Von der Quelle bis zum Wasserhahn: Alles Wissenswerte zur Wassergewinnung und Speicherung in Brunnenstuben und Wasserfassungen

Die Bedeutung und Faszination der Brunnenstuben

Eine Brunnenstube oder auch Quellfassung ist die Einfassung einer Quelle zur Gewinnung von Trinkwasser oder Heilwasser. Brunnenstuben als Abschlussbauwerke der Brunnen verhindern, dass Oberflächenwasser in den Brunnen fliesst. Bei aufwendigeren Bauten spricht man teilweise auch von einem Brunnenhäuschen resp. Brunnenhaus. 

Die Brunnenstube ist damit jenes Bauwerk, in dem Quellwasser zum ersten Mal nach Austritt aus dem Untergrund gesammelt und idealerweise direkt kontrolliert wird. Meistens wird jedoch das gefasste Quellwasser in Reservoirs gesammelt und zur weiteren Verwendung aufbereitet. Brunnenstuben sind meistens nicht als solche erkennbar, da sie perfekt in die Landschaft integriert sind. Der Zugang erfolgt bei kleineren Quellfassungen üblicherweise über einen Domschacht mit einer Leiter. Von aussen ist lediglich der Brunnendeckel zu sehen, für welche oftmals Klöpperböden aus korrosionsbeständigem Stahl eingesetzt werden. Grössere Brunnenstuben können auch einen horizontalen Zugang haben.

In vielen Fällen stellen sich die Quellfassungsbetreiber vor der Sanierung der Quellen, Brunnenstuben und Sammelschächte grundsätzliche Fragen wie: Welche Lebensdauer soll erreicht werden? Welche finanziellen Mittel stehen zur Verfügung? Welchen Aufwand möchte man in Zukunft für den Betrieb und Unterhalt der Anlagen auf sich nehmen? Varianten gibt es einige, wie z.B. Brunnenstuben-Schächte aus Beton sowie aus den Materialien Polyethylen oder Polymerbeton. Die Qualitätsanforderungen des Lebensmittelgesetzes wären durch den Einsatz dieser Materialien erfüllt, jedoch muss dem Trinkwasser besondere Beachtung geschenkt werden, damit die Qualität den Anforderungen der Richtlinien so lange wie möglich standhält. Nicht nur für uns als Edelstahlhändler, nein auch für viele Brunnenmeister und Quellfassungsbetreiber ist klar: Eine langlebige, nachhaltige und wartungsarme Lösung ist korrosionsbeständiger Stahl.

Da Quellwasser, Grundwasser und Seewasser unterschiedlich sind, da Sie z. B. von der Natur bereits in unterschiedlichem Masse vorgefiltert wurden, unterscheiden sich auch die Anforderungen an ihre Aufbereitung. Die Herkunft des Wassers definiert dessen Aufbereitungsart. Auf die verschiedenen Wasserfassungen möchten wir in nachfolgenden Beispielen eingehen. 

Quellwasserfassungen: Einblicke in die Technologie hinter dem ROMAG WABE®-Brunnenstubensystem

Wie ein Schwamm nimmt der Boden das Regenwasser auf. Durch die Humusschicht, Steine und Sand sickert das Wasser oft mehrere Meter durch den Boden, bis es von einer wasserundurchlässigen Schicht aufgehalten wird und dieser entlang fliesst. An solchen Stellen werden Sickerröhren in die Erde eingebaut, durch die das Wasser dann in tiefer liegende Brunnstuben fliesst.

Der WABE®-Behälter der Brunnenstuben ist in zwei zylindrische Kammern unterteilt. Das einfliessende Quellwasser strömt in den inneren Zylinder, wodurch sich mitgeschwemmtes Sediment absetzt. Das Sediment kann regelmässig über den Verwurf abgeleitet werden. Im äusseren Zylinder entlüftet sich das Quellwasser und steigt bis zum Abfluss hoch. Für den Fall, dass es zu grosser Zuflussmengen kommt, existiert ein Überlauf mit Siphon. Beim WABE®-Brunnstubensystem gibt es keine offenen Wassereinläufe und keine offenen Wasserflächen. Kalibrierte Volumen erlauben ein präzises Messen des aktuellen Quelldurchsatzes, auch bei mehreren Quellzuläufen. Alle Teile der Brunnenstuben sind komplett aus korrosionsbeständigem Stahl gebaut, was auch die Bildung von Biofilm verhindert. Das WABE®-System lässt sich mühelos reinigen, ist äusserst wartungsarm und bedienungsfreundlich. Es ist SVGW-zertifiziert und erfüllt sämtliche Vorschriften des Lebensmittelgesetzes sowie alle Anforderungen der umfassenden SVGW-Richtlinie W10.

