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in fünf Teilen.

Dritter Teil :

Der Wasserbau.

Ilerausgegeben von

J. F. Bubendey, G. Franzius, A. Frühling, Fr. Kreuter, Th. ßehhock und Ed. Sonne.

Vierte vermehrte Auflage.

Leipzig

Verlag von Wilhelm Pingelmann 1904

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Dritter Band:

Die Wasserversorgung der Städte.

Bearbeitet von

G. Oesten und A. Frühling, herausgegeben von

A. Frühling,

Geh. Baurat, Professor an der Techn. Hochschule in Dresden.

Vierte vermehrte Auflage.

Mit 422 Textabbildungen, vollständigem Sachregister und 7 lithographierten Tafeln.

Leipzig

Verlag von Wilhelm. Engelmann 1904

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Alle Rechte, insbesondere das Redit der Übersetzung, sind Vorbehalten.

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Vorwort zur vierten Auflage.

Die „Wasserversorgung der Städte“, welche in der dritten Auflage zusammen mit der „Entwässerung der Städte“ erschienen war, bildet in der vorliegenden Bearbeitung einen selbständigen Band — zugleich den dritten in der Reihe der zwölf Bände, aus denen von jetzt ab der „Wasserbau“ bestehen wird. Die neue Bearbeitung schliefst sich im wesentlichen der früheren an; doch tragen, wie ein Vergleich erkennen läfst, zahlreiche Änderungen und Ergänzungen den inzwischen gemachten Fortschritten Rechnung, namentlich in den Abschnitten über Reinigung, Förderung, Aufspeicherung und Verteilung des Wassers.

Infolge anderweiter Inanspruchnahme waren die Verfasser der dritten Auflage verhindert, auch die Bearbeitung der vierten im ganzen Umfange zu übernehmen. An ihre Stelle ist für Kap. I bis IV Herr Zivilingenieur G. Oesten in Berlin getreten, während Kap. V von dem bisherigen Verfasser, Herrn Geheimen Baurat Professor F. Lincke in Darmstadt an den Herausgeber dieses Bandes übergegangen und Herr Lincke sonach als Mitarbeiter ausgeschieden ist.

Die Herausgeber.

Handbuch der Ingenieurwissenschaften.

Dritter Teil.

Übersicht des Inhaltes der im Erscheinen begriffenen 4. Auflage:

I. Band. Gewässerkunde.

I. Kapitel: Regen, Grundwasser, Quellen und stehende Gewässer. Fliefsende Gewässer.

Bewegung des Wassers in Flüssen und Kanälen.

II.

III.

55

55

II. Band. Stauwerke.

I. Kapitel: Wehre.

Talsperren.

Fischwege und Fischteiche.

Anhang: Durchflufsweite der Brücken und Durchlässe.

II.

III.

55

55

III. Band. Wasserversorgung; der Städte.

I. Kapitel: Voruntersuchungen.

•Allgemeine Anordnung der Wasserwerke.

Gewinnung, Reinigung, Aufspeicherung und Förderung des Wassers. Wasserwerksbetrieb.

Ausführung der Rohrleitungen und Wasserversorgung der Gebäude.

IV. Band. Entwässerung der Städte.

I. Kapitel: Anlagen zur Abführung der Brauch- und Regenwässer.

Unterbringung und Reinigung der städtischen Abfallwässer.

II.

III.

IV.

V.

II.

55

55

55

55

55

V. Band. Binnenschiffahrt. Schiflfahrtskanäle. Flufskanalisierung.

I. Kapitel: Wasserstrafsen. Flöfserei und Binnenschiffahrt.

SchifFahrtskanäle.

Kanalisierung der Flüsse.

II.

III.

55

55

VI. Band. Flufsbau.

I. Kapitel: Allgemeines.

II. „ Verbauung der Wildbäche.

Bändigung der Gebirgsflüsse. Verbesserung der schiffbaren Flüsse.

III.

55

VII. Band. Landwirtschaftlicher Wasserbau einsclil. Deichbau

und Dcicli schleusen.

I. Kapitel: Meliorationen.

Deiche.

Deichschleusen (Siele). •

II.

III.

55

55

VIII. Band. Schiffsschleusen.

IX. Band. Meer. Seeschiffahrt. Küsten.

I. Kapitel: Das Meer.

Die Seeschiffahrt.

Die Küsten. Seeuferbau.

II.

55

III.

55

X. Band. Stronunündiingen. Seekanäle.

I. Kapitel: Strommündungen mit schwacher Flut.

Strommündungen mit starker Flut.

Seekanäle.

II.

55

III.

55

XI. Band. Finis- und Seehäfen.

I. Kapitel: Flufshäfen.

Seehäfen.

H.

55

III.

55

Hafendämme, Ufermauern und Schiffsbauanstalten.

XII. Band. Die Seezeichen.

Inhalts-Verzeichnis.

I. Kapitel.

Voruntersuchungen.

Nach der von A. Frühling, Geheimer Baurat und Professor an der Technischen Hochschule in Dresden bearbeiteten 3. Auflage ergänzt von G. Oesten, Zivilingenieur in Berlin.

Seite

Einleitung

§    1. Erforderliche Wassermenge .    ...............

Gröfse des Privat-Wasserverbrauchs nach amtlichen Ermittelungen

Wasserverbrauch für gewerbliche Zwecke.........

„    „ öffentliche „    ........

„    in aufserdeutschen Ländern.......

13

Literatur ............................

§    2. Anwachsen der Bevölkerung. Gröfster Monats-, Tages- und Stundenverbrauch. Gröfse der

Ausgleichbehälter...........................

Anwachsen der Bevölkerung....................

Gröfster Monats-, Tages- und Stundenverbrauch.............

Gröfse der Ausgleichbehälter .    .    .    ................

§    3. Gröfse und Abflufsmengen der Sammelbehälter................

Literatur.............................

§    4. Beschaffenheit des Wassers........................

Chemische Beschaffenheit.....................

Wärmegrad . -.........................

Bakteriologische Untersuchung...................

16

17

17

Liter atur...................

§    5. Wahl des Bezugsortes................

Versorgung mit Flufswasser...........

‘ „ aus natürlichen Seen und aus Sammelbecken .

Sammlung des Regenwassers in Zisternen......

Versorgung mit destilliertem Wasser........

„ Quellwasser und Grundwasser .    .    .    .

„ Dünen- und Drainwasser......

„ Tiefgrundwasser aus Stollen und Brunnen

ri

Literatur .....

§    6. Erforderliche Druckhöhe

§    7. Allgemeine Vorarbeiten

Literatur ....

II. Kapitel.

Allgemeine Anordnung der Wasserwerke.

Nach der von A. Frühling, Geheimer Baurat und Professor an der Technischen Hochschule in Dresden bearbeiteten 3. Auflage ergänzt von G. Oesten, Zivilingenieur in Berlin.

§    1. Überblick. Verschiedene Arten der Wasserabgabe

65

§    2. Zuleitungen

67

Geschwindigkeit und Gefälle. Linienführung Überdeckte Leitungen ohne inneren Überdruck

68

§    3. Düker und Heber

Düker .    .

Druckleitungen .    ...............

Widerstände bei der Bewegung des Wassers in Rohrleitungen

Anordnung der Zuleitungen............

Berechnung der Verästelte Zuleitungen

Seite

75

76

85

90

92

93

93

Heberleitungen .    .    .

§    4. Anordnung des Rohrnetzes .

Verästelung. Kreislauf Rohrnetz grofaer Städte

98

101

10)

107

§    5. Druckzonen

1.09

Zuleitung mit natürlichem Gefälle..................

durch Pumpenbetrieb...................

§    6. Verschiedene Arten der Hochbehälter und ihre Beziehungen zu dem Rohrnetz. Allgemeine

Anordnung der Hochbehälter.......................

§    7. Das Pumpwerk...................;.......

Örtliche Lage.........................

Allgemeine Anordnung......................

Bestimmung der Hauptabmessungen.................

§    8. Berechnung des Leitungsnetzes....................•• .

Literatur ............................

109

112

114

123

123

129

141

144

152

III. Kapitel.

Gewinnung, Reinigung, Förderung und Aufspeicherung des Wassers.

Nach der von A. Frühling, Geheimer Baurat und Professor an der Technischen Hochschule in Dresden bearbeiteten 3. Auflage ergänzt von G. Oesten, Zivilingenieur in Berlin.

§    1. Einleitung

162

A. Anlagen zur Gewinnung des Wassers.

§    2. Verschiedene Arten der Wassergewinnung. Ergiebigkeit der Quellenfassungen. Allgemeine

Gesichtspunkte für die Gewinnung von Grundwasser. Ergiebigkeit der Grundwasserfassungen

Verschiedene Arten der Wassergewinnung...............

Ergiebigkeit der Quellenfassungen ..................

Allgemeine Gesichtspunkte für die Gewinnung von Grundwasser.......

Ergiebigkeit der Grundwasserfassungen............... .

163

163-

164

* 165

171

Literatur

185

§    3. Wasserentnahme aus oberirdischen Wasserläufen und Seen ...........

Entnahme aus oberirdischen Wasserläufen...............

„ Seen .......................

§    4. Wassergewinnung aus künstlichen Sammelbecken...............

§    5. Fassungen der Quellen mittels Brunnenstuben................

Fassungen für aufsteigende Quellen.................

„ Quellen an Abhängen..................

§    6. Offene Gräben zur Gewinnung von Grundwasser. Sickerkanäle und Drainleitungen. Sammelkanäle. Sammelstollen. Unterirdische Aufspeicherung des Grundwassers.......

Offene Gräben zur Gewinnung von Grundwasser.............

Sickerkanäle und Drainleitungen...................

Sammelrohre.........................

Sammelkanäle...................'......

Sammelstollen. Unterirdische Aufspeicherung des Grundwassers.......

§    7. Brunnen. Haus- und Wasserwerksbrunnen. Gemauerte und eiserne Brunnen.....

Brunnen für zeitweisen Betrieb (Hausbrunnen)..............

„ andauernden Betrieb (Wasserwerksbrunnen)..........

Gemauerte Brunnen.......................

186

186

192

194

199

201

202

205

205

206

207

211

216

221

221

224

Seite

Eiserne Brunnen ....'. Eiserne Schachtbrunnen Rohrbrunnen .    .    .    .

230

230

233

Literatur

245

B. Anlagen zur Reinigung des Wassers.

§ 8. Allgemeines.............

§    9. Reinigen von Oberflächenwasser......

Reinigung des Wassers für den Hausbedarf

245

247

247

r>

Zisternen..........

Reinigungsanlagen für Wasserwerke

Ablagerung . *......

Sandfilter .......

„ gewerbliche Anlagen, Bahnhöfe u. s. w.

248

249

251

251

254

Wirkungsart.....

Allgemeine Anordnung Einzelheiten .    .    .    .

254

256

257

§ 10. Reinigen von Grundwasser . § 11. Wasserreinigung mittels Ozon § 12. Sonstige Reinigungsarten .    .

Literatur......

Grundsätze für die Reinigung von Oberflächenwasser durch Sandfiltration

269

273

284

289

293

C. Anlagen zur Wasserförderung.

§ 13. Pumpwerke

295

D. Anlagen zur Aufspeicherung des Wassers.

§ 14. Allgemeines.....-.......................

§15. Fassungsraum und Form der Behälter. Wahl der Baustoffe und Ermittelung der günstigsten Abmessungen......'......................

305

305

Eassungsraum und Form der Behälter..............

Wahl der Baustoffe und Ermittelung der günstigsten Abmessungen .    .

305

306

§ 16. Wasserdichtheit................

§ 17. Behälter aus Mauerwerk, Beton oder Beton mit Eiseneinlage

Behälter von rechteckiger Grundrifsform.....

mit zylindrischen und halbkugelförmigen Wandungen

309

311

311

316

§ 18. Eiserne Behälter ....

§ 19. Kosten der Behälteranlagen Literatur......

317

325

327

IY. Kapitel.

Wasserwerksbetrieb.

Nach der von À. Frühling, Geheimer Baurat und Professor an der Technischen Hochschule in Dres'den bearbeiteten 3. Auflage ergänzt von G. Oesten, Zivilingenieur in Berlin.

§    1. Betrieb der Gewinnungsanlagen

§ 2.

§    3.

§    4.

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§    5. Wassermesser......

Literatur über Wassermesser

337

347

§    6. Kosten der Wasserversorgung .    .

Literatur über Wasserwerksbetrieb

348

349

Seite

V. Kapitel.

Ausführung’ der Rohrleitungen und Wasserversorgung der Gebäude.

Nach der von F. Lincke, Geh. Baurat und Professor an der Techn. Hochschule in Darmstadt bearbeiteten 3. Auflage ergänzt von A. Frühling, Geh. Baurat und Professor an der Techn. Hochschule in Dresden.

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Festigkeit zylindrischer Rohre...............

Gufseiserne Wasserleitungsrohre..............

Prüfung der gufseisernen Rohre..............

Schutz gegen Rostbildung und gegen die Einwirkung elektrischer Ströme Schmiedeiserne Rohre, Stahlrohre und deren Verbindungen ....

Sonstige Rohre für Wasserversorgungen...........

Verlegen der Rohrleitungen................

Unterführungen und Überführungen.............

Besondere Teile der Strafsenleitungen............

Leitungen zur Grundstücks Versorgung............

351

354

366

367

369

373

375

378

380

391

Anhang.

Dresdner Vorschriften für Herstellung und Veränderung von Leitungen zur Grundstücksversorgung, Prüfungsordnung für Wasserleitungsunternehmer und Bestimmungen über die Handhabung

405

410

der Abschlufshähne.........................

Wassertarif der Stadt Dresden........................

Sachregister............

Atlas (7 Tafeln) nebst Inhaltsverzeichnis.

\.

412

Berichtigungen.

S. 81 lies in der Wassermengen-Tabelle: Q = 0,005 statt 0,05.

S. 160, Z. 9 von unten lies 1887 statt 1886.

S. 293, Z. 8 von oben lies ¹/ioooo.

S. 334, Z. 20 von unten lies „Wasserstandszeiger“.

S. 350, Z. 2 von oben lies Mix u. Genest statt Rix u. Genest.

I. Kapitel.

Voruntersuchungen.

Nach der von A. Frühling, Geheimer Baurat und Professor an der Technischen Hochschule in

Dresden bearbeiteten 3. Auflage ergänzt von

Cr. Oesten,

Zivilingenieur in Berlin.

(Mit 22 Textabbildungen.)

Einleitung. Das Wasser bildet nicht nur einen unentbehrlichen Bestandteil der Nahrung, welche Menschen und Tiere täglich zu sich nehmen, sondern es ist auch das wesentlichste Mittel zur Reinigung unseres Körpers, unserer Nahrungsmittel und der Gegenstände, welche uns umgeben. Vorhandene Quellen und natürliche Wasserläufe haben deshalb schon in den frühesten Zeiten der Menschheit zur Ansiedelung Veranlassung gegeben, und erst später hat die Kunst, Brunnen zu graben, die Wohnplätze der Menschen unabhängig von den natürlichen Erscheinungsformen des Wassers gemacht. In alten Kulturländern, namentlich in Egypten, Palästina und China finden sich Brunnen, die schon vor Jahrtausenden angelegt wurden und zum Teil noch heute benutzt werden¹); ebenso trifft man dort auf uralte Reste von Bauwerken, welche den Zweck hatten, das in der Regenzeit zufliefsende Wasser in Behältern aufzusammeln und es den Bewohnern zum eigenen Bedarf, sowie zur Bewässerung ihrer Felder in den trockenen Monaten zuzuführen. Mit der wachsenden Zahl der Bewohner erhielten die Anlagen zur Gewinnung und Sammlung, sowie diejenigen zur Leitung des Wassers eine immer gröfsere Bedeutung und bildeten sich allmählich, als die Ansiedelungen zu gröfseren Städten heranwuchsen, zu Anlagen aus, die man heute Wasserwerke zu nennen pflegt.

Die Ausgrabungen der letzten zwanzig Jahre haben dargetan, dafs solche Wasserwerke nicht blofs in den grofsen, sondern auch in vielen kleineren Städten des Altertums und überhaupt viel häufiger vorhanden waren, als man bis dahin geglaubt hatte. Die Kunst, entfernt liegende Quellen und Wasserläufe der Verbrauchsstelle zuzuführen, wurde schon vor der Gründung Roms in Kleinasien und Egypten vielfach geübt und auch die Griechen hatten schon gröfsere Anlagen dieser Art ausgeführt, als sich Rom noch mit dem Wasser des Tiber-Flusses, des Fuciner Sees oder mit Brunnenwasser begnügte. So erhielt die Stadt Samos auf der gleichnamigen Insel bereits im 6. Jahr-

b Z. B. die Brunnen in Mekka, bei Gizeh und Theben, der Josephsbrunnen in Kairo, der Davidsbrunnen zwischen Bethlehem und Jerusalem; der Jakobsbrunnen bei Sichern in Galiläa; desgleichen ein Teil der Tiefbrunnen im südwestlichen China.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

Das Mittelalter hat mit wenigen Ausnahmen neue Anlagen zur Wasserversorgung von Städten nicht geschaffen und liefs die ihm aus den ersten Jahrhunderten unserer Zeitrechnung überkommenen Werke zum Teil verfallen. Erst der neueren Zeit blieb es Vorbehalten, den Einwohnern grofser und dichtbebauter Städte auch in den höchstgelegenen Wohnungen das Wasser in einem Grade zugänglich zu machen, wie es bei den Anlagen der Römer, denen ein eigentliches, unter Druck stehendes Rohrnetz unbekannt war, nicht annähernd der Fall sein konnte. Die Haushaltungen sind dadurch in der Lage, zu jeder Zeit eine reichliche Menge reinen und gesunden Wassers zur Verfügung zu haben und zahlreiche Gewerbeanlagen, für welche das Vorhandensein von gutem Wasser eine Lebensfrage ist, haben, dank der Einführung von Wasserleitungen, einen wesentlichen Aufschwung genommen. Besonders wichtig wird aber die Wasserleitung dadurch, dafs sie es möglich macht, die von dem zugeführten Wasser auf genommenen Verunreinigungen auf unterirdischem Wege abzuführen und so der gesundheitsschädlichen Aufspeicherung der Schmutzstoffe entgegenzuwirken. Wie sehr sich ferner das Aufsere einer Stadt durch die ausgiebige Benutzung der Wasserleitung zum Strafsenbesprengen, zum Bewässern der öffentlichen Anlagen und Gärten, durch Anlage von Springbrunnen u. s. w. zu ihrem Vorteil verändert, braucht nicht weiter ausgeführt zu werden.

hundert y. Chr. unter Polykrates eine Quellwasserleitung, welche einen Tunnel von mehr als 1000 m Länge aufweist und in Baugruben bis zu 15 m Tiefe hergestellt ist. Mit der 313 v. Chr. eröffneten Appia Claudia, haben dann die Römer eine Reihe von grofsartigen Werken begonnen, welche nicht allein ihre Hauptstadt, sondern auch zahlreiche Städte der eroberten Provinzen mit Wasser versorgten. Reste solcher Anlagen finden sich u. a. hei Arles, Avignon, Arcueil, Lyon, Mainz, Mmes, Paris, Trier, und aufser Rom erhalten noch heute mehrere Städte (Antibes, Bologna, _ Metz, Segovia, Sevilla, Spalato) ihre Versorgung durch Leitungen, welche teilweise aus der Römerzeit stammen. Auch Konstantinopel erhielt, nachdem es 330 n. Chr. zur Hauptstadt des weströmischen Reichs gewählt war, eine Wasserleitung, welche sowohl durch Quellen, als durch Sammelbehälter in den benachbarten Bergen gespeist wurde.

Um ein Wasserwerk herzustellen, mufs man zunächst Wasser gewinnen, es nötigenfalls reinigen und fördern; sodann ist es aufzuspeichern, nach dem zu versorgenden Platze zu leiten und schliefslich daselbst zu verteilen.

In dieser Reihenfolge werden naturgemäfs die Einrichtungen zur Wasserversorgung zu betrachten sein.

Der Ausführung selbst gehen Untersuchungen voran, welche sich mit der Gröfse des Wasserbedarfs, mit der Beschaffenheit des zur Verfügung stehenden Wassers, sowie mit der Höhe des erforderlichen Drucks zu beschäftigen haben.

Über die geschichtliche Entwickelung und die Bedeutung der Wasserleitungen, sowie über Einzelheiten älterer Anlagen findet man näheres in:

E. Curtius, Über städtische Wasserbauten der Hellenen. Berlin 1847.

Sextus Frontinus, Commentarius de aquaeductibus urbis Romae. Deutsch von Dederich 1844.

Dupuit, Die Ausführung und Unterhaltung der Wasserleitungen mit besonderer Berücksichtigung der Pariser Wasserwerke. Allg. Bauz. 1862, S. 207 — 223.

Bauer, B., Die Wasserwerke Roms im Anfänge der Kaiserzeit. Berlin 1876 (Abdruck aus der volkswirtschaftlichen Vierteljahrsschrift).

Th. Beck, Historische Notizen über die Wasserversorgung von Rom. Civilingenieur 1887, S. 343 und Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1887, S. 1102.

Stricker, Die römischen Wasserleitungen von Lyon. Deutsche Yierteljahrsschr. f. öffentl. Gesundheitspflege 1885, S. 629.

Forchheimer, Die ältere Wasserversorgung von Konstantinopel. Zeitschr. d. Yer. deutschering. 1891, Ko. 31 u. 32 (auszugsweise in der Deutschen Bauz. 1892, Ko. 5, S. 27).

Reuleaux, Über das Wasser in seiner Bedeutung für die Yölkerwohlfahrt (Yortrag). Berlin 1871.

Hagen, Handbuch der Wasserbaukunst, I. Teil, Bd. I, 3. Aufl. Berlin 1869.

Uffelmann, Die öffentliche Gesundheitspflege im alten Rom. Yirchow-Holtzendorff’sche Vorträge 1880, XV. Serie. Friedländer, Sittengeschichte Roms. 1881, I. u. III.

Frauenholz, Das Wasser mit Bezug auf wirtschaftliche Aufgaben der Gegenwart. München 1881. Fabricius, E., Wasserleitung des Eupalinos auf Samos. Zeitschr. d. Yer. deutscher Ing. 1885, S. 678. Lepsius, B., Über das Wasser in seiner Bedeutung für die Versorgung der Städte mit Kutz- und Trinkwasser (Yortrag). Frankfurt a. M. 1886.

Bassel, Antike Wasserleitung des Macrinus in Keapel. Zentralbl. d. Bauverw. 1886, S. 27.

Merckel, C., Die Ingenieurtechnik im Altertum. Berlin 1899. YI. Kapitel.

§ 1. Erforderliche Wassermenge. Die Bestimmung der zur Befriedigung der menschlichen Bedürfnisse erforderlichen Wassermenge ist sehr wichtig und nur durch sorgfältige Ermittelungen auf Grund der gemachten Erfahrungen, sowie unter Berücksichtigung der örtlichen Verhältnisse möglich. Sie wechselt nach der Wohlhabenheit, den Gewohnheiten und dem Reinlichkeitsbedürfnis der Bewohner, nach dem Umfange des gewerblichen Betriebes und nach den Ansprüchen, welche an die öffentlichen Einrichtungen (Springbrunnen, Badeanstalten u. s. w.) gestellt werden, ebenso nach dem Preise des Wassers und nach der Art der Abgabe. Zugleich ist der Gesichtspunkt festzuhalten, dafs mit der Gelegenheit zum Verbrauch dieser selbst steigt. Eine solche Steigerung des Wasserverbrauchs stellt sich beispielsweise mit der Durchführung einer Schwemmkanalisation ein. Deshalb dürfen auch solche Orte nicht zur Vergleichung herangezogen werden, wo die Wasserleitung erst kurze Zeit besteht oder wo man gezwungen ist, das Wasser aus Brunnen herbeizuholen; vielmehr können nur die Erfahrungen von Städten inafsgebend sein, welche schon eine Anzahl von Jahren aus einer Wasserleitung versorgt werden.

Auf Grund solcher bei deutschen Wasserwerken gesammelter Erfahrungen hat ein Ausschufs des Deutschen Vereins der Gas- und Wasserfachmänner im Jahre 1884 folgende Vorschläge zur Ermittelung des Wasserbedarfs gemacht:

A. Gebrauchswasser in Wohngebäuden und Stallungen. Zum Trinken, Kochen und Reinigen f. Kopf u. Tag .

Zur Wäsche desgl..............

„ Abtrittspülung (einmalig).........

„ Spülung eines Harnstandes in Zwischenräumen (nach jeder Benutzung) f. d. Tag im Durchschnitt .    .

Desgl. zur dauernden Spülung, für 1 m Spülrohr und

Stunde ................

Ein Wannenbad..............

„ Brausebad...............

Gartenbesprengung an trockenen Tagen f. d. qm .    .

Für Fufsweg- und Hofbesprengung f. d. qm .    . *.    .

„ ein Arbeitspferd oder ein Stück sonstiges Grofsvieh täglich................

20—30

10—15

5—6¹ 2)

55

30

200

350

20—35

lO iQ

50

55

55

55

55

55

55

55

Für ein Stück Kleinvieh

10²) 1

2000 „

(1 Kalb oder Schaf 8 1, 1 Schwein 13 1). „ Reinigung eines Wagens zum Fahren von Personen

In

55

55

55

55

55

55

55

55

B. Wasserbedarf öffentlicher Anstalten.

Schulen für jeden Schüler und Schultag.....

Kasernen „    „    Mann    „ Yerpflegungstag . .

»    „ jedes Pferd    „    „

Kranken- und Yersorgungshäusern für 1 Person und

Y erpflegungstag.............

Gasthöfen für 1 Person und Yerpflegungstag (ohne

Wasserdruckaufzüge)...........

Badeanstalten für jedes Wannenbad einschl. Reinigung

Waschanstalten für 100 kg Wäsche......

Schlachthäusern, Gesamtverbrauch für jedes Stück

geschlachtetes Yieh............

Markthallen, für jedes qm bebaute Fläche und jeden

Markttag...............

Bahnhöfen, Tagesbedarf für jede im Gebrauch befindliche Lokomotive...........

IP* INS

100—150 „

100

500

400⁵)    „

300—400⁶) „

6000—8000⁷) „

C. Für sonstige öffentliche Zwecke.

Zum einmaligen Besprengen von 1 qm Pflaster .    .    .

Steinschlagbahn Gartenanlagen

Ölfentliche Bedürfnisstände, mit Spülung in Zwischenräumen, für Stand u. Stunde.........

Desgleichen mit beständiger Spülung für 1 m Spülrohr

u. Stunde...............

Öffentliche Yentilbrunnen, ohne beständigen Abflufs, für jeden Auslauf u. Tag...........

55

55

5,

55

55

55

1,5

55

••

*•

1,5³)

60

200⁴)

3000⁵)

55

55

55

55

55

D. Für gewerbliche Zwecke.

500¹¹)    1

Wasserverbrauch für das Hektoliter gebrauten Bieres (ohne künstliche Kellerkühlung und Eisbereitung) .

Dampf- und Gasmaschinen. Ist auf die, Versorgung von Dampfmaschinen durch die Wasserleitung Rücksicht zu nehmen, so kann man für eine Dampfmaschine ohne Kondensation etwa 30 1 und für eine solche mit Kondensation 750 1 für Pferdekraft und Stunde rechnen, unter Voraussetzung der vollständigen Erneuerung des gebrauchten Kondensationswassers (also ohire dessen Wiederverwendung nach erfolgter Abkühlung). — Der Betrieb von Gasmaschinen erfordert 40 bis 60 1 Kühlwasser für 1 cbm Gas.

Ein kleiner Springbrunnen in Gärten für Becken von

000

Springbrunnen.

2 bis 3 m Durchmesser beansprucht 200 bis 500 1 in der Stunde; öffentliche Springbrunnen verbrauchen je nach ihrer Gröfse 10 bis 100 cbm stündlich und mehr.

Das Verbauen von 1000 Ziegeln einschliefslich des Wassers zur Mörtelbereitung erfordert etwa 750 1 Wasser.

Ein Wasserpfosten (Hydrant, Feuerhahn) liefert je nach Ventilweite und Leitungsdruck sekundlich 5 bis 10 1.

Wenn auch bei Ermittelung des Wasserbedarfs die vorstehenden Zahlen einen wertvollen Anhalt bieten, so wird man doch eine zutreffendere Grundlage in den Betriebserfahrungen solcher Wasserwerke finden, welche auf einen mehrjährigen geregelten Betrieb zurückblicken. Der Deutsche Verein der Gas- und Wasserfachmänner veröffentlicht in jedem Jahre .durch seinen Ausschufs für Wasserstatistik die Betriebsergebnisse einer Anzahl von Wasserwerken, die reiche Angaben insbesondere auch über den wirklich stattgefundenen Wasserverbrauch enthalten.

Die Zahlen der umstehenden Zusammenstellung sind den in den Jahren 1892 u. 1899 veröffentlichten Betriebsergebnissen entnommen oder aus diesen ermittelt. Die Tabelle umfafst 50 Städte, die in Gröfse, Bebauungsart und Bevölkerung sehr verschiedenartig sind. Sie zeigt einen starken Wechsel im Wasserverbrauch, welcher teils durch die Bedürfnisse der Bewohner, teils durch den Umfang der gewerblichen Tätigkeit, aber auch durch die Höhe des Wasserpreises und die Art der Wasserabgabe bedingt wird. Im allgemeinen ist aus der Tabelle ersichtlich, dafs Fabrikstädte einen hohen Wasserverbrauch aufweisen, besonders wenn der Wasserpreis niedrig ist; so Bochum mit 169 1, Elberfeld mit 150 1, Dortmund mit 228 1, Barmen mit 172 1 u. s. w. und dafs der Verbrauch für den Kopf und Tag um so höher steigt, je geringer derjenige Anteil des Wasserverbrauchs ist, welcher durch Wassermesser ermittelt und nach Mafs bezahlt wird. So hat Lübeck mit nur 7 bezw. 7,7 % nach Wassermesser abgegebenen Wassers einen Verbrauch von 200 und 259 1, Hamburg mit 12 und 19% einen solchen von 205 und 189 1. Den höchsten AVasserverbrauch nach der Ermittelung von 1899 hat Freiburg mit 268 1 bei 43% Abgabe nach AVassermesser und bei einem Wasserpreise von 7 und 6 Pfg. für 1 cbm.

Dagegen findet in Städten mit verhältnismäfsig hohem Wasserpreise und zwangsweiser AVassermessung der niedrigste Wasserverbrauch statt. Chemnitz mit 100°/₀ AVassermesser und einem höchsten Wasserpreise von 30 Pfg. f. d. cbm zeigt nur einen Ver-

n) Die Wassermenge für künstliche Kühlung (welche aber meistens besonderen Brunnen entnommen wird) beträgt 1,2 bis 1,5 cbm für jedes Hektoliter Bier. — Zur Verwandlung von 1 kg Wolle in Tuch (Dampfmaschine, Wollwäsche, Walkerei, Rauherei, Spülen der farbigen Stoffe) ist 1 chm, zur Herstellung von 1 kg Zucker etwa 0,1.chm Wasser erforderlich.

ZD

Gröfse des Privat-Wasserverbrauchs nach amtlichen Ermittelungen.

1892

1899

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Hagen .    .

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Königsberg . Lübeck . Magdeburg .. Mannheim . Mülheim a. d.Ri Mülheim-Deutz M.-Gladbach Münster .    .

273 500 661882 4484060 1906529 31113404 7170040 1592 259 1712 749 6351853 653230 1516 901 324800 314170 794330 996 437 10516416 7 602099! 3600010! 3785649' 516347 3865 249 2 285000 376000 1715220 3201712 42617412 831942 4715718 1966407 1618012 3575151 4643000: 5341270 1115915 3261650 1555730 690000 769703 2292784 225527 869 548 301346 4471364 1012917 tägl. 8 196 45000o' 1058000 2273160 732788 5 766 200

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brauch von 42 und 41 1, Remscheid desgl. mit 30 und 20 Pfg. bezw. 30 und 15 Pfg. nur 30 und 52 1 für den Kopf und Tag u. s. w. Im ganzen ersieht man aus der Gegenüberstellung der Betriebsergebnisse nach den Aufzeichnungen von 1899 und jenen von 1892, dafs in den meisten Städten eine Steigerung des Wasserverbrauchs eingetreten ist, wobei dahingestellt bleiben mufs, wie weit diese Steigerung auf die erhöhte gewerbliche Tätigkeit zurückzuführen ist. In manchen Städten wiederum, welche früher wenig Wassermesser an wendeten und die Abgabe des Wassers nach Messer vermehrt oder allgemein eingeführt haben, hat sich der Wasserverbrauch für den Kopf und Tag vermindert. Beispielsweise entspricht in Bamberg einer Yermehrung der Messung von 31 °/o auf 76% eine Verminderung des Verbrauchs von 69 1 auf 59 1, in Zürich einer Vermehrung der Messung von 29% auf 61% eine Verminderung des Verbrauchs von 242 1 auf 174 1; in Stettin ist durch die zwangsweise Einführung der Messung der Wasserverbrauch von 115 1 auf 711 zurückgegangen. In Magdeburg, wo der Verbrauch Ende der siebziger Jahre (1879) auf 180 1 gestiegen war, sank er bald nach allgemeiner Einführung der Wassermesser (1882) auf 90 1 und hat, trotz der stärkeren Verwendung zu öffentlichen und gewerblichen Zwecken, diese Höhe seitdem noch nicht erheblich überschritten.

Ähnliche Beobachtungen in verschiedenen anderen Städten haben der Anwendung der Wassermesser im Innern der Häuser eine weite Verbreitung verschafft, welche noch im Zunehmen begriffen ist. Die Ausgaben⁶), welche ihre Einführung, Ablesung und Unterhaltung erfordert, werden nach den durchgängig gemachten Erfahrungen mehr als aufgewogen durch die Ersparnis an den Betriebskosten des Wasserwerkes und durch die Möglichkeit, eine Erweiterung der Gewinnungsanlagen umgehen oder sie wenigstens noch eine Anzahl von Jahren hinausschieben zu können. Der obengenannte Ausschufs hat gleichwohl die Zumessung des Wassers für den Hausgebrauch nicht ohne weiteres empfohlen, weil er fürchtet, dafs dadurch eine die gesundheitliche Bedeutung der Wasserversorgung beeinträchtigende Sparsamkeit hervorgerufen werden möchte. Diese Befürchtung, welche durch den niedrigen Wasserverbrauch einiger mit Wassermessern versehenen Städte veranlafst sein mag, läfst sich dadurch beseitigen, dafs jeder Entnehmer den Betrag für einen reichlich bemessenen Mindestverbrauch zahlen mufs, gleichviel, ob er diesen beansprucht oder nicht. So sind in München mindestens 18 M. Jahreszins für den (ausnahmsweise gestatteten) kleinsten Anschlufs von 7 mm Weite zu entrichten, wofür täglich 1 cbm verbraucht werden kann; zeigt der Wassermesser mehr an, so werden für jedes weitere cbm 5 Pfg. berechnet. Bei 13 mm Anschlufs, beträgt die Abgabe 36 M., bei 19 mm 90 M., bei 25 mm 180 M., wofür täglich 2 bezw. 5 und 10 cbm entnommen werden dürfen u. s. w. Hierzu tritt die Jahresmiete für den Wassermesser mit 8, 10, 12 u. s. w. Mark, sowie die Gebühr für etwa nötige Prüfung der Wassermesser mit mindestens 10 M. Im Jahre 1896 waren 85% der Anschlüsse mit Wassermessern versehen; der Gesamtverbrauch betrug 1892 151 1, 1896 aber 185 1 f. Kopf u. Tag. — Vielfach wird auch als Mindestsatz eine Raumtaxe gezahlt, welche z. B. in Hamburg je nach dem Mietwerte der Wohnung zwischen 1,20 und 4 M. jährlich schwankt. In Dresden wird jeder Wohnraum von 8 bis 50 qm, in Königsberg jeder von mehr als 10 qm mit einem gleichmäfsigen Mindestsätze veranlagt; daneben erfolgt besondere Vergütung für Spülabtritte und Badeeinrichtungen. Andere Städte erheben einen Prozentsatz der Gebäudesteuer, des Mietsertrages oder auch der Brandversicherungssumme.

In Kassel werden z. B. 10°/o der Gebäudesteuer nebst 2% der Mieten von 200 bis 400 M. f und 3% derjenigen über 400 M. erhoben; hierfür dürfen bis 40 1 f. Kopf u. Tag verbraucht werden. Darmstadt erhebt bei einem Brandversicherungswert

bis 10000    15000    20000    25000 M.

15

20

25

jährlich mindestens 10 und bei allen höheren Summen 30 M. Im übrigen wird der Verbrauch durch Benutzung der häuslichen Badeeinrichtungen wesentlich beeinflufst, da die einmalige wöchentliche Füllung einer Badewanne den Tagesverbrauch der betreffenden Familie um 40 bis 50 1 erhöht. — Nach den Festsetzungen des obengenannten Ausschusses berechnet sich die zu häuslichen Zwecken erforderliche Wassermenge für Kopf und Tag zu 35 bis 51 Î und diese Zahl schliefst sich den Bedarfszahlen der meisten Städte an, welche seit einer Anzahl von Jahren mit Wasserleitung und zugleich mit Wassermessern versehen sind; immerhin empfiehlt es sich, mit der Möglichkeit einer Verbrauchssteigerung um etwa 20 1 zu rechnen, namentlich wenn das Wasser leicht und billig zu beschaffen ist.

Wird jedoch der Wasserabgabe nach fester Vergütung (nach der Anzahl oder dem Flächeninhalte der Bäume, dem Mietserträgnis oder dem Bauwerte) der Vorzug gegeben und den Bewohnern freier Spielraum in der Benutzung gelassen, so ist nach den vorliegenden Erfahrungen der Verbrauch um 20 bis 30 1 höher anzusetzen; hierbei ist jedoch von dem starken Verbrauche Hamburgs abgesehen, weil diese Stadt zur Zeit noch eine Ausnahmestellung in der Art ihrer Versorgung einnimmt.

Der Wasserverbrauch für gewerbliche Zwecke bewegt sich in noch gröfseren Abstufungen, als derjenige für den häuslichen Bedarf, weil Umfang und Art der gewerblichen Tätigkeit sehr verschieden sind. In einzelnen Städten des westfälischen Industriebezirks übersteigt z. B. die Menge, welche von den Wasserwerken an die Fabriken abgegeben wird, den häuslichen Bedarf ganz erheblich. Es ist übrigens zu berücksichtigen, dafs bei wasserreichem Untergründe die gröfseren Gewerbebetriebe der Stadt, denen es auf ein in gesundheitlicher Beziehung tadelloses Wasser weniger ankommt, ihren Bedarf auch nach Einführung der Wasserleitung aus eigenen Brunnen zu entnehmen und die Leitung nur im Notfall zu benutzen pflegen. So ist die Wassermenge, welche in Berlin für verschiedene Betriebe durch Privatbrunnen gewonnen wird, auf fast 50 1 für Kopf und Tag zu schätzen und ähnliche Verhältnisse finden sich in zahlreichen anderen Städten. Die Wasserleitung wird dann vorzugsweise von kleineren Gewerbetreibenden benutzt, für welche sich die Anlage eines eigenen Brunnens nebst Pumpwerk nicht lohnt, oder welche auf das Wasser der Leitung wegen seiner Beinheit oder Weichheit angewiesen sind. Die nachfolgende Zusammenstellung, welche sich auf den Betrieb des Wasserwerkes der Stadt Halle vom Jahre 1889/90 bezieht, läfst erkennen, wie sich diese Art der Wasserabgabe für verschiedene Gewerbe bei einer Mittelstadt von etwa 100000 Einwohnern gestaltet.

10287 cbm 8722 „ 175055 „ 119618 „ 85754 „ 19393 „

An Bäcker wurden abgegeben.....

„ Laboratorien und Apotheken ....

„ Brauereien..........

„ Maschinenfabriken........

„ Brennereien und Spritfabriken ....

„ Fabriken für Mineral- und Maschinenöl

zu übertragen .    .    418829 cbm

050

An Fleiscliereien........

„ Stärkefabriken.......

„ Gastwirtschaften......

„ Zucker- und Zichorienfabriken .    .

„ Gerbereien........

zusammen

Hierzu kamen noch 303306 cbm für den Bahnhof, so dafs sich rund 30 1 für Kopf und Tag der abgeschlossenen Bevölkerung ergaben. Es empfiehlt sich, auf einen ähnlichen Bedarf in mittleren und gröfseren Städten mit Aussicht auf eine spätere Steigerung um 10 1 auch dann zu rechnen, wenn eine gröfsere gewerbliche Tätigkeit zur Zeit der Ausführung des Wasserwerks nicht vorhanden sein sollte, weil die Möglichkeit, gutes Wasser zu beziehen, manche Anlage erst ins Leben ruft. Für kleinere Städte, namentlich solche mit vorwiegend ackerbautreibender Bevölkerung, kann der Betrag bis zu 15 1 niedriger angesetzt werden.

Zu erwähnen ist hier auch die Benutzung der Wasserleitung als Kraftquelle für Wasserdruckmaschinen, Krane, Aufzüge u. s. w. In Deutschland hat — mit Ausnahme von Hamburg — diese Art der Benutzung bisher wenig Eingang gefunden, wohl wegen zu hoher Betriebskosten gegenüber anderen Kraftquellen. In der genannten Stadt wurden 1887 gegen 30 Krane und Hebetische durch die Wasserleitung versorgt.

In Zürich sind 1896/97 437451 cbm oder 4,7%, in Genf 1897 21943502 cbm oder 48% und in Barmen 1897/98 29724 cbm oder 0,3% der Gesamtwassermenge zum Betriebe von Wassermotoren verwendet worden, geringe Mengen zu gleichem Zwecke auch in Königsberg, Stuttgart, Trier, Dresden, Krefeld, Hagen, Strafsburg, Colmar u. s. w.

Der Wasserverbrauch für öffentliche Zwecke schwankt, wie die umstehende Liste zeigt, in den weitesten Grenzen. Die Zahlen der Yerbrauchsmenge dieser Tabelle für öffentliche Zwecke und Verluste sind der Statistik des Deutschen Vereins der Gas- und Wasserfachmänner 1899 entnommen und beruhen auf den Angaben der betreffenden Wasserwerks Verwaltungen. Im Durchschnitt ergeben sich 11 bis 12 1 für Kopf und Tag ; Grenzwerte bilden Mülheim-Deutz mit 0,42 1 und Freiburg mit 43 1 ; 1892 verbrauchte die erstgenannte Stadt nur 0,01 1 und Freiburg nur 26 1. Manche der sehr weit vom Mittel abweichenden Angaben mögen wohl auf die Verschiedenartigkeit der Auffassung des Begriffs der „öffentlichen Zwecke“ und des Verfahrens zur Ermittelung des Wasserverbrauchs für diese Zwecke zurückzuführen sein; so wurden in Freiburg 1897 300000 cbm = 15 1 pro Kopf und Tag allein für öffentliche Laufbrunnen verbraucht. Immerhin wird diese Tabelle einen Anhalt zur Beurteilung der Gröfse dieses Wasserverbrauchs unter verschiedenen Verhältnissen bieten.

Wie sich die Gesamtabgabe für öffentliche Zwecke in Städten mit mittlerem Verbrauch auf die einzelnen Bedürfnisse verteilt, ist aus der Zusammenstellung S. 11 für 5 deutsche Städte zu ersehen.

Es ist zu bemerken, dafs der Wasserverbrauch für öffentliche Springbrunnen meistens kein erheblicher ist. In Berlin entfielen auf sie 1889/90 0,7%, 1891/92 1,19%, 1897/98 1,756% der Gesamtwassermenge.

In Dresden wurden im Jahre 1890 durch 304000 cbm siebzehn Springbrunnen mit zusammen 20977 Betriebsstunden gespeist. Der gröfste Brunnen, welcher 200 cbm stündlich verbraucht, sprang von April bis Oktober nur 84 Stunden; die kleinsten mit

Wasserverbrauch für öffentliche Zwecke.

Lfd. Nummer

Ort

Einwohnerzahl des Wasserversorgungsgebietes

Wasserverbrauch für öffentliche Zwecke

Betriebs

cbm

Liter f. d. Kopf u. Tag

jahr

Wasserverluste in Prozenten der Gesamtabgabe

Bemerkungen.

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Bamberg .    .    .

Barmen

Basel .... Berlin .... Bochum .... Bonn .... Braunschweig Breslau .... Cannstatt .    .    .

Chemnitz .

Freiburg i. B.

Gotha .... Hagen .... Halle a. S. . . Hamburg .

Worms .... Zürich.....

15 300 43 000 138000 96000 1763 049 ! 181498 69000 125000 400600 23000 170060 12 300 36000 63900 46800 352700 89821 205 300 28735 158000 55500

32    000 63000

123500

654800

33    500 272000

89 233 90000 178000 222 238 100000 60963 94000 82910 59 700 177 000 75 000 46 500 150000 117500

40000 77 000 30000 145000

1897

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1897

1897/98

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einschl. Selbstverbrauch, einschl. Verluste, einschl. Verluste, einschl. Verluste, einschl. Verluste.

