Geschichte der Geowissenschaften: Geologie

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Neumayr & Uhlig (1897)

Inhalt
● Grundwasser, Quellen, Brunnen
● Der Versickerungsprozess
● Grundwasser und Mensch
● Grundwasser und Quellen
● Diskussion zur Permeabilität
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● Weg des Wassers
● Quellaustritte- und Suche
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● Artesische Brunnen
● Arten der Artesischen Brunnen
● Herkunft der Grundwässer
--- [4]
● Beispiel Oase Dakhel
● Temperatur der Wässer
● Inhaltsstoffe der Wässer
● Analysen

Foto/Scan - Abbildung 22, 23, 24 Seite 113-115: Formation einer Granit Intrusion. - Original-Größe der Abbilddung 9 x 6 cm
Walther (1908)

Walther, J. (1908): Ge­schich­te der Erde und des Lebens. - 560 Seiten, 353 Abbil­dungen; Ver­lag von Veit & Comp, Leip­zig.
[Sammlung W..Griem]

Die Abbil­dungen wurden digi­tal Bear­beitet. (W. Griem). Speziell wurden Fil­ter zur Ver­besserung der Schärfe und des Grau­stufen­verlaufs angewandt.
Die Texte wurden foto­graphisch digi­talisiert, mit ABBYY fine Reader v. 14 nach­bearbeitet und mit OCR in ASCII konvertiert. Die Texte wurden teilweise den heutigen Recht­schreib­regeln angeglichen.

Schematische Darstellung eines artesischen Brunnens.

a) Undurchlässige Schicht
b) Grundwasser Schicht
c) Undurchlässige Deckschicht

Neumayr & Uhlig (1897) - Artesischer Brunnen;
p. 449 in der OCR Version; p.422  in der Fraktur Version
Grundwasser [3]

[vorheriger Text]

Artesische Brunnen:
In den meisten Fällen handelt es sich darum, den Punkt zu bezeichnen, wo am zweckmäßigsten, mit den geringsten Kosten und mit der meisten Aussicht auf Ergiebigkeit, der Grundwasserspiegel oder überhaupt ein wasserführendes Niveau erreicht werden kann, oder die Mittel anzugeben, wie die Reichhaltigkeit einer vorhandenen Quelle vermehrt oder gesichert werden kann. Einen ganz eigentümlichen Fall der Wasserbeschaffung bildet die Bohrung sogenannter „artesischer Brunnen", die in Europa zuerst in der französischen Landschaft Artois im 12. Jahrhundert ausgeführt worden sind und daher ihren Namen führen. Das Prinzip der artesischen Brunnen, die übrigens in China und in den Oasen der Libyschen Wüste schon seit sehr langer Zeit im Gebrauch sind, besteht darin, daß man ein Loch senkrecht in die Tiefe stößt, bis man auf eine von undurchlässigen Gesteinen bedeckte Wasserschicht trifft, wo sich das Wasser unter bedeutendem Druck befindet. Sobald nun der Bohrer die überliegenden Massen durchstoßen hat und in das Wasserniveau eindringt, steigt das Wasser infolge des Druckes in dem Bohrloch empor und erhebt sich oft noch als Springbrunnen über die Mündung. Wie erwähnt, wurden die ersten derartigen Unternehmungen schon früh ausgeführt, immerhin aber blieb die Anwendung dieser Methode eine ziemlich beschränkte. So kam es, daß der außerordentlich günstige Erfolg einer Bohrung in Grenelle bei Paris im Jahre 1842 großes Aufsehen erregte; in einer Tiefe von 547 m wurde das Wasser erreicht, das nun in mächtigem Strahle emporsprang und anfangs 3200 cbm in 24 Stunden lieferte. Seitdem hat man in den verschiedensten Gegenden artesische Brunnen in großer Zahl angelegt, so daß sie jetzt zu den ganz gewöhnlichen Einrichtungen gehören.

