117
2.2.1 Grundsätze der mathematischen Modellbildung 117
2.2.2 Die DARCY-Gleichung 120
2.2.2.1 Der DARCY-Versuch 120
2.2.2.2 Gültigkeitsgrenzen der DARCY-Gleichung 122
2.2.3 Bilanzgleichung der Geofiltration 125
2.2.3.1 Bilanzgleichung der horizontal-ebenen Grundwasserströmung 125
2.2.3.2 DUPUIT-Annahmen 126
2.2.3.3 Das GIRINSKIJ-Potential 127
2.2.3.4 Nebenbedingungen 129
2.2.4 Grabenanströmung 130
2.2.4.1 Stationäre Grabenanströmung 131
2.2.4.2 Nichtstationäre Grabenanströmung 136
2.2.5 Brunnenanströmung 139
2.2.5.1 Stationäre Brunnenunströmung 140
2.2.5.2 Nichtstationäre Brunnenunströmung 144
2.3 Parameterermittlung 147
2.3.1 Grundlagen der Parameterermittlung 147
2.3.2 Zusammenstellung und Beschreibung der Parameter 152
2.3.3 Laborverfahren 157
2.3.3.1 Ermittlung von Durchlässigkeitsparametern 157
2.3.3.2 Ermittlung der Hohlraumanteile 157
2.3.3.3 Fehlerbetrachtungen 159
2.3.4 Feldverfahren 160
2.3.4.1 Pumpversuche 160
2.3.4.1.1 Pumpversuchsarten und -ziele 160
2.3.4.1.2 Planung von Pumpversuchen 163
2.3.4.1.3 Durchführung von Pumpversuchen 164
2.3.4.1.4 Graphisch-analytische Auswertung 169
2.3.4.1.5 Rechnergestützte Verfahren 181
2.3.4.1.6 Numerische Verfahren 183
2.3.4.1.7 Praktische Hinweise 186
2.3.4.2 Bohrlochtests 189
2.3.4.3 Auswertung von Parallelströmungsverhältnissen 193
2.3.4.4 Auswertung von Wärmemessungen 196
2.3.4.5 Repräsentativwert-Ermittlung 197
2.4 Geohydraulische Berechnungen 200
2.4.1 Analytische Lösungen 200
2.4.1.1 Vertikalfilterbrunnen 200
2.4.1.1.1 Das Superpositionsprinzip 200
2.4.1.1.2 Erfassung von Randbedingungen 203
2.4.1.1.3 Erfassung der Unvollkommenheit des Brunnens 207
2.4.1.1.4 Erfassung der Kolmation 209
2.4.1.1.5 Zusammenstellung von Lösungsverfahren zur
Vertikalfilterbrunnenberechnung 210

2.4.1.2 Horizontalfilterbrunnen 231
2.4.1.3 Heberleitungssysteme 236
2.4.2 Analytisch-numerische Lösungen 243
2.4.3 Numerische Lösungen 255
2.4.3.1 Formulierung der Aufgabenstellung 255
2.4.3.2 Ortsdiskretisierung 258
2.4.3.3 Zeitdiskretisierung 262
3 Wasserfassung 270
3.1 Wasserbedarf und Wasserversorgung 270
3.1.1 Wasserbedarf 270
3.1.2 Wasserversorgung 274
3.2 Ramm-, Einspül- und Schachtbrunnen 278
3.2.1 Rammbrunnen 278
3.2.2 Einspülbrunnen (Spülfilterbrunnen) 280
3.2.3 Schachtbrunnen 281
3.3 Bohrverfahren 288
.3.1 Schlagbohren 289
3.3.2 Drehbohren 295
3.3.2.1 Drehbohren mit regulärer Spülstromrichtung (Rotary-Bohrung) 296
3.3.2.2 Drehbohren mit inverser Spülstromrichtung 300
3.3.3 Geologischer Bohrbericht 301
3.3.4 Wahl des Bohrpunktes bei der Erschließung von Grundwasser 306
3.3.4.1 Hydrogeologische Methoden 306
3.3.4.2 Hydrologische Methoden 311