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Verteilung des Wassers für öffentliche Zwecke.

den, da für diese unter allen Umständen täglich ei

gebliebene Grundwasser (Abb. 20). Es liegt nahe, a

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§ 6. Verschiedene Arten der Hochbehälter und ihre Beziehungen zu dem Rohrnetz. Allgemeine Anordnung der Hochbehälter.

Abb. 94. Allgemeine Darstellung der Pumpenanlage d

Die Wasserversorgungsanlage der Stadt Worms (Entwu

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§ 7. Brunnen. Haus- und Wasserwerksbrunnen. Gemauerte und eiserne

Literatur zu § 3 bis § 7

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§ 17. Behälter aus Mauerwerk, Beton oder Beton mit Eiseneinlage. Aus

IV. Kapitel.

Y. Kapitel.

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¹

) Bei durchgängiger Anwendung von Spülbehältern ist diese Zahl auf 8 bis 10 1 zu erhöhen. Die gleiche

²

Wassermenge ist f. Kopf u. Tag zu rechnen.

³

) Nach anderen Annahmen gebraucht 1 Stück Jungvieh 25 1, ein Schwein 20 1, ein Schaf 2 bis 3 I.

⁴) Für einen Lastwagen genügen 40 bis 100 1 je nach Gröfse und Art der Reinigung.

⁶) Für einzelne Waschstände werden 1,2 cbm täglich gerechnet.

⁶)    Die angegebene Zahl gilt vielfach nur für Grofsvieh und wird für Kleinvieh auf 150 bis 200 1 beschränkt.

⁷)    Die einmalige Speisung einer Lokomotive erfordert 6 bis 8 cbm Wasser; eine Schnellzugmaschine verbraucht 3,4 bis 4 cbm, eine Güterzugmaschine 2,1 bis 3,6, eine Maschine für gemischte Züge 3,0 bis 3,6 cbm i. d. Stunde ; bei der Berechnung des Tagesbedarfs ist das Wasser für Wagenwäschen, sowie für den Verbrauch in den Werkstätten u. s. w. zu berücksichtigen. ,

⁸)    Die Wassermenge, welche zur Besprengung der etwa 1 ¹/ö Millionen qm haltenden Berliner Anlagen mit den darin befindlichen Wegen dient, wird durch Wassermesser gemessen und betrug jährlich 1888/89 = 197 1, 1889/90 — 185 1 für das qm, was der Aufbringung einer Wasserschichthöhe von 19,7 bezw. 18,5 cm entspricht.

⁴

) In Berlin erfordert beständige Spülung unter Anwendung von Stellhähnen (Kaliberhähnen) 3 bis 3,5 cbm in 24 Stunden. — Viel wohlfeiler stellt sich der Betrieb der Öl-Stände, welche deshalb die Stände mit

Wasserspülung allmählich verdrängen.

⁵

) Der Verbrauch hängt sehr von dem Umfange der Benutzung ab; für Brunnen mit beständigem Abflufs sind 15 bis 20 cbm täglich zu rechnen.

⁶

) In Aachen kosteten 3427 Wassermesser 141428,60 M., also jeder durchschnittlich 41,27 M. Die Instandhaltung erforderte 1,5°/o dieser Summe (Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1890, S. 837).

Verteilung des Wassers für öffentliche Zwecke.

Zu-

Strafsen-

be-

sammen

Sprengung

Lauf-

Spring-    brimnen Rinnstein-

und

brunnen    Wasser- Spülung

Ständer

Kanal- Bedürfnis-

Spülung anstalten

Bewässerung der öffentl. Anlagen

Feuer-

lösch-

Sonstige

ung

Zwecke

cbm cbm cbm

cbm

cbm

cbm

cbm cbm cbm cbm

4427 434 1024468 879 976 388 843    87489

690706    113700

107500    5000

14269

70000    1000

38333 206250    86825 1629    31312

3000    10000

1 bis 3 cbm hatten eine Betriebszeit von 2500 Stunden. Im Jahre 1897 sind daselbst nur 264634 cbm Wasser an die Springbrunnen abgegeben, d. h. 2,2°/₀ der Gesamtwassermenge oder 1,9 1 für Kopf und Tag. Bürkli verlangt während des Sommers 60 1 für Kopf und Tag der Bevölkerung. — Die Verwendung der Wasserleitung zum Betriebe beweglicher Brücken (Hamburg, Königsberg, Kopenhagen) fällt gleichfalls unter die öffentlichen Zwecke und möge deshalb hier Erwähnung finden.

Wasserverluste. Neben den bereits hervorgehobenen Wasserverlusten im Innern der Häuser treten noch solche aufserhalb der Gebäude auf, welche durch undichte Stellen im Leitungsnetz entstehen und bei den Nachweisungen der Wasserwerke häufig unter den Leistungen für öffentliche Zwecke mit eingefugt sind (vergl.

S. 10). Ein Rohrbruch verrät sich bald durch verminderten Druck in den Hausleitungen, sowie durch das Austreten des Wassers aus den Fugen des Pflasters oder durch sein Eindringen in die Keller der benachbarten Häuser; schwieriger aber ist das Auffinden kleiner Leckstellen, namentlich in solchen Fällen, in welchen der Untergrund durchlässig ist und das entwichene Wasser dem Grundwasser oder den neben den Entwässerungskanälen liegenden Sickerleitungen zufliefsen kann. So hat sich in Frankfurt a. M. gelegentlich der Einführung der Bezirkswassermesser¹³) (einer für je 2 bis 4000 Einwohner) ergeben, dafs nach Abschlufs der Hausleitungen und sonstigen Entnahmestellen eines Bezirks noch immer erhebliche Wassermengen den Messer durchflossen, welche also nur durch undichte Stellen aufserhalb der Grundstücke entwichen sein konnten. Die Gröfse dieses Verlustes wurde in einzelnen der 40 Bezirke zu 40 °/₀ der Gesamtwassermenge ermittelt, und durch Einführung der Messer im Jahre 1885/86 ist eine Ersparnis von täglich 8100 cbm erzielt worden. Der Verlust wurde im Juli und August 1885 auf den niedrigsten Stand von 29 1 für den Kopf der Bevölkerung gebracht, während er vorher 53 1 betragen hatte. Im Jahre 1888/89 wurden durch die Wassermesser 15 gröfsere Wasserlauf stellen mit zusammen 2935,2 cbm täglichem Verlust nachgewiesen. Die Leckstellen bestanden vielfach in schadhaften Bleileitungen, welche durch Stöfse in den Leitungen geborsten waren, in undicht gewordenen Verbindungen der Hydranten, in Rohrbrüchen an Stellen, wo die Leitung auf altem Mauerwerk auflag, u. s. w. — Der durchschnittliche tägliche Wasserverbrauch in Frankfurt a. M. hatte bis 1885 etwa 138 1 betragen, wovon bei 53 1 Verlust nur 85 1 nutzbar gemacht wurden. ¹

Ähnliche Verluste, obwohl nicht in gleichem Umfange, sind auch in anderen Städten beobachtet. In Breslau fand 1883/84 bei einer Gesamtmenge von 7 553000 chm eine Mehrförderung gegen das Vorjahr von 523000 cbm statt, wovon nur 82500 cbm als Mehrverbrauch durch die Wassermesser nachgewiesen werden konnten, und die Aufgrabung in der Wasserleitung gelegentlich der Herstellung verschiedener Strafsen-bahnstrecken ergab, dafs zahlreiche Muffendichtungen leck geworden waren. Das Leckwerden ist dem allmählichen Herauspressen der Bleidichtungen zuzuschreiben, welches durch das Ausdehnen und Zusammenziehen der Leitungen infolge der wechselnden Wärme des Wassers befördert wird. Eine ähnliche Lockerung der Bleidichtungen ist auch in Zürich beobachtet; in Breslau ist dazu noch die Senkung einzelner Rohrstränge infolge der Anlage der tiefer liegenden Entwässerungskanäle getreten. — Heben den Verlusten durch undichte Leitungsstellen kommen solche auch durch Überlaufen und undichte Beschaffenheit der Behälter vor; ferner pflegt in den Verwaltungsberichten dasjenige Wasser unter den Verlusten gebucht zu werden, welches zwar durch die Wassermesser hindurchgeht, von ihnen aber wegen Unempfindlichkeit nicht gemessen wird, sowie das Wasser zum Entleeren der Endrohrstränge und zum Feuerlöschen. In Düsseldorf sind für alle diese und ähnliche Verluste 1888/89 rund 10°/₀, in Elberfeld gleichfalls 10%, in Berlin 4,224%, in Dresden 0,4%, in Genf 5% und in Gent 32% der ganzen Wasserentnahme gerechnet.

Für 1897/98 betragen diese Angaben: in Düsseldorf 5%, in Elberfeld 5,2%, in Berlin 11%, in Dresden 0,1%, in Genf 25%. Die erheblichen Schwankungen sind wohl darauf zurückzuführen, dafs die Gröfse der als Verlust auftretenden Wassermengen nur dann mit einiger Sicherheit festzustellen ist, wenn eine genaue Ermittelung sowohl des von der Gewinnungsstelle abgegebenen, wie des von den Grundstücken u. s. w. verbrauchten Wassers stattfindet. Wird das Wasser künstlich gehoben, so erfolgt die Messung durch Zählung der Pumpenhübe mittels Hubzähler und Multiplikation der Hubziffer mit der Wassermenge eines Hubes. Diese Menge mufs möglichst sorgfältig, am besten durch längeres Pumpen in einen Behälter, festgestellt werden. Begnügt man sich damit, den Beiwert, mit welchem der rechnungsmäfsige Inhalt eines Pumpenhubes zu multiplizieren ist, einfach anzunehmen, so verliert die Ermittelung an Zuverlässigkeit. Das nämliche ist der Fall, wenn die Messung der unter natürlichem Druck zufliefsenden Wassermenge durch einen Überfall

t>    __ .

erfolgt, für welchen der Wert von [Ji in der Formel Q — — pAÄ y/2 gh nicht besonders ermittelt wurde (durch Einschaltung eines Behälters, dessen Füllungszeit gemessen wird). Da die Gröfse der Abflufsmenge von der Ergiebigkeit an der Gewinnungsstelle abhängig ist, so mufs die Ermittelung der wechselnden Überfallhöhen durch Beobachtung in angemessenen Zwischenräumen oder besser durch selbsttätige Aufzeichnung erfolgen.

Ähnlichen Schwierigkeiten unterliegt die genaue Feststellung der verbrauchten Wassermenge. Die Angaben der Wassermesser sind nicht völlig zuverlässig (siehe! Kap. IV, Abschnitt „Wassermesser“), bleiben vielmehr meistens²) hinter dem wirkliehen Verbrauche zurück, weil z. B. das aus den Hähnen in Tropfenform abfliefsende Wasser nicht gemessen wird.

Die Ursache der als „Verlust“ auftretenden Unterschiede zwischen der geförderten und der verbrauchten Wassermenge kann deshalb ebensowohl in der Art der Ermittelung wie in vorhandenen Undichtigkeiten des Netzes begründet sein. Selbstverständlich ist es Sache der Betriebsverwaltung, die Ursachen der Verluste durch sorgfältige Überwachung sowohl des Strafsennetzes wie der Hausleitungen und Wassermesser möglichst einzuschränken.

Spülung des Leitungsnetzes. Zu den Verlusten werden auch diejenigen Wassermengen gerechnet, welche zur Spülung des Leitungsnetzes erforderlich sind. Sie kommen nur in Betracht bei Wasser, welches zu Niederschlägen geneigt ist, und schwanken dann etwa zwischen 0,5 bis 1,5 1 für Kopf und Tag. In München läfst man aufserdem zur Unterstützung des Kreislaufes des Wassers, bezw. zur Verhinderung seiner Erwärmung in den weniger beanspruchten Bohrstrecken etwa 4000 cbm täglich oder rund 121 für den Kopf der Bevölkerung laufen, abgesehen von den sonstigen Aufwendungen für Strafsenbrunnen und zu den oben angegebenen öffentlichen Zwecken, für welche rd. 14000 cbm oder 32 1 für Kopf und Tag gebraucht wurden. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dafs die Bezugsquellen Münchens der Stadt eine reichliche Wassermenge unter natürlichem Drucke zuführen.

Ergebnis. Bringt man für öffentliche Zwecke und für Wasserverluste, sowie für die Spülungen des Bohrnetzes je nach den Verhältnissen der Stadt 5 bis 14 1 für Kopf und Tag mit einer Steigerung um 10 1 in Ansatz, so dürfte dies allen Ansprüchen genügen und es ergeben sich für Orte in Deutschland, die keinen ausgesprochenen gewerblichen Charakter tragen, unter der Voraussetzung der Abgabe nach Wassermessern:

Für häusliche Bedürfnisse „ gewerbliche Zwecke .    .

„ öffentliche Zwecke und Verluste

„ 25—401 „ 15—241

CSJO

. 35—511 mit Aussicht einer Steigerung auf 55—71 1 .    .    15—301 „

5-141 „

Die Grenzwerte betragen demnach 55 und 135 1, wobei die erstgenannte Zahl für kleinere Städte und Landgemeinden mit vorwiegend ackerbautreibender Bevölkerung gilt; das Mittel berechnet sich zu 95 oder nach oben abgerundet zu 100 1. Erfolgt die Abgabe für häuslichen Bedarf nicht nach Wassermessern (deren Anwendung für gewerbliche Zwecke als selbstverständlich anzunehmen ist), so kann man die Verbrauchsziffer um etwa 20 1 höher ansetzen.

Der vorhin gefundene Durchschnittswert von 95 bezw. 100 1 wurde in Deutschland bereits 1888 und 1888/89 von 34 Städten mit zusammen 5179050 Einwohnern erreicht, da der Verbrauch nach den damals vorliegenden Nachweisungen rund 97 1 für Kopf und Tag betragen hat. Welcher Betrag dabei auf die wirklich versorgte Kopfzahl entfallen ist, liefs sich nicht genau ermitteln, doch ist er jedenfalls niedriger als 120 1 gewesen.

Wasserverbrauch in aufserdeutsehen Ländern.

Österreich, Schweiz, Belgien, Holland. Was die aufserdeutsehen Länder betrifft, so lassen die in österreichischen Städten gemachten Beobachtungen darauf schliefsen, dafs die Verhältnisse i^^|r}vesentlich von denen der deutschen Städte abweichen; im allgemeinen scheint der Wasserverbrauch

infolge des Durchstreichens von Luft siehe: Ehlert, Über eine Ursache des Zuvielzeigens der Wassermesser, a. a. 0. 1891, S. 48.

etwas niedriger zu sein. Dies gilt auch für Wien, wo sich infolge der zeitweisen Unzulänglichkeit der die Leitung speisenden Quellen eine gewisse Sparsamkeit im Verbrauch herausgebildet hat. — Die mit Wasserleitung versehenen schweizerischen Städte erfreuen sich infolge der günstigen örtlichen Verhältnisse fast durchweg einer sehr auskömmlichen Versorgung. Zürich z. B., welches sein Brauchwasser durch Turbinenpumpen dem Züricher See entnimmt, verbrauchte 1889 für Kopf und Tag der angeschlossenen Bevölkerung 224 1, 1892: 242 1, 1897: 174 1. Dieser hohe Wasserverbrauch ist mit darauf zurückzuführen, dafs die Leitung zahlreiche Motoren betreibt und dafs der häusliche Bedarf nicht zugemessen wird. Aus dem ausführlichen und mit Sorgfalt aufgestellten Verwaltungsbericht¹⁶) ist hervorzuheben, dafs schon 1889 auf 103 Einwohner Zürichs eine Badeeinrichtung und auf 33,4 ein Pissoir mit Spülung entfiel. — Auch in Genf, welches seinen Bedarf dem Genfer See entnimmt (dessen Wasser ungefiltert verteilt wird), findet ein starker Wasserverbrauch statt, der 1890 nicht weniger als 23,6 Millionen cbm betrug; hiervon wurden 8,32 Millionen für Motoren, 1,58 Millionen für Springbrunnen, 2,18 Millionen zum Besprengen der Strafsen und 4,32 Millionen zu anderen öffentlichen Zwecken verbraucht, während 1,4 Millionen als Verlust angenommen sind. Nach Abzug dieser erheblichen Menge blieben noch über 5,8 Millionen oder täglich 16000 cbm für den Verbrauch der damals 70000 Köpfe zählenden Bevölkerung übrig, von denen etwa 40% durch Messung abgegeben wurden. — Erheblich niedriger ist der Wasserverbrauch in den belgischen und holländischen Städten. In Brüssel wurden 1890 täglich 27 500, in Amsterdam 30000 cbm verbraucht, was täglich 60 bezw. 75 1 für den Kopf ausmacht; in Holland wird etwa ein Drittel der Bewohner durch Wasserleitung versorgt und soll der fast durchweg durch Messung geregelte Verbrauch zwischen 5 und 82 1 für Kopf und Tag schwanken.¹⁷)

Frankreich. In den französischen Städten ist der Verbrauch sehr wechselnd. In Paris entfallen auf den Kopf durchschnittlich 200 1, wovon jedoch nur ein Teil für Haushaltungszwecke bezw. zum Genufs geeignet ist; dieser wird mittels besonderer Leitung den Quellen der Vanne, des Dhuis und der yigne entnommen. Der Rest entstammt dem Ourcq-Kanal, der Seine und Marne, sowie einigen artesischen Brunnen; er wird zu öffentlichen und gewerblichen Zwecken verwendet. Seit August 1899 liefern die Filterwerke von Ivry für den Tag 32 000 cbm einwandfreies Wasser. Damit stehen der Stadt Paris im ganzen täglich 274000 cbm zur Verfügung, nämlich: 220000 cbm Quellwasser, 22 000 cbm gefiltertes Wasser von Saint Maur und die obengenannten 32000 cbm. Obwohl das Wasseramt versichert, dafs nunmehr nur eine sehr lange Trockenheitsperiode, wie sie jedoch im vorigen Jahrhundert nie eingetreten sei, die Zuhilfenahme von Seinewasser nötig machen könne (Journ. f. Gasbel. u. AVasservers. No. 38, 1899), so scheint eine solche doch im Sommer 1900 erforderlich gewesen zu sein. — Die Angaben über den Verbrauch der übrigen französischen Städte sind teilweise widersprechend¹⁸); sie lassen jedoch den Schlufs zu, dafs er im allgemeinen etwas gröfser ist, als in Deutschland. Die Leitungen von Dieppe, Grenoble und Dijon führen sogar Wassermengen von 500 bis 1000 1 für Kopf und Tag zu ; indessen liegen hier insofern besondere Verhältnisse vor, als das mit natürlichem Gefälle zufliefsende Wasser in reichlicher Menge vorhanden ist und man das Bestreben hatte, den Zuleitungskanälen einen besteigbaren Querschnitt zu geben. Aus ähnlichen Gründen wurden für die 20000 Einwohner der Stadt Albi bei Toulouse 250 1 für Kopf und Tag in Aussicht genommen und in Lyon sind den Verhandlungen über die Erweiterung des dortigen Wasserwerkes 210 1 für Kopf und Tag zugrunde gelegt.

England. Über den Wasserverbrauch englischer Städte fehlt anscheinend eine Zusammenstellung, welche die heutigen Verhältnisse genügend berücksichtigt. Eine solche würde u. a. erkennen lassen, in welchem Umfange die früher fast ausschliefslich übliche Art der zeitlich beschränkten Wasserlieferung abgenommen hat und durch die beständige Abgabe ersetzt worden ist. Die Versorgung zu bestimmten Stunden (das sogenannte intermittierende System) leistet der Wasservergeudung dadurch Vorschub, dafs die in jedem Hause oder Stockwerk aufgestellten Behälter kurz vor der neuen Füllung vielfach entleert

¹⁶) Jahresbericht über die Wasserversorgung von Zürich und Umgebung für 1889. Zürich, Ulrich u. Co. 1890.

¹⁶) Askenasy im Zentralbl. d. Bauverw. 1890, S. 54 (nach einer Arbeit des Ingenieurs Musquetier

in Utrecht).

¹⁷) Eine ältere Zusammenstellung über den Verbrauch französischer Städte findet sich in den Nouv. ann. de la constr. 1887, S. 91. Hiernach verbrauchte: le Havre 45, Orléans 90, Clermont 50, Toulouse 80 1 für Kopf und Tag, während nach Arnould (in Déchambre, Dictionnaire encyclopédique, Artikel „Eau“) Toulouse 160, Lille 100, Lyon 180, Bordeaux 170 1 für Kopf und Tag beansprucht haben.

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werden, um frisches Wasser zu bekommen. Vorzugsweise aus diesem Grunde bürgert sich allmählich die unbeschränkte Abgabe unter Feststellung des Verbrauches durch Wassermesser ein; neben der Wasservergeudung hat hierzu auch der Umstand beigetragen, dafs die Reinigung der Behälter unbequem ist und deshalb vielfach unterbleibt und dafs ihr Abschlufs oft zu wünschen übrig läfst. Derartige Hausbehälter finden sich bei uns nur noch in Hamburg, wo sie auch nach der Einführung von gefiltertem Wasser beibehalten sind.

In London wurden 1890 290,6 Millionen cbm oder 795000 cbm täglich an die 5,7 Millionen zählende Bevölkerung der Stadt und Umgebung abgegeben, was 140 1 für Kopf und Tag entspricht; der Höchstverbrauch stieg bis auf 183 1.    38°/o der 769000 Häuser werden auch jetzt noch durch Behälter

versorgt, die einigemale am Tage gefüllt werden; hierin ist — neben der geringen Abgabe nach Wassermesser — die Ursache des hohen Durchschnittsverbrauchs mit begründet; der Verbrauch für gewerbliche Zwecke ist nicht sehr hoch (20 1 für Kopf und Tag), weil die Fabriken viel Wasser aus dem Untergründe entnehmen, und auch derjenige für öffentliche Zwecke fällt nicht ins Gewicht. Nach einer Mitteilung soll der Verbrauch im Bezirke der Lambeth-Wasserwerke im September 1881 nicht weniger als 213,6 1 betragen haben, aber durch Anwendung von Bezirkswassermessern auf 49,5 1 eingeschränkt sein. — Eine der am meisten Wasser verbrauchenden Städte in England ist Glasgow, dessen Verbrauch früher zu 241 1 für Kopf und Tag angegeben wurde. Durch Einführung von Bezirkswassermessern in einem Bezirk von 87 000 Einwohnern, welcher 222 1 verbrauchte, wurde der Nachweis erbracht, dafs 1711 nutzlos verloren gehen. — In Manchester entfallen dagegen, wie früher, nur 95 1 täglich auf den Kopf, davon 64 1 Hauswasser³); es ist aber nicht zu ersehen, in welchem Mafse hier Wassermesser eingeführt sind und inwieweit noch die Versorgung durch Hauswasserbehälter stattfindet.⁴) Auch Liverpool hat einen durch Anwendung von Bezirksmessern erzielten geringeren Verbrauch (105 1 für Kopf und Tag); hier wurden 1888 = 19 700 cbm (davon 70°/o zum Speisen der Dampfkessel) nach Messern abgegeben; doch ist zu berücksichtigen, dafs, ebenso wie in London, von den Fabriken viel Wasser durch Brunnen gewonnen wird.

Nordamerika. Der Wasserverbrauch in Nordamerika ist im Vergleich zu demjenigen der deutschen Städte ein sehr hoher. So berechnete sich der Verbrauch nach den Angaben der unten be-zeichneten Quelle⁵) im Jahre 1887 in

„ 570000 * 340000 „ 240000

n 368 „    „

v 456 „ „ n 453 „ „

ooo

Philadelphia bei 900000 Einwohnern zu 447 1 für Kopf und Tag Brooklyn Baltimore Pittsburg

und er dürfte gegenwärtig nicht viel niedriger sein. In Chicago wurden 1886 sogar 600 1 und in Boston 480 1 für Kopf und Tag verbraucht. Auch für die kleineren und kleinsten Städte, von denen die überwiegende Mehrzahl Wasserleitung besitzt, gelten sehr hohe Ziffern, wie aus folgender Zusammenstellung hervorgeht:

29 Städto d. St. New York

„    New Jersey    „ 644250 „

„    Pennsylvanien „ 1875188 „

„ Delaware „ Maryland

11

30

m. 3062204 Einw. u. zus. 27 487 Wasserm. verbrauchten 1887: 312 1 f. K. u. T.

51412

385271

4809

•»

912

14

824

zusammen 6018325 Einwohner. 34046 Wassermesser. Im Mittel 401,5 1 f. K. u. T.

Es wurde also etwa das Dreifache derjenigen Menge gebraucht, welche in Deutschland als eine reichliche Versorgung angesehen wird. In New York wurden 1887 durchschnittlich 360 1, dagegen in den Sommermonaten 1890 etwa 500 1 (800000 cbm auf 1600000 Einwohner) für Kopf und Tag abgegeben, wovon 22°/o für gewerbliche Zwecke, zum Betriebe von Aufzügen u. s. w. zugemessen wurden. Es findet demnach in den Haushaltungen ein sehr starker Yerbrauch statt, welcher sich auch durch die allgemeine Verbreitung und häufige Benutzung der Badeanlagen nicht ganz erklären läfst, sondern wohl durch die noch in grofsem Umfange üblichen Hausbehälter mit veranlafst wird. In den Fachzeitschriften Nordamerikas bilden deshalb die Mittel zur Herabsetzung der Verbrauchsziffer den Gegenstand häufiger Besprechungen, welche erkennen lassen, dafs man in den technischen Kreisen über die Notwendigkeit der allgemeinen Einführung von Wassermessern ziemlich einig ist, deren Zahl in den letzten Jahren auch zugenommen hat. Erwähnenswert ist, dafs mehrfach, und selbst in den grofsen Städten New York, Baltimore, Philadelphia und Chicago ungefiltertes Wasser zur Verteilung gelangt, dessen Reinigung man, ähnlich wie früher in Hamburg und einigen englischen und französischen Städten, den in den Wohnungen anzubringenden Filtern überläfst. Etwa die Hälfte aller Anlagen, welche oberirdisches Wasser entnehmen, verteilt es in ungefiltertem Zustande, doch ist auch in dieser Hinsicht in den letzten Jahren eine Besserung eingetreten. Nähere, auch heute noch zutreffende Angaben über den Verbrauch in amerikanischen Städten findet man in der unten angegebenen Quelle⁶), ferner in dem Werke von Fanning⁷), welcher u. a. 38 1 für Kopf und Tag dem Umstande zur Last legt, dafs bei strenger Kälte zur Verhütung des Einfrierens der Leitungen Hähne geöffnet werden. Eine solche Verwendung des Wassers bemerkt man an kalten Wintertagen übrigens auch gelegentlich in Deutschland, namentlich bei solchen öffentlichen Brunnen, welche nicht genügend frostsicher aufgestellt sind und in Grundstücken, welche ihr Wasser von einer auf dem Hofe befindlichen Entnahmestelle beziehen.

Nach Kreuter betrug der Wasserverbrauch der Stadt Montreal 1893 370 1 für Kopf und Tag, im Jahre 1892 hatten die Wasserwerke von Chicago 508 1 täglich für den Kopf zu liefern, die von St. Louis 435 1.

Literatur.

Veitmeyer, L. A., Vorarbeiten zu einer künftigen Wasserversorgung der Stadt Berlin. Berlin 1871 u. 1875. Gr ahn, Die Wasserversorgung von 159 englischen Städten. Deutsche Vierteljahrsschr. f. öffentl. Gesundheitspflege 1875, Bd. 1, S. 168.

Humber, W., A comprehensive treatise on water supply of cities and towns with numerous specifications of existing works. London 1876.

St. Alley, Constant water supply (Vortrag). Engng. 1879, IL S. 119.

Gill u. Fölsch, Gutachten über die Filtration des Hamburger Wasserleitungswassers. Hamburg 1880.

König, F., Hauswasserleitungen. Die Systeme der Abgabe des Wassers aus den öffentlichen Leitungen und der Verteilung des Wassers in den Grundstücken und Gebäuden. Leipzig 1882.

Gr ahn, E., Die Art der Wasserversorgung der Städte des deutschen Reiches mit mehr als 5000 Einwohnern. Im Aufträge des deutschen Vereins von Gas- und Wasserfachmännern gesammelt und zusammengestellt. München und Leipzig 1883. (Auch als Vortrag abgedruckt im Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1884, S. 693.)

Die Wasserabgabe aus der städtischen Wasserleitung in der Kgl. Haupt- u. Residenzstadt München. München 1883. Thiem, A., Anlage und Betriebsergebnisse deutscher Wasserwerke. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1884, S. 411 u. f.

Zur Wasserversorgung von London. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1893, S. 702.

Kreuter, F., Amerikanische Wasserwerke. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1895, 1896, 1897.

Grahn, E., Die städtische Wasserversorgung im deutschen Reiche, sowie in einigen Nachbarländern. Bd. I. München u. Leipzig 1898; Bd. II. München u. Berlin 1902.

Das Journal für Gasbeleuchtung und Wasserversorgung enthält eine gröfsere Anzahl von Mitteilungen über den Wasserverbrauch verschiedener Städte; ebenso der Gesundheits-Ingenieur und die Mehrzahl der am Schlüsse der nächsten Paragraphen genannten Schriften. Wertvolle Angaben finden sich auch in den Jahresberichten der verschiedenen Wasserwerke, welche jedoch nicht im Buchhandel zu erscheinen pflegen.

§ 2. Anwachsen der Bevölkerung. Gröfster Monats-, Tages- lind Stunden-verbrauch. Gröfse der Ausgleichbehälter.

i. Anwachsen der Bevölkerung.

Bei dem Entwurf für eine Wasserleitung ist, wie bei allen für ein städtisches Gemeindewesen bestimmten Anlagen, auf Yergröfserung der Bevölkerungsziffer und auf Ausdehnung des Stadtgebiets Rücksicht zu nehmen. Die Mehrzahl der Städte ist in den letzten Jahrzehnten stetig gewachsen, so dafs eine rechnungsmäfsige Behandlung dieser Yergröfserung naheliegt. Es entspreche die jährliche Yermehrung, welche durch den Uberschufs der Geburten über die Sterbefälle, sowie durch Zuzug entsteht, stets dem nämlichen Prozentsatz / der Gesamtbevölkerung Z, so wird die Einwohnerzahl Zx nach n Jahren wie ein auf Zinseszinsen stehendes Kapital zu

100

Zl= z(l +

angewachsen sein und es läfst sich umgekehrt der Wert von f aus

log (¹ + Ido)

2.

000

Anwachsen der Bevölkerung.

17

log Zi — log Z

berechnen, wenn Z und Zx bekannt sind. In der Tat haben die Bevölkerungskurven einzelner Städte, welche dadurch entstehen, dafs man die Jahre als Abszissen und die zugehörigen Einwohnerzahlen als Ordinaten aufträgt, eine gewisse Ähnlichkeit mit einer den vorstehenden Gleichungen entsprechenden Linie; in der Regel zeigt die Kurve jedoch stärkere Abweichungen, welche darauf schliefsen lassen, dafs der Wert von / mehr oder weniger schwankt. Für das Wachstum der meisten deutschen und vieler auswärtigen Städte sind namentlich die letzten dreifsig Jahre von Bedeutung gewesen; Abb. 1 zeigt den ersten Teil dieses Zeitabschnitts für eine Anzahl deutscher Städte. Das dort bemerkliche stärkere Ansteigen der Kurven gegen das Ende der achtziger Jahre hat sich bis zum Schlüsse des Jahrhunderts fortgesetzt. Unter 100 Bewohnern Preufsens lebten 1848 nur 26,5, 1871 schon 32,3 und 1900 55,5 in Städten von mehr als 2000 Einwohnern; ähnlich ist das Yerhältnis im deutschen Reiche. Dabei entfiel der Hauptteil dieser Zunahme auf die Grofsstädte (über 100000 E.) und die Mittelstädte (20000 bis 100000 E.); sie sind im Durchschnitt um mehr als 20% gewachsen, während 1890 bis 1900 die Yermehrung / der Gesamtbevölkerung 1,14% betragen hat. Es hat eben ein fortdauerndes Abwandern vom Lande in die Städte und von den kleinen Städten in die mittleren und grofsen stattgefunden, deren aufsaugende AYirkung anscheinend noch in der Zunahme begriffen ist.

Ein ähnlicher Yorgang zeigt sich in Österreich, wo 1900 etwa 41% der Bevölkerung in Städten lebte; ebenso in Frankreich, wo die Stadtbevölkerung von 24°/₀

i. J. 1846 auf 40 °/₀ im Jahre 1900 gestiegen ist. Noch höher ist dieser Anteil in England; hier erreichte er 1850 schon die Hälfte, 1900 aber 77°/₀ der Gesamtbevölkerung. Besonders stark ist London gewachsen (von 3800000 Einwohnern im Jahre 1881 auf 4500000 Einwohner i. J. 1901; einschliefslich der weiteren, den Polizeibezirk London umfassenden Umgebung zählt es sogar 6600000 Einwohner). Eine eigenartige Entwickelung zeigt Nordamerika. Hier ist die Stadtbevölkerung seit 1870 von .8 auf 25, gleichzeitig aber auch die Landbevölkerung von 30 auf 50 Millionen gestiegen; ebenso hat infolge der Einwanderung die Bewohnerzahl der kleineren Städte verhältnis-mäfsig starken Zuwachs erfahren. Das auffallendste Beispiel des Wachstums einer

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

Stadt bietet wohl Chicago, welches im Jahre 1837 nur 4000, 1900 aber schon gegen 2 Millionen Einwohner zählte.

Es liegt kein Grund vor zu der Annahme, dafs das Anwachsen der Städte in absehbarer Zeit aufhören werde, zumal die zu seiner Beschränkung vorgeschlagenen

Mittel (z. B. Yerlegung der Fabriken auf das Land) vorläufig nur in Ausnahmefällen zur Anwendung gelangen werden. Demnach ist au chin Zukunft bei Entwürfen von Wasserleitungen und ähnlichen gemeinnützigen Anlagen eine Yergröfserung in Betracht zu ziehen. Dafs hierbei zunächst die bisherige Art der Entwickelung zugrunde zu legen und daraus die örtliche Zuwachsziff er/zu ermitteln ist, braucht kaum erwähnt zu werden ; ein Yergleich mit anderen, weiter vorgeschrittenen Städten ähnlicher Beschaffenheit unter Berücksichtigung der oben gegebenen Durchschnittsziffern wird es dann ermöglichen, für die Zukunft ein einiger-mafsen zutreffendes Bild zu gewinnen. Da fer-

Abb. 1. Anwachsen der Bevölkerung in einigen deutschen Städten.

München Breslau

300000

320000

300000

280000

260000

240000

220000

200000

mooo

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100000

120000

100000

80000

60000

•40000

20000

75

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Leipzig

Köln

Hannover

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Dortmund

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ner für einen Teil dieser

188',

882

1878

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Anlagen diespätereAus-dehnung des städtischen

Weichbildes und die zukünftige Lage der wichtigsten Strafsenzüge eine Rolle spielt, so ist die Kenntnis des Bebauungsplanes von Wichtigkeit, wobei man nicht selten in die Lage kommt, dessen Hauptlinien für kleinere Städte an der Hand der Vorgefundenen Yerhältnisse selbst entwerfen zu müssen.

In dem so gewonnenen Rahmen ist dann der Entwurf der neuen Anlage auszuarbeiten und hierbei zu berücksichtigen, dafs vorläufig nur ein der Gegenwart und nächstgelegenen Zukunft entsprechender Teil zur Ausführung gelangt. Die Ausführung selbst ist aber so anzuordnen, dafs eine spätere Erweiterung ohne Beseitigung wesentlicher Teile und ohne Betriebsstörung möglich ist. Hiermit wird man eine vergleichende Abwägung zwischen der Höhe der augenblicklichen und der zukünftigen Ausgaben

1870

1872

1870

1876

1888

ÛOO

to

Grösster Monats-, Tages- und Stundenyerbrauch.

19

yerbinden und z. B. überlegen müssen, ob es ratsamer ist, die Zuleitung zur Stadt und das nach den zukünftigen Stadtteilen führende Hauptrohr schon von vornherein reichlich zn bemessen oder der Zukunft die Einlegung einer Ergänzungsleitung bezw. eine Auswechselung zu überlassen ; ob es sich empfiehlt, ein erst später zu benutzendes Quellengebiet oder die Flächen für zukünftige Filteranlagen schon jetzt anzukaufen u. s. w.

Abb. 2. Wasserverbrauch während der Monate eines Jahres.

Jan.

Fear:

März

April

Mai

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Juli

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Sept,

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Dez.

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Abb. 3 u. 4. Wasserverbrauch während der Tage eines Monats (Dresdener Wasserleitung).

Abb. 3. Juni 1890. Gröbster Monatsverbrauch.

00000

36000

Abb. 4.

26000

20000

in ebne

Dezember 1890. Kleinster Monatsverbrauch.

76000

iS

70000

6000

77Î

li rasserßirderuTtg

20000

76000

70000

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0 6 /0

CVVVVKT 'X\\XXI Ä

Wasserflirderu/iff in cbm .

2. Gröfster Monats-, Tages- und Stundenverbrauch.

Die Yerteilung des Wasserverbrauches über die einzelnen Monate eines Jahres ist in Abb. 2 dargestellt. Obwohl sie sich je nach den örtlichen Verhältnissen sehr verschieden gestaltet, so ist doch allen Verbrauchskurven gemeinsam, dafs sie in der warmen Jahreszeit die Durchschnittslinien übersteigen und diese während der kalten Monate nicht erreichen; unter den vorgeführten Beispielen ist das Ver-

Geringster, gröfster und durchschnittlicher Wasserverbrauch

für Kopf und Tag in 50 Städten

nach der Statistik des Deutschen Vereins der Gas- und Wasserfachmänner.

1892

1899

Lfd. Nummer

Ort

1.

2.

Täglicher Wasserverbrauch, auf den Kopf der Einwohnerzahl gerechnet 3, Verhältnis

1.

2.

Verhältnis

stärk- gering- durch- Spalte 3 zu 1 stärk- gering- durch- Spalte 3 zu 1

ster

ster

ster

schnittl.

100:

3.

ster schnittl.

100 :

Ann ab erg.....

Bamberg .....

Barmen......

Basel.......

Berlin ......

Bochum......

Bonn.......

Braunschweig .    .

Breslau......

Cannstatt.....

Chemnitz.....

Cleve .......

Colmar......

Darmstadt.....

Dessau......

Dortmund.....

Dresden......

Duisburg .....

Düsseldorf.....

Eisenach .....

Elberfeld.....

Freiburg i. B.....

Gotha.......

Hagen......

Halle a. S......

Hamburg.....

Hamm......

Hannover.....

Karlsruhe.....

Kiel.......

Königsberg.....

Lübeck ......

Magdeburg.....

Mannheim.....

Münster......

Nürnberg.....

Osnabrück .....

Posen.......

Remscheid.....

Stettin......

Strafsburg.....

Stuttgart......

Trier.......

Wiesbaden.....

Witten......

Worms......

Zürich......

80

50

65

123

98

59

65

151

124

161

153

91

210

158

103

104

164

IO 1—I O CO CO Ol 05

T—I T—I Cvl T—I T—I

127

121

132

270

87

160

114

240

136

171

198

98

98

302

110

97

90

192

80

76

48

83

55

131

115

66

112

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58

69

180

105

60 122

132

240

92

48

80

48

43

57

44

21

41

38

14

51

97

48

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46

52

41

124

50

34

55

163

24

76

61

49

29

132

62

23

43

83

40

21

25

11

81

44

13

52

88

48

137

109

140

208

68

165

91

69

76

99

42

84

57

51

90

180

81

149

82

82

98

157

67

106

86

205

81

118

105

76

60

200

89

51

68

156

50

51

67

19

47

30

115

66

84

38

75

164

101

242

134

127

174

149

137

166

148

155

200

212

153

132

154

128

155

148

135

172

145

151

133

117

168

146

189

129

163

151

124

190

132

123

160

149

253

177

183

114

174

147

149

127

141

135

115

202

178

109

106

160

65

241

119

139

209

284

148

231

145

194

295

75

215

119

227

197

122

253

96

112

314

125

137

124

207

108

186

112

78

78

81

108

05 Ö5 ^ O rH rH CO

152

258

53

78

147

99    169

119

62

98

182

44

72

151

54    81

90    119

131

134

25

41

159

52    125

195

37

61

195

33

77

181

91    129

120 228

162

125

62

94

157

63    145

159

44

91

159

52    150

237    268

129

110

45

61

123

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135

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149

156    189

120

25

89

221

55

86

142

73    125

44    66

202

145

34

66

170

201    259

121

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97

129

173

143

117

30

61

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40 101 58    77

184

145

29

28

27

46

49

51

50

52

71

80

37

96

104    174

153

156

156

152 .

183

167

196

153

146

158

148

OCX

INO

hältnis des stärksten Monatsverbrauches zu den durchschnittlichen am gröbsten in Posen, am kleinsten in Stettin. Aus Abb. 3 u. 4 (S. 19) ist zu ersehen, wie sich der Bedarf während eines Sommer- und eines Wintermonats gestaltet; danach sind 1890 von dem Dresdener Wasserwerke im Monat des stärksten Verbrauches (Juni) innerhalb eines Tages mindestens 20000 und höchstens 36000 cbm Wasser entnommen, während der Jahresdurchschnitt 22000 cbm betrug und die Abgabe eines Monats des Mindestverbrauches (Dezember) zwischen 12700 und 19900 cbm schwankte. Da das Wasserwerk diesen Schwankungen Rechnung tragen mufs, so ist ihre Kenntnis derselben und namentlich diejenige des Meistbedarfs nicht zu entbehren.

Die Zusammenstellung auf S. 20 zeigt das Verhältnis des Tagesdurchschnittes zu dem gröbsten Tagesverbrauch, wie es sich für eine Reihe deutscher Städte, sowie für Basel und Zürich in dem Jahre 1892 bezw. 1899 gestaltet hat.

Das Mittel aus diesen Zahlen ist für 1892 146,7, für 1899 148,3, also annähernd 150. Dieser Wert stimmt mit dem Mittel aus nachstehenden älteren Angaben überein.

Name der Stadt

Jahr

Verhältnis des Tagesdurchschnitts zum gröfsten Tagesverbrauch

Name der Stadt

Jahr

Verhältnis des Tagesdurchschnitts zum gröfsten Tagesverbrauch

100:

100:

Berlin . Dresden . Düsseldorf Duisburg . Halle .    .

Köln . .

1888/89

1888

1888/89

1888/89

1889/90

1889/90

145

177

160

164

153

149

Hamburg . Leipzig Posen . Stettin . Wiesbaden Zürich

1889

1889

1889

1889/90

1889

1888

127

131

189

119

140

146

Eine ausführlichere Zusammenstellung aus etwas früherer Zeit, welche 53 deutsche Städte umfafst, liefert Thiem.“⁶) Sie ergibt, wie die obige, als Mittel 150. Bestimmte Gründe für die Gröfse der Schwankungen (die gröbste ist von Thiem für Dessau mit 292 ermittelt) lassen sich ohne genauere Kenntnis der Verhältnisse nicht angeben; im allgemeinen pflegen die Schwankungen in Städten, in denen zu gewerblichen Zwecken viel Wasser verbraucht wird, kleiner und bei Versorgungen, welche vorwiegend für den häuslichen Bedarf liefern, gröfser zu sein. Auch die Art der Versorgung ist nicht ohne Einflufs. Wird das Wasser, wie in Hamburg, unter VeiNnittelung von Hausbehältern verabfolgt, von denen erfahrungsmäfsig viele undicht sind, so werden die Schwankungen in dem wirklichen Verbrauch durch das im Sommer und Winter fortlaufende Wasser abgeschwächt; dies dürfte zugleich — neben dem weniger heifsen Sommer — ein Grund für die mäfsige Höhe der Londoner Verhältniszahl (130) sein. — Übrigens ist diese Zahl auch in ein und derselben Stadt nicht immer gleich grofs, wie die vorstehenden Zusammenstellungen ' zeigen.

Stundenverbrauch. Heben den Verbrauchsschwankungen während der Tage eines Monats kommen auch diejenigen während der Stunden eines Tages in Betracht, von welchen einige am Tage des stärksten Verbrauchs gemachte Beobachtungen aus Berlin, Breslau, Dresden und Hamburg hier Platz finden mögen.

²⁵) A. Thiem, Anlage und Betriebsergebnisse deutscher Wasserwerke. Journ. f. Gasbel. u. Wasser-vers. 1884, S. 411 u. ff.

Wasserverbrauch der verschiedenen Tagesstunden in Prozenten

des Tagesverbrauchs.

Tages

Berlin

Breslau

Dresden

Hamburg

stunde

22./8. 79 16./8. 79 15./7. 82 16./8. 79 6./7. 83 20./8. 92 8./7. 93

20./7. 81 7./6. 83 8./7. 93

25./8.92

Vorm.

12—1

1—2

2—3

3—4

4—5

5—6

6—7

7—8

8—9

9—10 10—11 11 — 12

Nachm.

