Grundwasserpumpe, das Wasser unter uns nutzen

Jeder kennt den Begriff des Grundwassers und doch sind die Vorstellungen davon oft eher verschwommen. Unter unseren Füßen bewegt sich ein gigantisches, jedoch weitgehend unsichtbares Meer aus Süßwasser. Es ist das Wasser, das aus Regen und auch aus Flüssen und Seen in tiefere oder nicht so tiefe Erdschichten absickert, bis es auf eine wasserundurchlässige Schicht trifft.

Dann beginnt dieses Wasser zu wandern, immer dem Gefälle nach, so wie ein überirdischer Fluss oder Bach. Das geschätzte Volumen des weltweit vorhandenen Grundwassers liegt bei über 22 Millionen Kubikkilometer.

Zum Vergleich, der Bodensee, der größte See Deutschlands, der Schweiz und Österreichs, der Länder, die an ihn angrenzen, besitzt nur ein Volumen von gerade einmal 48 Kubikkilometer.

Das schwäbische Meer ist im Verhältnis zu den Grundwasserreserven dieser Welt nur eine Pfütze. Allerdings hat das Grundwasser auch weit mehr Platz.

Es kann sich unmittelbar unter der Erdoberfläche befinden und tritt sogar manchmal zutage, es kann aber auch in gut 2 Kilometer Tiefe als fossiles Grundwasser seit Millionen von Jahren ruhen.

An entsprechend geeigneten Stellen lässt sich das Grundwasser nutzen, etwa zur Bewässerung des Gartens oder zur Verwendung als Brauchwasser für Toiletten oder Waschmaschinen.

Doch was bedeutet „geeignet“?

Mithilfe einer Grundwasserpumpe kann das Grundwasser angezapft werden. Dazu wird ein Saugrohr in den Boden eingelassen, an das oberirdisch eine Grundwasserpumpe angeschlossen ist. Allerdings funktioniert dies nicht bis in unendliche Tiefen.

Die Physik setzt hier relativ klare Grenzen. Es ist vor allem der atmosphärische Druck sowie die Dichte des Wassers, die zusammen die Saughöhe einer Pumpe begrenzen.

Dabei spielt die Größe oder Leistungsfähigkeit der Pumpe keine Rolle. Sie kann so groß wie ein Haus sein, in Deutschland ist bei durchschnittlich 7,5 m Schluss. Höher kann die Pumpe einfach nicht ansaugen.

Nun sind jedoch 7,5 m keine Kleinigkeit. Wer schon einmal ein Loch buddelte, um zum Beispiel einen Zaunpfahl zu setzen, der kennt die Mühsal, die schon 30 oder 40 cm erfordern.

Um eine Grundwasserpumpe einzusetzen, braucht es folglich eine Grundwasserschicht innerhalb dieser 7,5 m. Wie tief der Grundwasserspiegel jeweils liegt, ist von verschiedenen Faktoren abhängig. In der Nähe von großen Flüssen, wie dem Rhein oder der Mosel, liegt der Grundwasserspiegel recht hoch, meist innerhalb der ersten 4 m unterhalb der Erdoberfläche. Je nach der Beschaffenheit der vorhanden Erdschichten und der jeweiligen Höhenlage können aus diesen 4 m aber auch über 100 m und mehr werden.

Auskunft über den regional bestehenden Grundwasserspiegel geben zum Beispiel die Wasserversorger. Besser ist es jedoch, bei einem Nachbarn, wenn möglich, nachzufragen, der bereits eine Grundwasserpumpe betreibt.

Die Höhe des Grundwasserspiegels kann sich gerade in Landschaften mit wechselnden Höhenlagen auf kurze Distanz ändern. Während etwa in der norddeutschen Tiefebene ein recht konstanter Grundwasserspiegel vorherrscht, sieht dies in den Mittelgebirgen wie Schwarzwald oder Harz schon ganz anders aus.

Immerhin kann durch die Angaben der Wasserversorger oder auch des freundlichen Nachbarn eingeschätzt werden, ob der Grundwasserspiegel im eigenen Garten hoch genug liegt, um eine Grundwasserpumpe zu betreiben. Letztlich aber bringt erst die Bohrung Gewissheit.

Das Bohrloch für die Grundwasserpumpe

Der Brunnen, also das Loch zur Entnahme des Grundwassers, kann mit dem entsprechenden Gerät sogar nur mit Muskelkraft gebohrt werden. Dabei sind sogar erstaunliche Tiefen von bis zu 12 m möglich. Das setzt jedoch voraus, dass der Untergrund entsprechend weich ist.

Durch Granit oder anderes Felsgestein geht es nur mit professionellem Bohrgerät, was sich natürlich in den Kosten niederschlägt.

Das fertige Loch wird am Ende mit einem Kunststoffrohr ausgekleidet, um Sand-Einschwemmungen zu verringern. Ganz verhindern lässt sich gerade der Feinsand nie, er gehört zur Grundwassergewinnung dazu wie der Schnupfen im Winter.