3.3.4.3 Geophysikalische Oberflächenmethoden (Dr. REINHARD Kürsch) 314
3.3.4.3.1 Seismische Methoden 315
3.3.4.3.2 Geoelektrische und elektromagnetische Methoden 321
3.3.4.3.3 Bodenradar 331
3.3.4.3.4 Gravimetrische Methoden 333
3.3.4.3.5 Magnetische Methoden 334
3.4 Bohrloch- Geophysik 335
3.4.1 Einsatz der Bohrloch-Geophysik 335
3.4.2 Aussagen der Bohrloch-Geophysik 335
3.4.2.1 Lithologische Parameter 335
3.4.2.2 Fluid-Parameter 337
3.4.2.3 Ausbaukontrolle 337
3.4.3 Externe Einflüsse auf Bohrlochmessungen 339
3.4.3.1 Geometrische Effekte 339
3.4.3.2 Bohrloch-Effekte 339
3.4.4 Bohrloch-geophysikalische Methoden 340
3.4.4.1 Kaliber-Logs (CAL) 340
3.4.4.2 Elektrische Logs 340
3.4.4.3 Strahlen- (Nukleare) Logs 351
3.4.4.4 Temperatur-Logs 356
3.4.4.5 Salinometer- (Fluid-Leitfähigkeits-) Logs 358
3.4.4.6 Flowmeter- (Fluid-Strömungs-) Logs (FLOW) 359
3.4.4.7 Akustische Logs 359
3.4.4.8 Trübungs-Logs 363
3.4.4.9 Schichtneigungs-Logs und Abweichungs-(Deviations-) Messung 363
3.4.4.10 Photo- und Fernseh-Logs 364
3.4.4.11 Probensammler (SAMP) 369
3.4.5 Beispiele für Standard-Logs 369
3.5 Bohrbrunnen 371
3.5.1 Allgemeine Überlegungen 371
3.5.2 Bohrbrunnen in Festgesteinen 376
3.5.3 Bohrbrunnen in Lockergesteinen 376
3.5.4 Aufsatzrohre 378

3.5.5 Sumpfrohre (Schlammfang) 381
3.5.6 Filterrohre 382
3.5.6.1 Bauformen 382
3.5.6.2 Bemessung der Filterrohre 390
3.5.7 Filterschüttung 397
3.5.7.1 Bemessung des Filterkieses oder -Sandes 397
3.5.8 Brunnendurchmesser (Bohrdurchmesser) 408
3.5.9 Einbau des Rohrstranges 418
3.5.9.1 Hängender Einbau 418
3.5.9.2 Stehender Einbau 421
3.5.10 Abdichtungen 422
3.5.11 Zementieren 423
3.5.12 Brunnenreihen 424
3.6 Brunnenentwicklung 424
3.ó.1 Entsanden (Entschlammen, Klarpumpen) 424
3.ó.2 Bohrlochsprengung 433
3.7 Spezielle Brunnenformen 443
3.7.1 Kombinierte Schacht- und Bohrbrunnen 443
3.7.2 Brunnen mit großem Durchmesser 443
3.7.3 Sammelbrunnen 444
3.7.3.1 Bau von Sammelbrunnen 444
3.7.3.2 Filterbemessung bei Horizontalfilterbrunnen 449

3.7.3.3 Sonderformen 452
3.7.3.4 Vor- und Nachteile von Sammelbrunnen 453
3.8 Pumpen 455

3.8.1 Pumpentypen 455
3.8.2 Verdrängungspumpen 456
3.8.3 Kreiselpumpen (Zentrifugalpumpen) 459
3.8.4 Spezielle Pumpensysteme 472
3.8.4.1 Wasserstrahlpumpe 472
3.8.4.2 Mammutpumpe 472
3.8.4.3 Membranpumpe 473
3.8.4.4 Exzenterschneckenpumpe 473
3.8.4.5 Hydraulischer Widder (Stoßheber) 475
3.8.4.6 Pumpen zur Entnahme von Wasserproben aus Grundwasser-Meßstellen 476
3.8.5 Pumpen in Entwicklungsländern 476
3.9 Brunnenregenerierung 479
3.9.1 Alterung von Brunnen 479
3.9.1.1 Versandung 479
3.9.1.2 Inkrustation 480