12—1

1—2

2—3

3—4

4—5

5—6

6—7

7—8

8—9

9—

10—11

11 —

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2,33

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5,01

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4,77

4,77

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4,88

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4,59

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3,87

3,66

99,99    100,04    99,99    100,0    99,02    { 99,90    |l00,12    100,02    100,83    99,99 101,00

Hieraus ergibt sich folgendes Verhältnis des kleinsten zum durchschnittlichen und zum gröfsten Stundenverbrauch :

1,76:4,17:6,31

1,61:4,17:6,74

1,38:4,17:6,23

1,60:4,17:6,7

1,40:4,17:5,81

1,58:4,17:5,88

1,54:4,17:5,81

1,11 : 4,17 : 6,64

1,37 : 4,17 : 6,83

1,13:4,17:6,68

2,33:4,17:5,08

In Berlin

In Breslau

In Dresden .    .

In Hamburg .    .

In den meisten Fällen wird man die abgerundeten Verhältniszahlen 1,5 : 4 : 7 anwenden können.

OOO

Während demnach der durchschnittliche Verbrauch einer Stunde = 4,17%

24    ⁷    '

der Tagesmenge betragen sollte, sinkt er in der Nacht erheblich unter diese Grenze und erreicht am Tage mit 6 bis 7% des Tagesverbrauches seine höchste Ziffer. Da der höchste Tagesbedarf das l,5fache des mittleren beträgt, so ist das Wasserwerk so einzurichten, dafs der Stadt stündlich das IA/2 fache jener 6 bis 7% oder rund ein Zehntel des mittleren Tagesverbrauches zugeführt werden kann. Dies Ergebnis stimmt im wesentlichen mit den Ermittelungen von Thiem überein, welche dieser in der erwähnten Abhandlung bezüglich einer gröfseren Zahl von deutschen Städten angestellt hat.

Zieht man kleinere Zeiteinheiten, als eine Stunde, in den Kreis der Betrachtung, so ergeben sich noch erheblichere Abweichungen von der Durchschnittsziffer. Zur Berechnung des Rohrnetzes genügt es jedoch, den mittleren stärksten Stundenverbrauch für eine entsprechend grofse Einwohnerzahl zugrunde zu legen. Die Befriedigung der an das Rohrnetz herantretenden stärkeren Ansprüche verteilt sich dann ohne Nachteil für den Betrieb auf eine etwas längere Zeit, wenn es nicht gelingen sollte, ihnen durch erhöhte Beanspruchung der Behälter oder durch stärkere Tätigkeit der Pumpen zu begegnen.

3. Gröfse der Äusgleichbehälter.

Wollte man den Betrieb des versorgenden Pumpwerkes der wechselnden Inanspruchnahme der Wasserleitung anpassen, so würde er sehr umständlich werden, abgesehen davon, dafs mancherlei Nachteile für Kessel und Maschinen mit in Kauf genommen werden müfsten. Man pflegt deshalb einen Ausgleichbehälter einzuschalten, in welchen die Maschine pumpt und aus welchem die Speisung der Rohrleitung erfolgt.

Auch bei der Versorgung durch eine Quellenleitung wird ein solcher Behälter notwendig, mit ' Ausnahme der seltener vorkommenden Fälle, in denen die geringste Ergiebigkeit der Quelle den stärksten Bedarf stets übersteigt. Selbst wenn das Wasser einem

Abb. 5.

Darstellung der Gröfse des Ausgleichbehälters bei beständiger Förderung.

78

Z-

Vormittag

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Mittag

Nachmittag

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J/7uv7~)/T/V//

il

J 2 3 4 S 6 7 8 ff 10 71 /Z 1 Z 3 4 5 6    7 8

10 » ft Uhr

grofsen Sammelbecken

entnommen wird, pflegt die Anlage eines ausgleichenden Behälters nicht zu unterbleiben, weil man sonst die Zuleitung zwischen Stadt und Sammelbecken nach dem stärksten

Verbrauch berechnen müfste.

Man habe es zunächst mit einer stetigen Wasserförderung oder einer sich gleichbleibenden Zuflufsmenge zu tun, deren Gröfse einem gleichmäfsigen Verbrauche gerade entspricht. Legt man dann das erste der oben angeführten Beispiele über den Wasserverbrauch in den verschiedenen Tagesstunden (Berlin am 22. August 1879) zu Grunde, weil dieses dem Gesamtdurchschnitt eines Jahres etwas näher kommt, als die übrigen

Beispiele, so bleibt der Zuflufs nach Abb. 5 in den 14 Stunden von 6 Uhr morgens bis 8 Uhr abends um ebensoviel hinter dem Verbrauch zurück, als dieser während der übrigen 10 Stunden von 8 Uhr abends bis 6 Uhr morgens von der Zuflufsmenge übertroffen wird; die unter der Durchschnittslinie befindlichen schraffierten Flächen haben also den nämlichen Inhalt, wie die über der Linie liegenden. Dieser Inhalt beträgt 19,2% des 24ständigen Bedarfs und ist während der Nacht in einem Behälter aufzusammeln, während der Tagesstunden aber abzugeben. Da der gröfste 24 ständige Verbrauch das 1,5 fache des durchschnittlichen beträgt, so mufs der Behälter mindestens 1,5.19,2 = 28,8% des durchschnittlichen 24 ständigen Bedarfs fassen können. Da es ferner wünschenswert ist, den Behälter nie ganz leer zu haben, um für den Fall eines aufsergewöhnliclien Bedarfs (Feuersbrunst) nicht allein auf die Zuflufsleitung oder die 'Maschinen angewiesen zu sein, so kann etwa ein Drittel des mittleren Tagesbedarfs als die erforderliche Behältergröfse bei einer gleichmäfsigen Zuflufsmenge oder bei einer Tag und Nacht dauernden Betriebszeit angesehen werden.

Wird die Betriebszeit auf die 12 Tagesstunden von 6 Uhr morgens bis 6 Uhr abends beschränkt, so tritt der Fall der Abb. 6 ein; die stündliche Förderung mufs dann — = 8%% des 24 ständigen Bedarfs betragen und die der schraffierten Fläche

Abb. 6.

Gröfse des Ausgleiclibehälters bei zwölfstündiger Förderung.

9ß

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Tie der gleich’udsigenFö,

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Die

Gröfse dieses Überschusses berechnet sich zu 82,2%, so dafs der Behälter auf

entsprechende Überschufs-menge über den Tagesverbrauch angesammelt werden, um den Bedarf in den Nachtstunden zu decken.

Prozente des Tages verb 7 'a irc7es.

Hp

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4    &    8    70    72 Uhr

Mittag

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1,5.32,2 = 48,3% oder abgerundet auf die Hälfte des 24stündigenBedarfs anzulegen ist.

Z»

O Z 4    6    8    70

'b

In gleicher Weise ist die Tabelle S. 25 berechnet, welche eine Anzahl solcher Betriebszeiten umfafst, wie sie bei einem mit Pumpenanlage versehenen Wasserwerk Vorkommen können.

Die erforderliche Gröfse des Ausgleichbehälters schwankt demnach je nach der Arbeitszeit der Pumpen zwischen 21,4 und 64%. Arbeiten diese nur 10 Stunden (von morgens 7 bis nachmittags 5 Uhr), so mufs der Behälter 64% des 24 ständigen Durchschnittsverbrauches fassen, während sein Inhalt bei einer 17 stündigen Arbeitszeit von morgens 6 bis abends 11 Uhr auf 21,4% vermindert werden kann. Hierbei ist zu berücksichtigen, dafs sich die Berechnung auf den stärksten Verbrauchstag des Jahres bezieht und dafs demnach für die ganze übrige Zeit ein kleinerer Behälter ausreichend sein wird. Da dessen Inhalt mit wachsender Betriebszeit abnimmt, so läfst er sich auch vermindern, wenn die Arbeitszeit dem Bedarf angepafst wird. Beschränkt sich diese selbst während des stärksten Sommerverbrauchs nur auf die Zeit von 6 Uhr morgens

bis 6 Uhr abends, so ist die oben berechnete Gröfse von 48,3% für den Behälter erforderlich, während bei beständigem Betriebe 32,2% ausreichen. Dehnt man aber die Betriebs

zeit bis etwas über 8 Uhr abends aus, so genügen diese 32,2 °/₀ auch für den stärksten Verbrauch. In diesem Falle mufs in etwas mehr als 14 Stunden das l,5fache derjenigen Menge gepumpt werden, welche bei gleichmäfsigem Betriebe in 12 Stunden zu fördern sein würde; demnach sind die Maschinen und Pumpen stärker herzustellen oder zeitweise rascher zu betreiben, oder aber es ist auf einige Zeit eine Reservepumpe einzustellen. Ist eine solche nicht vorhanden und auch eine entsprechende Beschleunigung der Pumpen nicht zulässig, so kann man sich mit einer weiteren Verlängerung der Betriebszeit helfen,

an deren Ende der auf 32,2% bemessene Behälter nur teilweise gefüllt zu sein braucht

(um 11 Uhr z. B. bis auf

= rund %).

Je nach der Anpassungsfähigkeit der Maschinen und der Ausdehnung der Arbeitszeit wird man demnach den Behälterinhalt in ziemlich weiten Grenzen beschränken

ooo

bo

Betriebszeit

Dauer des Betriebes

Behältergröfse in <>/o des 24 stün-digen Durchschnittsbedarfs

Stündliche Fördermenge in °/o des 24 stün-digen Durchschnittsbedarfs

Betriebszeit

Dauer des Betriebes

Behältergröfse in °lo des 24 stün-digen Durchschnittsbedarfs

Stündliche Fördermenge in °/o des 24 stün-digen Durchschnittsbedarfs.

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Ym. 6 bis Ism. 11

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5,88

21,7

22,1

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27,8

64

56,3

48,7

41,7

36,3

5,0

4,77

4,55

10,0

9,1

8,3

7,7

7,14

21,4

32,2

können und dieses ist der Grund, weshalb einzelne Wasserwerke auch nach erheblicher Steigerung der Wasserabgabe noch mit dem kleinen Anfangsbehälter auszukommen vermögen. Ferner führt Rücksichtnahme auf den Kostenpunkt, namentlich wenn der Behälter eines künstlichen Unterbaues bedarf, oft zu einer Einschränkung unter die oben berechnete Gröfse. Vermöchten die Maschinen dem Verbrauch genau zu folgen, so liefse sich — unter Voraussetzung eines beständigen Tag- und Nacht-betriebes — ganz ohne Behälter auskommen und in der Tat findet man diese Anordnung nicht selten bei den Wasserwerken in Nordamerika, aber auch vereinzelt in Deutschland, z. B. in Berlin für den gröfsten Teil des dortigen Netzes, in Braunschweig und Augsburg, sowie in Posen für die obere Zone; die Regelung des Druckes erfolgt dann durch ein Standrohr oder durch gröfse Windkessel. Am ersten ist es noch möglich, bei einem ausgedehnten Versorgungsgebiete den Gang der Pumpen dem Verbrauche einigermafsen anzupassen; gewöhnlich wird zu viel gepumpt und es läuft (bei Anwendung eines Standrohres) der Uberschufs durch das Uberlaufrohr zurück, oder es treten erhebliche Druckschwankungen und andere Ubelstände ein (beispielsweise gelangt die Luft, welche das Wasser im Windkessel aufgenommen hat, mit in die Leitung und führt zur Bildung von Luftansammlungen im Rohrnetz); auch der Gang der Maschinen und die Beanspruchung der Kessel ist unvorteilhaft.

Neben der Ausgleichung zwischen Verbrauch und Zufiufs hat der Behälter manchmal noch andere Zwecke zu erfüllen; er übernimmt z. B. die Versorgung auch für die

Zeit, dafs eine Ausbesserung oder Reinigung der Zuleitung vorgenommen wird. Ist diese sehr lang, so wächst die Wahrscheinlichkeit, dafs eine solche Unterbrechung von Zeit zu Zeit vorkommt und es sollte deshalb die Gröfse des Vorrats im allgemeinen mit der Länge der Leitung zunehmen. In solchen Fällen stellt es sich häufig als zweck-mäfsig heraus, diesen Vorrat nicht auf einem Punkte anzusammeln, sondern ihn auf mehreren Stellen der Leitung zu verteilen. Diese Anordnung findet sich z. B. bei den langen Zuleitungen für die Stadt Liverpool, wo aufser den Behältern im Stadtgebiet noch mehrere andere in nahezu gleichen Abständen angelegt sind (Abb. 3, Taf. III); ferner bei der Leitung zwischen dem Vartry-See und Dublin (Abb. 2, Taf. III). Im übrigen ist auch die Art der Ausführung der Zuleitung und die Beschaffenheit des Wassers nicht ohne Einflufs. Eine bequem zugängliche und aus gutem Mauerwerk hergestellte Leitung, deren Querschnitt nur teilweise durch das fliefsende Wasser ausgefüllt wird, ist seltener Beschädigungen ausgesetzt, als ein unter starkem Druck stehendes Eisenrohr oder als eine Leitung aus Zement- oder Tonrohren. Besitzt das zufiiefsende Wasser nur geringe Geschwindigkeit und hat es gleichzeitig die Neigung, Ablagerungen zu bilden, so wird eine Reinigung öfter vorgenommen werden müssen, als bei schnell-fliefsendem, klarem und weichem Wasser. Endlich wird man auch Rücksicht darauf zu nehmen haben, ob die Versorgungsstelle im Fall der Unterbrechung der Zuleitung vollständig von anderem Wasser abgeschnitten ist oder ob sich im Notfall auf Brunnen u. s. w. zurückgreifen läfst. Englische Ingenieure geben die Regel, für ausgedehnte Zuleitungen bis zu 80 km Länge die Aufspeicherung eines Vorrats für 48 Stunden in Aussicht zu nehmen und diesen Vorrat bei gröfserer Länge entsprechend zu vergröfsern. — Selbstverständlich wird man kleinere Ausbesserungen auf die Zeit des geringsten Wasserverbrauches zu verschieben suchen, wobei zu berücksichtigen ist, dafs der Wasserverbrauch an Samstagen (insbesondere im Sommer und in den späten Nachmittagsstunden) am höchsten und an den Sonn- und Festtagen am niedrigsten zu sein pflegt.

Die gemachten Bemerkungen beziehen sich nicht allein auf die Hauptbehälter, welche man bei langen Zuleitungen möglichst in die Nähe der Stadt legen wird, um die nach dem gröfsten Stundenbedarf zu berechnende Rohrstrecke zwischen Behälter und Versorgungsgebiet abzukürzen, sondern auch auf die Behälter zweiter Ordnung, welche innerhalb der Stadt für einzelne hochgelegene Teile angelegt sind.

Bezüglich der Gröfse der Behälter einzelner Städte mögen folgende Bemerkungen Platz finden:

München (500000 Einwohner) verfügt über 37500 und Frankfurt a. M. (290000 Einwohner) über 26000 cbm in dem Hochbehälter an der Friedberger Warte und über 5860 cbm in dem Gegenbehälter in Sachsenhausen. In beiden Städten ist man mit Rücksicht auf die Länge der Zuleitung über die für den eigentlichen Betrieb notwendige Gröfse hinausgegangen, so dafs die Behälter nicht allein dem Ausgleich dienen, sondern auch einen Vorrat für den Fall etwaiger Unterbrechung der Zuleitung aufnehmen. Dies ist auch der Grund, weshalb man in Wien, wo der ursprüngliche Fassungsraum der vorhandenen vier Behälter nur 25600 cbm betrug, allmählich eine Erweiterung bis 170000 cbm vorgenommen und eine weitere Verstärkung bis 240000 cbm geplant hat und dafs die Verteilungsbecken für New York im Jerome- und Centralpark über 9 Milk Kubikmeter aufnehmen, von denen etwa 4 Milk nutzbar gemacht werden können. Die Behälter der meisten deutschen Städte sind erheblich kleiner. Zählt man die Anr gaben der erwähnten Thiem’sehen Abhandlung zusammen, so ergibt sich, dafs im Anfang der achtziger Jahre die Behälter von 100 deutschen Städten mit 6854000 Ein-

wohnern zusammen 396000 cbm fafsten oder dafs auf 1 Einwohner durchschnittlich 58 1 kamen. Da die auf den Kopf dieser Einwohnerzahl entfallende tägliche Wassermenge durchschnittlich 97 1 betrug (S. 13), so haben die Behälter damals rund 60°/o des 24 ständigen Durchschnitts Verbrauchs gefafst. Die Städte sind inzwischen erheblich gewachsen, die Behälter aber mit wenigen Ausnahmen die alten geblieben; die gefundene Zahl ist deshalb für die gegenwärtigen Yerhältnisse etwas zu grofs und dürfte auf 45% zu ermäfsigen sein.

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§ 3. Gröfse und AMufsmengen der Sammelbehälter. Bisher wurde angenommen, dafs der die Wasserleitung speisende Zuflufs in einer den Tagesbedarf deckenden Menge gleichmäfsig während des ganzen Tages oder während einer Anzahl Tagesstunden zufliefse bezw. gefördert werde, was bei Quellen oder natürlichen Wasserläufen jedoch nicht der Fall ist. Bleibt deren Ergiebigkeit zeitweilig hinter dem Bedarf an Wasser zurück, so ist man auf die Ansammlung in Behältern angewiesen, welche um so gröfser sein müssen, in je weiteren Grenzen die Ergiebigkeit schwankt. Diese Behälter werden meistens durch Abschlufs eines Tales, weniger oft durch Ausgrabung oder vollständige Umwallung gebildet. Im ersten Falle führt das den Abschlufs bildende Bauwerk, dessen Besprechung im zweiten Bande dieses Teiles erfolgt, den Kamen Staudamm oder Talsperre. Die Behälter selbst heifsen Sammelbecken, Sammelteiche, Sammelweiher, oder Stauweiher, Staubehälter, Stauteiche. Sie werden namentlich für Yersorgungsanlagen nötig, die auf das Wasser angewiesen sind, welches durch einen kleinen Wasserlauf zugeführt wird oder welches in einem bestimmten Entwässerungsgebiet an der Oberfläche zusammenläuft. Ihre Gröfsenbestimmung ist besonders wichtig, wenn sie zu Zwecken der Wasserversorgung dienen sollen, denn der Zeit der Schneeschmelze und des reichlichen Zuflusses angesammelte Uberschufs mufs nicht allein den Bedarf der trockenen Monate decken, sondern auch grofs genug sein, um über den Fehlbetrag mehrerer aufeinanderfolgender Jahre hinweg zu helfen.

1 ha gewonnen werden können, was einer Abflufshöhe von 5,5 bis 16,5 cm entspricht.    ' T- HT H-ttÄ » | Ä *    =

Da die Mehrzahl der hier in Frage kommenden Sammelgebiete kleiner ist als eine Quadratmeile (56 qkm), so sind die Abflufsmengen ganz nahe belegener Bezirke trotz gleicher Regenhöhe oft erheblich verschieden, weil die mehr oder weniger durchlässige Beschaffenheit des Untergrundes, das Gefälle und die Bepflanzung des Zuflufs-gebietes von bedeutendem Einflufs ist. Aus diesem Grunde lassen sich auch die an gröfseren Wasserläufen angestellten Beobachtungen nicht unmittelbar benutzen, doch

coq

Die richtige Lösung der aus vorstehendem sich ergebenden Aufgabe ist mit manchen Schwierigkeiten verbunden, weil für die bedingenden Yerhältnisse nur selten genaue Zahlenwerte vorliegen. Die Kenntnis des zum Abflufs gelangenden Teiles der Regenhöhe, der niedrigsten innerhalb Jahresfrist fallenden Regenmenge, ihrer Yer-teilung auf die einzelnen Monate des Jahres, der eintretenden Yerdunstung, eines etwaigen Yerlustes des gesammelten Wassers durch Yersickerung u. s. w. beruht mehr oder weniger auf Schätzung. Durch die bereits ausgeführten Anlagen sind zwar allmählich, namentlich in England, manche Erfahrungen gewonnen, allein in dem trockenen Jahre 1868 haben sich auch zahlreiche englische Anlagen als unzureichend bewiesen. Dort rechnet man nach Humber in Bezirken, die zur Sammlung von Wasser für geeignet gehalten werden, von jedem Hektar durchschnittlich auf 1,5 bis 4,5 cbm für den Tag auch in sehr trockenen Zeiten. Hiernach würden jährlich 547,5 bis 1642,5 cbm von

zu 65,3°/o der Niederschläge „ 18% „ „

können sie immerhin als Anhalt für die betreffende Gegend dienen. Es möge deshalb, unter gleichzeitigem Hinweis auf das in Kap. I u. II des ersten Bandes Gesagte, hier kurz bemerkt werden, dafs Michaelis²⁶) die Abflufsmengen an Flüssen des westfälischen Beckens

in den 6 Wintermonaten November—April durchschnittlich „    „ 6 Sommermonaten Mai—Oktober    „

gefunden hat, was 13,8 und 4,6 oder durchschnittlich 9,2 Sekundenliter f. 1 qkm ergibt. Die entsprechenden Zahlen für die Saale betragen nach Scheck auf Grund 14 jähriger Beobachtungen 51 und 17,3%, sowie 7,8, 4,0 und 5,9 sl/qkm bei 0,61 m jährlicher Regenhöhe. Nicht zu übersehen ist, dafs die Mehrzahl der Wasserläufe auch mit Grundwasser gespeist wird und dafs demgemäfs ein Teil der berechneten Abflufsmenge aus Grundwasser bestanden hat, wie sich überhaupt eine scharfe Grenze zwischen diesem und dem Oberflächenwasser nicht ziehen läfst.

Von den Messungen über die Ergiebigkeit kleiner Abflufsgebiete bezw. einzelner Sammelbecken mögen folgende erwähnt werden:

Während der zehnjährigen Beobachtungen, welche an dem 5 Millionen cbm haltenden Staubehälter von Montaubry angestellt wurden, betrug die gröfste jährliche Niederschlagshöhe 1,31 m

kleinste

0,51 „

mittlere

0,84

wovon 0,474, 0,173 und 0,288 m nutzbar gemacht wurden. Das Zuflufsgebiet hält 16 qkm, die Wasserspiegelfläche 100 ha und die gröfste Tiefe beträgt 15,2 m. — Aus dem Stauweiher von Gondrexange (Inhalt 13 Millionen cbm) flössen 1854 und 1855 bezw. 0,555 und 0,429, im Mittel 0,492 der Niederschläge ab. — Bei mehreren in Elsafs-Lothringen belegenen Sammelbehältern wurde ermittelt, dafs durchschnittlich 36 % der Niederschläge angesammelt werden. 41 % der Abflufsmenge werden von Januar bis März, 21 % von April bis Juni, und nur 7 % von Juli bis September gewonnen. Die jährliche Verdunstungshöhe des freien Wasserspiegels beträgt rund 60 cm, wovon 8% auf Januar bis März, 36% auf das zweite, 44% auf das dritte und 12% auf das vierte Vierteljahr entfallen. Die Behälter liegen rund 250 m über dem Meere und das Zuflufsgebiet ist etwa zur Hälfte bewaldet. — Aus den Stauteichen für die Wasserleitung von Liverpool (das Becken von Vyrnwy ausgenommen) wurden etwas über 60% der auf die Fläche von 40 qkm niederfallenden Regenhöhe (0,884 m) gewonnen und aus denen der Stadt Edinburg fliefsen etwa 85% der 0,996 m betragenden Niederschläge; die Gileppe bei Venders lieferte nach den vorgenommenen Messungen vom L September 1863 bis dahin 1864 = 23,2 und in der gleichen Zeit des trockenen Jahres 1864/65 rund 19,8 Millionen cbm bei 0,72 m Regenhöhe aus einem Abzugsgebiet von 40 qkm. Nach Ermittelungen von Intze fliefsen im Ruhrgebiet jährlich etwa 70% der zu 1,0 bis 1,1 m beobachteten Regenhöhe ab; die kleinste Abflufsmenge von 1 qkm beträgt 1,5 bis 2, die mittlere 22 bis 25, die gröfste bis 1000 sl.⁸ 9)

Beachtenswerte Messungen sind gelegentlich der Vorarbeiten für den Mosel-Saar-Kanal angestellt und beziehen sich auf zwei Bäche, die deutsche und die französische Nied, deren Abflufsmengen in Prozenten der monatlichen Niederschläge in Abb. 7

ooo

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dargestellt sind. Aus jenen Messungen geht derEinflufs derYerteilung derNieder-schläge auf die Abflufsmenge hervor.

Im Mai bis Oktober beträgt diese nur Vs bis 7io des gefallenen Regens, in den eigentlichen Sommermonaten Juni bis August noch weniger, so dafs von den Niederschlägen des wärmeren Halbjahres nur wenig nutzbar gemacht werden kann, 700 obwohl sie 25 bis 30 °/o gröfser sind, als die der kälteren Jahreshälfte. Bei der Wasserversorgung einer Stadt aus Sammelbehältern kommt es deshalb sehr darauf an, wie sich die Yerteilung der Niederschläge in trockenen Jahren gestaltet. Unter Umständen kann ein Jahr, welches in den Kreisen der Landwirte und der Schiffahrttreibenden als sehr trocken gilt, für den Be- ho trieb der Staubehälter noch leidlich günstig verlaufen, sofern die Niederschläge im Herbst und Winter nicht sehr vom Mittel abweichen. Man wird demnach die Niederschläge einer Reihe von Jahren zu Rate ziehen müssen, um das am wenigsten ergiebige Jahr oder besser die ungünstigste Jahresgruppe ausfindig zu machen und darauf die

Berechnung der zu erwartenden Abflufsmengen und des Teichbetriebs aufzubauen. Eine solche Gruppe bilden für den gröfsten Teil von Deutschland die beiden Jahre 1892 und 1893; noch ungünstiger war die Zeit von 1857 bis 1859, in welcher die Niederschläge jedes einzelnen der drei Jahre hinter dem Mittelwert zurückblieben und aufserdem teilweise ungünstig verteilt waren. In Königsberg i. Pr., wo die mittlere Regenhöhe 623 mm beträgt, fielen z. B. in der letztgenannten Jahresgruppe

1858

325

Abb. 7.

1857

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Febr. 1

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Juni

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7777777,,

77777777,

Abßussmengen in Prozenten der monaÜichen Niederschläge.

1859 454 mm,

im ganzen also nur 1152 mm gegen den Mittelwert yon 1870 mm. Wurde demnach ein Staubehälter so berechnet, dafs er in diesen drei trockenen Jahren die erforderliche Wassermenge geliefert haben würde, so war eiü völlig ausreichender Grad von Sicherheit für die Wasserversorgung der Stadt vorhanden.

Die mit solchen Arbeiten verknüpften Berechnungen werden übersichtlicher, wenn man sich dazu der zeichnerischen Darstellung nach Art der Abb. 8 (S. 30) bedient. Hier bezeichnet AB die Kurve des Wasserverbrauchs während mehrerer hintereinandęr folgenden Jahre, CD diejenige der Zuflüsse in derselben Zeit. Die über der Verbrauchskurve liegenden schraffierten Abschnitte Z der Zuflufskurven bezeichnen den Überschufs des Zuflusses über den Verbrauch und sind aufzuspeichern, um den ebenfalls schraffiert dargestellten Bedarf V während der trockenen Zeit des Betriebsjahres zu decken. Es werde angenommen, dafs Zl und Zb, entsprechend dem Zuflufs in den Durchs chnitts-jahren, gröfser sind, als V₁ und U₅, während in drei aufeinander folgenden trockenen

373

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Abb. 8. Verhältnis zwischen Zuflufs und Verbrauch bei Sammelbecken.

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Jahren der Zuflufs hinter dem Bedarf zurückbleibt. Bei dieser Annahme ist die Voraussetzung statthaft, dafs durch den Zuflufs Zt der Behälter g nz gefüllt ist; wird sein Inhalt mit ./^bezeichnet, so mufs

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Abb. 9. Verhalten des Sammelbeckens zu Varoy i. d. Jahren 1857—£0/ sein, wobei vorausgesetzt ist,

Kurve des Teichinhalts.

Unterschied.- zwischen Zu. u.Abfluss

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dafs die in den Stauteichen verdunstenden und versik-kernden Mengen (nach Abzug der Regenhöhen) schon bei Verzeichnung der Zu-flufskurven mit berücksich-

tigt sind und dafs das Zu-flufsgebiet grofs genug ist, um die Zuflüsse wirklich zu liefern.

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1857

1858

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Nach diesen Grundsätzen ist in Abb. 9 dargestellt, wie sich das Sammelbecken zu Paroy während der Jahre 1857 bis 1860 verhalten haben würde, von denen sich die drei ersten, wie oben erwähnt, durch besondere Trockenheit auszeichneten.²⁸) Der genannte Stauweiher dient zwar zur Speisung des Rhein-Marne-Kanals und hat demnach nicht den strengen Anforderungen zu genügen, welche bei der Versorgung einer Stadt gefordert wer-

²⁸) Ann. des ponts et chaussées 1880, I. Febr. Die daselbst auf Taf. 3 befindlichen Einzelfiguren sind der gröfseren Übersichtlichkeit wegen zu einer Figur zusammengezogen.

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03

¹

) Die Einrichtung dieser und der gewöhnlichen Wassermesser wird im IV. Kap. dieses Bandes besprochen. — Man vergl. auch: Über die Benutzung von Venturimessern zur Ermittelung von Verlusten in den Rohrnetzen. Ges.-Ing. 1903, S. 479.

²

) Ausnahmen beruhen auf dem Hindurchtreiben des Wassers durch den Wassermesser infolge von Druckschwankungen im Leitungsnetz und Luftansammlungen im höchsten Teile der Steigeleitung; sie können zu Mehranzeigen der Wassermesser Veranlassung gehen (Journ. f. Gashel. u. Wasservers. 1891, S. 672). Infolge der Schwankungen geht der Zeiger des Messers sowohl vorwärts als rückwärts; das Zurückgehen geschieht aber wegen der Form der Flügel langsamer als das Vorrücken. — Über Zuvielzeigen der Wassermesser

³

)    Wochenschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1890, S. 337.

⁴

)    Unter Bezugnahme auf englische Verhältnisse sei hier bemerkt, dafs der zum Abschlufs der Behälter vielfach gebrauchte einfache Schwimmkugelhahn hei Vorhandensein von Wassermessern nicht zu empfehlen ist, weil geringe Entnahme den Behälterspiegel zu langsam sinken läfst und der dann folgende Zuflufs so klein wird, dafs der Wassermesser ihn gar nicht oder nur ungenau anzeigt; es verdienen deshalb solche Hähne den Vorzug, welche sich plötzlich öffnen, sobald der Wasserspiegel bis auf ein bestimmtes Mafs gefallen ist.

⁵

)    Engineering news 1888, II. S. 469.

⁶

)    M. N. Baker, The manual of American water-works. 3. Aufl. New York 1890/91; Auszug aus der 2. Aufl. (1889/90) im Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1891, S. 271.

⁷

)    Fanning, A practical treatise on hydraulic and water-supply-engineering : relating to the hydrology, hydrodynamic and practical construction of water-works in North America. 3. Aufl. New York 1882.

⁸

)    Zeitschr. f. Bauw. 1882.

⁹

)    O. Intze, Über die Wasserverhältnisse im Gebirge, deren Verbesserung und -wirtschaftliche Ausnutzung. Zeitschr. f. Arch. u. Ingenieurwesen 1899, Heft 1.

den, da für diese unter allen Umständen täglich eine bestimmte Wassermenge bereit gehalten werden mufs. Indessen haben beide Yersorgungsarten mancherlei gemeinsame Gesichtspunkte, so dafs das Beispiel auch für den vorliegenden Fall geeignet erscheint. Die Zeiten sind als Abszissen, die Zuflufsmengen in der Weise dargestellt, dafs die Ordinaten der Kurve AD der gesamten Wassermenge entsprechen, welche seit dem 1. Januar 1857 bis zu dem betreffenden, von der Abszisse angegebenen Zeitpunkt zugeflossen ist. Die zur Speisung erforderlichen und durch Yerdunstung, sowie durch Yer-sickerung verlorenen Wassermengen sind ebenso, jedoch nicht von der Abszissenaxe, sondern von der Kurve A D aus nach unten aufgetragen. Es ergibt sich auf diese Weise eine zweite Kurve A B, welche, so lange der Zugang den Abgang übertrifft, oberhalb, sonst aber unterhalb der Abszissenaxe liegt. Im vorliegenden Falle mufste für die ganze Zeit vom September 1857 bis Februar 1860 der Inhalt des Behälters zur Deckung herangezogen werden. Er beträgt 1710000 cbm und es ist angenommen, dafs das Becken am 1. Januar 1857 vollständig gefüllt sei. Die Schwankungen des Inhalts werden durch eine Kurve E C dargestellt, welche der Kurve A B parallel läuft und soweit sie über die durch 1710000 cbm gelegte Wagerechte tritt, das durch die Freiarche abgelaufene überflüssige Wasser zur Anschauung bringt. Den tiefsten Stand würde das Becken im Monat November 1858 mit etwa 150000 cbm Inhalt erreicht haben und dadurch der Grenze seiner Leistungsfähigkeit schon sehr nahe gerückt sein, was bei einer Wasserversorgungsanlage wegen der sich dann ergebenden Unsicherheit im Betriebe nicht Vorkommen darf. Abgesehen davon ist die in der angegebenen Quelle gemachte Voraussetzung, dafs das Becken bei Beginn der Periode der trockenen Jahre ganz gefüllt sei, zu günstig, so dafs ihm auch aus diesem Grunde die in Rechnung gestellten Wassermengen nicht ganz hätten entnommen werden dürfen, sofern es zur Wasserversorgung dienen sollte.

Nach einer von Hawksley angegebenen Regel zur Bestimmung der Gröfse von Sammelteichen für Wasserversorgungen bestimmt sich die Zahl der Tage, für welche ein Vorrat aufzuspeichern ist, zu ■, wenn h die durchschnittliche jährliche Regen-

vl*

1750

. Eine jährliche Regenhöhe von 64 cm erfordert hiernach z. B.

Vh

höhe in englischen Zollen bezeichnet. Wird die Regenhöhe in cm angegeben, so ist die Zahl der Tage =

Um sie vor Wasser-

einen Vorrat für 220 Tage, eine Zahl, die zufällig mit der für das Becken von Paroy gefundenen übereinstimmt, aber, wie oben erwähnt, zu klein sein würde. Dies rührt daher, dafs die Regel englischen Verhältnissen entnommen ist, bei denen die Verdunstung weniger ins Gewicht fällt. Eine allgemeine Regel läfst sich wahrscheinlich überhaupt nicht und auch kaum in so einfacher Form aufstellen; vielmehr müfsten sowohl Yerdunstungs- und Versickerungshöhe, wie die mittlere Tiefe des Beckens berücksichtigt werden. Bei der Anlage von Staubehältern ist nicht selten auf die unterhalb belegenen Mühlen, Fabriken u. s. w., welche ein Recht auf die Benutzung des betreffenden Wasserlaufs haben, Rücksicht zu nehmen, mangel zu bewahren, ist in solchen Fällen entweder der Inhalt des Behälters zu erhöhen, oder es sind für jene Anlagen besondere Becken (Kompensations-, Entschädi-gungs- oder Ausgleichbecken) herzurichten.

Gröfste Abflufsmengen. Wenn einerseits das Abflufsgebiet so grofs anzunehmen ist, dafs der in einer Gruppe trockener Jahre angesammelte Vorrat zur Deckung des Bedarfs ausreicht, so mufs anderseits dafür gesorgt werden, dafs in nassen

Jahren der Überschufs ohne Nachteile für das Bauwerk und die unterhalb belegene Gegend abfliefsen kann. Die hierzu erforderlichen Einrichtungen, bei welchen ein Überfallwehr nicht zu fehlen pflegt, sind im Kap. II des zweiten Bandes besprochen;

Abb. 10. Einfache Talmulde.

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es möge deshalb hier nur yon der möglichen Höhe des erwähnten Überschusses die Rede sein. Dieser wird sich

am gröfsten gestalten, wenn bei gefülltem Becken ein heftiger Regen eintritt, dessen ganze Zuflufsmenge demnach abgeführt werden mufs. Da es sich meistens um kleine Entwässerungsgebiete handelt, welche von einem Sturzregen in ganzer Ausdehnung betroffen werden können, so sind die von einer Flächeneinheit abfliefsenden Wassermengen oft sehr beträchtlich. Es treten, zumal man zur Anlage von Sammelbecken Gebiete mit geringer Durchlässigkeit zu wählen pflegt, ähnliche Yerhältnisse ein, wie bei den Entwässerungsgebieten städtischer Hauptkanäle. Demnach berechnet sich, unter Bezugnahme auf die Erörterungen in Bd. IY, die gröfste Abflufsmenge Q für den Fall, dafs das Abflufsgebiet nahezu ein Rechteck bildet

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wL'n' -wGW die Dauer des Regenfalls in Sekunden,

~ die in 1 Sekunde von 1 ha abfliefsende Wassermenge in Litern,

die mittlere Geschwindigkeit des abfliefsenden Wassers i. d. Sek. in Metern

bezeichnet. Ist l < v tt, so wird Q =

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1000.10000

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1000.10000 *

Beispielsweise falle auf ein 2000 m breites und 7500 m langes Entwässerungsgebiet in 25 Minuten oder 1500 Sekunden ein Sturzregen von 1,5 cm Höhe = 100 sl (Sekundenliter) f. d. ha, wovon 50 sl mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 0,6 m zum Abflufs gelangen sollen. Da 7500 > 0,6.1500 Ą—— ,

200D 1500.0,6.50

so ist

3 000.10000

— 9 cbm i. d. Sekunde.

Ein heftiger Landregen von 24 ständiger Dauer und 8 cm Gesamthöhe oder 9,26 sl f. d. ha,

1500.7500.6,5

Aooo. loooo

= 7,3 cbm i. d. Sekunde.

wovon 6,5 1 abfliefsen mögen, liefert nur

Hätte das Tal jedoch bei gleicher Grundrifsfläche 1500 m Breite und 10000 m Länge, so würde die Wassermenge bei dem Wolkenbruche nur 6,75 cbm betragen, also kleiner sein, als bei dem Landregen.

Sind Nebentäler vorhanden, wie in Abb. 11 (S. 33), so bestimmt man die gröfste Wassermenge am einfachsten, indem man die den einzelnen Tälern entsprechenden Abflufskurven²⁹) so unter- oder übereinander aufträgt, dafs die Anfangspunkte der Kurven der Nebentäler diejenigen Abstände von dem Anfangspunkte der Kurve des Haupttales innehalten, welche das Wasser gebraucht, um von den Mündungen der Täler nach der Abflufsstelle zu gelangen (Abb. 12 a bis c, S. 34).

Als Beispiel für das in Abb. 11 dargestellte Gebiet werde die Regenstärke u. s. w. wie vorhin und die mittlere Geschwindigkeit in A B zu 0,6 m, diejenige in den übrigen Tälern zu 0,7 m

Trägt man dann die senkrecht untereinander liegenden Ordinaten zusammen (Abb, 13), so

genommen.

an

²⁹) Die Abflufskurve entsteht, wenn man die Abflufsmengen als Ordinaten auf den Abszissenpunkten aufträgt, welche den zugehörigen Abflufszeiten entsprechen (s. Bd. IV).

Abb. 11. Talmulde mit Nebentälern.

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erhält man eine den Yerlauf des Abflusses über das Überfallwehr darstellende Kurve; aus ihr ist zu ersehen, dafs die gröfste Menge 15,3 cbm i. d. Sekunde erreicht und 5150 Sekunden nach Beginn des Wolkenbruchs oder 3650 Sekunden nach dem Ende des Regens eintritt und 2300 Sekunden anhält; ein zweites, kleineres Ansteigen bis zu 13,1 cbm i. d. Sekunde tritt 2970 Sekunden später ein, worauf der Wasserzuflufs rasch abnimmt und 17 300 Sekunden nach Beginn des Regens ganz aufhört. — Der oben erwähnte Landregen von 8 cm in 24 Stunden liefert eine gröfste Wassermenge von 17²/ä cbm i. d. Sek. und übertrifft somit die durch den Sturzregen zugeflossene gröfste Menge um etwas. Bei Berechnung der Abmessungen des Überfalls würde jedoch zu berücksichtigen sein, dafs die Sturzregen bis zu 50°/o stärker sein können, während ein Landregen nur selten eine gröfsere Höhe als 8 cm in 24 Stunden in unseren Breiten erreicht.

In den vorstehenden Beispielen ist angenommen, dafs das Entwässerungsgebiet aus einzelnen Rechtecken besteht, oder sich doch ohne Schwierigkeit in solche zerlegen läfst. Ist dieses nicht der Fall, wie bei Abb. 14, so gelangt man am schnellsten zum Ziele, wenn man die den einzelnen Zeiträumen entsprechenden Zuflufsmengen zeichnerisch bestimmt, wie dies in Abb. 14 angedeutet ist. Die dort eingetragene winkelförmige Fläche stellt nach den Ausführungen in Bd. IY dasjenige Gebiet dar, dessen Wasser t Sekunden nach Beginn des Regens bei A zum Abflufs gelangt.

Nimmt man wieder die Zeitdauer tr des Sturzregens zu 1500 Sekunden, die abfliefsende Wassermenge zu 50 sl f. d. ha an und setzt die mittlere Zuflufsgeschwindigkeit = 0,6 m, so ergibt sich der in Abb. 15 a (S. 35) dargestellte Yerlauf des Abflusses. Die bei A abfliefsende Wassermenge steigt allmählich an, bis sie 12000 Sekunden nach Beginn dos Regens ihren höchsten Wert mit 22,1 cbm i. d. Sekunde erreicht, um dann rasch abzunehmen. Obwohl das Zuflufsgebiet (21 qkm) ungefähr die näm-Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aull.

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I. G. Oesten. Voruntersuchungen.

Abb. 13. Gesamtabflufs bei A der Abb. 11. ---------------/ 780 O Se/vunden f J

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Zuflüsse

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liehe Gröfse hat, wie bei Abb. 11, und die Durchschnittsgeschwin-digkeit noch etwas geringer angenommen ist, so übersteigt doch die gröfste sekundliche Wassermenge, welche der Sturzregen bei Abb. 14 liefert, diejenige der Abb. 11 erheblich (22,1 gegen 15.3 cbm), weil die einzelnen Wasserteilchen kürzere Wege zurückzulegen haben. — Welchen Einflufs die Geschwindigkeit auf die Abflufsmenge ausübt, geht aus Abb. 15 h hervor, aus welcher der Verlauf des Abflusses aus dem Zuflufsgebiet der Abb. 14 bei v = 1 m unter sonst gleichen Umständen, wie vorher, ersichtlich ist. Die Dauer des Abflusses ist auf 9240 Sek. beschränkt, innerhalb deren die Wassermenge bis auf 38,2 cbm i. d. Stunde

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Abb. 15 a u. 5. Verlauf des Abflusses bei A der Abb. 14.

Abb. 15 a. Verlauf bei v = 0,ß m.

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ansteigt. Ein 24 ständiger Landregen müfste, wenn er eine gleiche Wasser-menge liefern sollte, eine Höhe yon 17,4 cm erhalten, wenn man annimmt, dafs 0,7 des gefallenen Regens zum Abflufs gelangen. — Derartigen Unterschieden in der Örtlichkeit ist u. a. bei den neuen Speisebecken für den Marne-Saone-Kanal Rechnung getragen. Der Mouche-Behälter mit 65 qkm Zuflufsgebiet hat einen Überfall für 17,5 cbm, der Liez-Behälter mit nur 34 qkm einen solchen für 25,1 cbm i. d. Sekunde.³⁰)

— Bei beschränkter Länge des Ab-schlufsdammes kann es erforderlich werden, ihn vollständig als Überfallwehr herzustellen, wie es z. B. bei der Yyrnwy-Talsperre geschehen ist.

Der Einfachheit wegen ist in Abb. 10, 11 u. 14 vorausgesetzt, dafs die einzelnen Wasserfäden den Wasserläufen der Talsohle in senkrechter Richtung zufliefsen. Findet sich eine hiervon wesentlich abweichende Richtung vor, so läfst sich die Zuflufs-hgur an den verschiedenen Punkten des Wasserlaufes ohne besondere Mühe an der Hand eines guten, mit Höhenschichten versehenen Lageplans verzeichnen. Die Bestimmung der mittleren Geschwindigkeit erfolgt am besten durch Messungen bei oder unmittelbar nach starken Regengüssen bezw. zur Zeit der Schneeschmelze; schwieriger ist die Auffindung der Yerhältniszahlen zwischen den Niederschlägen und der abfliefsenden Wassermenge. Hier können genauere Werte nur durch längere Beobachtungen, wie die oben mitgeteilten an der deutschen und französischen Nied, gewonnen werden. Solche Beobachtungen sind ziemlich einfach, so lange es sich um kleine Wassermengen handelt³¹), erfordern aber viele Aufmerksamkeit und Umsicht, wenn der abführende Bach stark anschwillt und die Ufer überflutet werden. Die Yerhältniszahl wächst mit der Dauer und Stärke des

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6000

8000

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12000

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Verlauf bei v = 1,0 m.

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1200    2400    3600    4S00    6000    7200    3400 92 40 Sekunden

³⁰)    G. Cadart, Die Wasserbehälter des Haute-Marne-Departements. Bericht für den V. internationalen Binnenschiffahrtskongrefs in Paris. Paris 1892, S. 3. — Auch die übrigen für diesen Kongrefs gelieferten Berichte über Wasserbehälter sind mit Rücksicht auf die in ihnen enthaltenen Angaben über Speisungsgebiet und Abflufsmengen hier zu erwähnen.

