Quellen

"Örtlich eng begrenzte Grundwasseraustritte" (DIN 4049-3) werden als Quellen bezeichnet. Sofern man diese Grundwasseraustritte zur Wasserversorgung nutzt, fasst man sie und führt ihr Wasser - wenn möglich im Freispiegelgefälle - dem Versorgungsnetz oder der Aufbereitungsanlage zu.

Quellen reagieren direkt auf Änderungen im Grundwasserkörper durch Niederschläge oder Zusickerung, aber auch auf Trockenperioden. Quellwasserfassungen haben den Vorteil, dass sie den Grundwasserleiter nicht überlasten können, da nur das selbständig austretende Wasser genutzt wird. Die Qualität des Wassers ist vor allem von der Mächtigkeit und der Beschaffenheit der Deckschichten, den Fließwegen und der Verweilzeit des Grundwassers im Boden abhängig.

Quelltypen

Im Allgemeinen werden Quellen nach dem Austrittsverhalten des Wassers in drei Grundtypen eingeteilt (Quelltypologie):

  • Fließquellen (Rheokrene),
  • Sicker-/Sumpfquellen (Helokrene) und
  • Tümpelquellen (Limnokrene).

Die Quelltypen können weiter in Quellarten unterteilt werden, die sich an der Grundwasserfließrichtung orientieren.

Quellarten

Durch die Strömungsrichtung des Grundwassers können Quellen in absteigende (Gravitationsquellen; rund 70 Prozent der bayerischen Quellen) und artesische (auch aufsteigende oder aszendente) Quellen unterschieden werden.

Die Art und Ausbildung der Quellfassung orientieren sich an

  • Art/Typ der Quelle,
  • Quellschüttung,
  • Anstehender Geologie,

und ist jeweils individuell festzulegen.

Gravitationsquellen

Bei Gravitationsquellen fließt das Grundwasser mit freiem Wasserspiegel durch den Aquifer und folgt dabei der Morphologie des oberirdischen Abflussnetzes. Es tritt an die Oberfläche, wenn sich Grundwasserspiegel und Geländeoberkante treffen. [vgl. DVGW Technische Regel W 127].

Gravitationsquellen werden aus topografisch höher liegenden Bereichen gespeist und können in Schüttung und Wasserqualität durch ihre starke Abhängigkeit vom hydrologischen Zyklus und der Grundwasserneubildungsrate stark variieren. Durch die teilweise kurze Bodenpassage und die geringe Tiefenlage des Grundwassers sind sie einem erhöhten Verschmutzungsrisiko ausgesetzt.

Die folgenden Abbildungen von Schüttquelle, Schichtquelle, Überlaufquelle und Überfallquelle sollen einige typische Gravitationsquellen erläutern.

Schematische Zeichnung: Ein Grundwasserleiter tritt in Form einer horizontalen Schichtung aus. Bild vergrößern Schema einer Schichtquelle
Schematische Zeichnung: Der Grundwasserstauer ist in Deichform ausgebildet. Das dahinterliegende Grundwasser tritt über die Kante des Grundwasserstauers. Es "fällt" über die Kante. Bild vergrößern Schema einer Überfallquelle

Artesische/Aufsteigende Quellen

Artesische Quellen werden durch Grundwasserleiter gespeist, deren Wasserspiegel unterhalb des hydraulischen Potentials (der Drucklinie) liegt. Grund hierfür sind Grundwasserstauer, die das Erreichen des freien Wasserspiegels verhindern.

An geologischen Störzonen (Klüfte, Schichtfugen), die mit der Oberfläche in Verbindung stehen, bahnt sich das Wasser seinen Weg nach oben (Prinzip der kommunizierenden Röhren). Daher spricht man auch von gespanntem oder aufsteigendem Grundwasser.

Der Grundwasserleiter ist durch die Überdeckung mit wasserundurchlässigen Schichten meist gut vor Verunreinigungen geschützt.
Die folgenden Bilder sollen einige typische aufsteigende Quellen erläutern.

Schematische Zeichnung: Ein groß ausgebildeter Grundwasserleiter wird von einer Grundwasserstauenden Schicht, die an einer hangabwärts tieferliegenden Stelle dünner ausgebildet ist, überdeckt. An diese dünneren Stelle tritt die Quelle aus und wirkt druckmindernd auf den Grundwasserleiter (depressiv). Bild vergrößern Schema einer Depressionsquelle

Quellenausbau

Beim Ausbau einer Quelle zur Quellfassung folgt man dem zutage tretenden Wasser. Der Grundwasserleiter wird vom oberirdischen Austritt des Wassers freigelegt, bis das Wasser nur noch einseitig in den Graben oder Stollen fließt. In dieser Phase ist besonders darauf zu achten, den oder die Grundwasserstauer nicht zu beschädigen. Andernfalls kann ein unkontrollierter Abfluss entstehen.

Um die freigelegte Quelle wird ein Fassungsbauwerk errichtet. Dieses wasserundurchlässige Bauwerk soll die Quellfassung vor direkten Umwelteinflüssen im Quellbereich (versickernde Niederschläge, Kleintiere, Laub) schützen, das zutage tretende Wasser sammeln und dem Versorgungsnetz zur Verfügung stellen.

Das Fassungsbauwerk muss immer an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden. Es kann Herdmauern, Kiespackungen, Drainageleitungen oder Sammelschächte aufweisen, die in den Grundwasserleiter eingebunden werden.

In Bayern werden überwiegend Quellstuben (71,5%) zur Wasserfassung verwendet. Drainageleitungen kommen am zweithäufigsten (20,8%) vor. Von eher untergeordneter Rolle sind Sickerstränge, Sickerschächte und Sickerstollen (zusammen 7,7%).

Zeichnung (mit Erläuterungen) des Quellenausbaus nach DVGW-Arbeitsblatt W127. Bild vergrößern W127 Aufsteigende Quelle

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