In das Kunststoffrohr wird nun das eigentliche Pumpenrohr oder der Pumpenschlauch eingeführt, versehen mit einem Feinsandfilter und einem Rückschlagventil. Am oberen Ende des Pumpenrohrs erfolgt der Anschluss der Grundwasserpumpe.

Welche Grundwasserpumpe darf es denn sein? Für den Garten?

Eine spezifische Grundwasserpumpe, also eine Brunnenpumpe für die Grundwasserförderung, nur für diesen Zweck gibt es im Grunde nicht. Das muss es auch nicht, denn eine Gartenpumpe oder ein sogenanntes Hauswasserwerk sind die idealen Kandidaten für das Betreiben einer Grundwasserpumpe. Die Auswahl die dabei zur Verfügung steht, ist gigantisch.

Praktisch alle Gartenpumpen oder Hauswasserwerke sind technisch gesehen Strömungs-, Radial- oder Kreiselpumpen.

Alle drei Bezeichnungen beinhalten denselben technischen Vorgang. Das ist für den Betrieb als Grundwasserpumpe vorteilhaft, denn Strömungspumpen sind gegenüber feinen Partikeln im Wasser unempfindlich. Im Gegensatz dazu sind Verdrängerpumpen recht störanfällig.

Vor allem der im Wasser vorhandene Feinsand wirkt auf die Dichtungen und passgenau gearbeiteten Förderräder und Fördergehäuse von Verdrängerpumpen wie Schmirgelpapier. In der Strömungspumpe hingegen wird das Wasser, bildhaft gesprochen, durch die hohe Umdrehung des Förderrades an die Wände des Fördergehäuses geschleudert und aus dem Gehäuse geleitet.

Ein weiterer Vorteil der Strömungspumpe als Grundwasserpumpe sind die günstigen Fertigungskosten, die sich auf den Endpreis niederschlagen. Dabei gilt auch hier, dass eine hohe Wertigkeit der Teile die Grundwasserpumpe zwar teurer, aber auch langlebiger macht.

Der Nachteil der Grundwasserpumpe ist darin zu finden, dass sie nicht selbst ansaugend ist, was wiederum eine Verdrängerpumpe kann. Doch dieser Nachteil kann mit einem Rückschlagventil ausgeglichen werden.

Schaltet sich die Grundwasserpumpe ab, sorgt das Ventil dafür, dass das im Ansaugrohr vorhandene Wasser nicht wieder zurückfließt, sondern stehen bleibt. Beim nächsten Start der Pumpe wird so die Wasserförderung nahtlos fortgesetzt.

Bei der Wahl der passenden Grundwasserpumpe ist neben der Förderleistung auch die Förderhöhe das wichtigste Auswahlkriterium. Das muss selbstverständlich an den Grundwasserspiegel angepasst sein.

Dabei dürfen Förderhöhe und Pumphöhe nicht verwechselt werden. Theoretisch lässt sich Wasser in unbegrenzte Höhen pumpen oder genauer gesagt drücken. Ansaugen lässt es sich jedoch nur die bereits erwähnten 7,5 m.

So kann etwa die Angabe der Leistungsdaten einer Grundwasserpumpe beispielhaft aussehen:

 

  • 650 W Nennleistung
  • Fördermenge 2800 l/h
  • Maximale Förderhöhe 40 m
  • Maximale Ansaughöhe 8 m

 

Nicht selten werden Grundwasserpumpen mit einer Selbstansaughöhe beworben, obwohl es sich um Strömungspumpen handelt, die nicht selbst ansaugen können. Der Saugeffekt einer Strömungspumpe entsteht durch den ununterbrochenen Wasserfluss vom Grundwasser in das Fördergehäuse der Pumpe.

Sobald dieser unterbrochen wird, weil zum Beispiel der Grundwasserspiegel stark abgesunken ist und sich so Luft im Ansaugrohr befindet, kann die Pumpe auch nicht mehr selbst ansaugen.

Das funktioniert erst wieder, wenn zusätzlich in das Pumpengehäuse und das Ansaugrohr Wasser eingefüllt und die Luft so verdrängt wird.

Ob es sich um eine tatsächlich selbst ansaugende Verdrängerpumpe oder eine nicht selbst ansaugende Strömungspumpe handelt, lässt sich am ehesten über die Bedienungsanleitung erfahren.

Steht dort, dass für die Inbetriebnahme Wasser eingefüllt werden muss, ist es eine Strömungspumpe. Wie schon gesagt, ist dieser kleine Nachteil durchaus hinnehmbar, die Vorteile der Strömungspumpe als Grundwasserpumpe überwiegen.

Wasser Blase

Grundwasserpumpe mit oder ohne Wassertank?

Ist die Grundwasserpumpe einmal installiert, lässt sie sich bei Bedarf ein- und ausschalten. Nun ist eine Grundwasserpumpe wie jede Pumpe ein Gerät mit vielen mechanisch bewegten Teilen, angefangen beim Elektromotor bis hin zum Förderrad.