³¹)    Über selbstzeichnende Vorrichtungen zu diesem Zwecke siehe Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1888, S. 622 (Vortrag von Intze).

3*

Regens und sie kann — auch bei Bodenarten, die unter gewöhnlichen Verhältnissen ziemlich aufsaugend sind — nahezu gleich Eins werden, wenn der Schnee rasch schmilzt oder durch warmen Regen aufgetaut wird und der Ablauf auf dem noch gefrorenen Boden stattfindet. So wurde gelegentlich des Baues der Talsperre zu Wiekau im Frühjahr 1888, als plötzlich warmes Wetter eintrat und die Schneedecke in kurzer Zeit zum Schmelzen brachte, beobachtet, dafs die aus dem 38 qkm grofsen Gebiet abfliefsende Wassermenge bis auf 20 cbm i. d. Sekunde anstieg. Das Gebiet, welches von sanft ansteigenden, unbewaldeten Hügeln begrenzt wird, speiste einen die Baustelle durchschneidenden Bach von etwa 0,0075 Gefälle, welcher in den trockenen Sommer- und Herbstmonaten des Jahres 1887 wochenlang ohne Wasser gewesen war. -— Diese an sich recht erhebliche Wassermenge wird jedoch wesentlich durch diejenige übertroffen, welche heftige Gewitterregen in kleineren Gebieten liefern können. Bemerkenswert durch die auffallend grofse Abflufsmenge ist in dieser Beziehung ein Beispiel, welches sich auf zwei heftige Wolkenbrüche am 17. Mai 1887 in der sächsischen Oberlausitz bezieht. Nachdem es schon vom 26. April ab fast täglich stark geregnet hatte, brachten zwei Gewitter um 6 und 9 Uhr abends 67 mm Regen (bis Mitternacht), wovon infolge starker Durchtränkung des Bodens nur wenig versickerte. Demgemäfs betrug die gröfste Abflufsmenge:

No. des Tales

Länge des Tales in km

Abflufsgebiet in qkm

Gefälle

Gröfste sekundliche Abflufsmenge von 1 qfem in cbm

Bemerkungen

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Durch 14 Profile gemessen

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u. s. w. bis Tal No. 14.

Tal No. 9 mit 11,7 km Länge, 61 qkm Abflufsgebiet und 0,008 Gefälle weist den kleinsten Wert auf, der noch immer 2,03 cbm für 1 qkm und Sekunde beträgt.³²) Die Berechnung ist nach der Formel Q —f.C'jliJ erfolgt, über die Bestimmung des Beiwerts c jedoch näheres nicht angegeben. Der Umstand, dafs die Täler am Fufse felsiger, nur teilweise bewaldeter Bergkuppen liegen, läfst darauf schliefsen, dafs die Zuflufsgeschwindigkeit des Wassers von den Hängen des Tales eine sehr beträchtliche gewesen sein mufs. — Jedenfalls übertreffen die gefundenen Abflufsmengen alle bisher bekannten, u. a. auch die von Lauterburg³³) angegebenen, welche nicht über 2,61 cbm für 1 qkm und Sekunde hinausgehen. — Im 4,5 qkm grofsen Eschbach-Tale bei Remscheid fand Intze bei Hochwasser nur 2,45cbm i. d. Sekunde (als geringste Abflufsmenge 0,012 cbm);, die Überfälle der Gileppe sind für 50 cbm i. d. Sekunde (Abflufsgebiet 40 qkm) eingerichtet; doch ist die Talsperre so ausgeführt, dafs ein zeitweiliges Überlaufen über die Krone des Dammes ihr nicht schaden würde. Wird dieser Vorsicht nicht Rechnung getragen, so kann durch ungenügende Entlastungsvorrichtungen sehr grofser Schaden angerichtet werden, weil das Übertreten des Wassers über die Krone die vollständige Zerstörung des Dammes einleiten und auch bei massiven Dämmen bedenkliche Beschädigungen am Fufse der Landseite herbeiführen kann.

S2) Deutsche Bauz. 1888, S. 264.

8S) Allg. Bauz. 1887, Heft 2 — 4 u. 12, sowie Kalender für Strafsen-, Wasserbau- und Kultur-Ingenieure

1900, I. S. 34.

Als Beispiele von Sammelbehältern für Wasserversorgungszwecke können zunächst die aus der Übersichtskarte auf Taf. I, Abb. 3 ersichtlichen Anlagen im Gebiete der Ruhr und Wupper gelten (vergl. Kap. III). Von sonstigen Ausführungen seien noch die folgenden hervorgehoben:

New York wird durch Wasser versorgt, welches im Gebiete des Croton-Flusses in Staubehältern angesammelt und der Stadt unter natürlichem Drucke zugefiihrt wird (vergl. den Lageplan auf Taf. I, Abb. 4). Die aus einem 934 qkm grofsen Niederschlagsgebiet gespeisten Staubecken fassen gegenwärtig etwa 280 Mill. cbm. Die Abflufshöhen schwanken zwischen 37 und 63°/o der Regenhöhe; der durchschnittliche Tagesverbrauch beziffert sich zur Zeit auf 730000 cbm, während die vorhandene Anlage (alte und neue zusammen) eine gröfste Ergiebigkeit von 1550000 cbm täglich besitzt. — Liverpool deckt seinen Bedarf zum kleineren Teile durch Grundwasser, welches dem unter der Stadt liegenden Buntsandstein entnommen wird, zum gröfseren Teile aber aus Sammelteichen von 12 bis 24 m gröfster Tiefe, welche bis zum Jahre 1889 gegen 20 Millionen cbm bei 40 qkm Zuflufsgebiet umfafsten und durchschnittlich 55 000 cbm täglich lieferten. Seit 1889 ist hierzu noch der 470 ha grofse, in Kordwales belegene Stauteich im Gebiet des Vyrnwy-Flusses (Nebenflufs des Severn) getreten, welcher bei 26 m gröfster Tiefe 45,4 Millionen cbm fafst und von einem 90 qkm haltenden Gebiet gespeist wird (Abb. 3, Taf. III). Die grofse Niederschlagshöhe dieses Gebiets (an der Ostseite wurden    1,27 m,    an der Westseite 3,01    m gemessen³⁴), erklärt    die Zulässigkeit der Annahme, es werde die    Anlage    imstande sein, an die    Stadt    Liverpool täglich    180000

und an den Flufs unterhalb des Dammes täglich 45000 cbm, sowie an vier Tagen jedes Monats von März bis Oktober je 180000 cbm abzugeben; dies entspricht zusammen einer von dem Zulaufgebiet abfliefsenden Wrasserschicht von rund 0,97 m Höhe. — Die 16 älteren Sammelteiche der Stadt Manchester fassen 27 Millionen cbm. Sie sammeln das Wasser einer Fläche von 79 qkm und liefern täglich 60 000 bis 70000 cbm Wasser. Die neue 150 km lange Leitung aus dem Thirlmere-See in Cumberland ist so angelegt, dals sie später eine Tagesmenge bis zu 227 000 cbm liefern kann.

—    Edinburg wird nebst den Hafenorten Leith, Portobello und Newhaven teils durch Quellwasser, teils aus Sammelteichen versorgt. Die Teiche, welche etwa 30000 cbm täglich für die Wasserleitung und rund 10000 cbm als • Entschädigung zum Betriebe von Fabrikwerken zu liefern haben, werden aus den Gebieten der Moorfoot- und Pentland-Hügel nebst Nachbarschaft gespeist. Das Fassungsvermögen der vorhandenen 15 Behälter von 7 bis 24,4 m Tiefe und zusammen 20,2 Millionen cbm Inhalt wurde so bestimmt, dals die während 6 Monaten gewonnene Wassermenge aufgespeichert werden kann, da sie ausreichen soll, den Bedarf dreier aufeinanderfolgender trockener Jahre zu decken. — Bradford hatte 1882 zehn Behälter, welche das Wasser von 53 qkm sammelten, zusammen 5,2 Millionen cbm fal'sten und 363 000 Menschen mit etwa 40000 cbm täglich versorgten.

—    Der zur Versorgung von Verviers    dienende    Stauweiher im oberen    Teile    des Gileppe-Flusses fafst

12,5 Millionen cbm; er gibt täglich 40000 cbm    an Verviers ab, während er    auch in trockenen    Jahren

etwa 54000 cbm zu liefern vermag. — Die Sammelteiche der Stadt Königsberg i. Pr. enthalten 7 Millionen cbm und haben ein Sammelgebiet von 148 qkm; in sehr trockenen Jahren geht die tägliche Lieferung auf weniger als 15000 cbm zurück. Diese verhältnismäfsig geringe Ergiebigkeit, welche sich durch Vergröfserung des Teichinhalts allerdings verstärken liefse, wird namentlich durch die geringe Regenhöhe in trockenen Jahren, bezw. durch deren ungünstige Verteilung sowie durch die grofse Oberfläche der Sammelteiche und durch Sickerungsverluste bedingt.³⁵)

Die gröfsten Sammelbehälter finden sich in Landstrichen, in welchen während eines Teiles des Jahres wenig oder gar keine Niederschläge fallen, z. B. in Indien, Peru, Kapland, Kalifornien, Mexiko und dem südwestlichen Teile der Vereinigten Staaten. So hielt das Becken, welches durch den im Jahre 1888 vollendeten und 1890 zerstörten Walnut-Grove-Damm in Arizona abgeschlossen wurde, 85 Millionen cbm, welche in 1070 m Meereshöhe in einem Gebiete von 1010 qkm mit 0,406 m Regenhöhe gesammelt wurden ; der Regen fällt von Oktober bis Mai, während die übrigen Monate trocken bleiben³⁶); die Crystal-Springs-Talsperre bei San Franzisko ist zur Ansammlung von 110 Millionen cbm bestimmt. Die Anlagen von Ekruk und Mutha in Indien halten je über 90 Millionen cbm; das Tunse-Wasserwerlc für Bombay wird aus einem Staubecken von 2064 ha Fläche gespeist, welches durch eine Talsperre von 2700 m Länge und 35,5 m Höhe abgeschlossen wird. — Einer der gröfsten vorhandenen Behälter ist derjenige von Lorca (oder Puentes) in Spanien, welcher nach Llaurado 350 Millionen cbm fafst.

3i) Engng. news 1888, II. S. 502.

Er-

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3o) G. Becker, Die Wasserversorgung der Königl. Haupt- und Residenzstadt Königsberg i. Pr. weiterter Sonderabdruck aus der Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1891, S. 208 u. folg.

³⁶) Zentralbl. d. Bauverw. 1890, S. 133.

Die gröfste Stauhöhe unter den europäischen Anlagen wird mit 52,5 m die Urft-Talsperre haben, welche der Vollendung nahe ist und ein (zur Kraftlieferung, sowie zum Zurückhalten von Hochwasser bestimmtes) Sammelbecken von 45,5 Millionen cbm Inhalt abschliefst.

Literatur.

Aufser den in den Fufsnoten aufgeführten Schriften sind hier zu erwähnen :

Lauterburg, R., Versuch zur Aufstellung einer allgemeinen Übersicht der aus der Gröfse und Beschaffenheit der Flufsgebiete abgeleiteten schweizerischen Stromabflufsmengen, gestützt auf die meteorologischen und hydrometrischen Beobachtungen der Schweiz nebst Anleitung zur Behandlung dieser Aufgabe im allgemeinen. 2. Aufl. Bern 1876.

Denkschrift über die Verminderung der Hochwasser-Verheerungen im Flufsgebiet der Steinlach durch Anlage von Sammelweihern. Bearbeitet von dem Württemb. Ministerium des Innern, Abteilung für Strafsen- und Wasserbau. Stuttgart 1883.

Denkschrift, betreffend die bessere Ausnützung des Wassers und die Verhütung von Wasserschäden. Im Aufträge des Verbandes deutscher Architekten- und Ingenieur-Vereine verfafst von W. Frauenholz, H. Garbe, O. Intze, P. Schmick, E. Wolff. Stuttgart 1883.

Vatiché, Ermittelung der Hochwassermengen bei Gebirgsflüssen. Wochenbl. f. Arch. u. Ing. 1883, S. 183, unter Bezugnahme auf Vodicka in der Wochenschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1882, No. 36 u. 37.

Die projektierte Anlage von Sammelweihern im Flufsgebiet der Steinlach. Wochenbl. f. Bauk. 1887, S. 503 u. f.

Ziegler, Der Talsperrenbau. Berlin 1900.

§ 4:. Beschaffenheit des Wassers. Die Frage nach der Beschaffenheit des Wassers ist im wesentlichen eine solche nach dessen Reinheit im physikalischen, chemischen und bakteriologischen Sinne, sowie nach dem Wärmegrad. Während von dem zum Trinken, sowie zur Benutzung in der Küche bestimmten Wasser der höchste Grad der Reinheit zu verlangen ist, könnte das zum Feuerlöschen, zum Bewässern der Gärten, Spülen der Rinnsteine, Kanäle, Abtrittbecken u. s. w. dienende Wasser von viel geringerer Beschaffenheit sein. Man hat hiernach auch eine geteilte Zuführung von Trink-und Brauchwasser vorgeschlagen und in einigen Fällen auch ausgeführt. Eine getrennte Zuleitung innerhalb der Grundstücke ist aber aus gesundheitlichen Gründen zu verwerfen, weil es sich als unmöglich erwiesen hat, zu verhindern, dafs das Brauchwasser auch als Trinkwasser benutzt wird. Für die Wasserversorgung zu häuslichen Zwecken kann daher nur der Grundsatz gelten, dafs das gesamte in die Grundstücke geführte Wasser die Beschaffenheit des einwandfreien Trinkwassers besitze ; dagegen kann es sich unter Umständen empfehlen, für öffentliche Zwecke und zur teilweisen Deckung des Bedarfs an Gewerbewasser eine besondere Leitung herzustellen, deren Wasser dann weniger strengen Anforderungen an die Reinheit zu genügen braucht.

Chemische Beschaffenheit des Wassers.

Bedingungen für die chemische Beschaffenheit des Trinkwassers sind zuerst von dem Brüsseler Sanitätskongrefs im Jahre 1853, sodann von dem Wasserversorgungs-ausschufs der Stadt Wien im Jahre 1864 und 1866 aufgestellt und zwar in der Form, dafs bestimmte Grenzwerte für den Gehalt des Wassers an Trockenrückständen festgesetzt wurden.⁸⁷) Mit Rücksicht auf den bedingten Wert solcher Grenzzahlen werde von ihrer Mitteilung an dieser Stelle abgesehen und nur erwähnt, dafs „reine“, d. h. von aufsergewöhnlichen Verunreinigungen freie natürliche Wässer — mit Ausnahme der Meer- und Mineralwässer — in 100000 Teilen in der Regel ¹ 2

1.    nicht mehr als 50 Teile mineralische und organische, bei dem Verdampfen auf dem Wasserbade zurückbleibende Stoffe,

2.    nicht mehr als 18 bis 20 Teile Erdalkalimetalloxyde (Calciumoxyd und Magnesiumoxyd),

3.    nicht mehr als 2 bis 3 Teile Chlor, bezw. 3,3 bis 5 Teile Kochsalz,

4.    nicht mehr als 8 bis 10 Teile Schwefelsäure (S0₃),

5.    nicht mehr als 0,5 bis 1,5 Teile Salpetersäure (N₂ 0₅),

enthalten.³)

Ferner kommen

und

GOO

6. Ammoniak und salpetrige Säure darin entweder gar nicht oder in kaum nachweisbaren Spuren vor

7. reduzieren die in 100000 Teilen reinem Wasser vorhandenen organischen Stoffe nicht mehr als 0,8 bis höchstens 1 Teil Kaliumpermanganat.

Endlich ist noch hinzuzufügen, dafs die in 100000 Teilen reinem natürlichem Wasser befindlichen organischen Stoffe bezw. stickstoffhaltigen organischen Körper in der Regel nicht mehr als 0,5 Teile organischen Kohlenstoff und nicht mehr als 0,02 Teile Albuminoidammoniak aufweisen.

Die vorstehend genannten Ziffern dienen in erster Linie als Grundlage für die Beurteilung der vergleichsweisen Reinheit eines zu untersuchenden Wassers, nicht als Grenzwerte in dem Sinne, dafs ein AVasser als unbrauchbar oder gar schädlich erklärt werde, wenn der Gehalt an einzelnen, an sich unschuldigen Bestandteilen jene Zahlenwerte überschreiten sollte.

Beispielsweise übertrifft der Abdampfrückstand der Wässer aus Kalk- oder Dolomitgebieten oft erheblich den unter 1. angegebenen AVert, ohne dafs sie deshalb als unrein bezeichnet werden könnten. Dagegen deutet ein Gehalt an stickstoffhaltigen, organischen Bestandteilen und an beachtenswerten Mengen von salpetriger Säure oder Ammoniak darauf hin, dafs das AVasser mit Faulstoffen in Berührung gekommen ist, welche noch nicht völlig bis in ihre Endprodukte zerlegt sind. Wasser dieser Art ist unbedingt für die häusliche Versorgung auszuschliefsen. Von anderen organischen Beimengungen sind Huminkörper an sich nicht schädlich, weil sie meistens von Pflanzenstoffen herrühren ; jedoch beeinträchtigen sie das gute Aussehen und den Geschmack des Wassers.

Härte des Wassers. Mit dem Ausdruck „Härte“ bezeichnet man den Gehalt des Wassers an Kalk (CaO) und Magnesia (Mg O) und bemifst ihn nach Härtegraden. In Deutschland entspricht ein Härtegrad der Beimengung von 1 Teil Gesamtkalk oder von der äquivalenten Menge (gleich 0,7 Teilen) Alagnesia auf 100000 Teile AVasser; ein französischer Härtegrad gibt den Gehalt an kohlensaurem Kalk (CaCOs) oder von der gleichwertigen Menge kohlensaurer Magnesia auf 100000 Teile Wasser an; der englische Härtegrad bezieht sich ebenfalls auf den Gehalt von kohlensauren Verbindungen, jedoch in 70000 Teilen Wasser. Durch Umrechnung ergibt sich, dafs 100 deutsche = 179 französische = 125 englische Härtegrade sind.

Ein Wasser, welches wenig Kalk besitzt, schmeckt „weich“ und wird im allgemeinen weniger gern getrunken, als hartes Wasser. Der Begriff der Weichheit steht

zwar nicht genau fest, doch scheint er sich in der Weise eingebürgert zu haben, dafs man ein Wasser unter 10 Grad als weich, ein solches über 20 Grad als hart bezeichnet, wobei stets deutsche Grade gemeint sind; die dazwischen liegenden Stufen gehören der Klasse der mittelharten Wässer an. Wie aus der obigen Zusammenstellung hervorgeht, werden 18 bis 20 Grad für Genufszwecke am zuträglichsten gehalten; dafs jedoch der dauernde Genufs eines härteren oder eines sehr weichen Wassers Nachteile zur Folge gehabt hat, ist bisher nicht sicher erwiesen; vielmehr schwankt der Kalkgehalt von Quellen oder Brunnen, welche von alters her als besonders gesund und wohlschmeckend gelten, in weiten Grenzen. Es läfst sich deshalb auf Grund der vorliegenden Erfahrungen behaupten, dafs Trinkwasser unbedenklich eine Härte bis 25 Grad haben kann ; doch ist es wünschenswert, dafs dieser Härtegrad weder durch Magnesiasalze, noch durch Gips wesentlich bedingt wird.

Hie Härte, welche das Wasser bei gewöhnlicher Luftwärme besitzt, sollte man stets als Gesamthärte bezeichnen zum Unterschiede von der bleibenden Härte, welche es nach dem Kochen aufweist. Dieser Unterschied ist um so gröfser, je mehr Kalk oder Magnesia in der Form von anderthalbfach- oder doppeltkohlensauren Verbindungen vorhanden ist. Beim Erwärmen entweicht nämlich ein Teil der Kohlensäure; dadurch wird eine einfach kohlensaure Verbindung herbeigeführt, die viel weniger löslich ist, so dafs Kalk und Magnesia teilweise ausscheiden und das Wasser dadurch weicher wird. In Hannover z. B. hat aus diesem Grunde das Leitungswasser vor dem Kochen 15 bis 16, nach demselben nur noch 5 Grad Härte. Weiches Wasser ist fast ohne Ausnahme im Hause wie in den Gewerben (namentlich zur Dampfkesselspeisung und zur Färberei), sowie zu öffentlichen Zwecken (Bewässern der Kasenplätze und Anlagen) viel brauchbarer, als hartes; im Haushalt und in den Waschanstalten gibt man ihm insbesondere deshalb den Vorzug, weil man bei Verwendung von weichem Wasser weniger Seife gebraucht. Wird gewöhnliche Seife (Verbindung von Stearinsäure und Natron) in hartes Wasser gebracht, so bildet die Stearinsäure mit dem Kalk oder der Magnesia eine unlösliche Seife, die sich in weifsen Flocken ausscheidet; erst wenn Kalk und Magnesia völlig verbraucht sind, beginnt die Schaumbildung, eine Erscheinung, auf der auch die Bestimmung des Härtegrades mittels titrierter Seifenlösung beruht. Da 10 Härtegrade im Liter 1,2 g und im cbm 1,2 kg Seife vernichten, so ist infolge des grofsen Verbrauches an Wasser zu Reinigungszwecken die Seifenersparnis bei Anwendung von weichem Wasser sehr beträchtlich. Aufserdem verstopft die unlösliche Kalkseife die Poren der Haut und setzt sich in den Fasern der Gewebe fest, die dadurch an Weichheit verlieren.

Granit, Basalt, Tonschiefer und Quarzsand liefern weiches Wasser, Kalk, Dolomit, Kreidemergel und Kalksand hartes Wasser. Das Wasser des Buntsandsteins ist meistens noch als weich zu bezeichnen, kommt aber in sehr verschiedenen Abstufungen vor, auch führt es häufig Gips und Kochsalz.

Bezüglich der Härte des Wassers hat der Verein für öffentliche Gesundheitspflege folgenden Satz aufgestellt:

„Der Härtegrad soll ein solcher sein, dafs das Wasser ohne wirtschaftliche Nachteile zu allen häuslichen und gewerblichen Zwecken verwendet werden kann.“

Eisenhaltiges Wasser. Eine besondere Erwähnung von den auf chemischem Wege nachzuweisenden Stoffen verdient das Eisen, welches in der obigen Zusammen-

CCD

Stellung zwar fehlt, gleichwohl aber ein häufiger, wenn auch kein gesundheitsschädlicher Begleiter des Grund- und Quellwassers ist. Seine Bedeutung liegt in dem Einflüsse, welchen es auf die Verwendung des Wassers zu häuslichen und gewerblichen Zwecken ausübt; diese Verwendung kann sehr beeinträchtigt werden durch die Veränderung, welche das im Wasser als Oxydul aufgelöste Eisen erfährt, sobald es mit der Luft in Berührung kommt. Es wird dann in eine unlösliche Verbindung (Oxydhydrat) übergeführt, welche bei stärkerem Eisengehalt die Oberfläche in der Form eines dünnen schillernden Häutchens überzieht und im übrigen sich als ein sehr feines braunes Pulver ausscheidet, welches an denim Haushalt benutzten Gefäfsen, sowie an den Gewebefasern festhaftet und das Wasser deshalb zum Reinigen von weifser Wäsche untauglich macht. Auch im Brauereibetriebe, in Papierfabriken, Bleichereien und Färbereien, sowie zu verschiedenen anderen technischen Zwecken kann solches Wasser gar nicht oder nur nach vorheriger Ausscheidung des Eisens verwendet werden. Ebensowenig eignet es sich zur Bewässerung der Gartenanlagen oder zur Speisung öffentlicher Springbrunnen, weil es die Figuren und Becken mit einer rotbraunen Schicht überzieht. Der Eisengehalt wird aber insofern oft geradezu verhängnisvoll, als er das Auftreten verschiedener Algen, namentlich der Leptothrix ochracea und der Chrenothrix polyspora begünstigt. Unter dem massenhaften Auftreten dieser Algen bezw. unter dem zu grofsen Eisengehalt hat früher eine' ganze Anzahl von Wasserwerken (Berlin, Leipzig, Prag, Halle, Königsberg i. Pr., Potsdam, Kiel, Charlottenburg, Dessau, Frankfurt a. 0., Elbing und andere) gelitten; doch ist es gegenwärtig möglich, den gröfsten Teil des im Wasser gelösten Eisens durch Lüftung unlöslich zu machen, worauf die Ausscheidung durch Filterung erfolgen kann. Die Grenze, welche der Eisengehalt nicht überschreiten darf, ohne die erwähnten üblen Folgen zu zeigen, liegt etwa bei 0,03 Teilen in 100000 Teilen Wasser (0,3 mg in 1 1).

Das Eisen stammt aus den im Erdreich vorhandenen Eisen Verbindungen, welche ursprünglich als Oxyd oder Oxydhydrat vorhanden waren, jedoch unter der Einwirkung sich zersetzender und dadurch Sauerstoff verbrauchender organischer Stoffe in Oxydul übergeführt sind. Kohlensäurehaltiges Wasser vermag dieses Oxydul in eine lösliche Verbindung zu verwandeln und die oben beschriebenen Erscheinungen hervorzurufen, so lange es nicht gleichzeitig durch Abgabe einer ausreichenden Menge von Sauerstoff das gelöste doppeltkohlensaure Eisenoxydul wieder zu Kohlensäure und Eisenoxyd zurückführt. Dies kann aber nur in den oberen Schichten geschehen, da das Wasser infolge dieses Vorgangs und der gleichzeitigen Oxydierung der organischen Beimengungen allmählich zu arm an Sauerstoff wird, um die Bildung von Eisenoxyd zu bewirken. Der Vorgang der Eisenauflösung beginnt also erst in einer gewissen Tiefe und wird dadurch befördert, dafs das Wasser noch die Kohlensäure auf nimmt, welche sich durch Zersetzung der organischen Stoffe bildet. Diese Umstände erklären es, dafs in der Kähe der Oberfläche das Wasser meistens eisenfrei ist, dafs ferner das in dieser Schicht vorhandene Eisen die rote oder rotgelbe Farbe des Oxyds besitzt, welche sich mit zunehmender Tiefe verliert und in die graue des Oxyduls übergeht. Hand in Hand damit geht eine Sauerstoffabnahme des Wassers; so enthielt z. B. 11 des Grundwassers im Frankfurter Stadtwalde⁸⁹) aus einem Bohrloch von

S9) Über das Wasser und die neue Grundwasserleitung in Frankfurt a. IT. Vortrag von B. Lepsius, 1886, S. 17. — Die Schrift yon Piefke, Bericht über die Fortführung von Versuchen hehufs Gewinnung eines reinen Brunnenwassers für Berlin (1886) enthält auf S. 19 Nachweisungen über die allmähliche Zunahme des Eisenoxyduls mit der Tiefe des Bohrlochs.

25 m Tiefe

12

1,7 ccm Sauerstoff im Liter;

durchschnittlich 5,1

auch stellte sich bei dem Wasser aus 25 m Tiefe eine gelbliche Farbe nebst Absatzbildung ein. Die Lösung von Eisen kann aber schon bei viel geringerer Tiefe auftreten, wenn der Boden reich an Eisen und organischen Stoffen ist; manchmal findet sie bereits unmittelbar unter der Oberfläche statt, wenn nämlich das Wasser durch Berührung mit einer Schicht modernder Pflanzenreste (Laubdecke, Moor) schon vor dem Eindringen in den Boden den gröfsten Teil seines Sauerstoffes verloren hat.

Aus dieser Art der Entstehung ist es zu erklären, dafs in vielen Fällen erst bei niedrigem oder stark abgesenktem Grundwasserstande Eisenerscheinungen auftreten und dafs die Ausscheidung bei höheren Wärmegraden (wegen des rascheren Entweichens der Kohlensäure) schneller vor sich geht, als bei niedrigen. Da ferner die Zusammensetzung der wasserführenden Schichten, namentlich in den angeschwemmten Bildungen sowohl in senkrechter, wie in wagerechter Dichtung oft grofsem Wechsel unterworfen ist, so kann die Wasserbeschaffenheit an zwei nahegelegenen Punkten in Bezug auf den Eisengehalt gänzlich verschieden sein. Der Mangel an Sauerstoff hat übrigens auch einen moderigen Geruch des Wassers und nicht selten die Bildung von Schwefelwasserstoff zur Folge, indem bei fortschreitender Oxydation der organischen Bestandteile die vorhandenen Sulfate in Sulfite übergeführt werden, aus denen sich unter Mitwirkung der Kohlensäure des Wassers oder der Luft Schwefelwasserstoff entwickeln kann.

Bleihaltiges Wasser. Hier ist auch der Yerunreinigung des Wassers durch Blei zu gedenken, welches zwar nicht in dem von der Natur gebotenen Wasser vorkommt, aber dadurch hineingelangen kann, dafs sich Bleisalze an der Innenfläche der aus Blei hergestellten Hausleitungen bilden und dann vom Wasser aufgelöst werden. Diese gesundheitsschädliche, aber glücklicherweise nur in vereinzelten Fällen aufgetretene Yerunreinigung ist nach den in England (Sheffield) und Deutschland (Dessau, Offenbach a. M.) angestellten Untersuchungen nur bei Wasser zu befürchten, welches sehr weich ist (die Grenze scheint bei 2,5 Härtegraden zu liegen) und gleichzeitig freie Kohlensäure enthält. Die Kohlensäure mufs in solchen Fällen, wenn man nicht Bleirohre mit innerer Zinnbekleidung (sogenannte Mantelrohre) verwenden will, durch Einstreuen von fein zerteiltem kohlensaurem Kalk oder von Kalkspatpulver beseitigt werden. Dieses Pulver bindet die Kohlensäure, indem es zu doppeltkohlensaurem Kalk umgewandelt wird und macht so die Bildung des giftigen Bleisalzes (kohlensaures Bleioxyd) unmöglich. Das Wasser verliert dadurch zwar seine freie Kohlensäure; doch ist diese, obwohl sie entschieden den Geschmack verbessert, keine unerläfsliche Bedingung der Güte, da manche tadellos schmeckende Wässer die Kohlensäure nur in gebundenem Zustande enthalten.

Wärmegrad des Wassers.

Dafs der Wärmegrad des Wassers , ein möglichst beständiger sein sollte, wurde schon oben erwähnt; für den Geschmack ist er am günstigsten, wenn er zwischen 9 und 12° C. liegt. Obwohl in gesundheitlicher Beziehung die Gleichmäfsigkeit des Wärmegrades weniger wichtig ist, als das Fehlen schädlicher Beimengungen, so pflegt doch von der Bevölkerung ein so grofser Wert darauf gelegt zu werden, dafs in Städten, welche auf Yersorgung mit Flufs- oder Tagewasser angewiesen sind, nicht selten trotz aller Belehrung das vielleicht sehr schlechte, aber kühle Wasser der ehemaligen Hausbrunnen beim Genüsse bevorzugt wird. Zum Teil liegt dies auch daran, dafs das Wasser dieser Brunnen gewöhnlich viel Kohlensäure enthält und dafs die in ihm meist vorkommenden Nitrate und Chloride anscheinend die Eigenschaft haben, es wohlschmeckender zu machen. Selbst das reinste Wasser schmeckt fade, so lange es frei von Sauerstoff oder Kohlensäure ist und so lange seine Wärme die obengenannte Grenze übersteigt. Im übrigen ist ein niedriger Wärmegrad für die meisten häuslichen, gewerblichen und öffentlichen Zwecke weniger wichtig, in einzelnen Fällen, z. B. zum Bewässern der Gärten und Schmuckplätze, ist sogar ein wärmeres Wasser erwünscht.

Bakteriologische Untersuchung.

Als

Bei dem Yorhandensein von Verbindungen, welche auf Verunreinigungen durch menschliche oder tierische Auswurfstoffe schliefsen lassen, sollte nicht der Chemiker, sondern der Bakteriologe das letzte Wort über die Güte des Wassers sprechen. Die chemische Prüfung bestimmt nur die ungefähre Menge der organischen Stoffe und zwar mittels ihrer Zerstörung durch übermangansaures Kali, wobei 1 Teil auf 5 Teile organische Stoffe gerechnet wird. Es ist der Chemie bisher aber noch nicht gelungen, schädliche organische (etwa den Fäulnisgiften ähnliche) Verbindungen als solche nachzuweisen. Sie betrachtet lediglich das Auftreten von Ammoniak, salpetriger Säure und Schwefelwasserstoff neben den organischen Bestandteilen als Anzeichen einer fauligen Zersetzung; der eigentliche Beweis für diese Annahme fällt jedoch der mikroskopischen Untersuchung zu. Durch diese ist man allmählich darüber klar geworden, dafs viele und wahrscheinlich die meisten Krankheiten durch kleinste Lebewesen (Bakterien oder Spaltpilze, bezw. deren Keime oder Sporen) hervorgerufen werden, deren Hineingelangen in den Körper durch Genufs von Wasser, in welchem sie enthalten sind, recht wohl möglich ist. Die Zahl solcher Lebewesen in nicht ganz reinem Wasser ist aber, wie sich infolge der vervollkommneten Hilfsmittel und der verbesserten Untersuchungsarten herausgestellt hat, eine so grofse (mehrere tausend in einem nicht viele Tropfen zählenden ccm), dafs die Trennung der zahlreichen Arten in schädliche und unschädliche auch jetzt noch mit Schwierigkeiten verknüpft ist. Man begnügt sich deshalb vorläufig damit, demjenigen Wasser den Vorzug zu geben, welches möglichst wenige jener kleinsten Lebewesen enthält, weil ihr massenhaftes Auftreten vermuten läfst, dafs sich unter ihnen auch schädliche (pathogene) Formen befinden. Grenze kann man (nach Plagge und Proskauer) annehmen, dafs ein Wasser mit 100 entwickelungsfähigen Keimen in 1 ccm noch nicht beanstandet zu werden braucht, wobei zu berücksichtigen ist, dafs völlig keimfreies Wasser nur selten gewonnen wird, das aus den heifsen Quellen stammende vielleicht ausgeschlossen, obwohl einzelne Arten auch durch die Siedehitze noch nicht getötet werden. Die genannte Zahl bezieht sich auf frisches, dem Brunnen, der Quelle oder den Filtern entnommenes Wasser, weil die Zahl der Keime bei ruhigem Stehen rasch zunimmt. Das Münchener Leitungswasser hat z. B. im Augenblicke der Entnahme aus dem Boden nur 5 bis 10 Keime in 1 ccm; nach zweitägigem Stehen in einem keimdicht verschlossenen Baume haben sich diese jedoch auf 10500, nach 3 Tagen auf 67000, nach 4 Tagen auf 315000 vermehrt. Gleichwohl bleibt das Wasser hell und klar, was begreiflich erscheint, wenn man berücksichtigt, dafs die grofse Mehrzahl der Bakterien kleiner als ¹/iooo Millimeter ist. Nach Hüppe⁴) stieg die Zahl der kleinsten Lebewesen in einem Brunnen nach

zweitägigem Schliefsen von 26 auf 184600 in 1 ccm und verminderte sich auf 48, als der Brunnen zwei Stunden lang ausgepumpt wurde und das nur wenige Keime enthaltende oder keimfreie Wasser der speisenden Bodenschicht nachfliefsen konnte.

Die Filterung des Wassers durch sandige oder lehmhaltige Bodenschichten von 4 bis 5 m Stärke ist in den meisten Fällen geeignet, es keimfrei zu machen; die beim Schöpfen solchen Wassers Vorgefundenen Keime sind in der Regel auf Luftzutritt zu den Entnahmestellen zurückzuführen. Dagegen fehlt es nicht an Beispielen, dafs in grobkörnigen Schichten oder in den Spalten wasserführender Gesteine eine Fortbewegung der vom Wasser aufgenommenen Keime in der Richtung der Grundwasserströmung stattfindet, wodurch ihr Auftreten an einer anderen Schöpfstelle möglich wird. Auch eine Weiterentwickelung kleinster Lebewesen innerhalb der wasserführenden Schichten ist denkbar, da selbst destilliertes Wasser eine solche nicht ausschliefst.

Die bakteriologische Untersuchung gilt gegenwärtig als das geeignetste Mittel zur Beurteilung der Beschaffenheit des Wassers. Sie übt einen wesentlichen Einflufs auf die Technik der Filtration vom Oberflächenwasser aus (vergl. das Kapitel über Wasserreinigung) und lehrt die Verunreinigung von Quellen und Grundwasserbrunnen kennen und vermeiden. In den letzten Jahren ist wiederholt nachgewiesen, dafs Typhusepidemien auf Infektion des Leitungswassers durch Typhuskeime zurückzuführen sind. Der Typhuskeim zeigt im reinen Brunnenwasser eine besondere Lebensfähigkeit. Nach den Untersuchungen von Percy Frankland hält sich der Typhusbazillus in gewöhnlichem Brunnenwasser bis zu 33 Tagen, in Themse- und Loch-Katrine-Wasser nur 9 bezw. 19 Tage. In sterilisiertem Wasser zeigt sich ein umgekehrtes Verhältnis. Als Ursache dürfte die Tätigkeit der Wasserbakterien anzusehen sein; je zahlreicher diese vorhanden sind, desto schneller werden pathogene Keime überwuchert und unterdrückt. Hieraus würde folgen, dafs sehr reines Wasser der Infektion durch Schädlinge besonders zugänglich ist.

Beispielsweise gaben in Basel zwei Typhusepidemien Veranlassung zur bakteriologischen Untersuchung des Quelleitungswassers während der Jahre 1891 und 1892. v. CLhomski ermittelte als kleinste Keimzahl 25 bis 100, als höchste 1090 bis 3024 im ccm. Die Anschwellungen der Bakterienzahlen traten mitunter nach gröfseren Niederschlägen plötzlich auf. Als Ursache wurde die Verunreinigung des Quellwassers durch oberirdische Zuflüsse infolge mangelhafter Filterung durch den Boden festgestellt.

Dieselbe Erscheinung ist von E. Cramer an dem Quellwasser der Stade Heidelberg be

obachtet.

In Mülheim im Breisgau ist 1891 eine Typhusepidemie durch Infektion der Quellwasserleitung zur Zeit der Schneeschmelze aus einem oberhalb der Quellen gelegenen Typhusherd entstanden. In Sandproben von der Bodenstelle, wo die Infiltration stattgefunden hat, sind Typhusbazillen durch Schottelius isoliert worden.

Pfuhl hat nachgewiesen, dafs infolge der Sauge Wirkung beim Herabsinken des Grund wassers in den Boden Bakterienkeime in die Tiefe gelangen und selbst auf mehrere Meter in wagerechter Richtung mitgeführt werden können.

In weiten Kreisen bekannt geworden ist der Vorgang bei der infolge des Zutritts von Elbhochwasser eingetretenen Verunreinigung des Dresdener Leitungswassers aus dem Wasserwerk an der Saloppe, welchen u. a. Gärtner in der Hygienischen Rundschau, 1897, No. 2 u. 3 eingehend besprochen hat.

Ein besonders bemerkenswertes Beispiel zu dem Kapitel „Wasserleitung und Typhus“ bieten die Typhusepidemien im Jahre 1898 in den beiden Städten Weimar und Apolda. Beide in Bezug auf Bebauung und Art der Bevölkerung sehr verschiedene Städte, welche aus Quellen versorgt werden, die im Ilmtal beim Dorfe Oettern oberhalb Weimar entspringen, sind gleichzeitig durch völlig parallel verlaufene Typhusepidemien heimgesucht worden. Das Wasser dieser r,Quollen“ ist kein eigentliches Quellwasser, sondern, wenigstens zum grofsen Teil, Ilmwasser, welches 4,5 km oberhalb der Quellen aus der Ilm durch Spalten in den das Flufsbett bildenden Wellenkalk eindringt und an der Entnahmestelle wieder hervorquillt. Diese Herkunft des Wassers ist durch Gärtner überzeugend nachgewiesen und zwar sowohl durch den Kochsalz-Versuch, als auch durch Einführung des Bacillus ruber, der für gewöhnlich in der Ilm nicht vorkommt. Das Kochsalz erschien nach 19 Stunden; die ersten Bakterien fanden sich 17 Stunden nach der Einschüttung in die Spalten des Ilmbettes in den Quellen wieder. Damit ist die Möglichkeit gegeben, dafs von oberhalb liegenden Ortschaften, in welchen nachweislich der Typhus fast niemals völlig erlischt, Typhuskeime in die Brunnenstuben und von da zu den Bewohnern von Weimar und Apolda gelangen.

Zur Abhilfe werden gegenwärtig für die Wasserversorgung von Weimar Tiefbrunnen hergestellt, welche das Grundwasser aus Bodenschichten entnehmen, die der Verunreinigung nicht ausgesetzt sind.

Nach einer Mitteilung von Dunbar auf dem X. Internationalen Kongrefs für Hygiene und Demographie zu Paris fand er in einem Brunnen zu Cuxhaven, dessen Umwohner damals frei von Typhus waren, Typhusbazillen vor. Etwa 8 Tage später traten unter denen, die das Wasser des Brunnens getrunken hatten, 20 Fälle von Typhus auf. Es liegt also hier der seltene Fall vor, dafs das Auffinden des Typhusbazillus im Wasser gelang und dem Ausbruche der Krankheit voraufging.

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§ 5. Wahl des Bezugsortes. Nur in seltenen Fällen ist man auf eine einzige Art der Gewinnung des erforderlichen Wassers angewiesen; meistens sind mehrere Bezugsquellen vorhanden, welche für sich oder in gegenseitiger Ergänzung in Frage kommen können. Über die vorteilhafteste Bezugsart haben die allgemeinen Vorarbeiten zu entscheiden, welche in jedem einzelnen Falle mit Sorgfalt ausgeführt werden sollten, weil es sich fast immer um bedeutende Anlagekosten handelt. Die Aufgabe dieser Vorarbeiten ist es, eine Entnahme ausfindig zu machen, mittels welcher Wasser in ausreichender Menge und Güte so zugeführt werden kann, dafs die Summe der Anlagekosten und der kapitalisierten Betriebskosten möglichst klein wird.

Je nach der Erscheinungsform, in welcher das Wasser in der Natur vorkommt, lassen sich folgende Bezugsquellen unterscheiden:

A. Oberirdisches Wasser.

Flufswasser.

Wasser aus natürlichen Seen.

V)

„ Sammelteichen (künstlichen Seen). „ Regenwasserbehältern (Zisternen). Destilliertes Wasser.

B. Unterirdisches AVasser. Gewöhnliches oder eigentliches Grundwasser.

Quellen (zu Tage tretendes Grundwasser).

Dünen- und Drainwasser (schwebendes Grundwasser). Tiefgrundwasser aus Stollen und Brunnen.

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Flufswasser. B.ei der Flufswasserversorgung sind die Anforderungen, welche an ein gutes Trinkwasser gestellt werden müssen, kaum jemals zu erreichen, weil die Wärme des Flufswassers im Sommer, wo ein kühler Trunk den gröfsten Wert hat, sehr hoch ist, während sie im Winter oft dem Gefrierpunkt nahe kommt. Hieran wird auch nur wenig durch den Umstand geändert, dafs der die Leitungsröhren umgebende Boden im Sommer kühler und im Winter wärmer ist, als das Flufswasser, da Beobachtungen sowohl wie Berechnungen auch bei langen Leitungen nur einen geringen Einflufs des Bodens ergehen. Bei der 131 km langen Leitung der Quellen des Dhuis-Flusses nach Paris wurde z. B. in den 4 Jahren 1874 bis 77 als gröfste Abkühlung 2,5° C. (von 10,8 auf 8,3 im Februar) und als stärkste Erwärmung 2,14° (von 10,60 auf 12,74 im August), bei der 173 km langen Vanne-Leitung eine solche von 1,7 bezw. 2° und bei der 107 km langen Wiener AVasserleitung (nach einmaliger Beobachtung im September 1873) eine Er- Wärmebeobachtungen ander Breslauer Leitung 1883184. wärmung von 6,2 auf 8° festgestellt.

Wenn auch der Unterschied zwischen der Wärme des Flufswassers und der 2Q Erde gröfser ist, als bei den genannten Quellwasserleitungen, so pflegt doch 18‘ wegen der meist viel geringeren Länge der Leitung eine nur mäfsige Ausgleichung einzutreten. Dies geht z. B. aus Abb. 16 hervor, in welcher Beobachtungen an der Breslauer AVasserleitung tll dargestellt sind. Die stark ausgezogene Linie, welche zwischen 0,7 und 19° C. 10 über Null schwankt, bezeichnet den AVärmegrad des Oderwassers, die daneben befindliche schwächere und die etwas höher liegende punktierte Linie die AVärme des Leitungswassers an zwei Entnahmestellen; ferner die vierte die 2°

Erdwärme in 1,25 m Tiefe unter der Erdoberfläche, entsprechend der Verleg- 0 ungstiefe der meisten Rohrleitungen.