3.9.1.3 Verockerung 482
3.9.1.4 Versinterung 484
3.9.1.5 Verschleimung 485
3.9.1.6 Ablagerungen von Aluminium-Verbindungen 485
3.9.1.7 Korrosion 486
3.9.1.8 Korrosionsschutz 491
3.9.2 Instandsetzen von Brunnen 492
3.9.2.1 Bohrbrunnen ohne Filter 492
3.9.2.2 Bohrbrunnen mit Kiesfiltern 493
3.9.2.3 Horizontalfilterbrunnen 502
3.9.2.4 Bohrbrunnen mit Gewebefiltern 503
3.9.2.5 Schachtbrunnen 504
3.10 Grundwasser-Meßstellen 505
3.10.1 Gestaltung der Grundwasser-Meßstellen 505
3.10.2 Nutzung für physikalische und chemische Messungen 512
3.11 Quellfassungen 516
3.11.1 Quellentypen 516
3.11.2 Erkundung von Quellen 519
3.11.3 Bauformen von Quellfassungen 521
3.11.4 Sickerrohr-Fassungen 525
3.12 Wasserstollen 526
3.13 Grundwasseranreicherung und Uferfiltration 527
3.13.1 Beschaffenheit des oberirdischen Wassers 527
3.13.2 Grundwasseranreicherung 531
3.13.2.1 Veränderung des oberirdischen Wassers im Filterkörper 531
3.13.2.2 Technik der Grundwasseranreicherung 535
3.13.3 Uferfiltration 546
3.13.3.1 Der Vorgang der Uferfiltration 546
3.13.3.2 Selbstdichtung 546
3.13.3.3 Filterkörper und Filtervorgang 548
3.13.3.4 Hydraulische Bedingungen der Uferfiltration 550
3.13.3.5 Ermittlung des Uferfiltrat-Anteils im geforderten Wasser 552
3.13.3.6 Anlagen zur Uferfiltratgewinnung 553
3.13.3.7 Standortwahl von Uferfiltrat-Anlagen 553
3.13.3.8 Hygienische Beurteilung 553
3.13.4 Vergleich Grundwasseranreicherung - Uferfiltratgewinnung 554
4 Grundwasserschatz 555
4.1 Schutz des Grundwassers als öffentliche Aufgabe 555
4.2 Grundlagen für den effektiven Grundwasserschutz 556
4.2.1 Ziel des Grundwasserschutzes 556
4.2.2 Hydrodynamische Aspekte 556
4.2.3 Hydrochemische Aspekte 561
4.2.3.1 Stoffeinträge von der Erdoberfläche 561
4.2.3.2 Hydrochemische, physikalische und biologische Vorgänge in Sicker- und
Grundwässern 565
4.2.4 Eintrag und Eliminierung von pathogenen Mikroorganismen 586
4.2.5 Schutzwirkung des Bodens 590
4.3 Trinkwasserschutzgebiete 592
5 Wasserrecht 595
5.1 Begriff - Entstehungsgeschichte 595
5.1.1 Der Einfluß des Rechts der Europäischen Union 597
5.1.2 EU-Richtlinien wasserrechtlichen Inhalts 598
5.2 Das Regelungssystem des WHG und der LWG 599
5.2.1 Gewässer- Begriff, Abgrenzungen 600
5.2.1.1 Oberflächengewässer 601
5.2.1.2 Küstengewässer 602
5.2.1.3 Grundwasser 602
5.2.1.4 Landesrechtliche Ausnahmen 604
5.3 Gewässerbenutzung, Erfordernis behördlicher Zulassung- Streitfragen 605
5.3.1 Benutzung eines Gewässers 606
5.3.2 Die Benutzungstatbestände des § 3 WHG 607
5.3.2.1 Benutzung des Oberflächenwassers 607
5.3.2.2 Benutzung des Grundwassers (§ 3 Abs. 1 Nr. 5, 6, Abs. 2 Nr. 1 WHG) 609