Natürlich sind die geologischen Verhältnisse der artesischen Brunnen sehr verschieden je nach dem Bau der Gegend, in der sie angelegt sind. Die Grundzüge der Bedingungen, unter denen sie auftreten, lernen wir auch hier wieder am sichersten kennen, wenn wir den einfachsten Fall ins Auge fassen. Denken wir uns einen weitgedehnten Landstrich von muldenförmigem Bau, wo alle Schichten flach gegen den Mittelpunkt oder die Mittellinie der Mulde einfallen, so werden im Zentrum dieser Gegend die jüngsten Schichten anstehen, gegen außen aber immer ältere Ablagerungen zum Vorschein kommen (s. Abbildung 112). Wo diese an die Oberfläche treten, nehmen sie, soweit sie durchlässig sind, Wasser auf, und dieses läuft, der Neigung der Schichten entsprechend, nach der Mitte der Mulde ab. Liegen nun die permeablen Ablagerungen unter wasserdichten, so wird, der hohen Lage des Infiltrationspunktes entsprechend, auch in der Mitte der Mulde der nötige Druck herrschen, der das Steigen und Emporquellen bewirkt, sobald ein Bohrloch die Deckschicht durchstoßen hat. Je nach der Schichtfolge in einer Mulde, wenn mehrere durchlässige Bänke zwischen dichten eingekeilt sind, werden auch mehrere an Ergiebigkeit und Qualität verschiedene Wasserhorizonte untereinander folgen, und man wird dann je nach Umständen das erste, zweite, dritte Wasserniveau anzapfen können.

Arten der Artesischen Brunnen
Die muldenförmige Lagerung der wasserführenden Schicht ist aber kein unbedingtes Erfordernis zur Erreichung artesischen Wassers; dazu genügt oftmals auch einseitiger Druck. Dies ist z. B. der Fall bei dem artesischen Wasser, das bei der Brunnenkatastrophe von Schneidemühl (1883) so große Verwüstungen angerichtet hat. Dieses stammt aus einer mächtigen Grundwasserströmung, die durch das Versinken des Niederschlagswassers im sogenannten baltischen Höhenrücken entsteht und von da südwärts abfließt. Da das Einsickerungsgebiet ungefähr 140— 180 m höher liegt als die wasserführende Schicht in Schneidemühl, so ist ein beträchtlicher hydraulischer Druck vorhanden, der den starken Auftrieb des Wassers zu erklären imstande ist. Die Strömung war so stark, daß eine enorme Menge von Sand und Schlamm aus dem wasserführenden Niveau mitgerissen und zur Oberfläche gebracht wurde. Dadurch verloren die oberen Schichten ihren Halt, und es wurde eine so starke Senkung des Bodens herbeigeführt, daß zahlreiche Häuser Risse bekamen und selbst einstürzten.

Selbstverständlich sind nicht überall die Verhältnisse so geartet, daß die Anlage artesischer Brunnen möglich wäre; oft findet man in der Tiefe keine unter Druck stehende Wasserschicht. Wo die Möglichkeit gegeben und Aussicht auf Erfolg vorhanden ist, muß der Geologe entscheiden; oft aber sind die Bedingungen und die Lagerung so verwickelter Natur, daß ein sicheres Urteil nicht möglich ist und eine Bohrung einigermaßen auf gut Glück unternommen werden muß, um für ein größeres Gebiet die Beschaffenheit der tiefen Wasserhorizonte festzustellen. Große Strecken bieten in dieser Hinsicht günstige Bedingungen, keine Gegend der Welt aber scheint mehr bevorzugt als ein großer Teil der riesigen Wüstengebiete Nordafrikas. Vielfach findet sich in der Sahara in ziemlich geringer Tiefe unter dem brennenden, trockenen Boden eine überaus reiche Wasserschicht, die quellende Brunnen liefert, wenn man ein Bohrloch niedersenkt (s. Abbildung 213). Schon die alten Ägypter holten in den Oasen der Libyschen Wüste das kostbare Naß, die Bedingung alles Lebens, auf diesem Grundwasserniveau, und neuerdings haben sich namentlich die Franzosen in Algerien große Verdienste erworben, indem sie mit dem artesischen Bohrer große Strecken Kulturlandes der Wüste abgewannen.