Eine Abkühlung des Wassers ist nach diesen Beobachtungen fast gar nicht zu bemerken, es ist sogar an der einen Verbrauchstelle noch wärmer, als das AVasser der Oder. Dieser auf den ersten Blick auflallende Umstand ist darauf zurückzuführen, dafs eine Erwärmung in den aufserhalb der Erde befindlichen Hausleitungen stattfindet; eine solche tritt namentlich in Rohren ein, welche an der von den Sonnenstrahlen beschienenen Hausseite in die Höhe geführt sind. In solchen Fällen pflegt insbesondere das AVasser in den oberen Stockwerken sehr warm zu werden und es beruht hierauf die Tatsache, dafs im Sommer zur Erlangung von etwas kühlerem AVasser der Inhalt der Steigeleitung abgelassen zu werden pflegt.

Das Flufswasser ist gewöhnlich weich, doch findet man häufig in dem oberen, mehr unter dem Einflufs der Quellen stehenden Laufe auch hartes Flufswasser. Der Härtegrad wird durch die geologische Beschaffenheit des- Quellengebiets, durch die

Abb. 16.

Mai

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Wärme in Celsiusgr&den,

Wärmelinie des Oderwassers

„    ,, Bodens in 1,25 m Tiefe

I „    „ Leitungswassers an zwei

)    Verbrauchstellen.

gröfsere oder geringere Speisung des Flufslaufs mit Grundwasser und unter Umständen auch durch das Einleiten von Fabrik- oder sonstigem Wasser bedingt. Das infolge von Niederschlägen oberflächlich zufliefsende Regenwasser verwischt diesen Einflufs mehr oder weniger, so dafs das Flufswasser bei hohen Wasserständen weicher zu sein pflegt.

Eine Darstellung der Schwankungen, welche nach Reichardts Untersuchungen die Abdampfrückstände des Saalewassers hei Jena aufweisen, findet sich in Abb. 17. Dieser Gehalt schwankte innerhalb eines Jahres zwischen 8 und 31,2, der Kohlensäuregehalt zwischen 5,1 und 13,2 mg im Liter und die Härte zwischen 2,3 und 11,7°. Von ähnlichen Beobachtungen sind noch diejenigen an der Elbe bei Magdeburg bekannt geworden, wo die Härte zwischen 6 und 11°, der Gehalt an Rückständen zwischen 313 und 421, an Magnesia zwischen 17 und 34, an Chlor zwischen 111 und 152, an organischen Stoffen zwischen 9 und 51 mg wechselt; diese Schwankungen sind wesentlich der stärkeren oder schwächeren Einleitung von Abwässern der Stafsfurter Kaliindustrie und der Mansfelder Gruben, bezw. deren gröfserer oder geringerer Verdünnung zuzuschreiben. Es unterliegt aber keinem Zweifel, dafs das Wasser eines jeden Flusses einem Wechsel bezüglich seiner Beschaffenheit unterworfen ist und dafs bei niedrigen Wasserständen, wo die Zuflüsse aus den Quellen und dem Grundwasser vorherrschen, im allgemeinen Trockenrückstand und Härte gröfser sind, als bei Hochwasser. Erwähnenswert ist ferner, dafs das Wasser innerhalb eines und desselben Querschnittes seine Beschaffenheit wechselt. Dies ist in Magdeburg und auch in Lahovic bei Prag beobachtet, wo das Wasser der Moldau infolge des Zuflusses von Grundwasser in verschiedenen Entfernungen vom Ufer wechselnde Härten besitzt.⁴¹)

Im übrigen ist es möglich, das Flufswasser durch Ablagerung und Filterung nicht allein von den schwebenden Stoffen zu befreien, sondern ihm auch noch etwa 20°/o der organischen Bestandteile zu entziehen und den Gehalt an Keimen auf denjenigen eines guten Grund- und Quellwassers zurückzuführen. Es wird sich deshalb, wenn der Flufs nicht allzusehr verunreinigt ist, in den meisten Fällen ein gutes Brauchr wasser erzielen lassen, welches wegen seiner Weichheit zu fast allen wirtschaftlichen und gewerblichen Zwecken geeignet ist und welches stets in ausreichender Menge bezogen werden kann. London wird beispielsweise mehr als zur Hälfte mit Themsewasser versorgt, welches von den oberhalb belegenen Ortschaften mehr oder weniger

I    Abb. 17.

Schwankungen der Trockenrückstände im Saale-, Brunnen- und Quellwasser zu Jena.

18 72

1873

Juni >

Juli

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Bückstände (Milligramm im L iter)

Saale----Brunnen

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⁴¹) Woehenschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1889, S. 392.

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verunreinigt ist; ebenso entnimmt Altona sein Leitungswasser der durch die Abgänge von Hamburg und Altona verunreinigten Elbe: gleichwohl wird in beiden Fällen durch zweckmäfsige Ablagerung und Filterung ein ganz brauchbares Wasser erzielt. — Nach den Ermittelungen von Thiem wurden 1881 bis 82 von 107 deutschen Städten mit zusammen 7140000 Köpfen 13 Städte mit 1992000 Einwohnern durch Flufswasser versorgt⁵), worin neben einem Teile der Einwohner von Berlin diejenigen von Hamburg, Breslau, Magdeburg, Bremen, Stettin, Lübeck, Braunschweig, Posen, Rostock, Ratibor und Brieg enthalten sind. Aufserdem benutzt noch eine Anzahl von Städten das Flufswasser als Aushilfe. Im übrigen hat die Zahl der Flufswasserversorgungen in Deutschland seit 20 Jahren keine Erhöhung mehr erfahren; vielmehr wird die überwiegende Anzahl der seitdem mit Wasserleitung versehenen Städte durch Grundwasser versorgt. Ferner sind mehrere der vorgenannten Städte gegenwärtig im Begriff, die Yersorgung mit Flufswasser zu verlassen oder einzuschränken und an seiner Stelle Grundwasser zu gewinnen. Zu diesen Städten gehören Berlin, Braunschweig, Breslau, Brieg, Magdeburg, Stettin und Worms. Auch Hamburg, welches erst vor einem Jahrzehnt durch Anlage ausgedehnter Filter eine wesentliche Verbesserung seiner Wasserversorgung durchgeführt hat, beginnt ernstlich mit Vorarbeiten zur vollständigen oder teilweisen Versorgung des Stadtgebiets durch Grundwasser.

Zur Bestreitung der Kosten für diese sehr eingehenden Yorarbeiten sind seitens der Bürgerschaft 320000 M. bewilligt. Sobald die eingehenden Ermittelungen über die bisher in Hamburg und in der Umgegend ausgeführten Flach- und Tiefbohrungen zum Abschlufs gekommen sind, soll durch Bohruntersuchungen festgestellt werden,

1.    ob sich das Grundwasser in strömender Bewegung befindet oder ob die wasserdurchlässigen Schichten des Untergrundes nur mit Wasser gefüllte Becken bilden,

2.    in welcher Richtung eine etwaige Bewegung stattfindet und wie mit Rücksicht darauf etwaige Fassungsanlagen zu legen sind,

3.    mit welcher Geschwindigkeit das Grundwasser fliefst, sofern es überhaupt in Bewegung ist und auf welche dauernde Ergiebigkeit der Fassungsanlagen zu rechnen ist,

4.    ob das geförderte Wasser auch bei dauernder Entnahme allen gesundheitlichen Anfordeningen genügt oder doch so beschaffen ist, dafs es auf einfache Weise diesen Anforderungen entsprechend hergerichtet werden kann.

In Berlin ist die ältere Hälfte des Tegeler See Wasserwerkes bereits durch ein Brunnenwerk ersetzt worden. Seitdem werden täglich 40000 cbm Brunnenwasser zunächst noch vermischt mit dem von der zweiten Hälfte des Werkes gelieferten Seewasser nach Berlin gefördert. Die Entwürfe für den Ausbau der zweiten Hälfte des Tegeler Seewasserwerkes zur Grundwasserversorgung, sowie die Mittel für diesen Bau im Betrage von 1820000 M. sind von den Gemeindebehörden bewilligt, weil die Yer-schmutzung des Tegeler, wie des Müggelseewasser in Besorgnis erregendem Mafse zugenommen hat. Hach dem Entwürfe soll die neue Grundwasserfassung eine Gesamtlängenausdehnung von 2300 m erhalten. 72 Brunnen sollen erbohrt werden. Jedem Brunnen wird eine Höchstleistung von 7 sl und eine mittlere von 4,75 sl zufallen.⁶)

Der Umbau des Müggelsee-Wasserwerkes in ein Brunnenwerk für seine volle Tagesleistung von 160000 cbm ist in Angriff genommen.

Versorgung aus natürlichen Seen und aus Sammelbecken. Der Flufs-wasserversorgung am nächsten kommt die Entnahme aus natürlichen Seen und aus Sammelbecken, welche als künstliche Seen aufgefafst werden können. Als gröfsere Beispiele für die weniger häufig vorkommende Versorgung aus natürlichen

Seen sind neben den bisherigen Berliner Anlagen am Müggel- und Tegeler See zu nennen: Zürich (Züricher See), Lausanne (Genfer See), Genf (Genfer See bezw. Rhone beim Ausflufs aus dem See), Glasgow (Katrine-, Drunkie- und Vannachar-See), Chicago (Michigan-See), Cleveland (Erie-See) und Toronto (Ontario-See). Vergleichsweise häufiger ist die Versorgung aus künstlichen Seen; sie kommt namentlich in England und in Nordamerika vielfach vor. Insbesondere ist es die nördliche Hälfte von England, sowie Südschottland, ferner ein Teil von Irland, welche sich zu derartigen Anlagen eignen; am häufigsten findet man sie in dem Teile Englands, welcher von der nordsüdlich streichenden Pennine-Kette durchschnitten wird, und in welchem die Grafschaften \rork, Lancaster und Derby liegen. Die genannte Kette bildet ein nahezu unbebautes und nur mit Heidekraut bedecktes, ausgedehntes Hügelland. Aus den vermodernden Teilen des Krautes hat sich im Laufe der Zeit eine torf artige Schicht gebildet, welche die reichlichen Niederschläge zurückhält und sie allmählich an die tief eingeschnittenen Täler abgibt, wo sie in Form kleiner Quellen zu Tage treten. Die Täler haben Moorboden, der auf Kohlensandstein aufliegt; unter diesem befindet sich ein undurchlässiger Tonschiefer, in welchen der Tonkern des abschliefsenden Dammes eingeschnitten werden kann. Oberhalb der einen Teil des Tales abschliefsenden Dämme (Talsperren) sammelt sich das etwas gelblich gefärbte Wasser, welches die unterhalb belegenen Städte (Liverpool, Manchester, Leicester, Leeds, Sheffield, Blackburn u. a.) versorgt. Edinburg, Dundee, Stirling und einige andere schottische Städte erhalten ihr Wasser in ähnlicher Weise, ebenso Dublin. — Von nordamerikanischen Städten, welche Wasser durch solche Anlagen beziehen, mögen unter mehreren in den Staaten New York, New Jersey, Pennsylvania und Maryland belegenen Städten nur New AMrk, Albany und Baltimore, sowie von australischen Städten Melbourne genannt werden.

In Deutschland besitzen Königsberg i. Pr., Stuttgart und Freiberg i. S. schon seit Jahren künstlich hergestellte Sammelteiche zur Versorgung; ferner sind gröfsere Sammelbecken ausgeführt in Einsiedel (Chemnitz), im Eschbachtal bei Remscheid und an anderen Orten Westfalens und des Rheinlandes (vergl. Abb. 3, Taf. I), abgesehen von einer Anzahl anderer Anlagen in verschiedenen Gegenden Deutschlands. — In Spanien, wo für die Versorgung von Madrid vor etwa 40 Jahren eine Talsperre erbaut wurde, befindet sich eine Anzahl älterer Sammelbecken, die vorzugsweise für Bewässerungszwecke bestimmt sind⁷); in Frankreich dient die Mehrzahl der vorhandenen Becken zur Speisung von Kanalhaltungen, sowie zur Bewässerung, und nur die Ende der sechziger Jahre erbaute Furens-Talsperre bei St. Etienne wurde auch zur Ansammlung des Wassers behufs Versorgung dieser Stadt erbaut; in der Schweiz ist während der siebziger Jahre ein Stauanlage im Seyon-Tal zur Versorgung von Neuenburg und in Belgien das Gileppe-Becken zur Lieferung des Wassers für Venders ausgeführt; in Holland wird Maestricht aus einem Staubehälter versorgt.

Der Talsperrenbau wird in Bd. II, Kap. II behandelt. Über Gröfse und Ab-hufsmengen der Sammelbecken handelt § 3 dieses Kapitels; ihre Anlage wird, soweit sie für die Wasserversorgung in Betracht kommt, in Kap. III dieses Bandes besprochen.

Das Wasser der Sammelteiche steht ebenso wie das der Flüsse mit der Luft in Berührung, jedoch mit dem Unterschiede, dafs sich im Winter leichter eine die Luft

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abscliliefsende Eisdecke bildet und dafs die Bewegung des Elufswassers fehlt. Dem steht jedoch als günstiger Umstand die Ruhe gegenüber, zu welcher das Wasser innerhalb des Beckens gelangt und welche die Ausscheidung auch sehr feiner Sinkstoffe ermöglicht. Obwohl diese Ausscheidung in erster Linie als Ursache der Klärung des zugeflossenen Wassers anzusehen ist, so wirken daneben doch auch chemische und organische Vorgänge mit. Diese gehen einmal von dem Sauerstoff aus, welcher in der Luft des zufliefsenden Wassers enthalten ist und anderseits von den kleinen und kleinsten Lebewesen, die sich namentlich in den wärmeren Schichten des Wassers entwickeln. Nach dieser Klärung pflegt ein Beharrungszustand einzutreten, welcher nur unter bestimmten Verhältnissen unterbrochen wird. Dahin gehört z. B. die starke Erwärmung der oberen Wasserschicht im Hochsommer bei windstillem Wetter, die einen Austausch mit den kühleren und schwereren unteren Schichten erschwert und die Bildung von Pflanzen und Wassertierchen in den oberen Schichten begünstigt. Insbesondere ist dies der Fall, wenn der Behälter gröfsere Flächen von geringer Tiefe oder flache Ufer besitzt, auf denen sich der fruchtbare Schlamm des zufliefsenden Wassers abgelagert hat. Dann befördert auch bald der erwärmte Boden das organische Leben, dessen absterbende Reste den Sauerstoff der im Wasser vorhandenen Luft auf zehren, ihm einen modrigen Geschmack mitteilen und beim Ausbleiben auffrischender Zuflüsse kohlenwasserstoffhaltige Gase ausscheiden, so dafs die Verwendung des Wassers zu Versorgungszwecken in Frage gestellt wird. Ist jedoch der Behälter ausreichend grofs und auch in der Rahe der Ufer so tief (möglichst 4 bis 6 m), dafs Wasserpflanzen sich nicht bilden können, findet ferner in nicht zu langen Zwischenräumen eine Auffrischung des Inhaltes durch Zuflufs statt, so sind die erwähnten Übelstände nicht zu befürchten. Man mufs freilich dafür sorgen, dafs das zufliefsende Wasser nicht von vornherein zu unrein ist. Auch mufs in längeren Zwischenräumen eine Beseitigung des abgelagerten Schlammes vorgenommen werden; ferner darf eine Filterung nicht fehlen⁸), welche übrigens leicht ausgeführt werden kann, da das Wasser nur ausnahmsweise Sinkstoffe enthält. Diese machen sich höchstens in Sammelgebieten mit tonigem Boden in störender Weise bemerklich, namentlich bei längerem Regenwetter und kleinen Sammelbecken.

Dafs das Ergebnis der Filterung ein gutes ist, geht aus Abb. 18 hervor, welche die Zahl der Keime angibt, die bei dem Wasser des Züricher Sees im Jahre 1889 vor und nach der Filterung in 1 ccm ermittelt wurde. Es handelt sich hier zwar um einen natürlichen See, doch gestatten die Ergebnisse auch einen Rückschlufs auf das Verhalten des Wassers eines künstlich hergestellten Sammelbeckens. Aus der Zusammenstellung ist zu ersehen, dafs trotz der verhältnismäfsig grofsen Geschwindigkeit, mit welcher die Filter arbeiten (3 bis 12 m, durchschnittlich 6 m täglich), der bei weitem gröfste Teil der Keime zurückgehalten wurde. Das Seewasser enthielt durchschnittlich 164, das gefilterte Wasser 16 Keime in 1 ccm: die organischen Stoffe wurden von

Abb. 18. Zahl der Keime in 1 ccm Wasser des Züricher Wassenverlcs. 1889.

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18.3 auf 14,6 und das gebundene Ammoniak von 0,035 auf 0,020 mg im Liter er-mäfsigt. Da ferner die unteren Wasserschichten tiefer Behälter im Sommer wesentlich kühler sind, als die Luft, so hat man es in der Hand, durch Entnahme aus genügender Abb. 19. Wärmemessung im Züricher See.

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Tiefe einen Wärmegrad des Wassers zu erzielen, der dem für gutes Trinkwasser geforderten nahekommt.

In welcher Weise die Wärmeabnahme stattfindet, zeigt für den Züricher See Abb. 19. Anfang Juni 1889 hatte das Wasser an der Oberfläche 19° C.; die Wärme nahm mit der Tiefe allmählich ab und betrug bei 16 m Tiefe noch 6,7° C. Die gröfste Erwärmung in dieser Schicht stellte sich gegen Anfang September ein und betrug 9,4° C., während im Winter eine Abkühlung bis auf 3° beobachtet wurde. Dies ist eine Folge des Herabsinkens der oberen, im Winter bis nahe an den Nullpunkt erkalteten und deshalb schwerer gewordenen Wasserschicht; sie hält bis über den Sommer hinaus vor, weil in der wärmeren Jahreszeit das warme Wasser oben bleibt und eine Erwärmung der unteren Schichten nur durch das nicht erhebliche Leitungsvermögen des Wassers eintritt. Messungen in gröfserer Tiefe (jedoch nicht fortdauernd) sind von Thiem⁴⁶) am Würm-See, sowie am Walchen-See und von Oesten⁴⁷) an mecklenburgischen Seen vorgenommen; sie ergeben im Sommer für 20 m Tiefe etwa 6 bis 7°, bei 30 m = 5 bis 6° C., doch finden sich auch

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⁴⁶)    Thiem, Vorprojekt für die Wasserversorgung der Stadt München, 1881, S. 46.

⁴⁷)    Oesten, Wassertemperatur in Landseen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1886. Eine Zusammenstellung von Wärmemessungen in verschiedenen Seen liefert Zöppritz in Wagner’s geographischem Jahrbuch 1881, S. 65; 1883, S. 33; 1885, S. 43. Vergl. ferner: A. Pfenniger, Beiträge zur Biologie des Züricher Sees. Zeitschr. f. Gewässerkunde, Bd. IV, 6. Heft. — Über die Farbe des Wassers in Seen als Anhaltspunkt zur Be-

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Abweichungen, z. B. im Dolgen-See, der bei 24 m noch 14,7° zeigte, was auf das Zuströmen von wärmerem Grundwasser, sowie auf den dunkel gefärbten Boden des Sees zurückzuführen sein dürfte. — Der Neuenburger See hat in 100 m Tiefe eine Wärme von 5°, der Mond-See in 190 m Tiefe eine solche von 4,25° C.

Es ist noch zu erwähnen, dafs die Filter überdeckt sein müssen, um nicht im Sommer wieder eine Erwärmung des Wassers (welches in Zürich aus 14 m Tiefe entnommen wird, da tiefere Entnahme nicht möglich ist) herbeizuführen. Im übrigen macht sich bei lang andauernden Wintern der Einflufs der die Luft absperrenden Eisdecke dadurch geltend, dafs das Wasser namentlich der flachen und schlammhaltigen Teiche einen etwas modrigen Geruch annimmt, den es jedoch verliert, wenn es eine Zeitlang in offener Leitung mit der Luft in Berührung gebracht wird.

Das aus Sammelteichen und Seen gewonnene Wasser ist meistens weich; doch finden sich auch hier je nach den örtlichen Verhältnissen grofse Unterschiede. So enthält das Wasser von Gloucester 248, das von Manchester nur 70 und das von Whitehaven nur 21 mg Rückstände im Liter.

Der Versorgung aus Sammelteichen in gewissem Sinne verwandt ist die Sammlung des Regenwassers in Zisternen, welche vielfach in Seestädten mit brackigem Grundwasser und in Gegenden angewandt wird, wo die Herstellung von Brunnen wegen felsigen Bodens oder aus anderen Gründen mit Schwierigkeiten verbunden ist. Die Wassermenge, welche auf diese Weise von den Dächern u. s. w. gewonnen werden kann, ist nicht unbeträchtlich, da sie das 0,6 bis 0,8 fache der Regenmenge, also z. B. bei 100 qm Fläche und 60 cm Regenhöhe 36 bis 48 chm jährlich beträgt. Sorgt man dafür, dafs das beim Beginne des Regens von den Dächern abfliefsende AVasser nicht in die Zisterne gelangt und dafs die zugehörige Filtervorrichtung, sowie der Reinwasserbehälter stets kühl und sorgfältig rein gehalten wird, so läfst sich ein ganz brauchbares AVasser erzielen, welches sehr weich ist und von seinem Entstehungsorte her meistens etwas Ammoniak enthält.

An dieser Stelle ist auch die A⁷ersorgung mit destilliertem AVasser zu erwähnen, welches nicht blofs für den Schiffsgebrauch, sondern an regenlosen Küstenstrichen zugleich für die Versorgung von Haushaltungen und öffentlichen Anlagen, sowie zu sonstigen Zwecken aus dem Meerwasser gewonnen wird. Beispielsweise geschieht dies an einigen Besatzungsplätzen des roten Aleeres, auf verschiedenen Inseln der regenlosen Zone, welche zugleich als Kohlenlager dienen und an der südamerikanischen Küste.⁴⁸) Ein Zusatz von Salzen, bezw. von Zucker oder Oxalsäure, um das gewonnene, sehr reine, aber völlig weiche Wasser schmackhafter zu machen, findet nur ausnahmsweise statt; dagegen mufs stets ein Einpumpen von Luft vorgenommen werden.

Versorgung mit Quellwasser und Grundwasser. Die meisten Anhänger unter den verschiedenen Versorgungsarten zählt gegenwärtig die Quellwasserversorgung und die Versorgung durch Grundwasser. Eine Unterscheidung zwischen Quell- und Grundwasser ist nicht immer durchzuführen, weil das Quellwasser häufig nur eine bestimmte Erscheinungsform des Grundwassers ist. Tritt das in den Boden eingedrungene Regenwasser in Form von gebundenen Wasserstrahlen mit merklicher Geschwindigkeit urteilung seiner Güte, sowie über einige andere hier in Frage kommende Punkte siehe 0. Lueger, Die Wasserversorgung der Städte, Heft III. Darmstadt 1892. S. 372.

⁴⁸) Auch Vlissingen wurde früher mit destilliertem Seewasser versorgt, die aber durch eine Dünenwasserleitung ersetzt wurde; siehe Kapaun, Der Trinkwasserapparat im Hafen von Vlissingen auf der Insel Walchern. Wochenschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1880, S. 149.

zu Tage, so nennt man es Quellwasser, während es Grundwasser genannt wird, so lange es sich noch auf dem AVege nach der Ausflufsstelle befindet. In der Regel pflegt der Sprachgebrauch mit dem AVorte Quelle den Begriff einer gewissen Höhenlage zu verbinden, während das Grundwasser mehr in der Tiefe vermutet wird. Dies ist jedoch nicht immer richtig, da das nämliche AVasser auf seinem nach abwärts gerichteten AVege bald die Form von Grundwasser, bald diejenige von Quellen annehmen kann. Beide haben den Yorzug, dafs sie bei ihrer Bewegung in den durchlässigen Schichten eine für Yersorgungszwecke sehr geeignete AYärme angenommen haben und in der Alehr-zahl der Fälle infolge ihrer Filterung durch den natürlichen Boden so rein sind, dafs sie ohne weitere Behandlung zu Genufszwecken verwendet werden können. Diese Reinheit bezieht sich insbesondere auch auf den Gehalt an kleinsten Lebewesen, welche bei genügender Stärke und Beschaffenheit der Deck- und Filterschicht so gut wie vollständig ausgeschieden werden.

Dadurch, dafs man in neuerer Zeit die Art des Auftretens und die Bewegungs

erscheinungen des Grundwassers näher kennen lernte, hat man gefunden, dafs es sehr oft möglich ist, in der Umgebung der Stadt die zu ihrer Versorgung nötigen AYasser-mengen in der Form von Grundwasser aufzufinden und sich auf diese AYeise von dem AVasser der Flufsläufe unabhängig zu machen. Manchmal gelingt es auch, das

Grundwasser in solcher Höhe zu gewinnen, dafs die Anlage eines Pumpwerkes ganz vermieden werden kann oder nur in be-

Abb. 20. Wärmebeobachtungen an der Dresdener und Leipziger Leitung 1890191 u. 1889J90.

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schränktem Umfange nötig ist. Diese Umstände sind Veranlassung gewesen, dafs die Mehrzahl der im letzten Jahrzehnt namentlich in Deutschland und Österreich, aber auch in Frankreich und Italien ausgeführten AVasserleitungen auf' der Gewinnung von Grundwasser beruht.

Die verschiedenen Anlagen zur Gewinnung und Sammlung des Grundwassers, also die Sammelbrunnen, Sammelleitungen u. s. w. werden im III. Kap. zur näheren Besprechung gelangen. Die zweckmäfsigste Lage der Gewinnungsstelle zu ermitteln, ist Aufgabe der Vorarbeiten; als Grundsatz darf gelten, dafs die Entnahme aus einem Grundwasserstrome und nicht aus einem Grundwasserbecken stattzufinden habe; es sei denn durch Untersuchungen festgestellt, dafs das Becken einen den Bedarf deckenden Zuflufs und AVasser von dauernd guter Beschaffenheit besitzt. Da der Zuflufs des Grundwassers in der Nahe der offenen Gewässer am stärksten

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ist, so werden die am Ufer der Flüsse befindlichen Anlagen sich verhältnismäfsig als die ergiebigsten erweisen. Bei grofser Nähe des Flusses macht sich allerdings häufig dessen Einwirkung auf die Beschaffenheit des Grundwassers bemerkbar. So ist in Dresden das AVasser, welches aus den dicht an der Elbe in 5 bis 6 m Tiefe liegenden Saminel-rohren gewonnen wird, im Sommer wärmer und im AVinter kühler, als das unbeeinflufst

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¹

) Vergl. z. B. F. Fischer, Das Wasser, seine Verwendung, Reinigung und Beurteilung. 2. Auflage

²

1891, S. 32.

³

) Nach Tiemann-Gärtners Handbuch der Untersuchung und Beurteilung der Wässer. Bearbeitet von Walter u. Gärtner. 4. Auflage. Braunschweig 1895. S. 4 u. 751.

⁴

) Hüppe, Über die Wasserversorgung durch Brunnen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1889, S. 15, 42, 80.

⁵

)    Thiem, Anlage und Betriebsergebnisse deutscher Wasserwerke. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1884, S. 411 u. f. Für die Bevölkerungsziffern ist die Zählung von 1880 mafsgebend gewesen.

⁶

)    Techn. Gemeindeblatt 1902, S. 215. — Das Wasser 1902, S. 848.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

⁷

) A. v. Llaurado, Wasserbehälter in Spanien. Bericht für den V. Internationalen Binnenschiffahrts-kongrefs zu Paris 1892. Hier sind auch die bei den älteren Behältern eingetretenen Verschlammungen und die Mittel zu deren Beseitigung besprochen.

⁸

) Eine gröfsere Zahl von nordamerikanischen Städten benutzt das Wasser in ungefiltertem Zustande, was aber nicht nachgeahmt werden sollte (vergl. z. B. Allen Hazen, The filtration of public water-supplies. New York 1895). Vielleicht ist hierauf der Umstand mit zurückzuführen, dafs eine mangelhafte Beschaffenheit des aufgespeicherten Wassers sich besonders im Westen und Südwesten von Nordamerika (z. B. in San Franzisko und Oakland) fühlbar macht, wo infolge lange ausbleibender Niederschläge ein Vorrat für 900 Tage angesammelt werden mufs. (Le Conte, Verschlechterung des an der Pacific-Küste aufgespeicherten Wassers und deren Verhütung; Vortrag in Chicago, auszugsweise wiedergegeben im Journ. f. Gasbel. u. Wasser-vers. 1891, S. 316.) — Ob auch in England noch jetzt ungefiltertes Wasser aus Sammelteichen zur Verteilung gelangt, konnte nicht in Erfahrung gebracht werden.

gebliebene Grundwasser (Abb. 20). Es liegt nahe, als Grund dieser Erscheinung die Mitentnahme von Elbwasser anzusehen, welches durch die Kies- und Sandschichten des Ufers der Sammelanlage zugeflossen ist; gleichwohl ist eine fortlaufende Wechselbeziehung zwischen Elb- und Grundwasser bisher nicht mit unbedingter Sicherheit nachgewiesen.

Die Ursache der im Mittel zwischen 5 und 15° C. liegenden Wärmeschwankungen des geschöpften Wassers ist nach der — übrigens nicht unwidersprochen gebliebenen — Auffassung von Salbach, dem Erbauer des Wasserwerkes, darauf zurückzuführen, dafs die Herkunft des Wassers der Sammelanlage eine dreifache ist. In gewöhnlicher Zeit bildet es eine Mischung des von dem rechten Ufer stammenden Grundwassers mit sogenanntem Elbgrundwasser aus dem unterhalb des Elbbettes zu Tale ziehenden Grundwasserstrome, dessen Wärme nach Salbach mit der des freien Elbwassers übereinstimmt. Bei plötzlich auftretender Hochflut tritt zu dieser Mischung noch unvollkommen gefiltertes Elbwasser. Da das Wasser des Elbgrundwasserstromes der Luftwärme zwar folgt, jedoch weniger schnell als das Elbwasser selbst, während es zeitweise die Hauptmenge des geschöpften Wassers bildet, so kommt es vor, dafs nach einem Witterungswechsel im Sommer das Wasser der Sammelanlage einen höheren Wärmegrad zeigt, als das Wasser der freien Elbe.¹)

Das von der Nähe eines offenen Wasserlaufes unbeeinflufst gebliebene Grundwasser aus gröfserer Tiefe zeigt viel geringere Schwankungen, wie aus der gleichfalls in Abb. 20 dargestellten Wärmelinie der neuen Leipziger Grundwasserleitung (bei Naunhof) hervorgeht. Das aus dem dortigen Sammelbrunnen kommende AVasser zeigt während des ganzen Jahres zwischen 8 und 9°, und ähnliche, nur wenig höhere oder niedrigere Zahlen weisen die Entnahmestellen der durch reines Grund- oder Quellwasser versorgten Leitungen auf.²) Soweit Wärmebeobachtungen über das an Flufsufern gewonnene Grundwasser vorliegen, läfst sich eine Einwirkung des Flufswassers nicht verkennen. Aus den in Abb. 20 eingetragenen Wärmelinien an den Yerbrauchstellen ist ferner zu ersehen, dafs in Dresden während eines Teiles der warmen Jahreszeit eine geringe Abkühlung, in Leipzig dagegen eine Erwärmung bis 4° stattgefunden hat und dafs das Wasser in Dresden im Winter etwas wärmer war, als in Leipzig, Erscheinungen, welche in den örtlichen Verhältnissen der Zuleitung zur Verbrauchstelle begründet sind.

Wie das Flufswasser, so ist auch das Quellwasser bezüglich seiner Härte einem Wechsel unterworfen und das Gleiche ist auch beim Grundwasser der Fall, wie aus Abb. 17 hervorgeht, in welcher die ausgezogene Linie die Trockenrückstände einer für die Wasserleitung von Jena benutzten Quelle, die gestrichelte diejenige eines Brunnens in Jena (jedoch in fünffach verkleinertem Mafsstabe) innerhalb eines Jahres darstellt. Während die Quelle, welche eine Härte von 13,6 bis 18,5° und Rückstände von 29,5 bis

47,5 mg aufwies, im grofsen und ganzen ähnliche Schwankungen zeigt, wie das Wasser der Saale, beobachtet der Brunnen ein ganz anderes Verhalten. Dies ist jedoch im vorliegenden Falle weniger auf die Änderung in der Zusammensetzung des eigentlichen speisenden Grundwasserlaufes, als auf die aus dem verunreinigten Boden der Stadt kommenden Zuflüsse — die sogenannte Stadtlauge — zurückzufuhren, worauf auch die grofse Härte (45,2 bis 60,4°), sowie der Gehalt an Chlor (7,2 bis 17,7) und Salpetersäure (6,5 bis 11,8 mg im Liter) hinweist. Abb. 21 gibt ferner eine Darstellung der Härteschwankungen in dem Wasser aus den Grundwasserbrunnen der Kölner Wasserleitung, welche teils in unmittelbarer Nähe des Rheinufers, teils 700 m davon entfernt

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liegen. Auf eine Einwirkung des Rheinwassers läfst sich aus diesen Beobachtungen zwar nicht ohne weiteres schliefsen; immerhin bleibt der Wechsel in der Härte, welcher bis 5° beträgt, bemerkenswert. — Aach Untersuchungen von Amthor und Zink 1895 zeigte das dem Grundwasserstrome des Rhein tales entnommene Wasser der Strafsburger Wasserleitung Schwankungen in der Trockensubstanz von 246 bis 260 mg, im Gehalte an Kalk 100 bis 116 mg, an Magnesia 10,6 bis 16,9, an Schwefelsäure 9,6 bis 20,5 und an Chlor 3,4 bis 7,4 mg. — Ein Zusammenhang des Brunnenwassers mit demjenigen des Elusses geht aus den bei dem Wasserwerk von Bernburg gemachten und in Abb. 22 dargestellten sechsmonatlichen Beobachtungen der Wasserstände und der Zusammensetzung des Wassers im Brunnen und in der Saale hervor; die hohen und niedrigen Wasserstände der Saale und des Brunnens fallen zeitlich ziemlich zusammen, da der Abstand zwischen Brunnen und Flufsufer nur 70 m beträgt. Diesem Einflufs der Saale ist auch der in Abb. 22 dargestellte Wechsel in der Beschaffenheit des Brunnenwassers zuzuschreiben; der Gehalt an Salpetersäure schwankt z. B. zwischen 3,05 und 29,00, derjenige an kohlensaurem Kalk zwischen 30,43 und 1,27 mg im Liter (in der Abbildung ist die Linie für Kalk oder Calciumoxyd dargestellt). Diese Schwankung wird in der unten angegebenen Quelle⁶¹) darauf zurückgeführt, dafs die Saale bei dem hohen Wasserstande 1876 weite Flächen bedeckte und dadurch den Kohlensäuregehalt der sich zersetzendeç Stoffe aufnahm, welcher dann in das Grundwasser übergeführt wurde.

Bei den erwähnten Anlagen ist die Entnahme von Flufswasser eine unfreiwillige; bei anderen mag aber von vornherein die Absicht vorgewaltet haben, auf natürlichem Wege gefiltertes Flufswasser neben dem Grundwasser zu gewinnen, um hinsichtlich der ³

1882, S. 50.

Abb. 21.

Schivanhungen der Härtegrade in den Brunnen der Kölner Wasserleitung.

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Abb. 22. Zusammensetzung und Höhe des Wassers im Brunnen der Bernburger Wasserleitung, 1876.

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Versorgungsmenge völlig gesichert zu sein. Aus früherer Zeit, bevor man nähere Kenntnis über das Auftreten und die Bewegung des Grundwassers erlangt hatte, stammen verschiedene Anlagen, welche ausschliefslich auf dem Grundsätze der sogenannten natürlichen Filterung beruhen (z. B. Toulouse 1828, Lyon 1859) oder vielmehr beruhen sollten, da sie in Wirklichkeit zum Teil mit Grundwasser versorgt werden. Seit der allgemeiner gewordenen Kenntnis der unterirdischen Bewegung des Wassers ist jedoch eine grofse Anzahl von Wasserleitungen ausgeführt, welche ausschliefslich Grundwasser entnehmen. Nach der bereits erwähnten Zusammenstellung von Thiem bezogen bereits zu Anfang der achtziger Jahre des vorigen Jahrhunderts von den 7140000 Einwohnern der aufgeführten 107 deutschen Städte 4164000 Grundwasser und 984000 Quellwasser und seitdem ist die Zahl der Versorgungen mit Grundwasser eine noch mehr überwiegende geworden. Dafs ebenso wie bei der Versorgung aus Sammelteichen genaue Untersuchungen über die geringste Ergiebigkeit des zu benutzenden Grundwasserlaufes oder der Quellen nicht fehlen dürfen, ist selbstverständlich, und der Umstand, dafs bereits in verschiedenen Städten die Gewinnungsanlagen eine Erweiterung haben erfahren müssen, ohne dafs die Ursache derselben ausschliefslich im verstärkten Verbrauch zu suchen ist, spricht dafür, dafs derartige Untersuchungen mit grofser Sorgfalt anzustellen sind.⁴) Die geringste Ergiebigkeit der Quellen pflegt in den Wintermonaten Januar und Februar nach lange andauernder Kälte und nach langer Trockenheit in den Sommermonaten August und September einzutreten.

Versorgung mit Dünen- und Drainwasser. In die Klasse der Grundwasserversorgung gehört auch die Art der Wassergewinnung verschiedener holländischer Städte (Amsterdam, Harlem, Haag, Leyden, Delft), welche das in den oberen Schichten der Nordsee-Dünen enthaltene Wasser (früher vermittelst offener Gräben, neuerdings auch durch Sammelrohre und Brunnen)⁵ 6 7) sammeln und es nötigenfalls nach vorheriger Filterung in geschlossener Rohrleitung zur Verbrauchstelle führen; hier handelt es sich um die Gewinnung von Grundwasser, welches zum Teil noch auf dem Wege zur Tiefe begriffen ist und welches man mit dem Ausdruck „schwebendes Grundwasser“ bezeichnen kann. Ein Beispiel einer ähnlichen Grundwassergewinnuug bildet die von Herzberg ausgeführte Wasserversorgung der Insel Norderney. Hier schwimmt gewissermafsen ein aus den Niederschlägen sich ergänzendes Grundwasserbecken von Süfswasser auf dem tieferen Meergründwasser und wird durch Rohrbrunnen in einer für 20000 Bewohner und Kurgäste ausreichenden Menge gewonnen. Der Spiegel des Siifswassers liegt durchschnittlich 1,4 m über der Mittel-Seewasserhöhe. Die Tiefe des salzfreien Grundwassers bis auf die salzhaltige Schicht beträgt bis zu 53 m; Ebbe und Flut bringen Schwankungen von 20 cm des Grundwasserspiegels hervor.

Ebenso wird das Seebad Heringsdorf durch Dünen-Grundwasser versorgt. Der aus den jährlichen Niederschlägen sich bildende geringe Vorrat an solchem Wasser reicht jedoch zur auskömmlichen Versorgung des sehr besuchten Badeortes nicht mehr aus; nach seiner Erschöpfung liefern die Brunnen salziges Wasser. Schwebendes Grundwasser liefert auch die Drainage, welche in einzelnen Fällen zur Anwendung gebracht ist, und mittels der sich unter Umständen eine Verbesserung der drainierten Bodenflächen verbinden läfst; hier ist jedoch Vorsicht anzuraten bezüglich solcher Gebiete, auf denen ein landwirtschaftlicher Betrieb stattfindet.

Versorgung mit Tiefgrundwasser aus Stollen und Brunnen. Zu Grundwasserleitungen sind ferner zu rechnen die Anlagen, welche das Wasser mittels bergmännisch getriebener Stollen aus wasserführenden Gebirgsschichten gewinnen ; dahin gehören u. a. diejenigen der Städte Aachen, Wiesbaden, Beuthen in Oberschlesien, Lüttich, Eisleben, Weifsenf els i. S. und Schwelm. Eine Aufspeicherung des Wassers ist durch Abschlufs des Stollens mittels Mauer oder Tür möglich, aus welcher ein mit Schieber versehenes Bohr zur Wasserleitung führt (Aachen, Lüttich, Wiesbaden). Mehrfach sind solche Stollen auch in Verbindung mit Sammelbrunnen zur Verwendung gekommen, z. B. bei den Kent-Wasserwerken in London, bei den Tiefbrunnen in Liverpool, Birkenhead, Hull, Brighton u. s. w., sowie bei dem Wolfsbrunnen in Heidelberg. Die richtige Abschätzung der geringsten Ergiebigkeit ist, wie das Beispiel von Aachen zeigt⁶), in solchen Fällen sehr schwierig, weil auf den Zuflufs mancherlei Nebenumstände einwirken. Bach Brouhon lieferte 1 ha des Sammelgebiets des durch Kreidemergel getriebenen und abgedämmten Wasserstollens von Lüttich 4 bis 7 cbm und nach Eitner 1 ha des im Buntsandstein liegenden Wolf-brunnens bei Heidelberg 2,67 bis 4,7 cbm täglich. Eine besondere Erwähnung verdient auch die teilweise Versorgung der Stadt Mainz durch Grundwasser, welches einer beckenförmigen, 15 m starken Corbicula-Schicht innerhalb des Stadtgebiets entnommen wird.

Hierher gehört schliefslich auch die Anlage von Tiefbrunnen, welche die Nutzbarmachung des Grundwassers aus sehr tief liegenden Schichten möglich machen ; ihre Anwendung hat infolge der Fortschritte der Tiefbohrtechnik in den letzten Jahren einen grofsen Umfang angenommen. Das Wasser aus gröfserer Tiefe enthält zwar aus den in § 4 angegebenen Gründen wenig oder gar keinen Sauerstoff, dagegen fast immer Kohlensäure 5 und wenn es auch etwas wärmer ist, als das Wasser der oberen Schichten, so eignet es sich doch zu Genufszwecken mehr, als das aus den Flachbrunnen der Städte entnommene Wasser. Da es zugleich zu den meisten gewerblichen Zwecken brauchbar ist, so findet man heute derartige Tiefbrunnen bis zu 150 m Tiefe und darüber auch in solchen Städten, welche bereits einheitlich mit Wasser versorgt sind (London, Hull, Liverpool, Berlin, Königsberg, Danzig u. s. w.). Es stellt sich nämlich vielfach heraus, dafs ein Tiefbrunnen das erforderliche Wasser billiger liefert, als die städtische Wasserleitung. Bei vielen Tiefbrunnen steigt das in der Tiefe erschlossene Wasser bis zur Oberfläche oder noch höher; ihre Wirkung beruht dann auf der Erscheinung, die man artesisch nennt. Durch grofse Tiefe bekannt sind die Brunnen zu Passy, zu Grenelle und auf der Place Herbert zu Paris (720 m), sowie der Brunnen im Stadtwäldchen zu Pest.

Die Unzulänglichkeit der vorhandenen Bezugsquellen gegenüber der Ausdehnung der Stadt führt häufig zur Aufsuchung einer anderen Versorgung, neben der dann die ursprüngliche bestehen bleibt. So hat Breslau die frühere Wasserleitung mit ungefiltertem Wasser der Oder beibehalten und spült damit die Binnsteine und Kanäle; Wien hat neben der Hochquellenleitung noch drei ältere Anlagen (die Ferdinands-, Bingstrafsen-und Stadtparkleitung), welche ihr Wasser von der Donau beziehen; in Hannover wurde

⁸⁴). Siedamgrotzki, Das Aachener Wasserwerk. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1888, S. 857, 892, 923.

für öffentliche Zwecke ein Leinewasserwerk gebaut, in Frankfurt a. AL zur Entlastung der Quellwasserversorgung die durch ungefiltertes Alainwasser gespeiste sogenannte Giefs-wasserleitung angelegt und aufserdem Grundwasserversorgung zu Hilfe genommen; in Paris wird das zu öffentlichen Zwecken und für die Fabriken erforderliche AVasser dem Ourcq-Kanal bezw. der Seine und Afarne entnommen, während das AYasser von den Quellen der Yanne, des Dhuis, sowie der Yigne und Avre (Abb. 5, Taf. I) als Trink- und Haushaltswasser benutzt wird. Yielfach ist auch der Umstand, dafs sich ein AYasser, welches zugleich die Ansprüche eines guten Trinkwassers erfüllt, nur in beschränkter Afenge beschaffen läfst, Yeranlassung gewesen, eine besondere Trinkwasserleitung einzurichten. Dies geschieht dann meistens in der Form, dafs eine Anzahl von öffeidlichen Brunnen durch Trinkwasser gespeist wird, aus dem sich die Bevölkerung ihren Bedarf entnehmen kann. Beispielsweise ist dies der Fall in Stuttgart, wo aus Quellen im Gebiete des Nesenbachs täglich etwa 1700 cbm AYasser in 170 öffentliche Brunnen geleitet werden, während in die Häuser nur gefiltertes Neckar- und Seewasser gelangt. In Posen, welches das Brauchwasser der AYarthe entnimmt, werden 28 öffentliche Brunnen durch eine Quellwasserleitung gespeist; in Chemnitz, Zwickau, Freiberg i. S. und Aschersleben wird Quellwasser neben dem Brauchwasser zugeleitet u. s. w. Eine Trinkwasserleitung, welche durch acht Quellen gespeist wird und eine Anzahl von öffentlichen Brunnen versorgt, findet sich in Zürich; in Prag besteht ebenfalls die Absicht, eine besondere Trinkwasserleitung einzurichten; auch Lausanne hat gesonderte Trink- und Brauchwasserleitung. In Berlin ist eine Anzahl tiefer Rohrbrunnen von der Stadtgemeinde ausgeführt, aus denen Trinkwasser entnommen werden kann; liefern solche Brunnen, wie es mehrfach an anderen Orten der Fall ist, unter Druck ausfiiefsendes AVasser, so lassen sich von einem Brunnen mehrere Trinkwasserständer speisen u. s. w.