Unter Quellwasser versteht man ein natürlich aus dem Untergrund austretendes Wasser, das je nach hydrogeologischer Konfiguration an einer oder mehreren Stellen an die Erdoberfläche tritt. Aus dem griechischen: hydro- = «Wasser-», geo- = «Erd-» und logie «Lehre»

Grundwassergewinnung & Grundwasserfassung im Emmental: Die unsichtbare Quelle unseres Trinkwassers

Die Funktionsweise wird nachfolgend anhand der Grundwasserfassung im Emmental vom Verband  «Wasserverbund Region Bern» erklärt.  

Der Porenraum, der vor Jahrtausenden im Mittelland und den Tälern abgelagerten Kies- und Schottermassen, bildet ein riesiges Speichervolumen, das mit etwa 56 Mia. m ³ Wasser gefüllt ist. 40 % des Wasserbedarfs in der Schweiz wird durch diese Wasservorkommen abgedeckt. Im Gegensatz zum Quellwasser, muss das Grundwasser an die Oberfläche gepumpt werden. Die Wasserversorgung Region Bern ist in der glücklichen Lage, das Trinkwasser aus sehr grossen Grundwasservorkommen zu beziehen. Dadurch wird verhindert, dass mehr Wasser gewonnen wird als natürlich nachfliessen kann und somit der Grundwasserspiegel absinkt – so können negative Auswirkungen wie Vegetationsveränderungen oder Bodensenkungen ausgeschlossen werden.

Prinzipschema Grundwasserfassung

In die Grundwasser führende Gesteinsschicht werden Filterrohre eingebaut. Durch diese fliesst das Grundwasser in den Brunnenschacht. Das in den Fassungen gewonnene Trinkwasser entspricht ohne weitere Aufbereitung der Lebensmittelgesetzgebung. Präventiv wird das Trinkwasser mit UV-C behandelt oder es wird als Netzschutz Chlordioxid beigemischt. Das saubere Wasser wird in ein Reservoir gepumpt, von wo aus es zu den Verbrauchern geleitet werden kann.

Grundwasser nennt man Wasser, das in den Hohlräumen unter der Erdoberfläche fliesst und durch versickertes Regenwasser und Wasser aus Flüssen und Seen entsteht. Beim Versickern fliesst das Wasser durch verschiedene Erdschichten aus Sand, Kies oder anderem Gestein. Grundwasser besteht aus dem Wasseranteil in den ungesättigten Bodenzonen und dem Anteil in den gesättigten Zonen. Nur das Wasser in der gesättigten Zone ist als Trinkwasser direkt nutzbar.

Seewasserfassung: Ein Blick hinter die Kulissen der Trinkwassergewinnung aus dem See

Im folgenden Abschnitt wird die Funktionsweise der Seewasserfassung anhand der Seewasserfassung der Stadt Luzern erklärt.  

In Luzern stammt der grösste Teil des Trinkwassers aus dem See. Im Jahr 2021 waren es rund 48 %. Das Wasser wird vom See rund 100 Höhenmeter in das Wasserwerk gepumpt. Dort tötet die Ozonung Keime und Bakterien präventiv ab, Quarzsand filtert grössere Partikel heraus, Aktivkohle baut biologisch aktive Substanzen ab und Chlordioxid verhindert die Mikroben-Bildung im Netz. Anschliessend gelangt es in das Reservoir, von wo es in die Haushalte fliesst. Diese Prozesse, insbesondere die Pumpen sind verhältnismässig energieintensiv, doch kompensiert das enorme Volumen des Sees die aufwändige Behandlung des Wassers und macht es als Quelle attraktiv. Im Kanton Zürich werden pro Jahr auch rund 140 Millionen Kubikmeter Trinkwasser verbraucht. Dies entspricht in etwa dem Volumen des Greifensees. Das Trinkwasser im Kanton Zürich kommt zu 40 % aus dem Zürichsee.

Reservoire: Die unsichtbaren Hüter unserer Trinkwasserqualität und -versorgung

Die wichtigste Aufgabe eines Reservoirs ist die Bereitstellung von genügend Wasser zur späteren Verteilung. Das Wasser wird dort gespeichert und für den Trinkwasser- und Löschwasserbezug aufbereitet. Reservoire sind Investitionsobjekte, bei denen man von einer Nutzungsdauer von bis zu 80 Jahren ausgeht. Sie haben einen grossen Einfluss auf die Trinkwasserqualität. Aus diesem Grund sind bei einer Sanierung oder einem Neubau vor allem den Materialien mit Kontakt zum Trinkwasser grosse Aufmerksamkeit zu schenken. Hierbei spielt Edelstahl als Material eine wichtige Rolle.

Reservoir Bauten

Reservoire sind ein wichtiges Element in der Trinkwasserverteilung. Für eine auf Jahrzehnte dauernde Nutzungszeit ausgelegt, müssen sie richtig geplant, gebaut, betrieben, unterhalten und saniert werden. Neben den bautechnischen Aspekten wie der Dichtheit, der Entleerbarkeit usw. ist der Einfluss auf die Trinkwasserhygiene entscheidend. 

