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Arteser

Prinzip eines artesischen Brunnens. Quelle: Andrew Dunn

Unter bestimmten geologischen Bedingungen (artesischen Bedingungen) kann der Wasserdruck im Bohrlochtiefsten größer sein als der hydrostatische Druck. In diesem Fall strömt das Grundwasser ohne eine Pumpe aus dem Bohrloch aus, wenn dieses nicht verschlossen ist. Es bildet sich ein Arteser.

Durch entsprechende Erhöhung der Dichte der Bohrspülung lassen sich sehr viele schwache Arteser oder Grundwasserstockwerke mit leichtem hydraulischem Überdruck beherrschen.

Beim Herstellen einer Bohrung für eine Erdwärmesonde ist es in bestimmten Gebieten prinzipiell möglich auf Arteser zu stoßen. Beim Erbohren eines Artesers können bei entsprechend hohem Druck des Artesers große Wassermengen aus dem Bohrloch austreten, die unter Umständen zusätzlich Feinmaterial ausschwemmen. Dadurch kann es zu Schäden am Bohrloch kommen, so dass eine nachträgliche Abdichtung des Bohrlochs sehr erschwert oder kaum möglich wird. Zum anderen kann es im Umkreis der Bohrung zu Setzungen kommen. Daher sind bereits im Vorfeld in Gebieten, in denen das Vorhandensein von Artesern nicht ausgeschlossen werden kann, bestimmte Sicherheitsmaßnahmen erforderlich. Bei Bohrungen, mit denen ein Arteser angetroffen werden könnte, muss die Verrohrung fest im hangenden dichten Bereich verankert (abgesetzt) sein.

Da beim Erbohren eines Artesers oder von gespanntem Grundwasser der Einsatz von beschwerter Spülung erforderlich ist, müssen geeignete Spülungszusätze bereits im Vorfeld vorgehalten werden. Ebenso ist ein geeignetes Packersystem zum verlässlichen Absperren vorzuhalten. Bei geringen Überdrucken kann unter Umständen ein leicht gespannter Grundwasserleiter mittels eines Erdwärmesondenpackers abgedichtet werden.

Während in der Tiefengeothermie immer ausreichende Vorkehrungen gegen Arteser getroffen werden, ist dies in der Oberflächennahen Geothermie nicht immer der Fall. Bekannt wurde der Fall eines Artesers auf dem Gelände des Finanzministeriums in Wiesbaden, wo einige Stunden Wasser und Sand auf den Parkplatz ausströmte.

Literatur

Stober I., und Bucher, K.P.: Geothermie. Berlin – Heidelberg: Springer Verlag/ Springer Geology, 2012. S. 90, 94.

Jacob, C. E: Drawdown test to determine effective radius of artesian well. In: Transactions, American Society of Civil Engineers, Nummer 112 (1947), S. 1047–1070

Nuria Segovia, Rosa Maria Barragan, Enrique Tello, Ruth Alfaro and Manuel Mena: Geochemical Characteristics and 222Rn Measurements at Cuitzeo Basin (Mexico) Thermal Springs and Artesian Wells, World Geothermal Congress (2005)

Rorabaugh, M. : Graphical and theoretical analysis of step- drawdown test of artesian wells. In: Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Nummer 79 (1953), S. 1-23

Skiba, Piotr A. : Artesian Flow Testing of the Geothermal Production Wells Wen-1 and Wen-2, Honey Lake Hybrid Power Plant Project, California, Geothermal Resources Council Transactions (1985)