Unter Hinweis auf die am Schlüsse des § 7 genannten Schriften sind hier folgende anzuführen : Escher v. d. Linth und Bürkli, Die Wasserverhältnisse der Stadt Zürich und ihrer Umgebung. Zürich 1871. Thiem, Die Wasserversorgung der Stadt München, Vorprojekt. München 1876.

Wibel, F., Die Fiufs- und Bodenwässer Hamburgs. Gemischte Beiträge zur Analyse gewöhnlicher Lauf-, Nutz-und Trinkwässer, sowie zu der Frage der Wasserversorgung grofser Städte vom sanitären und gewerblichen Standpunkte. Hamburg 1876.

Über die Bewegung des tiefen Grundwassers in den Kalkformationen Englands. Engmeer 1877, Novbr. S. 320. Hof mann, F., Die Wasserversorgung der Stadt Leipzig. Gutachten, dem Rate der Stadt Leipzig vorgelegt. Leipzig 1877.

Thiem, Bericht über die hydrologische Untersuchung der Umgebung von Naunhof an den Rat der Stadt Leipzig. München 1881.

Fodor, Hygienische Untersuchungen über Luft, Boden und Wasser. 2. Abteil. Braunschweig 1882.

Thiem, Erwärmung des Wassers in Rohrleitungen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1884, S. 8. Forchheimer, Über die Erwärmung des Wassers in Leitungen. Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1888, S. 175. — Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1888, S. 875.

Bericht der Wasserversorgungs-Kommission an den Rat der Königl. Hauptstadt Prag bezüglich der Versuchsarbeiten zur Gewinnung des Trinkwassers. Prag 1888. (Nicht im Buchhandel.)

Tecklenburg, Th., Handbuch der Tiefbohrkunde. Leipzig 1890.

Lindley, Nutzbarmachung des Flufswassers für die Wasserversorgung. Deutsche Vierteljahrsschr. für öfifentl. Gesundheitspflege 1890, S. 191 — 225. — Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1890, S. 501. Vortrag, gehalten 1890 im „Congrès international de l’utilisation des eaux fluviales“ zu Paris.

Oelwein, Kühlschacht für die Wasserleitung von Iglau (Mähren). Zentralbl. d. Bauverw. 1890, S. 316. Betrachtungen über das wassergebende Vermögen der Dünen behufs städtischer Wasserversorgungen. Journ. f.

Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 192.

Das Trinkwasser in Pest. Gesundli.-Ing. 1892, S. 83.

§ 6. Erforderliche Druckhöhe. Nachdem die Gröfse des Wasserbedarfs festgestellt und eine Bezugsquelle von ausreichender Güte und Leistungsfähigkeit ermittelt ist, sind die Anlagen zur Gewinnung und Aufspeicherung, sowie zur Leitung und Verteilung zu entwerfen ; ihnen schliefsen sich nötigenfalls diejenigen zur Reinigung des Wassers an. Bei der Versorgung durch natürliches Gefälle sowohl, wie bei der Hebung des Wassers durch Pumpen ist vor allem die Kenntnis der Höhe erforderlich, in welcher das Wasser entnommen bezw. bis zu welcher es gepumpt werden mufs, damit es an den Verbrauchstellen unter ausreichendem Druck ausfliefst.

Zur Ermittelung dieser Druckhöhe denke man sich den Bezugsort in Ä, die höchste Stelle des Verbrauchsgebietes in B- A soll in der Höhe JTft, B in der Höhe Bh über einer gemeinschaftlichen Wagerechten liegen. Bei B wird verlangt, dafs das Wasser von der Hauptleitung aus durch Hausleitungen nach den obersten Geschossen der Häuser hinauf steige und dort unter Druck ausfliefse oder zum Feuerlöschen aus vorgeschriebenen Mündungen mit einer Geschwindigkeit v ausströme, welcher ein hinreichend hochspringender Strahl entspricht und es sei die hiernach sich ergebende gröfste Höhe hy. Hierzu kommt die Druckhöhe Ije, welche zur Überwindung der Reibungswiderstände während der Bewegung des Wassers in der Rohrleitung erforderlich ist. Endlich bleibt noch zu berücksichtigen die Verlusthöhe ba, welche bei der etwaigen Filterung des Wassers, oder bei der Fassung der Quellen, sowie bei dem Austritt des Wassers in die Leitung u. s. w. verloren geht. Demnach ergibt sich für die von A nach B hin aufzuwendende gesamte Druckhöhe h die Summe der aufgezählten Einzelhöhen, also:

h — (hv -f- ü ~b Ü)-

Ist H& — Hb gleich oder gröfser als /?, so ist noch Versorgung durch natürlichen Druck möglich ; im entgegengesetzten Falle mufs eine künstliche Hebung zu Hilfe genommen werden. TJm deren Kosten tunlichst zu ermäfsigen, ist auf die Verminderung der veränderlichen Teile des Ausdrucks für h, also namentlich auf diejenige von ü hinzuwirken. Dies geschieht am besten durch entsprechende Wahl der Rohrweiten, wovon später die Rede sein wird.

Mafsgebend für den Wert von Av, welchen Thiem „bürgerlichen Versorgungsdruck“ nennt, und welcher bei dem Eintritt in das Grundstück auch zur Zeit des stärksten Verbrauches vorhanden sein mufs, ist die Höhe der Gebäude, die Weite der Hausleitungen, ihre Länge im Grundrifs und die Wassermenge, welche von den obersten Zapfhähnen geliefert werden soll. Für grofsstädtische Verhältnisse ist auf Gebäude zu rechnen, in welchen der höchste Auslafs mindestens 20 m über der Strafse liegt. Nimmt man für die Entfernung zwischen Strafsenrohr und Steigeleitung als gröfstes Mafs 25 m und für die Zuleitung 30 mm, für die 22 m lange Steigeleitung eine von 25 mm auf 13 mm abnehmende Weite an und setzt voraus, dafs die gleichzeitige Entnahme in verschiedenen Geschossen in den Leitungen eine Geschwindigkeit von 1 m

i. d. Sekunde hervorruft, so berechnet sich der entstehende Druckverlust zu rund 9 m. Wird ferner die Widerstandshöhe in den Krümmungen zusammen mit der Geschwindigkeitshöhe zum Ausfliefsen aus den obersten Entnahmestellen = 2,5 m gesetzt, so ergibt sich für die genannten Gebäude je nach der Ausdehnung der Hinterlandsbebauung eine notwendige Druckhöhe von 30 bis 35 m, während sie in Städten, wo die Häuser niedriger sind, entsprechend ermäfsigt werden kann. Dies gilt für viele Mittel- und kleinere Städte, in welchen 20 m hohe Häuser zu den Ausnahmen gehören und die Anlage von tiefen Wohnhöfen durch die Gewohnheit oder durch Bauvorschriften ausgeschlossen ist. Hier wird

6.

Erforderliche Druckhöhe.

61

der Druckverlust geringer und beträgt für einen 15 m über der Strafse liegenden Auslauf, sowie eine 15 m lange Zuleitung bei den dem obigen Beispiel entsprechenden Abmessungen 6 bis 7,5 m, so dafs 21 bis 22,5 m Druck ausreichen würden. In einer Anzahl von Städten geht tatsächlich die vorhandene Druckhöhe an verschiedenen Stellen des Strafsennetzes nicht über 20 bis 25 m hinaus, ohne dafs sich daraus besondere Übelstände ergeben hätten. Sie genügt auch für die zuletzt erwähnten Verhältnisse, sofern man durch sorgfältige Berechnung des Netzes dafür Sorge trägt, dafs sie auch bei stärkstem Verbrauch und fast leerem Betriebsbehälter an jeder Strafsenstelle wirklich vorhanden ist. Manchmal wird man sogar, um die ganze Anlage nicht unnötigzu verteuern, an einzelnen Punkten ausnahmsweise von der genauen Innehaltung dieser Grenzen absehen müssen.

Für Feuerlöschzwecke genügen die oben angegebenen Druckhöhen jedoch nicht, da wenigstens zu verlangen ist, dafs ein kräftiger geschlossener Strahl bis zum höchsten Punkte des Daches gesandt werden kann. Zu diesem Zwecke müfste bei einem mittleren Abstande der Wasserpfosten von 100 m und einem Strahl von 6 1 i. d. Sek. eine Verstärkung des Drucks um etwa 10 m eintreten; es bleibt aber gleichwohl die Notwendigkeit, bei umfangreichen Bränden, die mit mehreren Strahlen beworfen werden müssen, oder bei dem gleichzeitigen Ausbruch von Feuer auf mehreren benachbarten Grundstücken Spritzen anzuwenden. Da diese (und insbesondere die Dampfspritzen in gröfseren Städten) also doch nicht ganz entbehrt werden können, so drängt sich die Frage auf, ob es in der Tat vorteilhaft sei, diejenigen Anlagen, welche keine zeitweise Drucksteigerung (etwa durch Anwendung eines Standrohres) gestatten, fortwährend unter einem die gewöhnlichen Bedürfnisse überschreitenden Drucke zu halten. Die Mehrzahl der städtischen Verwaltungen Deutschlands und, soweit uns bekannt, auch der Nachbarstaaten, hat diese Frage verneinend beantwortet⁵⁵) und es findet die Versorgung unter Feuerlöschdruck nur an solchen Plätzen statt, wo dies ohne besondere Opfer an Anlage- und Betriebskosten möglich ist.⁸ 9) — Anderseits läfst sich nicht verkennen, dafs das unmittelbare Spritzen aus den Wasserpfosten eine grofse Annehmlichkeit ist und zur Verminderung der laufenden Kosten der Berufsfeuerwehr beiträgt. Demgemäfs ist es in Nordamerika fast durchweg üblich, das Leitungsnetz unter verhältnismäfsig grofsem Druck zu halten; nach der unten angegebenen Quelle⁵¹) beträgt dieser bei 580 Wasserwerken durchschnittlich 50 m und steigt bei einzelnen bis 120 m. 174 Wasserwerke können den Druck bei Ausbruch von Feuer vergröfsern und zwar im Durchschnitt um 45 bis 50 m. In der Pegel wird diese Verstärkung durch erhöhte Tätigkeit der Pumpen unter gleichzeitiger Anwendung von Standrohren bewirkt, doch gibt es auch Anlagen ohne Pumpwerke, welche durch Einschaltung eines hoher gelegenen Behälters diesen Zweck erreichen.

Hier ist auch noch der Versorgung eines Stadtbezirks von London mit stark geprefstem Wasser zu gedenken. Der Druck in dem 65 km langen Leitungsnetz beträgt 527 m (52,7 kg f. d. qcm), und es wurden 1892 wöchentlich 18 bis 20000 cbm zum Betriebe von liebezeugen, Pressen u. s. w. abgegeben; eine ähnliche Anlage findet sich in Birmingham. Zürich besitzt seit Jahren eine besondere, in einem „industriellen Quartier“ sich verzweigende Leitung für Triebwasser, welches unter verstärktem Drucke steht. Wegen der gröfseren Bequemlichkeit, welche die Anwendung des elektrischen Stromes bietet, ist jedoch auf die Schaffung ausgedehnter neuer Anlagen dieser Art kaum mehr zu rechnen.

Am Schlüsse dieses Kapitels sind einige Bemerkungen über die Ausführung der allgemeinen Vorarbeiten bei Wasserversorgungen zu machen. Das Auf suchen geeigneter Gebiete zur Versorgung der Stadt mit Quell-und Grundwasser kann häufig schon an der Hand der vorhandenen Generalstabsund geologischen Karten eingeleitet werden. Sodann folgende örtliche Besichtigungen

§ 7. Allgemeine Vorarbeiten.

ergeben in der Kegel sehr bald, ob es sich lohnt, der Versorgung durch Quellwasser näher zu treten, oder ob die fernere Untersuchung sich auf die Erschliefsung von Grundwasser beschränken mufs. Ist dies der Fall, so sind diejenigen Gebiete ins Auge zu fassen, deren Beschaffenheit auf das Vorhandensein ausgedehnter wasserführender Schichten schliefsen läfst. Untersuchungen an vorhandenen Brunnen, insbesondere Ermittelungen über die Zusammensetzung des von ihnen gelieferten Wassers und über die Schwankungen ihres Wasserspiegels, sowie über ihre Ergiebigkeit geben häufig wertvolle Anhaltspunkte darüber, ob auf einen unterirdischen Grundwasserstrom von ausreichender Stärke und Beständigkeit gehofft werden darf. Die erlangten Mitteilungen sind jedoch mit Vorsicht zu benutzen, da eigentliche Messungen der Ergiebigkeit und der Spiegelhöhe der Brunnen von ihren Eigentümern nur selten vorgenommen werden. Manchmal sind auch sonst zuverlässige Angaben ohne Wert, weil die betreffenden Brunnen der billigeren Herstellung wegen nur bis in eine flachliegende, wenig wasserführende Schicht gesenkt sind, unter welcher der eigentliche Grundwasserstrom sich hinzieht. Ferner läfst die Beobachtung der in dem Gebiete etwa entspringenden oder der es durchfliefsenden Wasserläufe, namentlich solcher in tiefen Einschnitten, weitere Schlüsse über das Vorhandensein und die Stärke unterirdischer AVasser-züge zu. Jedenfalls wird man durch Beachtung aller zur Verfügung stehenden Angaben und AAahrnehmungen bald darüber klar werden, ob sich eine nähere Untersuchung des Gebietes durch Bohrungen lohnt. Fallen diese günstig aus, so mufs ein Lage- und Höhenplan des Geländes sowie ein Schichtenplan des Grundwassers in nicht zu kleiner Ausdehnung aufgenommen werden, um neben den Untersuchungsergebnissen der Bohrproben eine Übersicht über AVasserbeschaffenheit, Stromrichtung, Querschnitt und Gefälle der unterirdischen AVasserzüge zu erlangen. Hieraus wird sich dann ergeben, wo und in welcher Art die Anlagen zur Gewinnung des Grundwassers auszuführen sind. Kur selten werden die Verhältnisse so klar liegen, dafs die Kosten für Anlage eines Versuchsbrunnens erspart werden können. Der Vorzug eines solchen liegt namentlich auch darin, dafs der augenscheinliche Beweis von Menge und Beschaffenheit des geschöpften AVassers geliefert wird und etwaige Änderungen dieser Beschaffenheit bei stärkerer Entnahme sichtbar werden. Ein zutreffendes Urteil läfst sich freilich nur fällen, wenn die Arersuchsanlage längere Zeit in Betrieb gewesen ist. Beobachtungen an den vorhandenen oder an neu eingetriebenen Kohren ergeben dann, bis zu welcher Grenze eine Veränderung des Grundwasserspiegels durch die Entnahme eintritt.

AVenn die Vorarbeiten zu dem Ergebnis führen sollten, dafs unter ungünstigen Verhältnissen (niedrigem Grundwasserstande und starkem Arerbrauch) der Bedarf nicht

ZTTä

vollständig gedeckt werden kann, so braucht deshalb nicht ohne weiteres die Versorgung durch Grundwasser aufgegeben zu werden. Sehr trockene Jahre kehren nur in längeren Zwischenräumen wieder¹⁰) und es läfst sich manchmal eine solche Lösung finden, dafs die Versorgung in der Regel durch Grundwasser und nur im Falle der Not durch Flufswasser u. s. w. geschieht. Eine solche Lösung ist in Städten, die zugleich Festungen sind, unter Umständen geradezu geboten, weil im Falle einer Belagerung die Gefahr nahe liegt, dafs die von aufsen her in die Stadt führende Leitung vom Feinde zerstört wird.

Die Vorarbeiten zur Versorgung mit gefiltertem Flufswasser sind verhältnismäfsig am einfachsten, dagegen verursacht die Entnahme von Quell- oder Grundwasser aus dem Speisungsgebiete eines kleineren Wasserlaufs wegen der Entschädigungsansprüche der unterhalb belegenen Triebwerksbesitzer oder Bewässerungsverbände oft erhebliche Schwierigkeiten. Man begegnet diesen am besten, indem man von vornherein die Herstellung eines Ausgleichbehälters in Aussicht nimmt, aus welchem das bei reichlichen Zuflüssen angesammelte Wasser in trockenen Zeiten an die genannten Besitzer und Verbände abgegeben wird.

Die Ausführung der Vorarbeiten ist Sache des Bauingenieurs, da es sich vorzugsweise um bautechnische Anlagen handelt. Er kann allerdings dabei der Hilfe des Geologen nicht entbehren, wenn es darauf ankommt, die Schichtenverhältnisse der weiteren Umgebung der Stadt in einer dem heutigen Standpunkte der Wissenschaften entsprechenden Weise klarzustellen. Auch die Mitwirkung eines Maschineningenieurs ist da, wo das Wasser künstlich gehoben werden mufs, stets erwünscht, um sachgemäfs aufgestellte Entwürfe und zuverlässige Angaben über Herstellungs- und Betriebskosten der Maschinenanlagen zu erhalten; ebenso erscheint sie am Platze bei manchen Anlagen zur Verteilung des Wassers. Wichtig ist auch die rechtzeitige Klarstellung der auftauchenden Rechtsfragen; dafs ferner die Tätigkeit des Chemikers und des Mikrosko-pikers zur Untersuchung des Wassers nicht entbehrt werden kann, braucht kaum hervorgehoben zu werden. Häufig handelt es sich bei den ersten Vorarbeiten jedoch nur um die Feststellung des ungefähren Härtegrades und um den Nachweis, ob Ammoniak, Chlor, salpetrige Säure oder Eisen im Wasser vorhanden sind. In derartigen Fällen, wo also eine genaue chemische und mikroskopische Untersuchung noch nicht nötig ist und zu umständlich und zeitraubend sein würde, kann der Ingenieur in Verwertung der durch seinen Bildungsgang erworbenen chemischen Kenntnisse die erforderlichen Ermittelungen ohne Schwierigkeit selbst ausführen.

Es sei in dieser Beziehung daran erinnert, dafs die annähernde Feststellung der Härte durch eine Seifenlösung von bekannter Stärke (sogenannte „titrierte“ Lösung) und die Nachweisung von Ammoniak durch Nefsler’sche Reagensflüssigkeit (Lösung von Jodkalium und Quecksilberchlorid) erfolgt. Die Seifenlösung ist einer bestimmten Wassermenge (100 ccm) so lange zuzusetzen, bis durch Umschütteln ein bleibender Schaum entsteht. Je härter das Wasser, um so mehr Seifenlösung ist erforderlich ; der Härtegrad wird aus der Menge der gebrauchten Lösung berechnet oder aus einer beigegebenen Tabelle abgelesen. Durch Zusatz von Nefsler’scher Flüssigkeit (welche erst nach dem mittels Kali- oder Natronlauge vorzunehmenden Ausfällen der alkalischen Erden anzuwenden ist) entsteht beim Vorhandensein von wenig Ammoniak nach einiger Zeit eine gelbliche Färbung, bei gröfseren Mengen ein orangefarbener Niederschlag. Die Anwesenheit von Chlor wird am einfachsten durch salpetersaures Silber nachgewiesen, durch dessen Zusatz sich ein Niederschlag von Chlorsilber bildet; salpetrige Säure verrät ihre Anwesenheit durch violette bezw. blaue Färbung infolge des Zusatzes von .Todkaliumstärke. Die Anwesenheit von Eisen wird erkannt, wenn man das Wasser in einem geräumigen offenen Glase der Luft aussetzt; es entsteht zunächst eine bläulichweifse Trübung, die bald in eine gelbliche übergeht, in deren Verlauf das Wasser einen rötlich gefärbten Niederschlag auf der Oberfläche des Glases ansetzt; auch bringen einige Tropfen Galläpfellösung eine bläulichschwarze Trübung hervor. Das Auftreten einer Trübung beim Zusatz von Chlorbariumlösung zeigt die Gegenwart von Schwefelsäure an.

Um allen bei Anlage eines Wasserwerkes in Betracht kommenden Umständen gerecht zu werden, empfiehlt sich die Bildung eines Ausschusses, dessen Mitglieder mit den örtlichen Verhältnissen näher vertraut sind. Ist es möglich, den Ausschufs durch Sachkundige auf dem Gebiete der Chemie, Geologie und der mikroskopischen Untersuchung zu verstärken, so wird dem die Vorarbeiten ausführenden Techniker dadurch eine wesentliche Unterstützung erwachsen können.

Literatur.

Bürkli, Anlage und Organisation städtischer Wasserversorgungen. Zürich 1867.

Veitmeyer, L. A., Vorarbeiten zu einer künftigen Wasserversorgung der Stadt Berlin. Berlin 1871 u. 1875.

Salb ach, Das Wasserwerk der Stadt Dresden. 1876.

Grahn, Über die berechtigten Ansprüche an städtische Wasserversorgungen. Referat für die Versammlung des deutschen Vereins für öffentliche Gesundheitspflege zu Düsseldorf 1876.

Humber, W., A comprehensive treatise on the water supply of cities and towns with numerous specifications of existing works. London 1876.

v. Nägeli, Die niederen Pilze. München 1877.

Sander, Handbuch der öffentlichen Gesundheitspflege. Leipzig 1877.

Amsted, D. T., Water and water supply, chiefly in reference to the British islands. London 1878.

Fox, Sanitary conditions of water, air and foot. London 1878.

Fanning, A practical treatise on hydraulic and water-supply engineering, relating to the hydrology, hydrodynamics and practical construction of waterworks in North America. 3. Aufl. New York 1882.

Piefke, Aphorismen über Wasserversorgung. Berlin 1889. (Abdruck aus der Zeitschr. f. Hygiene 1889.)

O. Lueger, Wasserversorgung der Gebäude. Handbuch der Architektur, Teil III, Bd. 4, 2. Aufl. Darmstadt 1891.

Schmetzer, Wasserversorgung der Gebäude. Baukunde des Architekten. I. Bd., 2. Teil. Berlin 1891.

O. Lueger, Die Wasserversorgung der Städte. Der städtische Tiefbau. II. Bd. Darmstadt 189Ô — 92.

Baker, The manual of American water works, compiled from special returns, 1891. New York 1892.

II. Kullmann, Vorarbeiten für die Grundwasserversorgung der Stadt Schweinfurt. Daselbst 1897, S. 771.

J. M. K. Pennink, Ein Beitrag zur Grundwasserfrage. Daselbst 1897, S. 119.

L. Prinz, Über Grundwasserfassungen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1897, S. 816.

H. Adolf, Erfahrungen bei Projektierung und Betrieb von Wasserleitungen. Zeitschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1898, S. 238.

Rothenbach, Einflufs des Waldes auf die Ergiebigkeit und Nachhaltigkeit der Quellen. Österr. Monatsschr. f. d. öffentl. Baudienst 1898, Heft IX.

C. Wahl, Leitende Gesichtspunkte bei Vorarbeiten und Anlage von Grundwasserversorgungen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1898, S. 626.

II. Kapitel.

Allgemeine Anordnung der Wasserwerke.

Nach der von A. Frühling, Geheimer Baurat und Professor an der Technischen Hochschule in

Dresden bearbeiteten 3. Auflage ergänzt von

Gr. Oes ten,

Zivilingenieur in Berlin.

(Hierzu Tafel I bis III, sowie 109 Textabbildungen.)

§ 1. Überblick. Verschiedene Arten der Wasserabgabe. Nachdem die Wahl des Bezugsortes festgestellt ist, kann mit der Ausarbeitung des Entwurfes vorgegangen werden; hierbei handelt es sich zunächst um die Zuleitung, an welche sich das Bohrnetz anschliefst, für welches je nach der Höhenlage der Stadtgebiete eine Teilung in Druckzonen vorgenommen werden mufs. Einen nur selten fehlenden Bestandteil der Wasserwerke bildet der Hochbehälter, dessen Beziehungen zum Leitungsnetz eine nähere Besprechung erfordern; alsdann folgt eine allgemeine Darstellung der Pumpwerke und endlich die Berechnung des Bohrnetzes.

Einrichtung und Betrieb eines Wasserwerkes werden wesentlich durch die Art der Wasserabgabe beeinflufst. In dieser Beziehung möge nochmals darauf hingewiesen werden, dafs die Mehrzahl der im ersten Kapitel gebrachten Mitteilungen über Wasserverbrauch u. s. w. sich auf Städte bezieht, deren Versorgung eine unbeschränkte Entnahme gestattet. Eine gewisse Einschränkung liegt zwar in den Abmessungen des Bohrnetzes und der Auslaufhähne, sowie in dem herrschenden Wasserdruck; sie fällt aber nicht ins Gewicht gegenüber der Möglichkeit, jederzeit so viel Wasser entnehmen zu können, dafs auch die gröfste im Haushalt nötige Menge in kurzer Zeit vorhanden ist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dafs das Wasser auf dem Wege von der Verteilungsstelle bis zum Zapfhahn von der Berührung mit der äufseren Luft ferngehalten wird, also frisch bleibt und der Verunreinigung durch Krankheitserreger nicht ausgesetzt ist.

Bei unterbrochenem Zuflufs dagegen beschränkt sich die Füllung der Behälter auf gewisse Tagesstunden, und das Stadtgebiet ist zu diesem Zwecke in Bezirke eingeteilt, denen das Wasser der Beihe nach von den betreffenden Verteilungspunkten aus zugeteilt wird. Die Zuleitung kann auch vom Pumpwerk aus geschehen, sofern von dort besondere Bohrleitungen nach den einzelnen Bezirken führen. Selbst wenn diese Bezirke in verschiedenen Höhen liegen, ist die Speisung mehrerer Druckzonen mit einer Maschine möglich, deren Pumpe dann stufenweise unter höherem Drucke arbeitet. Bei

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

dieser Verteilungsart werden Hochbehälter gar nicht oder nur in geringem Umfange nötig, weil die Hausbehälter den Ausgleich in den Verbrauchsschwankungen der einzelnen Grundstücke übernehmen. Mit ihrer Verwendung ist jedoch der Nachteil verbunden, dafs das in ihnen aufbewahrte Wasser seine Frische einbüfst; auch wird die innere Einrichtung erheblich verteuert, zumal ein einziger Behälter für die von mehreren Familien bewohnten Häuser nicht mehr ausreicht; endlich kann bei Feuersgefahr keine gröfsere Wassermenge aus der Hausleitung bis zum Eintreffen der Feuerwehr entnommen werden. Auf die wachsende Ausdehnung der Versorgung mit unbeschränkter Entnahme und der Wassermesser sowohl in England wie in Nordamerika wurde bereits hingewiesen und man geht wohl nicht fehl in der Annahme, dafs in nicht ferner Zeit das sogenannte englische System, d. h. die Versorgung mit Hausbehältern, nur noch zu den Ausnahmen gehören wird. Aus diesem Grunde erscheint es auch nicht mehr erforderlich, sie näher zu besprechen.

Anzahl der Laufbrunnen und Wasserständer.

Lfd. No.

Laufbrunnen

und

Wasserständer

Be-

merkungen

1890/91    1897/98

Lfd. No.

Lauf brunnen und

Wasserständer

Be-

merkungen

1890/91    1897/98

1    Annaberg .

2    Bamberg

3    Barmen .

18    Duisburg

19    Düsseldorf .

20    Eisenach

21    Elberfeld

22    Freiburg

23    Gotha .    .

24    Hagen .    .

25    Halle a. S. .

11

è I 5-31 ä *    8 I S - 8 I

CC    I    I    W . r    CO O'    M

05    I    I    GO    O

39

46

16

32

17

65

68

24

18

40

20

19

99

33

51

26

64*)

215

*) einschl. Springbrunnen

10

37

58

56

18

13

16

26

207

284

97

43

19

54

11

124

138

75

85

13

19

26

60

222

253

15

25

13

34

Das Nämliche gilt von der Versorgung mit beständigem Zuflufs, hei welcher das Wasser der Entnahmestelle durch eine Mündung von bestimmtem Querschnitt (einen sogenannten Eichhahn) ununterbrochen und gleichmäfsig zufliefst. Auch hier sind Sammelgefäfse nicht zu entbehren, weil sich die für den Tagesverbrauch zugemessene Wasserlieferung auf die ganze Betriebszeit verteilt und deshalb die Entnahme gröfserer Mengen zu lange Zeit in Anspruch nimmt. Infolge des beständigen Zuflusses behält

das Wasser jedoch eine gewisse Frische; ferner kann die weite des Rohrnetzes geringer sein und man erlangt eine besonders für die Tätigkeit der Pumpen schätzenswerte Gleichmäfsigkeit des Betriebes, die es auch gestattet, den Hochbehälter fortfallen zu lassen. Diesen Vorteilen stehen jedoch die höheren Anlagekosten der Hauseinrichtungen, die geringere Bequemlichkeit in der Benutzung und namentlich auch die in der Art der Abgabe beruhende Wasserverschwendung entgegen.

nur

oco

JO

Zu berücksichtigen ist ferner die Wasserabgabe durch öffentliche Strafsen-brunnen. Gegen sie spricht einerseits die Erwägung, dafs die ihnen entnommene Wassermenge ohne Vergütung abgegeben wird; anderseits ist aber wieder wichtig, die Wasserleitung auch für das Strafsenleben segensreich und nutzbringend zu machen. Obwohl daher die Entwickelung der häuslichen Anlagen stetig fortgeschritten ist, hat trotzdem in den meisten Städten die Zahl der Entnahmestellen auf der Strafse zugenommen. Dies geht aus der vorstehenden Tabelle hervor, wonach die Gesamtzahl der Laufbrunnen und Wasserständer in 50 Städten von 1877 im Jahre 1890/91 auf 2015 in 1897/98 gestiegen ist. In 31 Städten hat eine Vermehrung, in 6 Städten eine Verminderung stattgefunden. In Berlin sind Wasserständer erst im Cholerajahr 1892 und zwar zunächst nur zu dem Zwecke eingeführt, der Schiff er-bevölkerung auf der Spree und den Schiffahrtskanälen Gelegenheit zur Entnahme von gesundem Trinkwasser zu bieten.

§ 2. Zuleitungen. Je nach der Höhenlage des Gewinnungsortes fliefst das Wasser der Entnahmestelle unter natürlichem Druck zu oder es mufs künstlich gehoben werden und zwar lassen sich folgende Fälle unterscheiden:

1.    Die Gewinnungsstelle liegt so hoch, dafs ein Teil des Gefälles unwirksam gemacht werden mufs, was bei offenen Leitungen durch Absturzstrecken oder eingefügte Sturzschächte, bei geschlossenen Leitungen durch Entlastungskasten geschehen kann;

2.    das verfügbare Gefälle reicht gerade aus, das Wasser mit der erforderlichen Druckhöhe zuzuführen ;

3.    der Bezugsort liegt tiefer als bei 2., so dafs eine Pumpenanlage erforderlich wird.

Zur Zuleitung sind offene, im Erdboden ausgehobene Gräben nur dann geeignet,

wenn das zugeführte Wasser vor seiner Verwendung zu Versorgungszwecken noch einer Filterupg unterzogen wird. Sie dürfen keinen zu kleinen Querschnitt haben, damit der Wasserlauf weder durch Gras, noch durch Ablagerungen, noch durch zufälligen Einsturz der Böschungen unterbrochen werde. Sie zeigen folgende Nachteile:

a)    Durch Verdunstung und in den meisten Fällen auch durch Versickerung geht eine nicht unbedeutende Wassermenge verloren;

b)    das Wasser ist der Verunreinigung durch Menschen und Tiere ausgesetzt;

c)    das Wasser gefriert im Winter leicht, während es im Sommer erwärmt wird und dadurch seine Frische verliert ;

d)    in offenen Wasserläufen entwickelt sich nicht nur pflanzliches, sondern auch tierisches Leben;

e)    infolge der notwendigen Böschungen erhalten solche Leitungen eine gröfsere obere Breite, wodurch der Grunderwerb namentlich bei hohen Bodenpreisen verteuert wird;

f)    in der Regel werden häufigere Räumungen erforderlich, als bei bedeckten Leitungen ;

g) der Abflufs des Wassers wird im Sommer durch die Bildung yon Wasserpflanzen, im Winter durch teilweises Ausfrieren und durch Schneewehen gestört.

Bei der Zuführung des Wassers für den Betrieb von Maschinen (Wasserräder, Turbinen, Wassersäulenmaschinen, hydraulischen Widdern), für die Speisung von Sammelteichen und von Schiffahrtskanälen, für die Bewässerung von Ländereien, ferner bei der Anlage von Entwässerungskanälen, der Abführung von Uberlaufwasser oder des gebrauchten Betriebswassers und in vielen anderen Fällen sind die unter b, c und d angeführten Nachteile ohne wesentliche Bedeutung. Auch hat die Leitung in offenen Gräben manchmal das Gute, dafs durch die längere Berührung des Wassers mit der Luft einzelne Beimengungen (Eisen, Kalk u. s. w.) ausgeschieden werden und es auf diese Weise zur Versorgung geeigneter wird.

Unterirdische Leitungen sind von den oben genannten Übelständen frei; doch werden sie in der Herstellung gewöhnlich teurer, als offene Gräben. Aus der abzuführenden Wassermenge und dem vorhandenen Gefälle ergibt sich annähernd der erforderliche wasserhaltende Querschnitt; für die Form der Leitung ist mafsgebend, ob sie nur teilweise oder ob sie vollständig gefüllt und damit einem mehr oder weniger grofsen Überdruck ausgesetzt ist (Rohrleitung). Unterirdische Leitungen ohne inneren Überdruck gestatten nahezu beliebig grofse Querschnitte, sind deshalb leichter besteigbar und beanspruchen bei zweckmäfsiger Anlage nur einen verhältnismäfsig geringen Gefällverlust. Dagegen sind sie namentlich in hügeliger Gegend meistens teurer, als Rohrleitungen, die den Vorteil besitzen, dafs sie bei vollständiger Füllung des Querschnitts und entsprechender Druckhöhe auch wieder bergauf geleitet werden können und somit das Überschreiten von Tälern u. s. w. ohne Leitungsbrücken gestatten.

Aus diesen Andeutungen geht schon hervor, dafs man bei ein und derselben Anlage sich nicht immer ohne weiteres für die eine oder andere Art der Leitung entscheiden kann. Bei einer Anlage z. B., die das Wasser für eine Stadt aus einem weit entfernt gelegenen See herbeischafft, kann es sich empfehlen, die oberste Strecke der Leitung als Kanal aus Beton oder Mauerwerk herzustellen, der bei Überschreitung von Quertälern durch eiserne Röhren abgelöst wird oder sich bei Durchdringung eines Bergrückens in einen Tunnel verwandelt, während bei der Einführung des Wassers in die Stadt wegen des erforderlichen inneren Drucks ausschliefslich eiserne Röhren zur Verwendung kommen.

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A. Geschwindigkeit und Gefälle. Linienführung. Die Bedingung, dafs die Geschwindigkeit des in den Leitungen fliefsenden Wassers nicht allzu grofs werden darf, damit kein Angriff der Sohle und Wandungen stattfindet, kommt namentlich für offene, unbefestigte Gräben in Betracht. Da diese auch gegenwärtig noch manchmal als Zuleitungen für Versorgungszwecke benutzt werden, so mögen einige Bemerkungen über die zulässige Abflufsgeschwindigkeit hier Platz finden. Nach Beobachtungen von Franzius¹) wrerden bei einer mittleren Geschwindigkeit von 0,5 m feiner Sand und Schlamm,

gewöhnlicher loser Sand (Mauersand) und fester Moorboden, gebundener, toniger oder sehr grober Sand und feiner Kies, grober Kies und fester Klaiboden

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Nach anderen Beobachtungen¹¹) darf die Geschwindigkeit für leichten Sandboden .    .    .

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Hier ist jedoch zu beachten, dafs die Sohlen

in merkliche Bewegung versetzt, geschwindigkeit einen erheblich kleineren Wert hat, als die mittlere (gewöhnlich das

0,5 bis 0,7 fache).

„ mittleren „    ....

„ Lehmboden......

„ Kies und festen Boden . nicht überschreiten; doch sind diese Werte, sofern sie sich auf die Geschwindigkeit an der Sohle beziehen, für Sandboden reichlich hoch gegriffen. Im übrigen ist es nicht gut möglich, allgemein gültige und bestimmte Geschwindigkeiten für verschiedene Bodensorten zu ermitteln, weil deren Zusammensetzung nur selten ganz gleichmäfsig ist. Dagegen läfst sich mit einiger Genauigkeit die Geschwindigkeit messen, welche das Wasser erreichen darf, damit Körper von bestimmter Korngröfse sich zu bewegen anfangen. Das Ergebnis derartiger von Dubuat angestellter Versuche, welche von Hagen⁸) bestätigt und später von Yauthier erweitert sind, war folgendes:

Geschwindigkeiten, wobei ein Fort-reifsen nicht mehr stattfand

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der

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Feiner Kies......

Grober Kies......

Geschiebe, abgerundet

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Die Grenze der zulässigen Geschwindigkeit für Leitungen, welche aus gutem Mauerwerk hergestellt sind, liegt etwa hei 2,5 m. Eine dauernde Geschwindigkeit von mehr als 3 m läfst man auch für Eisenrohre nicht gern zu, namentlich wenn das Wasser nicht völlig frei von Sinkstoffen ist.

Die Geschwindigkeit ist abhängig von dem Gefälle der Leitung. Für die unter Druck stehenden Rohrleitungen ist diese Abhängigkeit unter D. besprochen; nachstehend seien einige Angaben über das Gefälle verschiedener gröfserer, nicht unter Druck stehender Leitungen mitgeteilt.

Das Gefälle der die Stadt Rom versorgenden, aus dem Altertum stammenden Leitungen schwankt zwischen 1:4000 (Aqua Marcia) und 1:333 (Aqua Claudia) ; dasjenige der gleichfalls aus dem Altertum stammenden Leitung der Stadt Metz ist 1:1000. — Bei der Hochquellenleitung für Wien beträgt der Höhenunterschied zwischen dem Kaiserbrunnen und dem Behälter am Rosenhügel 275,44 nx auf 88318 m; das Gefälle der einzelnen Leitungsstrecken geht jedoch nicht über 1:310 hinaus; seine untere Grenze liegt bei 1: 2200. An geeigneten Stellen sind abschüssige Strecken mit einem Gefälle von 1:5 und 1 : 200 eingeschaltet, welche besonders sorgfältig ausgeführt wurden (Abb. 16). Die Geschwindigkeit beträgt durchschnittlich 1,08 m i, d. Sekunde und das Wasser der Kaiserquelle ist in rund 24 Stunden in Wien bezw. im Behälter am Rosenhügel.¹²) Die Leitung wurde für eine gröfste Sekundenmenge von 1,3 cbm

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0,04

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0,04—0,05 m 0,2 m

berechnet, während der stärkste Zuflufs 1,96 cbm. und der geringste 0,214 cbm betragen hat.⁵) — Bei der älteren (überdeckten) Croydon-Wasserleitung für New York konnte nur ein Gefälle von 1:4610, bei der im Anfang des 17. Jahrhunderts angelegten und einen Teil von London versorgenden olfenen New River-Wasserleitung nur ein solches von 1:21100 erzielt werden. Die neue, gleichfalls überdeckte Wasserleitung für New York hat ein durchschnittliches Gefälle von 1:7700. — Der 42,7 km lange gemauerte Kanal, in welchem das Wasser des Derkos-Sees am schwarzen Meer nach Konstantinopel geführt wird, hat ein Gefälle von 1:2190. — Der Kanal de l’Ourcq (offene Leitung, gleichzeitig der Wasserversorgung von einem Teil von Paris und Schiffahrtszwecken dienend) hat 1:9400, die (überwölbte) Leitung, welche von Arcueil nach Paris führt, 1:2400. — Das Gefälle der Leitungsgräben, welche das Wasser der in Abb. 6, Taf. I dargestellten Sammelteiche der Stadt Königsberg zuführen, liegt zwischen 1:7150 und 1:10000.

Die richtige Wahl der Linie erfordert sorgfältige Vorarbeiten, da die Baukosten der Leitungen oft sehr beträchtlich sind; beispielsweise kostete die Zuleitung der Wasserversorgung von Marseille rund 36 Millionen Mark. Die Grundsätze für die allgemeine und besondere Feststellung der Baulinien der Schiffahrtskanäle gelten im wesentlichen auch hier, wenn gleich diese wegen der Scheitelstrecken, Haltungen und Schleusen eine abweichende Behandlung erforderlich machen. Ebenso ist die Reihenfolge der einzelnen Vorarbeiten die nämliche, wie bei den Eisenbahnen und darf in dieser Beziehung auf Band I des ersten Teiles dieses Handbuches verwiesen werden. Der Wechsel in den Formen und Abmessungen der Querschnitte, welcher namentlich bei gröfseren Anlagen eintritt, und die hiermit verbundene Änderung der Gef all Verhältnisse, die Berücksichtigung der Bodenarten, des Grundwasserstandes, der Kreuzung mit anderen Wasserläufen u. s. w. machen die Ermittelung einer geeigneten Leitlinie oft recht schwierig, während die in der Regel geringen Abmessungen des Bauwerks, die Zulässigkeit kleiner Krümmungshalbmesser u. s. w. das Entwerfen erleichtern. In hügeligem Gelände gelangt man entweder zu einer grofsen Länge der Leitlinie oder zu tiefen Ein- • schnitten und Tunnelanlagen sowie zu häufiger Überschreitung von Tälern. Diese wurde im Altertum fast ohne Ausnahme⁶) und wird auch noch heute manchmal mittels Leitungsbrücken vorgenommen, welche sich aber meistens billiger durch Düker ersetzen lassen. Die Besprechung der Leitungsbrücken gehört dem Brückenbau an, welcher den Gegenstand des zweiten Teiles dieses Handbuchs bildet; die Düker sind in § 3 dieses Kapitels erörtert.

B. Überdeckte Leitungen ohne inneren Überdruck. Es lassen sich unterscheiden:

Abb. 1. Wiener Hochquellenleitung, Stixensteiner Kanal.

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1. Mit Platten bedeckte Leitungen (Plattenkanäle). Diese haben meistens senkrechte Seitenmauern, die eine ebene oder besser eine gekrümmte Sohle zwischen sich einschliefsen ; die Abdeckung erfolgt durch Platten. Die Herstellungsart ist bequem und namentlich in Gegenden gebräuchlich, wo Platten billig zu haben sind.

Die Stärke der Widerlagsmauern hängt von der Höhe des Leitungsquerschnitts, der Überschüttungsstärke des Kanals, von der Bodenart, sowie von den zur Verwendung kommenden Baustoffen und von der Art ihrer Verarbeitung ab. Abb. I zeigt einen aus Bruchstein-

⁵)    Woclienschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1888, S. 77.

⁶)    Eine Ausnahme bildet z. B. die Kreuzung des Tales bei Alatri durch die Druckwasserleitung des Betilienus Varus, wo Röhren aus Blei zur Verwendung gekommen sind, in denen sich das Wasser unter Druck bewegte. Siehe Zentralbl. d. Bauverw. 1881, S. 121; 1882, S. 410, 436; 1886, No. 21 und Zeitschr. f. Bauw. 1880, S. 337.

mauerwerk hergestellten Zweigkanal der Wiener Hochquellenleitung ; die Wasserdichtigkeit ist hier durch einen sorgfältig ausgeführten inneren Mörtelüberzug bewirkt. Zur Abdeckung werden Platten aus Granit, Kalk- oder Sandstein, neuerdings auch Kunststein- und Monierplatten verwendet.

Abb. 2. Querschnitt der alten Zuleitung für das New Yorker Wasserwerk.

Abb. 3.

Normalquerschnitt der Wiener Hochquellenleitung.

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2. Überwölbte Leitungen. Stärke und Form des Deckgewölbes richten sich nach der darauf ruhenden Belastung und es gelten hier ähnliche Regeln, wie bei den Entwässerungskanälen, weshalb auf das betreffende Kapitel des Handbuchs (Bd. IY dieses Teiles) verwiesen werden kann. Die Scheitelstärke der Deckgewölbe schwankt zwischen x/4 und l/% der Lichtweite; die Widerlager haben den Schub des Gewölbes aufzunehmen, welcher durch den Gegendruck der Erde oder des Grundwassers teilweise aufgehoben, durch den inneren Wasserdruck aber verstärkt wird. Sie sind dem Verlauf der Stützlinie entsprechend anzulegen und erhalten deshalb, wenn diese nach aufsen gerichtet ist, entweder ebenfalls eine nach aufsen gerichtete Neigung (Abb. 2), oder sie sind, bei rechteckiger Form, so stark herzustellen, dafs die Stützlinie noch weit genug im Innern des Querschnitts liegt (Abb. 3) oder es ist der Horizontal-

Abb. 4. Querschnitt der neuen Zuleitung für das New Yorker Wasserwerk in Tunnelstrecken.

Abb. 5 u. 6.

Querschnitte der Zuleitung des Wasserwerks für Glasgow.

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Abb. 6.