Auslöser für eine Reservoirsanierung ist meist der bauliche Zustand der Kammern. Über die Jahre wurden die wasserberührten Flächen durch die Wasserzusammensetzung (z. B. Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht) oder Strömungsverhältnisse in der Kammer in Mitleidenschaft gezogen (z.B. Abblättern der Oberflächenbeschichtung oder Absanden der Betonoberflächen). Bei der Sanierung werden dann meist die oberen Schichten der Kammeroberflächen abgetragen und eine neue Schutzschicht wird aufgebracht. Diese kann aus den unterschiedlichsten Materialien erfolgen und wird entweder direkt auf die Flächen aufgetragen oder bedeckt diese als Fliesen, Edelstahlauskleidung oder dergleichen. Auf der einen Seite schützt diese «Beschichtung» die Bewehrung (Armierung) vor Korrosion, auf der anderen Seite darf sie aber die Trinkwasserqualität nicht negativ beeinflussen. Es darf auf den Flächen kein übermässiges Keimwachstum durch den Einsatz von mikrobiologisch abbaubaren Hilfsstoffen (z.B. kunststoffvergüteter Beton, Zusatzmittel etc.) entstehen.

Nichtrostender Edelstahl - der Werkstoff mit Selbstheilungseffekt 

Rostfreier Stahl ist ein bemerkenswertes Material, das einen faszinierenden «Selbstheilungseffekt» besitzt. Seine Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion verdankt er einer unsichtbaren Schutzschicht, der sogenannten Passivschicht. Diese intakte Passivschicht bildet sich auf der Oberfläche des Edelstahls und verhindert, dass Sauerstoff und Feuchtigkeit das Metall angreifen können. Sollte die Passivschicht durch Kratzer oder Beschädigungen verletzt werden, setzt der Edelstahl seinen beeindruckenden Selbstheilungsprozess in Gang. Dank der Anwesenheit von Chrom im Material reagiert es mit Sauerstoff und Wasser, was zur Neubildung einer schützenden Passivschicht führt. Dadurch bleibt der Edelstahl auch nach Verletzungen korrosionsbeständig und behält seine Langlebigkeit bei. In Anlagen und Rohrleitungen, die mit Trinkwasser in Berührung kommen, ist die Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion von grösster Bedeutung, um eine kontinuierlich hohe Trinkwasserqualität zu gewährleisten. Die intakte Passivschicht schützt die Edelstahlkomponenten vor Schäden durch aggressive Umgebungsbedingungen und Verunreinigungen. Dieser einzigartige Selbstheilungseffekt macht nichtrostenden Edelstahl zu einem unverzichtbaren Werkstoff in zahlreichen Anwendungen, insbesondere in Umgebungen mit aggressiven Bedingungen oder hohen Feuchtigkeitsniveaus. Edelstahl ist in Kontakt mit Trinkwasser ein unverzichtbares Material.

Fazit

Die Wasserversorgung ist ein essenzieller Bestandteil unseres Alltags, und doch wissen viele Menschen nicht, wie das Wasser, das sie täglich nutzen, gewonnen und gespeichert wird. Die Wassergewinnung und Speicherung durchlaufen einen komplexen Prozess, der von der Quelle bis zum Haus reicht. Dabei spielen Brunnenstuben und Wasserfassungen eine bedeutende Rolle.

Besonders das Grundwasser stellt eine wertvolle Wasserquelle dar, die einen grossen Teil des weltweiten Süsswasservorrats ausmacht. In der Schweiz wird das Grundwasser durch Brunnen, Seen und Quellen gefördert, um den Bedarf an Trinkwasser und Bewässerung zu decken. Es ist von grosser Bedeutung, dass die Entnahme des Grundwassers nachhaltig erfolgt, um negative Auswirkungen auf die Umwelt zu vermeiden. Aus diesem Grund gibt es strenge Vorschriften und Gesetze, die die Bewirtschaftung des Grundwassers regeln und eine verantwortungsvolle Nutzung sicherstellen.

Die Brunnenstuben, auch Quellfassungen genannt, dienen als Abschlussbauwerke der Brunnen und verhindern, dass Oberflächenwasser in den Brunnen gelangt. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Sammlung, Konservierung und Reinigung des Wassers. Bei Sanierungen oder Neubauten dieser Anlagen sind die Materialien, die mit dem Trinkwasser in Kontakt kommen, von grosser Bedeutung. Korrosionsbeständiger Stahl erweist sich hierbei als idealer Werkstoff mit einem faszinierenden Selbstheilungseffekt. Dank seiner intakten Passivschicht und der Fähigkeit, diese bei Verletzungen selbständig zu regenerieren, bietet Edelstahl eine langfristige Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Darüber hinaus ist Edelstahl hygienisch und verhindert das Wachstum von Bakterien und Mikroorganismen. Diese Eigenschaften machen nichtrostenden Edelstahl zu einer unverzichtbaren Lösung für eine effektive Trinkwassergewinnung und -verteilung.

Teilen auf LinkedIn