Herkunft der Grundwässer:
Die Herkunft dieses Wassers ist schon vielfach besprochen worden; man glaubte, daß es von seitlicher Infiltration aus dem Nil herrühre, doch ist stellenweise das Wasserniveau in der Wüste höher als der Spiegel des Nils in der Gegend, wo die Infiltration stattfinden müßte, und überdies ist eine leichte Neigung der Schichten von der Libyschen Wüste gegen den Nil vorhanden. Nur für die Quellen der Natronseen in Unterägypten dürfte diese Voraussetzung zutreffen, denn diese Quellen liegen sämtlich unter dem Niveau des Nilspiegels und kommen auf der dem Nil zugekehrten Ostseite des Wadi Natrun zu Tage. Aller Wahrscheinlichkeit nach ist das Wasser in verschiedenen Teilen der Sahara verschiedener Herkunft. So darf wohl als sicher angenommen werden, daß manche Oasen, wie Borku, Egei, Bodele, das Leben spendende Naß durch Grundwasserströmungen aus dem Tschadsee beziehen, und selbst die ferne Oase Kufra im nördlichen Teil der zentralen Sahara dürfte den regenreichen Gebieten des Sudan südlich von der Sahara ihren Wasserreichtum verdanken. Andere Oasen, wie Tuat, Tafilelt und Draa, werden von den Wassern gespeist, die namentlich nach den Winterregen und nach der Schneeschmelze in mächtigen Strömen vom Atlasgebirge herabbrausen und dann im heißen Wüstensand versinken. Aber auch von den höheren Berggruppen im Inneren der Sahara scheinen Grundwasserströmungen zu kommen. So werden die Quellen des Fessan im südlichen Tripolis auf die Niederschläge in den umgebenden Hogarbergen und am Dschebel Soda zurückgeführt, und auch die mächtige unterirdische Wasserströmung im Trockental des Irharhar dürfte den Niederschlägen des Ahagar- Gebirges in der Mitte der Sahara zuzuschreiben sein. Diese Strömung erstreckt sich in nordsüdlicher Richtung bis in das Gebiet der algerischen Schotts, wo sie den vom Atlas herabkommen- den Gewässern begegnet. Um einen Begriff von dem unterirdischen Wasserreichtum des Irharhar zu geben, erwähnen wir, daß Ued Rir und die Oasen von Tugurt im Jahrs 1885 bereits 114 fließende, von den Franzosen angelegte, und 492 von den Eingebornen gegrabene artesische Brunnen besaßen. Diese liefern, wenn man einige natürliche Quellen hinzunimmt, zusammengenommen 255.698 Liter in der Minute oder 130 Millionen cbm jährlich. Das Wasser kommt aus 70—75 m Tiefe und hat eine Temperatur von durchschnittlich 25° C. Bei gewissen Oasen ist man jedoch über die Herkunft des Wassers noch gänzlich im unklaren. Dies gilt besonders von Chargch und Dakhel in der Libyschen Wüste, die thermales, kobalt- und manganhaltige Wasser wahrscheinlich aus großer Tiefe empfangen. Während man in anderen Gegenden gewöhnlich bemerkt, daß bei Anlage einer größeren Zahl artesischer Bohrungen die Ergiebigkeit der einzelnen unter ihnen erheblich leidet, hat man in der Sahara noch nichts derart beobachtet. Es ist daher alle Aussicht vorhanden, auf diese Weise noch weitere ansehnliche Strecken der Wüste der Kultur zu erschließen und zurückzugewinnen; weiß man ja doch, daß zur Zeit der hohen Blüte des alten Ägypten in jetzt ganz sterilen Gegenden eine Reihe bedeutender Ansiedelungen vorhanden waren, deren Existenz nur durch seitdem verschüttete artesische Brunnen ermöglicht war.

[Hier weiter im Text]