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(Abb. 4).

schub durch Yerstärkungspfeiler, unter Umständen auch durch Verankerung aufzuheben. Bei wachsender Schüttungshöhe erhält das Deckengewölbe eine stärkere Krümmung und die Form des Widerlagers nähert sich der Senkrechten, bis bei noch stärkerem Erd- oder Grundwasserdruck die Querschnittsform derjenigen eines Tunnels entspricht Bei sehr widerstandsfähiger Beschaffenheit der Baugrubenwände ist es auch möglich, diese unmittelbar als Widerlager für das Deckgewölbe zu benutzen (Abb. 5), oder auf die Herstellung eines solchen Gewölbes ganz zu verzichten (Abb. 6).

Abb. 8. Zuleitung für Aberdeen.

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Aus diesen kurzen Bemerkungen dürfte hervorgehen, dafs die örtlichen Verhältnisse und insbesondere die Rücksichtnahme auf eine ausreichende Festigkeit einen wesentlichen Einflufs auf die Gestaltung des Querschnitts ausüben. Die Kreisform, welche bei voller Füllung die geringsten Bewegungswiderstände bietet, bildet zwar für kleinere Leitungen die Regel, läfst sich aber bei grofsen Kanälen nicht immer durchführen; sie findet sich z. B. in den druckfesten unterirdischen Strecken der neuen New Yorker Wasserleitung (Abb. 7). Neben der Rücksicht auf die Festigkeit wirkt auch die Begehbarkeit bestimmend auf die Form des Querschnitts. Bei Abb. 8 ist eine Ellipse ausgeführt, um das Innere des Kanals höher gestalten und dadurch besser untersuchen zu können, da bei einem Kreise die sich ergebende Höhe hierzu nicht mehr ausgereicht haben würde. Abb. 9 stellt den Querschnitt der Zuleitung für Dieppe dar; auch hier ist die Rücksicht auf die Möglichkeit einer Begehung mafs-gebend für die Höhe der Leitungen gewesen, da zur Beschaffung der erforderlichen Wassermenge ein kleinerer Querschnitt genügt hätte.

Abb. 10 a u. b.

Einsteigeschacht der Wiener Hochquellenleitung.

Abb. 10 a. Querschnitt.

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Abb. 11 a u. b.

Einsteigeschacht der Vanne-Leitung für Paris. Abb. 11a.

Abb. 116.

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Abb. 106. Grundrifs.

Die Einsteigeschächte, mittels deren man in die Leitungen gelangt, dienen zugleich Lüftungszwecken und pflegen bei wirklich begehbaren Kanälen in 150 bis 300 m, bei

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Abb. 12 a—e.

Einsteigeschacht der Quellwasserleitung für Frankfurt a. M.

bekriechbaren in 80 bis 150 m Abstand angebracht zu werden. Für die Bedienungsmannschaften genügen Abmessungen von 0,60 bis 1,0 m (siehe Abb. 10a und b); 'das Herabsteigen geschieht mit Hilfe einer befestigten Leiter oder mittels einsremauerter    /%\ -^fy^

Steigeeisen, die Abdeckung mittels einer    ß

durch Schlüssel abhebbaren eisernen oder

steinernen, gut abgedichteten Platte. Um das

Einsteigen etwas bequemer zu machen, werden

an einzelnen Stellen besser ausgestattete

Schächte angebracht (Abb. 11a und &, 12 a

bis e). Das Mauerwerk der Umfassungswände

ist nicht unter 0,25 m stark zu machen, da

der obere Teil sonst leicht durch den Frost ~

leidet. In überschwemmten Gebieten sind die , 3

Schächte entweder hochwasserfrei anzulegen,

oder wasserdicht abzudecken.

Die überdeckten Leitungen werden aus . hartgebrannten Ziegeln, Bruchsteinen oder Beton, seltener aus Werksteinen hergestellt und zwar finden unter Umständen mehrere dieser Baustoffe gleichzeitig Verwendung.

Da die zur Bereitung des Betons erforderlichen Bestandteile (meistens 1 Zement, 2 Sand,

3 bis 4 Kies oder Steinschlag, während für grofse Wandstärken der Zusatz an Sand und Kies bis auf je 6 bis 8 Teile erhöht werden

kann) sich fast überall beschaffen lassen, so ist die Verwendung dieses Baustoffes weit verbreitet. Die Ausführung erfolgt bei grofsen Kanälen in der Baugrube; kleinere werden als Form ware hergestellt und zwar am besten in ganzen Stücken bis 1,5 m Höhe und 1 m Länge. Eine Kebenart der Betonkanäle bildet die Bauweise nach Monier, bei welcher durch Einlage eines Geflechts von Eisenstäben in die Betonmasse die Festigkeit erhöht wird; hierdurch werden die Wandungen bis zu einem gewissen Grade zur Aufnahme von Zugkräften geeignet gemacht.

Sind die Kanalwände nicht schon an und für sich undurchlässig, so erhält das Innere der Leitungen einen Mörtelputz bis zu 2 cm und mehr Stärke; dies gilt namentlich von den Kanälen aus Sand- und Bruchsteinen und von den in der Baugrube hergestellten Betonkanälen, die man mit einer Putzschicht aus 1 Zement und 2 bis 2¹/2 Teilen Sand unter Beifügung von etwas Kalkmilch überzieht. Kanäle aus Bruchsteinmauerwerk bedürfen schon der Glätte wegen eines Überzugs; ein solcher wird auch bei der Mehrzahl der Tunnelstrecken nötig. Die Tunnelstrecken der Wiener Leitung zeigen nur in ihrem oberen Teile das Gestein des durchbrochenen Gebirges; der untere Teil ist bis über den Wasserspiegel hinaus mit einer Ziegelschicht ausgemauert und mit einem 5 cm starken Zementputz versehen (Abb. 13); zum Teil hat auch eine vollständige Ausmauerung stattgefunden. Dieser Putz, welcher sich auch auf den nicht getunnelten Strecken und insbesondere bei den Leitungsbrücken findet, hat sich hier nicht immer als dicht erwiesen, so dafs eine nachträgliche Ab-

Abb. 12 a. Ansicht.

Abb. 12 d. Schnitt E F.

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Abb. 12b. Schnitt AB.

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Abb. 12 e. Grundrifs.

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dichtung mit einer Mischung aus Asphalt, Goudron und Kautschuk vorgenommen werden inufste. Als Entstehungsursache der Putzrisse werden die Wärmeänderungen angesehen, denen die Leitungsbrücken ausgesetzt sind.¹³) Bei den altrömischen Wasserleitungen findet sich stets eine Putzschicht von sehr guter Ausführung (Abb. 14 u. 15); die von den Griechen hergestellte Anlage auf Samos¹⁴) (Wasserleitung des Eupalinos) hat in der Sohle der Tunnelstrecke eine Auskleidung mit rechteckigen Rinnen aus gebranntem Ton von 0,61 m Länge, 0,21 m Breite und 0,17 m Tiefe erhalten. — Unter Umständen ist es erwünscht, dafs einzelne Teile der Leitungswandungen eine gewisse Durchlässigkeit besitzen, um Wasser von aufsen auf nehmen zu können. Derartige Leitungen gehören den Anlagen zur Sammlung des Wassers an und werden in Kap. III besprochen.

Abb. 14 u. 15.

Abb. 13.

Abb. 14. Überdeckte Strecke.

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Abb. 15. Unbedeckte Strecke.

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Zum Schutze vor Frost und Sonnenwärme verlegt man je nach den örtlichen Verhältnissen und nach der Länge der Leitung diese so tief, dafs noch eine schützende Erdschicht von 0,8 bis 1,5 m Höhe vorhanden ist. Läfst sich dies nicht erreichen, so mufs eine entsprechende Überschüttung hergestellt werden. Ein gleiches gilt, wenn die Leitung im Aufträge gelegen ist. Über die Änderung der Wärme des Wassers in unterirdischen Leitungen s. § 5 in Kap. I, sowie Kap. IV.

Wie in die offenen, so sind auch in die bedeckten Leitungen mitunter Ent

lastungsanlagen einzufügen. Hierher gehörige Beispiele findet man u. a. in Kirkwood,

works. New York

Abb. 16. Absturzstrecke d. Wiener Hochquellenleitung.    Brooklyn water

1867, PI. XXI u. XXII, und in den Mitteilungen des Arch.- u. Ing.-Ver. in Böhmen 1873, 8. 124 (Regulatoren der Wiener Hochquellenleitung).

Eine Absturzstrecke dieser Leitung an Stellen mit zu starkem Gefälle ist in

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Abb. 16 dargestellt.

Hie Ausführung der unterirdischen Strecken geschieht nach den Regeln des Tunnelbaues; es wird deshalb auf Band 5 des ersten Teiles dieses Handbuchs verwiesen.¹⁵)

Yon Beispielen gröfserer bedeckter Leitungen zu Versorgungszwecken möge im Anschlufs an die bereits S. 37 genannten Anlagen zunächst die Wiener Hochquellenleitung¹⁶) hervorgehoben werden, welche eine Länge von über 88 km besitzt und zur Zeit durch eine neue Anlage erweitert wird.

In England ist ein hervorragendes Beispiel dieser Art die neue Wasserleitung für Liverpool¹¹), deren Länge 110 km beträgt und welche in den gemauerten und in den Tunnelstrecken für 180000 cbm, in den aus Eisenröhren bestehenden Abschnitten vorläufig für 60000 cbm täglich eingerichtet ist. Sie entnimmt das Wasser aus den Quellen des Flusses Vyrnwy in Nordwales, welche vermittelst einer Talsperre etwa 26 m aufgestaut werden und dadurch ein Becken von 470 ha Fläche und 45 Mill, cbm Inhalt bilden. Ihr schliefst sich die Versorgungsanlage für Glasgow an, welche das Wasser des Loch Katrine in einer Menge von 140000 cbm täglich aus 41 km Entfernung herbeischafft.

Die seit 1874 vollendete Leitung aus der Vanne zur Versorgung der Stadt Paris ist 173 km lang, wovon 21,5 km aus Dükerleitungen, 16,6 km aus Leitungsbrücken und 41,9 km aus Tunneln bestehen. Sie führt 110000 cbm täglich und ihre Kosten haben 41 Mill. M. betragen. Die Gesamtausgaben für die 5 Leitungen, welche zusammen 410000 cbm Flufs- und Quellwasser täglich mit natürlichem Gefälle zuleiten können, haben bis 1885 etwa 400 Mill. M. betragen.¹²) Da die Menge des Quellwassers jedoch nicht ausreichte, so ist inzwischen eine neue, 135 km lange Leitung aus der Gegend westlich von Paris ausgeführt, welche das Wasser von den Quellen der Vigne zuführt und 26,4 Mill, kostet (vergl. Abb. 5, Taf. I).¹³)

Die 53,32 km lange neue Wasserleitung für New York, deren Querschnitte oben mitgeteilt wurden, vermag das Wasser der durch Talsperren aufgestauten Quellen des Croton-Flusses (vergl. S. 37 u. Abb. 4, Taf. I) in einer Menge von über 900 000 cbm täglich nach der Stadt zu führen; die Kosten einschl. der Talsperren sollen sich auf 200 Mill. M. belaufen. — Die Wasserleitung zur Versorgung von Baltimore¹⁴) hat 111 km Länge und ist für 630000 cbm täglich hergerichtet.

An Leitungen zur Versorgung des alten Rom mit Wasser waren zehn von zusammen 404 km Länge vorhanden (wovon 351,6 km unterirdisch und 47,36 km Bogenstellungen). Sie besafsen zusammen 7,587 qm Wasserquerschnitt und führten etwa 700000 cbm täglich in 247 Sammelbehälter. Ein Teil der Leitungen ist wieder hergestellt und dient noch heute zur Versorgung des jetzigen Rom, insbesondere die Aqua Marcia, deren Querschnitt oben mitgeteilt wurde.¹⁵) — Auch die aus der Römerzeit stammenden Leitungen für Metz, Bologna und Spalato versorgen heute noch, nach erfolgter Wiederherstellung, einen Teil der genannten Städte ; ebenso wird ein Teil von Konstantinopel noch jetzt durch die von den alten Byzantinern hergestellten Leitungen mit Wasser versehen. — Das alte Karthago wurde durch eine 100 km lange Leitung versorgt, von der einzelne Teile im Jahre 1860 wieder für die Stadt Tunis in Gebrauch genommen sind.

C. Druckleitungen. Die unter B. besprochenen bedeckten Leitungen dienen zur Fortbewegung des mit freier Oberfläche fliefsenden Wassers und müssen sich deshalb der Gefällslinie des Wasserspiegels anschliefsen. Bei starkem Zuflufs ist zwar die Möglichkeit vollständiger Füllung nicht ausgeschlossen und es kann sogar Vorkommen, dafs der Wasserspiegel in den Einsteigeschächten über den Scheitel der Leitung emporsteigt. Allein ein solcher Zustand ist nur als Ausnahme zu bezeichnen, während bei den unter Druck stehenden Rohrleitungen die vollständige Füllung des Querschnitts und ein auch gegen den Rohrscheitel wirkender innerer Druck des Wassers die Regel bildet. Die Wandungen der Rohre müssen deshalb mehr als diejenigen der offenen Leitungen einer Inanspruchnahme auf Zug Widerstand leisten und dürfen nur aus Stoffen hergestellt werden, welche solche Zugkräfte aufzunehmen vermögen. Da solche Stoffe früher weder in ausreichender Menge gewonnen wurden, noch in entsprechender Weise verarbeitet werden konnten, so sind derartige Rohrleitungen selbst noch im 18. Jahrhundert verhältnismäfsig wenig angewendet und erst im Laufe

⁴¹) Zentralbl. d. Bauverw. 1886, S. 71 und Deutsche Bauz. 1889, S. 185. — Verschiedene Aufsätze in The Engineer 1886 u. 87, Engineering news, Dezember 1888.

¹²)    Zentralbl. d. Bauverw. 1886, S. 140.

¹³)    Le Génie civil 1888, S. 372 und 1891, S. 122.

¹⁴)    Scientific american 1877, I. S. 288.

¹⁵) Th. Beck, Zur Wasserversorgung des alten Rom. Zivilingenieur 1887, S. 343 u. f., auszugsweise

Mer ekel, Die Ingenieurtechnik im Altertum. Berlin

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im Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1887, S. 1102. 1899, S. 515 u. f.

des 19. Jahrhunderts haben sie durch die Fortschritte in der Behandlung des Gufseisens eine immer mehr ausgedehnte Yerwendung erfahren. Die Yersorgung der Städte mit Wasser, welches, unter starkem Drucke stehend, bis in die obersten Geschosse der Häuser geführt wird, gab hierzu vorzugsweise Yeranlassung. Die Yerwendung schmiedeiserner Rohre, welche genietet, geschweifst oder gewalzt werden, pflegt sich auf solche Fälle zu beschränken, wo Widerstand gegen Biegung erforderlich ist. Gebohrte Holzrohre, welche früher häufig hergestellt wurden, kommen jetzt nur noch selten vor. Heuerdings werden jedoch wieder Flolzrohre aus einzelnen, nach Art der Fafsdauben bearbeiteten, imprägnierten und an den Hirnseiten mit Hut und Feder verbundenen Holzstücken hergestellt, namentlich in Hordamerika. Das Zusammenhalten geschieht durch umgelegte Eisenbänder oder bei kleinen Rohren durch eine Drahtumwickelung. Die auf diese Art bis zu 1 m Weite hergestellten Rohrleitungen sind elastisch und dadurch gegen Bruch gesichert ; sie sollen zwar ziemlich dauerhaft sein, bieten aber wohl kaum Gewähr für völlige Reinheit des zugeleiteten Wassers.¹⁶)

Heben dem Eisen wird für unter innerem Druck stehende Rohrleitungen namentlich das Blei verwendet. Bleirohre, welche schon im Altertum vielfach für Wasserleitungen gebräuchlich waren, sind infolge ihrer Biegsamkeit und leichten Yerbindungs-fäliigkeit vorzugsweise im Innern der Gebäude in Gebrauch, entweder rein oder aus gesundheitlichen Rücksichten mit einem inneren Mantel aus Zinn versehen. Asphaltrohre, welche jetzt bis 0,50 m und mehr Weite in guter Beschaffenheit als glatte Rohre und als Verbindungsstücke hergestellt werden, sind wohlfeiler als gufseiserne Rohre, ertragen einen hohen inneren Druck und haben den Vorteil, dafs sie nicht rosten und nicht spröde sind. Doch erfordern sie beim Verlegen geschulte Arbeiter, welche nicht überall zu haben sind, und werden deshalb weniger häufig angewendet. Eine gewisse Schulung verlangt auch die Herstellung der in den letzten Jahren ausgeführten und für mäfsigen Druck ausreichenden Mo nier-Rohre.

Die Einzelheiten der Rohrleitungen gelangen in Kap. IY zur Besprechung. Dasselbe gilt auch von den Hebenanlagen, mit denen gröfsere Leitungsnetze ausgestattet werden müssen (Abschlufs- und Ablafsvorrichtungen, Luftventile u. s. w.).

D. Widerstände bei der Bewegung des Wassers in Rohrleitungen. In Bd. I (3. Abschnitt des II. Kapitels) ist die Gröfse des Widerstandes der Bewegung des Wassers in offenen Leitungen bezw. in Flüssen und Kanälen erörtert. Es liegt nun kein Grund vor zu der Annahme, dafs die Bewegungsgesetze andere werden sollten, sobald die bis dahin offene Leitung mit einem Deckgewölbe versehen und die durchfliefsende

Abb. 17.

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neigung, sondern durch den Unterschied der Druckhöhen an den einzelnen Punkten der Leitung gemessen wird. Man kann demnach auch hier setzen

Wassermenge allmählich so vergröfsert wird, dafs sie den ganzen Querschnitt der überwölbten Leitung ausfüllt. Die gemachten Beobachtungen bestätigen diese Voraussetzung, welche sich auch noch als zutreffend erweist, wenn die Leitung unter Druck steht, das Gefälle also nicht mehr durch die Sohlen-

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¹⁶) Fanning, Water-supply-engineering 1877, S. 437; ferner Engineering and building record 1888, S. 196; 1890, S. 247. — Engineering news 1888, IL S. 222 (Wasserversorgung von Denver). — Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 11.

(Abb. 17) und c den Geschwindigkeitsbeiwert bezeichnet. Es kann somit auf die an der genannten Stelle gegebene Darstellung über die Versuche und Rechnungen verwiesen werden, welche behufs Ermittelung eines geeigneten Wertes von c vorgenommen sind. Rur soweit sie sich auf Rohrleitungen bezieht, erscheint eine kurze und ergänzende Besprechung am Platze.

wo R den Quotienten aus dem wasserhaltenden Querschnitt und dem benetzten Umfang, J das Gefälle

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Die Arbeiten von Pitot (1728), Couplet (1732), Woltman (1790), Bossut (1795), Dubuat und Eytelwein¹⁷) (gegen 1800) können hier übergangen werden, weil diese Forscher sämtlich von der Voraussetzung ausgingen, dafs c sich nicht ändere. Prony und d’Aubuisson, sowie nach ihnen Weisbach und Zeuner und neuerdings Hagen, Lampe und Wehage machten c von der Geschwindigkeit abhängig und zwar setzte Prony (später auch Eytelwein)

und Weisbach c —

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ß = 0,0004828.

Die Werte a und ß der Weisbach’sehen Formel sind a = 0,0007336,

Bekannter ist diese Formel in der Gestalt

V 2 g h

Vi + C« + c ld

oder, wenn man den Eintrittswiderstand Co vernachlässigt,

2.

2 gh

¹

)    Näheres findet man in: Gr ahn, Die städtische Wasserversorgung im Deutschen Reiche. Bd. II. München u. Berlin 1902. S. 257 u. f.

²

)    Eine sehr geringe Durchschnittswärme hat das Wasser des hochliegenden Kaiserbrunnens (5 bis 6° C.), welcher mit der Stixenstein- und Alta-Quelle (8 bis 9°) die Stadt Wien versorgt. Auch das Grundwasser aus dem Siebentischwalde bei Augsburg ist zeitweise recht kühl (bis 5,8° C.).

³

) Die Einwirkung von Flüssen auf in der Nähe befindliche Brunnen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers.

⁴

) Von den vielen hierher gehörigen Beispielen seien nur die Quellwasserversorgungen der Städte Wien, Frankfurt a. M. und Paris genannt. Die Quellen der (jetzt in Erweiterung begriffenen) Wasserleitung der Stadt

⁵

Wien lieferten z. B. am 22. November 1886 nur 18 500 chm, während die geringste Ergiebigkeit 60 000 chm

⁶

betragen sollte.

⁷

) Engineering 1889, I. S. 249 (Verlegung von Sammelrohren für die Wasserwerke zur Versorgung von Haag mittels Dünenwasser).    *

⁸

)    Grahn, Über den nötigen Druck in Wasserleitungen mit Rücksicht auf das Feuerlöschwesen. Journ. f. Gashel. u. Wasservers. 1886, S. 20.

5e) Bei dieser Gelegenheit sei bemerkt, dafs 1881/82 von 2 670000 Einwohnern 26 deutscher Städte nach Thiem zusammen nur 38 948 cbm Wasser für Feuerlöschzwecke gebraucht wurden, was für jeden Kopf jährlich 14,6 1 oder täglich 0,04 1 ergibt.

⁹

)    Engineering news 1888, II. S. 472.

¹⁰

) Aus den vorhandenen Witterungsbeobachtungen läfst sich seit dem Jahre 1811 die 11- bis 12 jährige AViederkehr eines trockenen Jahres bis zum Jahre 1879 ahleiten, denn die Jahre 1811, 1823, 1834, 1846, 1857 — 59 1868 und 1879 scheinen in den meisten Gegenden Deutschlands trocken gewesen zu sein. — Das nächste trockene Jahr fällt aber erst in den Abschnitt 1892/93, hat demnach den Abstand seiner Vorgänger nicht ganz eingehalten. — Brückner weist (Klimaschwankungen 1890) für den Zeitraum 1700 bis 1885 fünf regenreiche und ebenso viele trockene Abschnitte nach, welche je 10 bis 25 Jahre umfassen.

¹¹

)    Iron 1879, Januar, S. 67 u. 68.

¹²

)    Mihatsch, Der Bau der Wiener Kaiser Franz-Josefs-Hochquellen-Wasserleitung. Wien 1881.

¹³

)    Wochenschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1891, No. 26. — Gesundh.-Ing. 1891, S. 681.

¹⁴

)    Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1885, S. 678. — Tunnelstrecken aus altgriechischer Zeit finden sich auch in den Zuleitungen für Akrokorinth, Athen, Theben, Thyrins und Tyrus. Daselbst 1896, S. 170.

¹⁵

)    Der Tunnelbau. Bearbeitet von E. Mackensen. 3. Aufl. Leipzig 1902.

¹⁶

)    Mihätsch, Der Bau der Wiener Hochquellen-Wasserleitung. Wien 1881.

¹⁷

) Geschichtliche Angaben über die Entwickelung der Theorie der Bewegung des Wassers in Rohrleitungen finden sich u. a. in Rühlmanns Hydromechanik 1880, S. 496 u. f. ; ferner in der Studie von Frank, Die Formeln über die Bewegung des Wassers in Röhren. Zivilingenieur 1881, Heft 3, sowie in der Abhandlung von W. R. Kutter, Die neuen Formeln für die Bewegung des Wassers in Kanälen und regelmäfsigen Flufsstrecken, 2. Aufl. Wien 1877 (Abdruck einer gleichlautenden Veröffentlichung in der Allg. Bauz. 1870).

1 + C

wo

C = 0,01439 +

0,0094711

. 3.

Die Weisbach’sche Formel wurde (neben derjenigen von Eytelwein) bei uns früher fast ausschliefslich angewendet und ist auch heute noch in England und Amerika vielfach in Gebrauch. Man findet für v —

C =

c (abgerund.) = 40 v =

C =

c (abgerund.) = 54

wobei für c nur dann eine genauere Bestimmung möglich wird, wenn l und d als ge-gegebene Gröfsen vorliegen.

Hat man Veranlassung, nach Weisbach zu rechnen, so empfiehlt sich entweder die Benutzung einer Tabelle oder die Ermittelung eines Näherungswertes für v aus der Eytelwein’sehen Formel v = 50,9 \/RJ. Die obige Zusammenstellung gibt dann den zugehörigen Näherungswert für c, der eine genauere Berechnung von v nach der Formel v = c \/R J gestattet.

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,7

1,0

0,0443    0,0356    0,0317    0,0294    0,0278    0,0257    0,0239

45

47

49

50

52

53

1,1    1,2    1,3    1,4    1,5    2,0 m

0,0234    0,0230    0,0227    0,0224    0,0221    0,0211

54

55

55

55

56,

Die wichtige Tatsache, dafs c nicht sowohl durch die Geschwindigkeit, als durch die Beschaffenheit der Rohrwandungen (Rauhigkeit) und durch R bezw. d beeinflufst wird, wurde durch die in den Jahren 1849 bis 1851 yon Darcy auf Kosten der französischen Regierung vorgenommenen Versuche aufser allen Zweifel gestellt. Diese Versuche fanden auf der Pumpstation Chaillot bei Paris statt und erstreckten sich auf verschiedene offene Versuchskanäle, sowie auf 11 gufseiserne Rohrleitungen von 0,036 bis 0,50 m Lichtweite und 2,5 m Baulänge, welche von Wassermengen bis zu 0,22 cbm i. d. Sekunde durchflossen wurden.¹⁸) Einige der Rohrstränge, welche sämtlich über 100 m Länge hatten, waren mit leichten Niederschlägen bedeckt ; die übrigen waren neu.

Auf Grund seiner Untersuchungen ermittelte Darcy den Ausdruck:

'"i/

■ß

wo v — c₀ \/dJ = 2 c₀ \/R J,

a + ~d

in welchem c— 2c₀, also nicht mehr, wie bei Weisbach, von v abhängig ist. Für neue gufseiserne Röhren bestimmte er a = 0,001014 und ß = 0,0002588 und fügte dem untengenannten Werke umfassende Tabellen für d = 0,01 bis d=lm und Wassermengen bis zu 2,356 cbm i. d. Sekunde (entsprechend einer Geschwindigkeit bis zu 3 m) bei. Da der Widerstand älterer Leitungen aber erheblich gröfser ist, so empfiehlt Darcy — einigermafsen in Widerspruch mit den bis dahin angestellten genauen Untersuchungen und Berechnungen — das für neue Leitungen ermittelte Gefälle zu verdoppeln bezw. den Durchmesser für das halbe Gefälle zu berechnen ; aufserdem sollen zur Aufhebung der Rohrverengung durch Niederschläge die so gefundenen Lichtweiten je nach Beschaffenheit des Wassers entsprechend vergröfsert werden.¹⁹)

Bazin, welcher als Darcy’s Assistent dessen Untersuchungen mit ausgeführt und später vervollständigt hatte, veröffentlichte nach Darcy’s Tode (1858) die Gesamtergebnisse der Untersuchungen⁹⁰) und leitete aus diesen die Beiwerte oc und ß für vier verschiedene Rauhigkeitsgrade ab, welche sich auf die Formel beziehen

4.

Ji

~ zu setzen ist. 4

wo R für Rohrleitungen = —~

Gau ekler²¹) und nach ihm Lévy²²) beschäftigten sich eingehend mit den Darcy-schen V ersuchen. Lévy räumte auch der Geschwindigkeit einen Einflufs ein und gelangte zu dem Ausdruck

yjv -f- — \JV = CL\Jd

!■* I¹-

so dafs c —

2 a² yd

4 yv

¹⁸)    Es wurden auch Versuche mit 3 schmiedeisernen, 4 asphaltierten und 3 Bleirohrleitungen, sowie mit einem Rohrstrange aus Glasröhren vorgenommen; doch sind die Beiwerte nur für gufseiserne Röhren ermittelt.

¹⁹)    H. Darcy, Recherches experimentales relatives au mouvement de l’eau dans les tuyaux de conduite. Paris 1857. S. 228.

²⁰)    Recherches hydrauliques, entreprises par H. Darcy, continuées par H. Bazin. Paris 1865.

²¹)    Th. Gauckler, Etudes théoretiques et pratiques sur l’écoulement et le mouvement des eaux. Comptes rendus 1867, Bd. 64, S. 818; ferner: Du mouvement de l’eau dans les conduites. Ann. des ponts et chaussées 1868, I. S. 229 und Civiling. 1868, S. 489; Deutsche Bauz. 1869, S. 123.

²²)    Ann. des ponts et chaussées 1867, S. 237 ; Comptes rendus 1860, S. 582 ; Le Génie civil 1888, S. 311.

wird, wo der Rauhigkeitsbeiwert a für neue gufseiserne Röhren = 6,6 und für mit Niederschlägen bedeckte gufseiserne Röhren = 5,5 zu setzen ist.

QO. Ö

= m.

rj.

003

to

Eine Weiterbildung erfuhr der von Darcy-Bazin für c entwickelte Ausdruck durch die schweizerischen Ingenieure Ganguillet und Kutter, indem sie in Formel 4 = m₁ setzten und dadurch

erhielten.

c=\!

«i

m R

Tb

Um die Beiwerte vor dem Wurzelzeichen zu haben, wurde ferner

_ a V R

vn + R ~~ ö + Vjß

gesetzt, woraus sich mit

a Vr

b + Vr

yjRJ

5.

die sogenannte „abgekürzte Kutter’sehe Formel“ ergibt, in welcher a einen bestimmten Wert hat (— 100) und b mit der Rauhigkeit veränderlich ist.¹) Demnach ist also c in zwei Teile zerlegt, von denen der unveränderliche den gröfsten möglichen Wert von c und der veränderliche den Einflufs der Rauhigkeit darstellt. Genau genommen hat b für jeden einzelnen Fall eine besondere Gröfse; um nun alle diese Werte in bestimmte Abteilungen einzuordnen, hat Kutter 12 Rauhigkeitsstufen angenommen, denen folgende Zahlen für b entsprechen:

Stufe I: a = 100; 6 = 0,12 Stufe Y:

100; 6 = 0,35 Stufe IX: a = 100; 6 = 0,93

„ H:„

„ HI: „

IY*

„    „ — 0,15

„ „=0,20

„    „ = 0,27

VI*

)) v x • ))

„ TO:„

„ YIII: „

Y •

v    „

i XI: „ „ XII: „

V)    r>    ~ 1 )22

„    „    =    1)07

„    „    =    ^)44

Es braucht kaum erwähnt zu werden, dafs die Zuverlässigkeit der Berechnung wesentlich von der richtigen Wahl des Rauhigkeitsb ei wertes abhängt. Indessen wird dadurch, dafs diese Wahl in die Hand des Technikers gelegt ist, diesem Gelegenheit gegeben, den Yerhältnissen des ihm vorliegenden Falles besser Rechnung zu tragen. Die Bestimmung der Leitungsquerschnitte verliert dadurch viel von der Unsicherheit, welche ihr bei Anwendung der Formeln mit festen oder von der Geschwindigkeit abhängenden Beiwerten anhaftet.

Wie sehr die Beiwerte bei vorhandenen Wasserleitungen wechseln, zeigen die auf Yeranlassung des Yerbandes der deutschen Architekten- und Ingenieur-Yereine vorgenommenen Untersuchungen.²) Diese haben ergeben, dafs nur die Widerstandshöhen neuer oder kurze Zeit im Betriebe befindlicher, sowie der grofsen Eisenrohrleitungen sich mit den Beobachtungen Darcy’s decken, während mehrere ältere Anlagen (insbesondere solche von kleinen Durchmessern) Werte von c aufweisen, die ein Yielfaches der von Darcy gefundenen sind. Ein einheitliches c für alle eisernen Leitungen läfst sich deshalb nicht wohl festsetzen, schon aus dem Grunde nicht, weil neben der Zusammensetzung des Leitungswassers auch die Beschaffenheit der Rohre bei ihrer Yerlegung und die Art ihrer Unterhaltung während des Betriebes wesentlich auf die Rauhigkeit

der Wandungen einwirken. Doch entspricht die Mehrzahl der durch Yersuche gefundenen Beiwerte dem Rauhigkeitsgrade IV bis YI, so dafs IY für sehr günstige, YI für ungünstige Yerhältnisse (Wasser mit starken Mederschlägen, schwierige Reinigung u. s. w.) angenommen werden kann und Y als ein Mittelwert zu betrachten ist.

Ganguillet und Kutter haben später³) in weiterer Umgestaltung des Ausdrucks für c diesen auch von J abhängig gemacht, dergestalt, dafs der Beiwert mit Zunahme des Gefälles bei gröfseren Gewässern abnimmt, bei kleineren aber wächst und sind dadurch zu dem in Bd. I bereits besprochenen Werte für c gelangt :

²³ fl” » fl"

n

0,00155

6.

0,00155

\ n

/TI

(23 +

wenn v — c \/RJ, wo n zwischen 0,010 und 0,030 liegt. Kutter ist der Ansicht, dafs diese Formel sowohl den Messungen an grofsen Strömen, wie denjenigen von Darcy-Bazin entspreche⁴); sie wird deshalb vielfach, namentlich in Nordamerika und teilweise auch in England, zur Berechnung von Rohrleitungen benutzt.

Es ist jedoch hier zu berücksichtigen, dafs die Umbildung der Formel 5 namentlich deshalb geschehen ist, um ihre Ergebnisse den von Humphreys und Abbot gemachten Messungen am Mississippi anzupassen. Hier waren durch Beobachtungen Werte von c bis 140 ermittelt, während die ursprüngliche Darcy’sehe Formel nur einen Grenzwert 62,6, diejenige von Bazin (Rauhigkeitsgrad I, wo a = 0,00015) einen solchen von 81,65 und die Formel 5 einen Grenzwert = 100 ergibt. Da aber die Darcy-Bazin’sehen Yersuche, auf welche Formel 5 aufgebaut ist, sich gerade auf solche Leitungen beziehen, welche hier in Betracht kommen, so ist ihr für die Berechnung von Wasserleitungen der Yorzug vor Formel 6 einzuräumen, zumal J sich bei künstlich hergestellten Leitungen in Grenzen zu bewegen pflegt, die auch den nach Formel 6 berechneten Wert von c nur wenig beeinflussen würden. Ein Yorteil von Formel 5 liegt auch in der einfacheren Gestaltung, welche den Ausdruck zugleich für wissenschaftliche Untersuchungen geeigneter macht.

Zur leichteren Ermittelung von c nach Formel 5 dient die graphische Darstellung in Abb. 1, Taf. I, aus welcher die Beiwerte je nach dem Rauhigkeitsgrade I bis XII der Wandungen für verschiedene hydraulische Halbmesser bezw. für verschiedene Rohrweiten unmittelbar abgegriffen werden können. Um für kleinere Rohre genügende Genauigkeit zu erzielen, ist R von 0,01 bis 0,20 (entsprechend einem Rohrdurchmesser von 0,04 bis 0,80 m) nach einem gröfseren Mafsstabe aufgetragen; von R — 0,20 m bis 0,30 wird der Mafsstab kleiner und vermindert sich weiter von R = 0,30 bis 0,50. Dies entspricht der Yeränderlichkeit von c, welche von R = 0,01 bis 0,20 am gröfsten ist. c selbst ist nach dem Verhältnis 1 = 1 mm aufgetragen, so dafs die genaue Gröfse der zwischen den Teilstrichen liegenden Abschnitte sich mit einem gewöhnlichen Mafsstabe leicht feststellen läfst.

Für Wasserleitungen, wo insbesondere der Rauhigkeitsgrad Y (b — 0,35) in Betracht kommt, erhält man folgende Zahlenwerte :

OOO

to

1,5    2    2,5    3    4    5    8    10    12,5    15    17,5    20    25    30    35 cm

= 1

= 12,5 14,9 16,8 18,4 19,8 22,2 24,2 28,8 31,1 33,6 35,7 37,5 39,2 41,7 43,9 45,7 „

50    55    60    70    80    100    150    200 cm

50,2    51,4    52,5    54,4    56,1    58,8    63,6    66,9 „

d = 40 c = 47,5

Für d — 53 cm ist c = 51, stimmt also nahezu mit dem Werte c = 50,9 der Eytelwein’schen Formel überein. Die Rohrweiten unter dieser Grenze, welche nach der genannten Formel berechnet werden, fallen deshalb zu klein aus und zwar können sich, wie die Tabelle zeigt, Unterschiede ergeben, die sehr ins Gewicht fallen.

Bei den Rechnungen, welche zur Bestimmung eines Leitungsnetzes erforderlich werden, benutzt man zweckmäfsig graphische Darstellungen oder Zahlentabellen. Eine Darstellung der erstgenannten Art, welche einer gröfseren von Baumeister⁵) veröffentlichten Tafel mit dessen Einwilligung entnommen wurde, findet sich in Abb. 2, Taf. I. Für einen beliebigen Punkt der Kurven bezeichnet die zugehörige Abszisse die Geschwindig-keit, die Ordinate die Wassermenge, während der Durchmesser d der Leitung an der schrägen Linie und das Gefälle an der Kurve abzulesen ist. Die Darstellung bezieht sich auf Formel 5 und es bezeichnet die kleinere an jeder Kurve stehende Zahl das Gefälle für den Rauhigkeitsgrad IY, die gröfsere dasjenige für den Grad VI nach Kutter.

Beispielsweise' ist aus der Darstellung sofort zu ersehen, dafs bei einem Rauhigkeitsgrade IY und einem Gefälle 0,002 ein Rohrdurchmesser von 0,7 m erforderlich wird, um 0,435 cbm Wasser i. d. Sekunde abzuführen; die zugehörige Geschwindigkeit beträgt dann 1,13 m. Bei einem Rauhigkeitsgrade VI erhöht sich unter Beibehaltung des Rohrdurchmessers das Gefälle auf 0,0033.

Die nachfolgende kleine Zahlentabelle bezieht sich auf den Rauhigkeitsgrad V (b = 0,35), ergänzt sonach die graphische Darstellung.

«s ©

Wassermengen Q und Geschwindigkeiten v für J = 1:100.

1,5    2    2,5    3    4    5    8    10    12,5    15    17,5    20    25 cm

= 1

= 0,05 0,016 0,037 0,072 0,12 0,28 0,54 2,05 3,86 7,28 12,2 18,8 27*4 51,1 si = 0,06 0,09 0,12 0,15 0,17 0,22 0,28 0,4 0,49 0,59 0,69 0,78 0,87 1,04 m

d = 30    35    40

45    50    55    60    70    80    100    150    200 cm

Q = 84,9 130,4 188,5 260,8 349,3 453 574 876 1261 2310 6885 14861 si

v —

1,2 1,36    1,5    1,64 1,78 1,91 2,03 2,28 2,51    2,94    3,89    4,73 m.

Die einem anderen Gefälle Ji entsprechenden Werte Qi und Vi findet man aus der Erwägung, dafs

Qi FcVbJi

Q FcVbj

; Qi = Q

= io Q y/ji

7.

und

cVBJx

- — —t=\

cVBJ

d. h., die Zahlen der Tabelle sind mit 10 Vji zu multiplizieren.

Beispielsweise führt ein Rohr von 20 cm Durchmesser bei einem Druckverlust von 1 m auf 230 m eine Wassermenge von

= 10 v Vjx

7a.

Qi = 27,4.10

V 230

= 18,1 sl

mit einer Geschwindigkeit von

«i = 0,87.10

H,

— = 0,57 m.

Steigt die Geschwindigkeit auf 1,14 m, so erhöht sich die gelieferte Wassermenge auf das Doppelte, der Druckverlust aber nach Formel 7 und 7a auf das Vierfache.

In seinem Buche: Berechnung der Kanäle und Rohrleitungen, München 1886, hat Frank eine sehr vollständige und zugleich übersichtliche graphische Anleitung zur Bestimmung von Rohrweiten geliefert, indem — auf einer Tafel Ergebnisse nach Weisbach, Darcy, Frank, Gauckler, Lévy und Dupuit für reine und mit Niederschlägen bedeckte Leitungen dargestellt sind. Durch Einführung von Logarithmen beschränkt Frank seine Darstellungen auf zwei Gruppen von geraden Linien mit nahezu rechtwinkliger Kreuzung, welche ein genaues Ablesen gestatten. Allerdings ergeben sich von den gesuchten Werten nur v und J unmittelbar, während es zur Bestimmung von d noch einer kleinen Hilfsrechnung bedarf.

die

Ähnliche Darstellungen findet man in:

Thiem, Über graphische Durchmesserbestimmungen bei Wasserleitungen. Journal f. Gasbel. u. Wasservers. 1885. Durch Anwendung von Logarithmen sind gerade Linien erzielt, die nach Darcy’s Formel d und J als Koordinaten, Q als gegen das Ordinatensystem geneigte Linien darstellen ; auch r-Linien sind eingetragen.

W. P. Gerhard, Gesundh.-Ing. 1883, S. 5 mit Beiwerten nach Weisbach; d und V als Koordinaten, Q und J als Kurven.

J. Schmidt, Praktischer Maschinen-Konstrukteur 1876, S. 450, nach Weisbach.

Collignon, Cours de mécanique, II. Teil: Hydraulique, 1870, nach Darcy.

Bouniol im Génie civil 1890/91 (Bd. XVIII, Aprilheft) für Rohre von 0,04 bis 1,2 m Durchmesser und Gefälle von 1 : 10 000 bis 1 : 5.

Kalender für Strafsen-, Wasserbau- und Kultur-Ingenieure, I. Beilage (Kutter’sche Formel mit b = 0,25).

Eine Zuhlentabelle für teilweise gefüllte Kreisrohre, berechnet nach der abgekürzten Kutter-schen Formel, findet sich in Bd. 4 (Taf. I). Die umfangreiche Tabelle von Darcy als Anhang zu seinem in Anm. 19 genannten Werke ist schon S. 78 erwähnt.

Hier sind auch die Untersuchungen von Spiefs zu erwähnen, welcher die Wassermengen, welche bei Vereinigung mehrerer Quellen (oder Behälter) an verschiedenen Stellen der Verbindungs-leitungen zum Ausflufs gelangen, auf zeichnerischem Wege im Journal f. Gasbel. u. Wasservers. 1887,

S. 563 nach Darcy zu lösen sucht.

nach c —

Aufser den obengenannten Formeln ist noch die von Hagen²⁸) anzuführen, wound a = 0,000005336, b — 0,0011193 ist; vernachlässigt man

?- + b

das sehr kleine Glied -q - , so wird c •= 59,8. — Ferner hat neuerdings Bazin²⁹)

87 VE

T + V'ïï

Die Formel entspricht in ihrem Bau derjenigen von Kutter, doch liegt der Grenzwert für c schon bei 87.

Endlich sei noch die Formel von Dupuit erwähnt, wonach

d =0,3018\J-~ d — 0,3

ist. Berechnet man c aus 8., so findet man dafür 50,9; die Formel ist demnach aus der Eytelwein’schen abgeleitet und aus diesem Grunde für genauere Bestimmungen weniger brauchbar, dagegen zu vorläufigen Berechnungen geeignet. Aus ihr ergibt sich

v s >

²⁸)    Hagen, Über die Bewegung des Wassers in zylindrischen, nahezu horizontalen Leitungen. Berlin 1870.

²⁹)    A. Flamant, Mécanique appliquée hydraulique. Paris 1891. S. 147. (Bezugnehmend auf: R. Manning. On the flow of water in open channels and pipes.)

für v den Ausdruck aufgestellt : v —

\jUJ, wo y sechs verschiedene Werte hat.

8,

oder abgekürzt

d = 1,2

»/ Q²

9.

wenn G das Gefälle für eine 1000 m lange Strecke bezeichnet (also 2 für J — 0,002) und

10.

Q = 0,63 \/¥G

Als Grenze für die Geschwindigkeit, mit welcher reines Wasser sich in Eisenrohren bewegen darf, ohne den schützenden Überzug der inneren Wandungen anzugreifenL 'wurde ôbèH ~b6ÿèifir~der Wert von 3 m angegeben, so dafs das natürliche Gefälle meistens vollständig ausgenutzt werden kann. Mufs das Wasser künstlich gehoben werden, so steigen die Herstellungskosten mit der Geschwindigkeit, während die Kosten der Rohrleitungen abnehmen. Es gibt deshalb, regelmäfsigen Betrieb vorausgesetzt, eine wirtschaftlich zweckmäfsigste Geschwindigkeit, bei welcher die Gesamtkosten am niedrigsten werden und behufs deren Ermittelung auf Abschnitt E. verwiesen wird.

Abb. 18.

