Grundwasser und Brunnen: graben, rammen, bohren

Zuerst die Einordnung

Fast alle Menschen in Deutschland bekommen ihr Trinkwasser aus der Leitung: Laut Umweltbundesamt (UBA) sind es mehr als 99 Prozent. Mindestens 700.000 Menschen versorgen sich aber aus eigenen Brunnen oder Quellen, vor allem auf dem Land. Ein Hausbrunnen ist also nichts Exotisches – aber auch keine Privatsache, wie das UBA betont.

Dieser Artikel erklärt die Grundlagen. Er ersetzt keinen Brunnenbauer: Das UBA rät, Arbeiten an Brunnen einem Fachbetrieb zu überlassen, und warnt, dass Eigenleistungen im Extremfall lebensgefährlich sein können – durch Absturz oder Erstickung an Brunnengas.

Grundwasser verstehen: Flurabstand und Grundwasserleiter

Grundwasser füllt die Poren im Untergrund. Nach dem Berliner Umweltatlas bilden Sande und Kiese die Grundwasserleiter, während Tone, Schluffe und Geschiebemergel Wasser kaum durchlassen und als Grundwasserhemmer gelten. Wie tief du graben musst, sagt der Flurabstand: der senkrechte Höhenunterschied zwischen Geländeoberkante und Grundwasseroberfläche.

Liegt über dem Grundwasserleiter eine dichte Schicht, kann das Wasser nicht so hoch steigen, wie sein Druck es verlangen würde – dann spricht man von gespanntem Grundwasser. Für die Wasserqualität ist so eine Deckschicht ein Vorteil. Das Handbuch der PRACTICA-Stiftung für Brunnenbohrer erklärt: Das oberste Grundwasser nimmt Regenwasser direkt auf und mit ihm Bakterien oder Pflanzenschutzmittel. Ein tieferer Grundwasserleiter unter einer Tonschicht ist besser geschützt; gibt es ihn, sollte der Brunnen dort fassen.

Der Flurabstand ist keine feste Zahl: In Berlin schwankte er unter menschlichem Einfluss mancherorts um bis zu 10 Meter. Ist die obere wasserführende Schicht nur wenige Meter dick, kann sie laut PRACTICA in Trockenzeiten versiegen. Flächen mit geringem Flurabstand, bis etwa vier Meter, gelten im Umweltatlas als empfindlich, weil Verunreinigungen dort schnell ins Grundwasser gelangen.

Der Standort: weit weg von Latrine und Kanal

Laut UBA soll ein Hausbrunnen nach der Norm DIN 2001-1 möglichst weit, mindestens aber 25 Meter von Anlagen entfernt liegen, die Schmutzwasser oder Abfälle aufnehmen: Abortgruben, Schmutzwasserkanäle, Dungstätten, Abfallplätze. Das setzt voraus, dass diese Anlagen dauerhaft dicht sind. Sie gehören immer hang- und grundwasserstromabwärts vom Brunnen.

Entscheidend ist die Fließrichtung. Eine Gefahrenquelle im Grundwasseranstrom, deren Sickerwasser also auf den Brunnen zufließt, ist nach UBA gefährlicher als eine im Abstrom. Das PRACTICA-Handbuch rät, den Brunnen nie unterhalb einer Latrine anzulegen, und nennt mindestens 30 Meter, wenn die Fließrichtung unklar ist. Die Regeln für die Latrine selbst stehen im Artikel über die Kanalisation.

• Mindestens 25 Meter zu Abortgrube, Kanal, Mist und Abfall, bei unklarer Fließrichtung 30 Meter
• Brunnen höher als alle Gefahrenquellen, auf gut entwässertem Gelände
• Keine Bäume im unmittelbaren Umfeld – Wurzeln können das Bauwerk beschädigen
• Bäche, Gräben und Teiche möglichst weit weg und unterhalb des Brunnens

Schachtbrunnen: graben und auskleiden

Der Schachtbrunnen ist die älteste Bauart. Nach dem UBA wird ein Schacht ausgehoben und mit Mauerwerk, Beton oder fertigen Betonschachtringen gesichert. Er reicht bis in das erste oberflächennahe Grundwasser und taucht meist nur wenige Meter hinein. Das Wasser tritt durch die Sohle ein oder zusätzlich durch den unteren, durchlässig gebauten Teil der Wand.