5.3.2.3 Die sog. "unechten" Benutzungen 612
5.4 Zulassung und Versagung einer Gewässerbenutzung - Erlaubnis,
Bewilligung - Auflagen und Bedingungen 618
5.4.1 Versagung und Zulassung einer Gewässerbenutzung (§ 6 WHG) 618
5.4.1.1 Bewirtschaftungsermessen und unbestimmte Rechtsbegriffe 620
5.4.1.2 Die Prognose einer Beeinträchtigung des Wohls der Allgemeinheit 625
5.4.1.3 Normative Zulassungsschranken 626
5.4.2 Bedingungen und Auflagen (§§ 6, 4, 5 WHG) 628
5 4.3 Rechtsanspruch auf Zulassung einer Gewässerbenutzung? 631
5.4.3.1 Bedeutung des Gleichbehandlungsgrundsatzes - Ermessensschrumpfung 632
5.4.3.2 Vertrauensschutz 633
5.4.3.3 Die Bedeutung des verfassungsrechtlichen Eigentumsschutzes 633
5.4.3.4 Zulassung vor dem Hintergrund wasserwirtschaftlicher Planung 635
5.4.3.5 Gewässerbenutzung in Verbindung mit sonstigen genehmigungsbedürftigen
Vorhaben 635
5.5 Formen der Zulassung einer Gewässerbenutzung: Erlaubnis, Bewilligung -
Zulassung des vorzeitigen Beginns (§§ 7, 8, 9a WHG) 636
5.5.1 Erlaubnis 637
5.5.2 Bewilligung 641
5.5.3 Verfahren zur Erteilung der Bewilligung und der Erlaubnis 646
5.5.3.1 Bewilligungsverfahren 647
5.5.3.2 Erlaubnisverfahren 648
5.5.4 Zulassung des vorzeitigen Beginns (§ 9a WHG) 649
5.5.5 Ausgleich konkurrierender Nutzungen (§ 18 WHG) 649
5.6 Planfeststellung 652
5.6.1 Gewässerausbau (§ 31 WHG) 652
5.6.2 Planfeststellung für andere Vorhaben - Bergrechtlicher
Betriebsplan 653
5.7 Wasserwirtschaftliche Planung: Rahmenplan, Bewirtschaftungsplan,
Reinhalteordnung - Wasserschutzgebiet 654

5.7.1 Wasserwirtschaftliche Rahmenpläne 655
5.7.2 Bewirtschaftungspläne 656
5.7.3 Reinhalteordnungen 659
5.7.4 Wasserschutzgebiete 660
5.7.4.1 Festsetzungszweck, Umfang und Inhalt der Schutzanordnungen 660
5.7.4.2 Wirkungen der Schutzgebietsfestsetzung: Enteignung, Entschädigung-
Ausgleich wirtschaftlicher Nachteile 665
5.7.4.3 Der Ausgleich wirtschaftlicher Nachteile (§ 19 Abs. 4 WHG) 672
5.7.4.4 Entschädigungs- und Ausgleichsschuldner 674
5.8 Gewässeraufsicht 676
5.8.1 Staatliche Gewässeraufsicht 676
5.8.2 Ubertragung der Aufsicht auf Dritte 678
5.9 Die Gewässergüte als Schutzgegenstand zivil- und strafrechtlicher
Sanktionen 679
5.9.1 Schadensersatz (§ 22 WHG) 679
5.9.2 Strafbarkeit einer Gewässerverunreinigung (§§ 324, 330 StGB) 681
5.10 Erschließung von Grundwasser 682
5.10.1 Wasserrecht 682
5.10.2 Natur- und Landschaftsschutzrecht 683
5.10.3 Planungsrecht 685
5.10.4 Bergrecht 686
5.10.5 Bürgerliches Recht 686
6 Literatur und Abkürzungen 688
6.1 Literatur zu den Abschnitten 1-4 688
6.2 Abkürzungen und Quellen zu Abschnitt 5 709
7 Register 711