Jedes Anschalten der Pumpe stellt eine hohe mechanische Belastung dar, die die Lebenszeit einer Pumpe verkürzt. Das häufige Anschalten der Pumpe ist ein stärkerer Faktor zur Verkürzung der Lebenszeit als deren dauerhafter Betrieb.

Die Lösung hierfür ist ein nachgeschalteter Tank. In einem Hauswasserwerk ist dieser oft als Pufferspeicher bereits integriert. Durch die Reserve schaltet sich die Grundwasserpumpe erst wieder ein, wenn ein bestimmtes Niveau im Tank unterschritten wird. Das kann mittels eines Schwimmerschalters automatisch erfolgen.

Dieser Tank oder Pufferspeicher besitzt zudem den Vorteil, dass das Pumpengehäuse und das Ansaugrohr beständig mit Wasser befüllt sind.

So lässt sich ein kleines Manko ausgleichen, das gerne bei Rückschlagventilen auftritt. Das Rückschlagventil am unteren Ende des im Boden befindlichen Ansaugrohrs kann durch Ablagerungen mit der Zeit undicht werden.

Dann kann Wasser zurückfließen und Luft gelangt in die Pumpe und das Ansaugrohr. Mit dem Tank kann eine leichte Undichtigkeit des Rückschlagventils ausgeglichen werden. Irgendwann jedoch wird es notwendig sein, das Ventil auszuwechseln.

Ein Brunnenhaus für die Grundwasserpumpe? Im Garten?

Eigentlich könnte eine herkömmliche Gartenpumpe sowohl als Grundwasserpumpe als auch zu anderen Zwecken benützt werden. Je nach Bedarf wird dann entweder das Saugrohr im Brunnen angeschlossen oder der Gartenschlauch, um vielleicht nach einem Starkregen den Keller leerzupumpen.

Besser ist es jedoch, für das Leerpumpen des Kellers eine Tauchpumpe zu verwenden und die Grundwasserpumpe fest installiert am Brunnen zu belassen.

Um die Pumpe vor der Witterung zu schützen, bestehen verschiedene Lösungen, die wohl optisch ansprechendste ist das eigene Brunnenhaus oder besser ein Brunnenhäuschen, direkt über das Brunnenloch gebaut, indem sich die Grundwasserpumpe gut geschützt befindet.

In vielen südlichen Ländern ist das Brunnenhaus unerlässlicher Bestandteil im Garten, dort jedoch wird meist eine Zisterne und mit ihr eine Zisternenpumpe genutzt.

Wasserhahn Brunnen

Für Nostalgiker, die handbetriebene Grundwasserpumpe

Es gibt sie noch heute zu kaufen, handbetriebene Kolbenpumpen, die auch als Grundwasserpumpen verwendet werden. Ihr äußerliches Merkmal ist der Pumpenschwengel, der Hebelarm, mit dem der Kolben in der Pumpe hoch und nieder gedrückt und so Wasser angesaugt wird.

Die Förderleistung einer solchen Grundwasserpumpe ist von der Fitness des oder der Gartenbesitzerin abhängig. Für sehr kleine Gärten ist es durchaus ausreichend und an heißen Sommertagen ist der Spaßfaktor nicht zu unterschätzen.

Schwengelpumpe

Was sagt der Gesetzgeber zur Grundwasserpumpe?

Die Entnahme von Wasser aus dem Grundwasser durch das Einrichten eines Brunnens ist in allen Bundesländern Anzeigepflichtig.

Manchmal genügt ein Schreiben an die untere zuständige Wasserschutzbehörde, manchmal ist aber auch eine Genehmigung erforderlich.

Bei einer handbetriebenen Kolbenpumpe wird hier wohl kaum ein Hahn nach krähen, bei Grundwasserpumpen mit Tausenden Litern Förderleistung pro Stunde jedoch schon.

Auskunft über Anzeige- oder Genehmigungspflicht erteilt die zuständige Wasserschutzbehörde.

Grundwasser ist übrigens kein Trinkwasser. In dieser Sache ist der Gesetzgeber recht streng. Entnahmestellen von Grundwasser müssen extra gekennzeichnet sein, auch im privaten Bereich und es darf keine Verbindung zur kommunalen Frischwasserleitung bestehen.

Fazit:

Befindet sich ein Haus auf einem Grundstück mit einem entsprechend hohen Grundwasserspiegel ist die Grundwasserpumpe eine kostengünstige und zugleich mit wenig Aufwand zu betreibende Einrichtung, um Brauchwasser zu erhalten.

Bei tiefer liegenden Grundwasserspiegeln kann auch eine Tiefbrunnenpumpe zum Einsatz kommen.

Ob es sich lohnt, sollte zuvor durch eine Bedarfskalkulation ausgerechnet werden, wobei die Nachhaltigkeit einer Grundwasserpumpe gerade bei der Nutzung für die Toilette oder die Waschmaschine, aber auch der Gartenbewässerung durchaus gegeben ist.

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