Die Auskleidung hält die Wände und trennt das Grundwasser unten vom Sickerwasser oben. Oberhalb des höchsten Wasserspiegels muss sie dicht sein: Das UBA nennt undichte Fugen zwischen Schachtringen und Rohrdurchführungen als typische Eintrittsstellen für verschmutztes Regen- und Schmelzwasser. Abgedichtet wird mit Dichtungsmörtel oder besser mit Gummidichtungen; Brunnenschaum taugt nur bedingt, weil Mäuse ihn durchfressen.

Das Graben ist der gefährlichste Teil. Wände aus Sand und Kies können einbrechen, besonders unterhalb des Grundwassers – das PRACTICA-Handbuch beschreibt das für Bohrlöcher, im offenen Schacht, in dem ein Mensch steht, gilt es erst recht. Beim Einstieg in einen Schacht warnt das UBA vor Gasansammlungen und Sauerstoffmangel: Rauchen und offenes Licht sind verboten, und oben muss immer eine zweite Person stehen, die dich mit einem Seil sichert.

Rammbrunnen und Handbohrung

Wo der Boden aus Sand und Kies besteht und das Wasser nicht tief liegt, geht es ohne Schacht. Beim Rammbrunnen, auch Schlagbrunnen genannt, wird nach einem Merkblatt der Gesundheitsbehörde des US-Bundesstaats Illinois ein Stahlrohr von 1¼ oder 2 Zoll Durchmesser – rund 3 bis 5 Zentimeter – in den Boden getrieben. Unten sitzt eine Filterspitze: ein 60 bis 90 Zentimeter langes Sieb mit gehärteter Spitze, das Wasser einlässt und Sand zurückhält.

Zum Ansetzen wird ein kurzes Loch vorgegraben oder vorgebohrt, getrieben wird oft mit einem Pfahlrammer, einem beschwerten Rohrstück mit Griffen; eine Schlagkappe schützt das Gewinde. Stück um Stück kommt Rohr dazu, bis die Filterspitze so weit unter dem Ruhewasserspiegel sitzt, dass beim Pumpen noch Wasser über ihr steht. Von Hand erreicht man je nach Boden etwa 9 Meter; große Steine, Ton oder verdichtete Schichten stoppen das Rammen.

Die Behörde nennt auch die Schwäche: Weil Rammbrunnen meist in durchlässigem Sand mit hohem Grundwasser stehen, sind sie anfällig für Sickerwasser aus Abwasseranlagen und für Dünger. Richtig platziert und gebaut schützen sie aber vor den meisten Verunreinigungen, besonders vor Bakterien. Wurde vorgebohrt, wird der Spalt um das Rohr mit Zementmörtel oder Ton abgedichtet.

Für etwas tiefere Lagen gibt es die Handbohrung. Das PRACTICA-Handbuch beschreibt den Handbohrer: verlängerbare Stahlstangen mit einer Bohrspitze, die per Griff gedreht, herausgezogen und geleert wird. Über dem Grundwasser bleibt das Loch meist offen, darunter braucht es oft ein Hilfsrohr gegen Einsturz. Je nach Boden sind 15 bis 25 Meter möglich, geeignet sind Sand, Schluff und weicher Ton. Harten Untergrund bewältigt das Schlagbohren mit Meißel am Seil und Dreibock, allerdings mit schwerem, teurem Gerät.

Pumpen: warum bei rund 7 Metern Schluss ist

Eine Saugpumpe steht oben und holt das Wasser durch ein Rohr herauf. Das PRACTICA-Handbuch nennt dafür die Bedingung, dass der Wasserspiegel beim Pumpen weniger als 7 Meter unter Gelände liegt. Maßgeblich ist dieser abgesenkte Spiegel, nicht der Ruhewasserspiegel.

