Artesische Bedingungen liegen bei einem Grundwasservorkommen vor, bei dem die Grundwasserdruckfläche höher liegt als die Geländeoberfläche. Das Wasser tritt dann ohne Zuhilfenahme von Pumpen aus einer Bohrung aus.
Eine artesische Quelle bezieht sich auf den artesischen (gespannten) Zustand von Grundwasser, das infolge Überdrucks eigenständig oberflächennah ausfließt bzw. über das Gelände sprudelt. Zu einer solchen Erscheinung kommt es, wenn ein Grundwasserleiter (Aquifer) zwischen zwei undurchlässigen, muldenförmigen Schichten (Aquifugen) lagert und die Stelle des Grundwasseraustritts tiefer als der Grundwasserspiegel im Grundwasserleiter liegt.
Das Vorhandensein einer intakten wasserundurchlässigen Schicht oberhalb des Aquifers ist also eine unabdingbare Voraussetzung für artesische Bedingungen. Wasserwegsame Störungssyteme, die den Aquifer mit der Erdoberfläche verbinden, würden die Ausbildung artesischer Druckverhältnisse verhindern.
Artesische Quellen treten als artesische Becken und als artesische Brunnen auf. Von diesen durch den hydrostatischen Druck des Wassers entstandenen Quellen sind die durch Erdwärme getriebenen Geysire zu unterscheiden. Der Name geht auf die französische Landschaft Artois zurück, in der solche Brunnen im 12. Jahrhundert erstmals beschrieben wurden.
Artesische Bohrungen werden meist durch die Schüttung, also entweder die volumetrische Fließrate [l s-1] oder die massebzogene Fließrate [kg s-1] quantifiziert. Eine andere wichtige Kenngröße ist der Schließdruck, also der Druck [Bar, MPa] der sich im Bohrlochkopf einstellt wenn die Bohrung verschlossen wird. Dieser Schließdruck kann sich im Laufe der Zeit, insbesonder bei Nutzung der Bohrung z.B. zu balneologischen Zwecken ändern. Wenn mehrere Bohrungen in einer Anlage genutzt werden, können sie die Schleißdrucke gegenseitig beeinflussen
Bei Tiefbohrungen müssen atesische Verhältnisse besonders beachtet werden. Durch entsprechende Erhöhung der Dichte der Bohrspülung lassen sich sehr viele schwache Arteser oder Grundwasserstockwerke mit leichtem hydraulischem Überdruck beherrschen. Steht beispielsweise in 60 m u.Gel. ein Arteser mit einem Überdruck von 0,3 bar an, so wird durch eine Spülungsdichte von ρ = 1,10 103 kg/m3 ein ausreichender Spülungsdruck erzielt:
Spülungsdruck: 60 m · 1,10 103 kg/m3 = 6,6 bar
Druck des Artesers: (60 m +3 m) · 1,0 103 kg/m3 = 6,3 bar
Überdruck der Spülung: 6,6 bar − 6,3 bar = 0,3 bar.
Die Dosierung der Spülung ist abhängig vom Untergrund, der durchbohrt werden soll, ob mit direktem oder indirektem Spülbohrverfahren gebohrt werden soll und von der Leistung der Spülpumpe bzw. der Aufstiegsgeschwindigkeit der Spülung. Die erbohrten Feststoffe müssen ausreichend im Spülteich sedimentieren, um die Dichte der Bohrspülung nicht zu erhöhen. Es gibt verschiedene Standardmessverfahren, mit denen die Spülung schnell und einfach kontrolliert werden kann (Dichtemessung mittels Hydrometer oder Aräometer und Spülungswaage, Viskositätsmessung mit dem sog. Marsh-Trichter, Messung der Wasserabgabezeit mittels Ringapparat).
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Weitere Literatur siehe:
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