Der Grund ist Physik: Eigentlich saugt die Pumpe nicht, sondern der Luftdruck drückt das Wasser in den Unterdruck unter dem Kolben, und dieser Druck trägt nur eine begrenzte Wassersäule.

Liegt das Wasser tiefer, muss die Pumpe hinunter. Beim Bohrbrunnen ist sie nach UBA auch bei abgesenktem Grundwasser von Wasser überdeckt, sitzt aber nicht im Filterrohr, weil sie es sonst verstopft. Im Schachtbrunnen bleibt als einfachste Lösung der Eimer am Seil. Ein Rückschlagventil im Brunnenrohr verhindert laut UBA, dass bei Pumpenausfall gefördertes Wasser zurückläuft und den Brunnen verkeimt.

Den Brunnenkopf abdichten

Viele Verunreinigungen kommen von oben. Das UBA nennt für Schachtbrunnen klare Regeln: Der Schacht wird mindestens 25 Zentimeter über das umliegende Gelände hochgeführt, bei Hang- oder Überschwemmungslage höher. Der Deckel muss tagwasserdicht schließen, also kein Regenwasser durchlassen, und abschließbar sein – ein offener Brunnen ist eine Lebensgefahr für spielende Kinder.

Um den Brunnen herum soll ein Bereich von 4 Metern Durchmesser mit Beton oder einer Lehm- oder Tonschicht versiegelt sein und vom Brunnen weg abfallen. Ein Lehmschlag, verdichteter Lehm rund um den Brunnenkörper, hält Oberflächenwasser vom Schacht fern. Lüftungsöffnungen bekommen feine, rostfreie Insektengitter, ein Zaun mit mindestens 4 Metern Radius hält Tiere fern.

Für Rammbrunnen verlangt die Behörde in Illinois, dass das Rohr mindestens 8 Zoll, rund 20 Zentimeter, über Gelände endet und oben eine dichte Brunnenkappe trägt. Im Umkreis von knapp 5 Metern darf sich kein Oberflächenwasser sammeln.

Wasser prüfen lassen und desinfizieren

Die Trinkwasserverordnung verlangt vom Betreiber einer Eigenwasserversorgungsanlage, das Wasser mindestens einmal im Jahr auf Escherichia coli, Enterokokken, coliforme Bakterien und weitere mikrobiologische Werte zu untersuchen; welche chemischen Stoffe hinzukommen, bestimmt das Gesundheitsamt. Das richtet sich laut UBA nach Geologie und Umgebung – aus dem Gestein können etwa Arsen oder Fluorid stammen, aus der Landwirtschaft Gülle und Pflanzenschutzmittel.

Ein bekanntes Problem ist Nitrat. Der Grenzwert der Trinkwasserverordnung liegt bei 50 Milligramm je Liter. Liegt der Wert darüber, rät das UBA, Säuglingsnahrung mit Flaschenwasser zuzubereiten, weil zu viel Nitrat bei Säuglingen die sogenannte Blausucht auslösen kann.

Ein neuer, gereinigter oder reparierter Brunnen enthält nach dem Merkblatt aus Illinois in der Regel Verunreinigungen, die wochenlang bleiben können, wenn er nicht desinfiziert wird. Die Behörde beschreibt eine Stoßchlorung mit 100 mg Chlor je Liter: Für je rund 380 Liter Wasser in Brunnen und Leitungen gut 0,7 Liter Haushaltsbleiche mit 5,25 Prozent in knapp 4 Litern Wasser verrühren und in den Brunnen gießen. Über Nacht stehen lassen, dann pumpen, bis kein Chlorgeruch mehr zu bemerken ist, und nach einigen Tagen eine Probe untersuchen lassen.

Solange das Wasser nach Chlor riecht, trinkst du es nicht. Wie du Trinkwasser richtig chlorst, steht im Artikel „Wasser mit Chlor desinfizieren“. Nach längerem Stillstand oder Arbeiten am Brunnen rät das UBA, ihn klarzupumpen, zu spülen und das Wasser untersuchen zu lassen.