CCD

Bei der Berechnung der Rohrdurchmesser ist zu berücksichtigen, dafs die Wandungen trotz des sorgfältigsten Schutzüberzuges sich allmählich — wenn auch oft erst nach langer Zeit — mit einer die Reibung verstärkenden Schicht bedecken. Selbst bei reinem Wasser beginnt infolge der stets mitgeführten Luft das Eisen an einzelnen Stellen zu rosten und zwar nach den Beobachtungen von Oesten⁶) in der Form von beulenförmigen Erhebungen, die sich allmählich zu mehr oder weniger starken Knollen ausbilden und nicht allein infolge der gröfseren Rauheit den Widerstand vergröfsern, sondern zugleich den Querschnitt einschränken. Eine solche Einschränkung tritt in noch stärkerem Mafse ein, wenn das Wasser Kalk-, Magnesia- und Eisenverbindungen enthält. Durch Entweichen der diese Yerbindungen . in Lösung haltenden Gasarten (Kohlensäure und Luft) bilden sich Mederschläge, welche sehr fest an den Rohrwandungen haften oder sich mit dem Eisenoxyd verbinden, so dafs sie nur durch kräftiges Bürsten und Kratzen wieder beseitigt werden können. Beim Unterlassen einer solchen Reinigung erfolgt eine immer stärkere Sinterbildung, die unter Umständen die Leitung nahezu ausfüllen kann (vergl. Abb. 18, welche dem Querschnitt einer in Bath aufgegrabenen J Leitung entspricht). — In ähnlicher Weise wurden mehrere Rohrstränge iJUft des Hamburger Leitungsnetzes durch Rost-, Schlamm- und Muschelbildungen eingeengt gefunden ; weniger starke, aber immer noch beträchtliche Niederschläge hat man in den Rohrnetzen anderer Städte ermitteft.⁷) Yon solchen Ablagerungen werden vorzugsweise solche Strecken heimgesucht, in welchen sich das Wasser infolge schwachen Yerbrauchs mit geringer Geschwindigkeit bewegt. Zuleitungen, welche nur in gewissen Zwischenräumen benutzt werden, sind (namentlich bei eisenhaltigem Wasser) oft in wenigen Jahren bis auf eine kleine Öffnung zugewachsen. Dieser Übelstand läfst sich durch eine von Zeit zu Zeit vorgenommene Reinigung des Rohrnetzes wohl herabmindern, nicht aber ganz beseitigen. Hat man es demnach mit Wasser zu tun, welches voraussichtlich Ablagerungen bilden wird, so empfiehlt es sich, nicht allein das Rohrnetz von vornherein so einzurichten, dafs es gereinigt werden kann, sondern auch den gefundenen Durchmesser um eine bestimmte Gröfse zu verstärken. Diese Yerstärkung richtet sich nach der Natur des zu leitenden Wassers, sowie nach seiner Geschwindigkeit in den Leitungen und dürfte auch für sehr reines Wasser nicht unter 2 cm, in den meisten Fällen der Praxis aber auf 3 bis 5 cm anzunehmen sein.

Eine fernere Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit einer Bohrleitung bildet die Ansammlung von Luft, deren sorgfältige Entfernung bei Leitungen, welche unter geringem Druck stehen, sehr wichtig, jedoch wegen der Beibung der langen Luftblasen an den Bohrwandungen oft mit Schwierigkeiten verknüpft ist.

Es bleibt noch zu erwähnen, dafs auch die Wärme des Wassers einen Ein-flufs auf dessen Bewegung ausübt und zwar wird es mit steigender Wärme dünnflüssiger. Die durch die Sonnenwärme hervorgerufenen Unterschiede sind jedoch so gering, dafs sie vernachlässigt werden können, da ihr Einflufs die abfliefsende Wassermenge noch nicht um 2°/₀ vergröfsert oder verringert. Gleiches ist der Fall mit der Widerstandshöhe beim Eintritt des Wassers, ferner mit der Verschiedenheit des Luftdrucks am Anfang und Ende der Leitung.

Bewegungswiderstände bei Bichtungs- und Querschnittsänderungen. Beim Durchgang des Wassers durch ein gekrümmtes Bohr (Abb. 19) beträgt der Druckhöhenverlust A, wenn w den Zentriwinkel, p den Halbmesser der Krümmung, r die halbe Bohrweite bezeichnet, nach Weisbach

K = Cl VT

V² CO

2 g 90 ’

11

wo Ci

= 0,131 + l,847 (|)i

Dies ergibt für

- = 0,1 P

C, = 0,131 0,138 0,158 0,206 0,294 0,440 0,661 0,977    1,408    1,979.

0,2    0,3    0,4    0,5    0,6    0,7    0,8    0,9    1,0

Abb. 19.

Abb. 20.

/ CV

Da das Wasser sich in den Hauptleitungen eines Bohrnetzes nur ausnahmsweise mit mehr als lm Geschwindig-keit bewegt, so bleibt meist unter 0,05 und erhält so kleine Werte, dafs diese dem Gesamtwiderstande einer längeren Leitung gegenüber wenig in Frage kommen. Bei häufiger Wiederholung scharfer Krümmungen und gröfserer Geschwindigkeit (z. B. im Innern der Häuser) können sich diese Widerstände jedoch recht be-merklich machen.

Knierohre (Abb. 20) ergeben nach Weisbach einen Druckhöhen Verlust von

K = (0,9457 sin² ~ + 2,047 sin⁴

2g ’

. 12.

so dafs der betreffende Widerstandsbeiwert

C, = 0,9457 sin² ~ + 2,047 si»⁴ ~

u    U

ist, wenn co den Ablenkungswinkel bezeichnet. Man findet

für w =    20    40    60    80    90    100    110    120    130    140 Grad

C₂ = 0,046    0,139    0,364    0,740    0,984    1,260    1,556    1,861    2,158    2,431.

Diese Werte sind giltig für Bohrleitungen von 30 mm an aufwärts gerechnet, während für engere Leitungen C₂ bedeutend gröfser wird.

. Querschnittsänderungen kommen in einer geschlossenen Leitung überall da vor, wo die Durchmesser sich ändern; der hierdurch erzeugte Widerstand ist aber, sofern nur diese Änderung allmählich stattfindet, so geringfügig, dafs er vernachlässigt werden kann⁸); ebenso der Widerstand infolge der Einschaltung von Reinigungskasten.⁹) Eine plötzliche Querschnittsverengung wird manchmal durch teilweises Schliefsen eines Schiebers herbeigeführt, um dadurch eine Herabminderung des Leitungsdrucks unterhalb des Schiebers zu erzielen. Der dabei auftretende Widerstand ist h₃ — C und zwar fand Weis bach (Abb. 21)

Abb. 21.

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Eine wesentliche Verminderung des Druckes läfst sich demnach erst herbeiführen, wenn der Schieber zu dreiviertel geschlossen ist, während ein Abschlufs bis zur Hälfte des Querschnitts fast ohne Wirkung bleibt.

Wegen des Widerstandes des Wassers beim Durchflufs durch Ventile siehe die unten bezeichnete Quelle.¹⁰)

E. Anordnung der Zuleitungen. Unter Druck stehende Rohrleitungen müssen stets tiefer liegen, als die sich beim stärksten Wasserverbrauche ergebende Linie des Gefälles, welche zugleich für den tiefsten Stand des Wassers im Hochbehälter mafsgebend ist. Liegt die Oberkante des Rohres an der höchsten Stelle nur 1,5 bis 2 m unter dieser Linie, so empfiehlt es sich, statt der üblichen Lufthähne einen Schacht oder ein Standrohr einzufügen und dadurch eine dauernde und sichere Verbindung mit der freien Luft herzustellen. Die genannten Hähne, sowie die selbsttätigen Ventile bedürfen zur Betätigung eines Überdrucks der ausströmenden Luft, auf den bei hoher Lage des Rohrscheitels wegen der Druckschwankungen und der Wärmeänderungen im Innern der Leitung nicht immer zu rechnen ist.

Abb. 22 a u. b. Lüftungsschacht der Zuleitung für Stadt und Bahnhof Sebenico.

Abb. 22 6.

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Abb. 22 a.

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So ergiefst z. B. die in Abb. 10, Taf. II dargestellte Zuleitung für Stadt und Bahnhof Sebenico beim Überschreiten der vier Bergrücken das Wasser in die auf den Scheitelpunkten aufgestellten gemauerten Schächte L₁ bis L₄. Das Wasser wird einer Quelle entnommen und durch ein mit Wasserkraft betriebenes Pumpwerk 183 m hoch gedrückt; die Wasserkraft liefert die 45 m über der Quelle liegende Obere Kerka. Der Einlauf erfolgt bei A (Abb. 22 a u. b), während die Luft und unter Umständen

auch das Überlaufwasser durch C entweicht. — Eine standrohrähnliche Anordnung zeigt der in Abb. 23 dargestellte Lüftungsschacht der Zuleitung für Bahnhof Canfanaro. Hier ist in den Schacht ein eiserner Behälter eingebaut, in welchen das Wasser von

dem im Tale belegenen Pumpwerke her eintritt. Die Luft entweicht durch das Bohr C, welches zugleich überlaufendes Wasser abführt.⁸⁵)

Denkt man sich die Schächte vergröfsert, so entstehen Behälter, deren Inhalt regelnd auf die Schwankungen zwischen Verbrauch und Zuleitung einwirkt und welche namentlich dann von Nutzen sind, wenn einzelne Strecken der Zuleitung einer Reinigung und Instandsetzung unterzogen werden ; desgleichen ermöglichen sie das raschere Auffinden der Beschädigungen. Derartige Behälter finden sich insbesondere bei Zuleitungen der englischen Wasserwerke; beispielsweise sind in die Zuleitung der Stadt Dublin auf der 32 km langen Strecke zwischen der Entnahmestelle im Vartry-See und dem Hauptbehälter bei Stillorgan vier Nebenbehälter eingeschaltet (s. Abb. 2, Taf. III.) Von den Zuleitungen für Liverpool (Abb. 3, Taf. III) hat die Rivington-Leitung bis Prescot auf 27 km Länge vier und die schon auf S. 37 erwähnte Vyrnwy-Leitung auf 107 km Länge sechs Nebenbehälter, deren Gröfse zwischen 9000 und 250000 cbm wechselt. Zur Anlage derartiger Behälter eignen sich am besten Punkte, welche nur in mäfsigem Abstande von der Drucklinie liegen oder von ihr geschnitten werden, weil sonst der Unterbau zu teuer werden würde; ferner die Vereinigungsstellen zweier Zuleitungen. Wenn irgend möglich, sind die Behälter in den Boden einzubauen und zu überwölben, um die Wärme des Wassers nicht nachteilig zu beeinflussen und es möglichst wenig mit der Aufsenluft in Berührung zu bringen. — Zur Sicherung der Wasservorräte in den Behältern und den oberhalb belegenen Leitungsstrecken bei einer unterhalb eintretenden Beschädigung werden selbsttätige Verschlüsse angebracht, zu denen die in Kap. IV zu besprechenden Armstrong-Ventile gehören; auch versieht man, um bei Ausbesserung einer Stelle nicht die ganze Leitung entleeren zu müssen, diese in längeren Abständen mit Absperrschiebern, deren allmählicher Schlufs die Bildung von Rückschlägen in den oberhalb belegenen Rohrstrecken verhindert. Für grofse Querschnitte in gemauerten Kanälen und für Tunnelstrecken werden zu diesem Zwecke auch Schützen, sowie Stautüren von ähnlicher Form wie bei Sielanlagen oder Klappen angewendet; letztere finden sich z. B. am Ende des 3,82 km langen Hirnant-Tunnels der V yrn wy-Leitung.

Die Entleerung geschieht durch die an den tiefsten Stellen der Zuleitung angebrachten Ablafshähne, die auch zu Spülungen benutzt werden können. Bei stärkerem Gehalt an Sinkstoffen empfiehlt sich die Anordnung von Schlammkasten in Verbindung mit Ablafshähnen. Die Abb. 24 a u. b zeigen eine solche Anlage in der Zuleitung für Sebenico, welche in einer verschliefsbaren Kammer untergebracht ist. Das Wasser bezw. der etwa angesammelte Schlamm wird durch a abgelassen und fliefst in der Rinne r fort ; l bezeichnet einen Lufthahn. Statt diesen durch Menschenhand zu be-

Abb. 23. Lüftungsschacht der Zuleitung für Bahnhof Canfanaro.

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⁸⁵) G. Plate, Die Wasserversorgung auf den k. k. Istrianer und Dalmatiner Staatsbahnen. Zeitschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1878, S. 57 u. 110.

Abb. 24 a u. b. Schlammlcasten mit Luft• und Ablafshahn in der Zuleitung für Sebenico.

Abb. 24a.

Abb. 24 6.

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wegen, werden vielfach selbsttätige Vorrichtungen angebracht, wovon in Kap. IV die Rede sein wird. Doch arbeiten diese nicht immer zuverlässig, so dafs einer regel-mäfsigen Bedienung der Lufthähne der Vorzug zu gehen ist. Eine solche erfolgt u. a. bei der Zuleitung der Stadt Salzburg, obwohl sich hier, wie aus dem Längenschnitt Abb. 11, Taf. II hervorgeht, die Luft an den Auslafsstellen stets unter starkem Druck befindet, so dafs Neigung zum Entweichen vorhanden ist. Wegen der üblen Folgen, welche das Ansammeln von Luft und die Bildung langer Luftblasen Absturzschacht in der Zuleitung für Bahnhof Bachitovich. in den Leitungen haben kann, sollte von wagerechten oder schwach geneigten Strecken, in denen die Luft sich nur schwer fortbewegt, möglichst abgesehen und an jedem Wechsel zwischen Steigung und Gefälle, sowie in bestimmten Zwischenräumen längerer Steigungen der Luft Gelegenheit zum Entweichen gegeben werden.

Was die Vorrichtungen zur Vernichtung der lebendigen Kraft des Wassers betrifft, so bildet das einfachste Mittel die Einfügung eines Fallkessels von genügend grofsem Querschnitt, auf dessen Sohle das Wasser niederfällt. Eine Absturzstrecke in der Zuleitung der Stadt Wien wurde bereits in Abb. 16 dargestellt. Abb. 25 zeigt einen Absturzschacht in der Zuleitung für Bahnhof Rachitovich (dalmatinische Eisenbahnen), welche ihr Wasser einer 320 m über dem Ver-

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Abb. 25.

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brauchsorte liegenden Stelle entnimmt, so dafs bei voller Ausnutzung dieser Höhe ein unnötig grofser Druck in der Leitung entstanden sein würde (s. Abb. 26«, S. 88). Die Vernichtung der lebendigen Kraft des Wassers erfolgt hier durch Auf stürzen auf die Sohle des Schachtes; ein solcher wurde gewählt, um das Verwehen des herabfallenden Wassers durch die dort stark auf tretende

Böra zu verhüten.

Unterhalb des Absturzes fällt die Leitung etwa unter 45°, später weniger ab und ist mit aufgeschraubten schmiedeisernen Rohrschellen gegen eingesetzte Steine

gestützt, so dafs eine Verschiebung der Rohre nicht stattfinden kann. Die Tiefe des in den Felsen getriebenen Rohrgrabens beträgt 1 bis 1,4 m. Um das Herunter-waschen der Ausfüllung an den steilen Abhängen zu verhindern, liefs man in geeigneten Abständen Stege im Graben stehen, welche unterhalb von der Leitung durchfahren wurden und der Aufschüttung als Stütze dienen. Zur weiteren Herabminde-

Abb. 26 a.

Zuleitung für Rachitovicli.

Abb. 26 b. EntlastungsTcasten der Zuleitung für Rachitovicli.

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rung des Druckes hat die obere, in starkem Gefälle liegende Strecke der etwa 5 km langen Leitung einen kleineren Durchmesser erhalten, als die untere; ferner wurden noch sechs Entlastungskasten eingeschaltet (Abb. 26 b), welche aus Gufseisen hergestellt und in gemauerten Kammern untergebracht sind. Auf der einen Seite mündet der Einlauf, auf der entgegengesetzten das folgende Fallrohr mit einer Abschliefsung. Durch das von dem Deckel des Kastens ausgehende senkrechte Rohr wird die Druckhöhe bestimmt, bei deren Überschreitung das Wasser durch den Überlauf abfliefst. Durch Verlängern oder Verkürzen dieses Rohres läfst sich die gröfste zulässige Druckhöhe und die Lieferungsfähigkeit *der Leitung regeln.

Als Zubehör der durch natürliches Gefälle wirkenden Zuleitungen sind noch die Vorrichtungen zu erwähnen, durch welche die Menge des der Stadt zufliefsenden Wassers

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Abb. 27.

Mefsvorrichtung durch einen vollkommenen Überfall.

gemessen wird. Bei gröfseren Wassermengen besteht eine solche Mefsvorrichtung meistens aus einem Überfall mit scharfer

Kante, welche für eine Druckleitung nach Art der Abb. 27 eingerichtet werden kann. Beim Schliefsen des Schiebers S steigt das Wasser in das Gerinne ćr, wo ein über dem ungesenkten Wasserspiegel befindlicher genau einstellbarer Mafsstab die Höhe h mifst.Die Berechnung erfolgt nach derFormel

Q — — [ibh\/2yh, wenn b die Breite des

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Überfalls bezeichnet. ^ p, kann (bei rechteckiger Form des Gerinnes und gleicher Breite von Gerinne und Überfall) in gewöhnlichen Fällen zu 0,42 angenommen werden”⁶); die Formel ergibt die sekundlich ab-

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S6) Näheres über Wassermengenbestimmung bei vollkommenen Überfällen siebe I. Band, Kapitel II, 3. Abschnitt, ferner: F. Frese, Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1890, No. 49—52 und Keller,

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fliefsende Wassermenge in cbm, wenn h und b in Metern eingesetzt werden. Wenn möglich, sollte man jedoch jjl dadurch zu bestimmen suchen, dafs man bei gleichmäfsigem Zuflufs die Zeit ermittelt, in der ein gröfserer Behälter (etwa einer der oben besprochenen Zwischenbehälter) gefüllt wird. Die Messung von h darf erst nach Eintritt des Beharrungszustandes vorgenommen werden.

Bei Zuleitungen mit freiem Wasserspiegel erfolgt die Feststellung der zufliefsenden Wassermenge gleichfalls durch ein eingebautes Wehr oder durch Messung des Wasserquerschnittes, bezw. durch die Beobachtung des Wasserstandes an einer bestimmten Stelle der Zuleitung. Im übrigen ist es nicht schwer, beide Arten von Messungen durch Anwendung eines mit Schreibstift versehenen Schwimmers, welcher die Wasserstände auf einem gleichmäfsig bewegten Papierstreifen verzeichnet, selbsttätig einzurichten, was behufs Gewinnung einer sicheren zahlenmäfsigen Unterlage für den Betrieb nur zu empfehlen ist. Zu den selbstschreibenden Yorrichtungen gehört unter anderen der Deacon’sehe Bezirkswassermesser, der für Wassermengen bis zu etwa 20 Sekundenliter verwendet werden kann5 ebenso der Yenturi-Wassermesser.

Teilung der Zuleitung in zwei Stränge. Nicht unwichtig ist ferner die Frage, ob man es vorziehen soll, bei einer neuen Anlage das Wasser in einer einzigen Leitung zum Hochbehälter zu führen oder eine Teilung in zwei Stränge vorzunehmen. Eine Teilung des Querschnittes ist wesentlich teurer und zwar kosten zwei eiserne Lei-t un g on, welche dieselbe Wassermenge führen, wie ein Bohr, etwa anderthalbmal so viel als dieses. Dagegen gewährt eine Doppelleitung eine gröfsere Betriebssicherheit, weil beim Bruche des einen Bohres das andere vorübergehend aushelfen kann. Dieser Gesichtspunkt mufs bei der Wasserversorgung einer Stadt berücksichtigt werden, ist aber nicht zu überschätzen. Wenn z. B. in Dresden (Abb. 45) und in Hannover (Abb. 46) die Zuleitungen zu den Hochbehältern doppelt hergestellt sind und ähnliche Ausführungen sich bei verschiedenen anderen Wasserwerken finden, so sind die Fälle weit zahlreicher, in denen man sich mit einer Zuleitung begnügt hat. Übrigens ist die Art der Ausführung nicht ohne Einflufs, z. B. bildet eine aus gutem Mauerwerk hergestellte und jederzeit zugängliche Zuleitung eine fast vollkommene Sicherheit für den Betrieb. Ebenso kommen an einer Eisenrohrleitung mit ausreichender Wandstärke, welche mit Sorgfalt in festem Boden verlegt ist, nur selten Beschädigungen vor, namentlich wenn der Innendruck kein hoher ist; doch sind auch Beispiele langer Zuleitungen vorhanden, welche, obwohl in ihnen ein starker Druck herrscht, nur aus einem Bohrstränge bestehen, z. B. diejenigen für Newark (Abb. 34), Neuchâtel, Barmen, Yelbert, Elberfeld (Abb. 86), Salzburg (Abb. 11, Taf. II), Sebenico (Abb. 10, Taf. II), die Anlage zur Versorgung der Bauhen Alb (Abb. 1, Taf. III) und andere. Ferner läfst sich durch Einfügung von Zwischenbehältern und einer genügenden Anzahl von Absperrschiebern und Ablafsstellen die Zeit des Leerens und Wiederfüllens im Falle eines Bohrbruches sehr abkürzen und bei Bereithaltung von Ersatzstücken und zuverlässigen Arbeitskräften nimmt die Auswechselung selten mehr als 24 Stunden in Anspruch, während welcher Zeit die Behälter aushelfen müssen.

ein einziger

Die Einfügung von Doppelsträngen in eiserne Zuleitungen kann deshalb auf solche Fälle beschränkt werden, in denen ungünstige örtliche Verhältnisse vorliegen (schlechter Boden, sehr starker Druck, schwere Zugänglichkeit) oder wenn

Neueste Bestimmung der Wassermengen bei Überfällen durch M. H. Bazin. Zeitschr. d. Yer. deutscher Ing. 1890, S. 880. — Yergl. auch W. Müller, Hydrometrie. Hannover 1903, wo sich u. a. eine Beschreibung des Yenturi-Messers auf S. 81 u. f. findet.

Rohrstrang zu grofse Abmessungen ergeben würde. Man wird demnach bei Kreuzung eines Flufsbettes, eines tiefen Moores oder einer mit Grundwasser angefüllten Strecke die Verlegung eines zweiten Stranges in Erwägung ziehen, obwohl man sich z. B. bei der Zuleitung vom Müggelsee nach Berlin damit begnügt hat, die 70 bezw. 90 m langen, im Moore liegenden Strecken bei Mönchshof und Dahlwitz in einfacher Leitung, jedoch möglichst sorgfältig herzustellen (Pfahlrost mit Betonplatten, auf welchen die Rohre in

einer in schmiedeisernen Kasten befindlichen Sand-Zuleitung der Vigne-Quellen nach Paris, bettung verlegt wurden). Bei der Ausführung der

Vigne-Quellen nach Paris sind einzelne Strecken, bei denen die Einbettung in den vorhandenen Boden nicht ratsam erschien oder nicht möglich war, in einen gewölbten Kanal verlegt (Abb. 28). Desgleichen rechtfertigt sich die Teilung der Leitung vom Hochbehälter zur Stadt, weil hier, sofern nicht noch andere Behälter vorhanden sind, das Bersten eines Rohres die sofortige Unterbrechung der gesamten Versorgung zur Folge haben würde. Eine solche Anordnung findet sich u. a. bei Dublin (Abb. 2a, Taf. IH), Dresden (Abb. 45), Hannover (Abb. 46) und Manchester (Abb. 29 a u. b).    In der letztgenannten Stadt hat

die Teilung auch den Zweck, dem oberen Stadtgebiet das Wasser unter dem Druck des bei A gelegenen Behälters zuzuführen, während die Unterstadt nur unter dem Drucke des Behälters B steht.

Über die zweckmäfsigste Lage der Zuleitung, welche wieder von der Lage der zur Aufstellung von Behältern geeigneten Punkte abhängt und über ihre je nach dem durchschnittenen Gelände wechselnden Querschnittsformen lassen sich — namentlich bei grofser Länge der Linie — fast immer mehrere Entwürfe auf stellen (siehe z. B. Abb. 3, Taf. HI, in welche neben der ausgeführten Linie zwei andere Entwürfe für die Vyrnwy-Leitung eingetragen sind). Bei ihrer Abwägung gegeneinander wird man nicht selten von der technisch besten Lösung absehen müssen, weil sie zu weit gehende Eingriffe in vorhandene Rechte bedingt oder weil sich ihr sonstige, auf anderen Gebieten liegende Schwierigkeiten entgegenstellen.

F. Berechnung der Zuleitungen. Für die Berechnung der Zuleitungen gelten die unter D. gegebenen Regeln. Findet eine künstliche Hebung statt, so gibt es, wie schon früher erwähnt wurde, eine wirtschaftlich zweckmäfsigste Geschwindigkeit," für welche die Gesamtkosten G am niedrigsten werden. Bezeichnet Q die täglich auf die Höhe H zu hebende Wassermenge, sö ist eine Arbeit QH zu leisten, deren kapitalisierte Jahreskosten KQ H betragen mögen. Ferner sei KlD L das Anlagekapital der Rohrleitung, von welchem angenommen werde, dafs es im Verhältnis zum Durchmesser I) und zur Länge L der Leitung wachse (in Wirklichkeit sind die grofsen Leitungen etwas teurer) ; dann ist G — KQH -f- K₁ D L.

Nun beträgt die Geschwindigkeit v (in m) = c /R J — c\J

die sekundliche Wassermenge in cbm bezeichnet, und es wird

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Abb. 28.

Umwölbte Leitungsstrecke.

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Zur Bestimmung des Durchmessers, für welchen die Gesamtkosten am kleinsten werden, ist die erste Abgeleitete von G nach Z) gleich Null zu setzen; demnach

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Das Yerhältnis zwischen Q und q hängt von der Betriebszeit ab und es ist z. B. bei Tag- und Nachtdienst Q = 86400g. Setzt man allgemein Q — nq, so wird

Die günstigste Geschwindigkeit wird also von der Länge der Leitung nicht be-einfhifst und richtet sich lediglich nach K und sowie nach der täglichen Betriebszeit und nach c. Nach Gl. 5 und unter Annahme einer Rauhigkeitsstufe Y liegt der Wert von c für Rohrweiten von 0,1 bis 1,0 m zwischen 31 und 59; demgemäfs schwankt bei Tag- und Nachtbetrieb v je nach den vorstehenden Werten für d

zwischen 0,137 y/^- und 0,09 \J Al

Bezüglich der Gröfse von K₁ und TT, welche nach der Örtlichkeit und den Zeitverhältnissen wechselt, werde auf die untenstehende Quelle verwiesen.⁸⁷) Nimmt man als Mittelwert für Kx = 70 (wonach also 1 lfd. m Rohr von 1 m Weite 70 M., von 0,5 m Weite 35 M. kosten würde) und K für Dampfmaschinen zu 1,20 an³⁸), so wechselt v nach der Gröfse der Rohre zwischen 0,35 und 0,53 m und zwar gilt der niedrigere Wert für kleinere, der höhere für gröfsere Rohre. Bei Einschränkung des Nachtbetriebes wächst v; findet nur Tagesbetrieb statt, so wird n = 43200 und die günstigste Geschwindigkeit liegt zwischen 0,44 und 0,67 m. Da mit Kx auch K zu steigen und abzunehmen pflegt, so weicht das Verhältnis beider Werte nicht wesentlich voneinander ab.

G. Verästelte Zuleitungen. Nicht immer findet sich das zur Versorgung einer Stadt erforderliche Wasser an einer Stelle, vielmehr mufs es der Zuleitung häufig von verschiedenen Punkten aus zugeführt werden. Um zu erreichen, dafs die gewöhnlich Abb. 30.    in verschiedenen Höhen liegenden Bezugs-

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quellen ,4, und A₂ (Abb. 30) am Vereinigungs-punkte C in gleicher Höhe ankommen, müssen die entsprechenden Rohrfahrten ein den Drucklinien Ax C und A₂ C entsprechendes Gefälle haben. Ist die eine dieser Linien beträchtlich steiler als die andere, so kann es sich empfehlen, die lebendige Kraft des Wassers nicht allein durch die Reibung an den Rohrwandungen, sondern auch durch Einfügung der oben erwähnten Absturzstrecken herabzumindern. Eine genaue Übereinstimmung der Druckhöhen des bei G ankommenden Wassers wird man aber nur zeitweise erreichen können, weil Schwankungen in den Zuflufsmengen unausbleiblich sind. Diese werden am besten durch Einfügung eines Behälters bei C ausgeglichen, in welchem der Wasserspiegel durch einen Überlauf in möglichst gleicher Höhe gehalten wird. Wollte man von einem solchen Behälter absehen und die Leitungen in der durch die punktierten Linien angedeuteten Art bei Gx zusammenführen, so würde ein Schwanken in den Druckhöhen der Hauptleitung und ein Hinüberfliefsen aus der einen Zuleitung in die andere eintreten; unter Umständen konnte selbst ein Überfluten der niedrig belegenen Quelle durch die höhere stattfinden.

Ein solcher Behälter der Frankfurter Quellwasserleitung ist in Abb. 31 im Grundrifs dargestellt. In jede der beiden Kammern X und Y treten die durch Schieber Jx

³⁷)    Forc-hheimer in der Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1889, S. 367.

³⁸)    Diese Annahme würde z. B. einem Pumpwerk entsprechen, welches täglich 10 000 chm 30 m hoch hebt und dessen Anlage 80 000 M. gekostet hat, während sein Betrieb jährlich 14 000 M. erfordert. Denn bei 5°/o Zinsen ist KQ H = 80 000 + 14000.20 = 360 000 und K = triebskosten sich bei kleinen Pumpwerken yerhältnismäfsig höher stellen, als bei grofsen, so ist in solchen Fällen auch K gröfser anzunehmen, während Ki etwas kleiner wird, ein Umstand, der den oben berechneten Unterschied für v teilweise wieder aufliebt.

360 000

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= 1,2. Da Anlage- und Be-

¹

)    Granguillet und Kutter in der Allg. Bauz. 1869, und Kutter daselbst 1870. Die letztgenannte

Abhandlung ist die in Anm. 17 erwähnte.    •

²

)    Iben, Druckhöhenverlust in geschlossenen eisernen Rohrleitungen. Denkschrift des Verbandes deutscher Arch.- u. Ing.-Vereine. Hamburg 1880.

³

)    Sonderabdruck 1877, S. 143 und Allg. Bauz. 1870. S. 267.

⁴

)    Eine auf Beobachtungen gestützte, hiervon etwas abweichende Ansicht findet sich in der Abhandlung von Karg, Die Rauheitskoeffizienten der Kutter’sehen Geschwindigkeitsformel in der Praxis. Wochenbl. f. Baukunde 1885, S. 211 u. 222. — Vergl. auch Gravelius i. d. Zeitschr. f. Gewässerkunde 1898, S. 196.

⁵

) Zeitschr. f. Bauk. 1884, S. 11 —16, 55 — 70, wo sich auch Darstellungen für den Rauhigkeits

grad I finden.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

⁶

)    Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1890, S. 583.

⁷

)    Merz, Reinigung von Wasserleitungsröhren. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1883, S. 140. — Oesten, das. 1890, S. 583. — Iben, Journ. f. Gashel. u. Wasservers. 1880, S. 533 u. 581. — Kirkwood, The Brooklyn Waterworks. New York 1867. S. 53.

⁸

) Eine Berechnung dieses Widerstandes gibt u. a. Grashof, Theoretische Maschinenlehre I. 1875, S. 525; ferner Hajnis, Zeitschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1887, S. 117 (nach Weisbacli und Darcy).

⁹

3S) Fliegner im Zivilingenieur 1875, S. 95.    '

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³¹) Grashof a. a. O. S. 595.

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Abb. 31.

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und J₂ absperrbaren Einlauf Öffnungen M, und H₂ der Leitungen oq und ar₂, so dafs jede Kammer eine oder beide Quellen aufnehmen kann. Gewöhnlich fliefsen beide Zuflüsse in eine Kammer, während die andere gereinigt wird ; nur bei Messung der Zuflufs-mengen durch die angebrachten Überfälle wird jede Abteilung von einer Leitung gespeist. Aus den Kammern läuft das Wasser durch die Abflufsöffnungen B in das zur Stadt führende und durch K abschliefsbare Hauptrohr b’: C und D bezeichnen die Mundstücke der beiden Überlaufrohre c und der Entleerungsrohre c?, welche in die Ab-flufsleitung e münden. E sind die beiden Schieber, durch welche die Entleerungsrohre beim Betriebe geschlossen gehalten werden.

Liegt die Stadt höher als C (Abb. 30), so kann es sich empfehlen, diesen Punkt als Aufstellungsort für ein Pumpwerk zu wählen, dem das zu hebende Wasser von Ax und A₂ aus zufliefst und dessen Saugeschacht der Behälter C bildet. Es kann auch eine der Quellen oder es können beide im Tale liegen, während sich die Zuleitung auf der Höhe befindet. In diesem Falle, welcher u. a. den an manchen Stellen des Schwarzwaldes und der Bauhen Alb in Württemberg vorkommenden Verhältnissen entspricht, mufs das Wasser durch Pumpwerke und P₂ in den Behälter C gehoben werden (Abb. 32); auch das Aufpumpen des Grundwassers aus dem Schwarza-Tal in die Wiener Hochquellenleitung ist als hierher gehörig anzuführen.

Hie Vereinigung von drei und mehreren Quellen in eine gemeinschaftliche Zuleitung erfolgt gleichfalls nach den oben erwähnten Grundsätzen. Kommt es aufserdem auf die Abgabe bestimmter Wassermengen durch die einzelnen Leitungen in verschiedenen Höhenlagen an, so ist von den in § 7 entwickelten Gesichtspunkten auszugehen. Bezüglich der Anwendung graphischer Darstellungen für diesen Fall vergleiche man die unten erwähnte Abhandlung.¹)

§ 3. Düker und Heber.

A. Düker. In früheren Zeiten geschah die Kreuzung der Täler fast ausschliefs-lich²) durch Leitungsbrücken (Aquaduktbrücken), von denen viele noch aus der Zeit der Römer stammen, manche aber auch in neuerer Zeit ausgeführt sind. In den meisten Fällen können diese Bauwerke, deren Anordnung im V. Kapitel des Brückenbaues behandelt ist, durch Düker ersetzt werden, welche sich in der Regel billiger stellen (nur schmale und gleichzeitig tiefe Täler, welche in einer Öffnung überbrückt werden können und felsige Schluchten machen mitunter eine Ausnahme) und sich schneller ausführen lassen. Der Gefällverlust ist an sich wegen der gröfseren Länge der Düker und wegen des gröfseren benetzten Umfangs höher, als bei den Leitungsbrücken, doch kann der Unterschied, durch ausreichende Bemessung des Dükerquerschnitts ausgeglichen werden. Dies ist z. B. geschehen bei dem 2,3 m weiten und 273 m langen Düker des Verdon-Kanals im Tale Lauvière (Abb. 3a-c, Taf. II), wo der Gefällverlust trotz der bedeutenden Wassermenge von 6 cbm i. d. Sekunde auf 0,3 m eingeschränkt ist; bei dem 976 m langen und 1 m weiten Düker von Bouvades beträgt der Yerlust nur 1,19 m, während der 2950 m lange Düker von Mornas 5,75 m und der ID/2 km lange Düker der Virginia-und Goldhill-Leitung in Kalifornien (Abb. 9, Taf. II), bei welchem ein starkes Gefälle zur Verfügung stand, 91,5 m Gefälle beansprucht. Bei der durchweg massiv aus-' geführten Wiener Hochquellenleitung, wo zehn Täler zu überschreiten waren, ergab sich die durch vergleichende Kostenanschläge ermittelte Ersparnis bei Anlage von Dükern nur zu 230000 M.³), so dafs zehn Leitungsbrücken von zusammen 4619 m Länge ausgeführt wurden. Hierbei mag die Erwägung mafsgebend gewesen sein, dafs Leitungsbrücken Jahrhunderte überdauern können, während für eiserne Röhren gleiche Erfahrungen noch nicht vorliegen. Auch bei der durch Beigrand erbauten Wasserleitung für Paris sind zahlreiche Leitungsbrücken angelegt, ebenso haben diese bei den Speisegräben des französischen Ostkanals neben Dükern Verwendung gefunden. Eine der bedeutendsten Leitungsbrücken der neueren Zeit ist diejenige von Roquefavour, zu deren Anlage man sich unter Verzichtleistung auf die viel wohlfeilere Anwendung eines Dükers entschlofs, weil man besorgte, dafs der starke Kalkgehalt des Wassers eine baldige Sperrung des weniger zugänglichen Dükers veranlassen würde.⁴) Dafs eine solche Befürchtung gegründet sein kann, zeigt neben den oben erwähnten Beispielen von Ablagerungen in Rohrleitungen die Leitungsbrücke Pont du Gard (Abb. 33), in welcher sich allmählich 28 cm starke Niederschläge gebildet haben; bemerkenswert ist hier die gröfsere Stärke der Ablagerungen an den Seiten des Gerinnes.

Abb. 33.

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Von älteren Beispielen sind noch diejenigen Leitungsbrücken erwähnenswert, mittels welcher die Zuleitung für Konstantinopel mehrere Täler überschreitet; sie sind zum Teil noch unter Hadrian und Justinian hergestellt. Das Wasser wurde in das am Talabhange liegende Stadtgebiet durch Tonrohre geführt, welche man in Mauerwerk eingebettet hat; um nun den Druck in den tiefer belegenen Teilen dieser Leitungen nicht zu grofs werden zu lassen, sind in Entfernungen von etwa 200 m nach oben verjüngte gemauerte Pfeiler angebracht, an deren einer Seite das Wasser durch Bleirohre in die Höhe stieg. Auf dem Pfeiler stand ein kleiner offener Behälter, in welchen sich das Wasser ergofs und von wo es auf der anderen Seite wieder herabgeführt wurde. Dadurch boten diese sogenannten „Suterazi“ Gelegenheit, die Tätigkeit der Dükerleitungen prüfen und etwaige schadhafte Stellen leichter ermitteln zu

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können ; gleichzeitig mögen sie den Zweck des Auslassens der angesammelten Luft gehabt haben und vielleicht diente der Behälter auch zum Anschiufs von Zweigleitungen. — Einer der ersten Düker der neueren Zeit wurde für die Wasserleitung der Stadt Genua 1782 ausgeführt; er besteht aus kurzen gufseisernen Rohren und hat 669 m Länge (im Grundrifs gemessen). Die Ausmündungsstelle liegt 7,43 m tiefer als die Einmündung. — Seit dieser Zeit ist eine grofse Zahl von Dükern zur Ausführung gelangt und zwar sowohl unter Yerwendung gufseiserner wie schmiedeiserner und stählerner Rohre. Der schon oben erwähnte Düker von Lauvière des Yerdon-Kanals (Abb. 3a-c, Taf. II) besteht auf 120 m Länge stärke, welches unbedeckt ist und in Entfernungen von 5,64 m durch Rollenlager getragen wird, die auf kleinen Betonpfeilern aufliegen. In den Talböschungen ist der Düker als kreisförmiger Tunnel von 2,3 m Durchmesser angelegt; ein Teil der An-schlufsstrecken liegt im Aufträge, dessen Anschlufs an den Düker wegen der erforderlichen Wasserdichtigkeit besondere Vorsicht erforderte. Die Kosten des 302,4 m langen Dükers betrugen 144000 M.⁴³) — Der ebenfalls zum Verdon-Kanal gehörige und im Tale Trempasse liegende Düker ist trotz eines bis zu 27 m steigenden Innendrucks als 2,3 m weiter, kreisrunder (im Jurakalk angelegter) Tunnel mit Mauerwerksverkleidung ausgeführt. Er liegt unter der Talsohle so tief, dafs über seinem Scheitel eine feste Felsschicht von 7 bis 9 m Stärke bleibt; die Kosten betrugen nur 48000 M., während eine Leitungsbrücke das Doppelte gekostet hätte. — Der Düker von St. Paul desselben Kanals (Abb. 4a_f, Taf. II) war zuerst gleichfalls als Tunnel mit Mauerwerksverkleidung hergestellt, platzte aber bei der Druckprobe auf 6 Atmospharęn, so dafs er verlegt und in einer Länge, von 259 m aus 2 Blechröhren von je 1,76 m Durchmesser und 8 mm Wandstärke ausgeführt wurde.⁴⁴) Ein Längenschnitt der Mündung in die Einlaufkammer ist in Abb. 4a, eine Ansicht des geneigten Rohres mit dem Auflager in Abb. 4b und das eine der beiden Kniestücke an den Knickpunkten in Abb. 4C dargestellt. Das gerade Rohr liegt ebenfalls auf Rollenlagern, die in der Talsohle auf eingerammten Pfählen befestigt sind (Abb. 4d). Die Dehnungsvorrichtungen bestehen hier, wie bei dem Düker im Tale Lauvière, aus zwei Ringen von _n_-förmigem Querschnitt, welche kurz vor dem Ein- und Auslaufbecken liegen. —

Ein Beispiel aus der neuesten Zeit bietet der Düker zwischen Cancello und Neapel für die Wasserversorgung der letztgenannten Stadt, von 19 km Länge aus zwei Bohrsträngen von 0,70 und 0,80 m Weite bestehend. — Zahlreich sind ferner die Talkreuzungen durch Rohrleitungen in

Kalifornien, wo umfangreiche Sam- Bohr der Dükerleitung für Newark melbehälter in der Sierra Nevada    (Nord-Amerika).

angelegt sind; aus diesen wird das pggB Wasser durch Leitungen zur Yer-wendungsstelle (Goldwäschereien und Wasserversorgungen) geführt, die zusammen mehrere tausend Kilometer Länge haben. Die Dükeranlagen bestehen fast durchweg aus Rohren, welche auf hydraulischem Wege genietet sind. DehnungsVorrichtungen in den vielfach oberirdisch liegenden Leitungen fehlen; doch haben sich infolge des verwendeten geschmeidigen Eisens Nachteile bis jetzt nicht herausgestellt (die älteste An-

⁴⁸) Ann. des ponts et chaussées 1876, Nov., S. 450—470.

⁴⁴) Nouv. ann. de la constr. 1876, S. 6 —11 u. S. 42 — 50; 1878, Nov., S. 176, sowie auch Zeitschr. f. Bauk. 1880, S. 589.

aus einem Rohr von Eisenblech von 10 mm Wand-

Abb. 34.

Abb. 35.

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läge ist 36 Jahre alt). Sind die Rohre grofs genug, um im Innern nieten zu können, so werden einzelne Tafeln zusammengesetzt und in der Baugrube vernietet (Abb. 34, wo ein einzelnes Rohr des 42 km langen Dükers für die Wasserversorgung von Newark dargestellt ist) ; sonst erfolgt die Verbindung durch von aufsen umgelegte Deckringe, welche mit Blei vergossen werden (Abb. 35).

Bemerkenswert unter diesen Anlagen ist wegen des starken Drucks (über 52 Atmosphären an der tiefsten Stelle) der schon oben erwähnte Düker der Virginia- und Goldhill-Leitung (Abb. 9, Taf. II). Der Durchmesser beträgt 0,292 m und die durch-fliefsende Wassermenge — entsprechend einem Gefälle von 0,0071 und einer Geschwindigkeit von 1,3 m — etwa 7500 cbm täglich. An steilen Hängen ist eine Befestigung durch in den Felsen verankerte Drahtseile erfolgt.⁴⁵)

Bei der Kreuzung eines Tales mittels eines Dükers ist gewöhnlich Gelegenheit vorhanden, am tiefsten Punkt der Leitung einen Wasserahlafs zur Spülung und Entleerung anzubringen. Soll die Entleerung eine vollständige sein, so mufs das Rohr selbst über der Talsohle liegen (Abb. 4e, Taf. II) oder das Ablafsrohr mufs bis zu einem tief genug liegenden Punkte verlängert werden.

Düker, welche infolge der Kreuzung eines Wasserlaufs oder einer Leitung mit einer Verkehrsstrafse oder einem anderen Wasserlauf nötig werden, können nur in Ausnahmefällen auf diese Weise entleert werden und es bleibt nur das Mittel übrig, den unter Wasser stehenden Teil auszupumpen, um Ausbesserungen oder Räumungen vornehmen zu können. Damit solche Räumungen seltener nötig werden, wird am oberen Ende ein Schlammfang eingefügt, unter Umständen auch ein Gitter zur Abhaltung schwimmender Gegenstände (Wasserpflanzen, Laub, Heu, Grundeis bei offenen Gräben) und der Querschnitt so gewählt, dafs die Geschwindigkeit nicht zu klein wird. Manchmal bietet sich auch Gelegenheit, einen Überlauf kurz vor dem Düker anzubringen, der hei starkem Zuflufs oder bei Ausbesserungen in Wirksamkeit tritt ; zwischen Überfall und Düker ist dann eine AbschlufsVorrichtung (Dammfalz oder Schütz) einzufügen, oder Raum für Herstellung einer Abdämmung zu lassen. In offenen Leitungen empfiehlt sich auch eine Vorrichtung zum Anstau, um genügende Druckhöhe für Spülung des Dükers zu gewinnen.

Die Kreuzung einer Leitung, welche ziemlich reines Wasser in nicht zu wechselnder Menge führt, mit einem Kanal oder einem Flusse gestaltet sich im wesentlichen so, wie Abb. 7a-c, Taf. II zeigt. Am oberen Ende des Dükers ist in die Zuleitung ein trichterförmiger Einlauf eingeschaltet, dessen Querschnitt den der Unterleitung wesentlich übertrifft; ein Auslauf schacht von kleineren Abmessungen bildet den unteren Abschlufs. Der vielfach übliche Name „Fallkessel“ für den Einlauf ist nicht ganz bezeichnend, weil ein Hinoinfallen des Wassers nur bei der ersten Füllung stattfindet, und der Einlauf später angefüllt bleibt; allenfalls pafst jene Bezeichnung für die etwa hineingelangenden gröberen Sinkstoffe. — Abb. 36 a u. b zeigt eine ähnliche Anlage in Verbindung mit einer Brücke; hier liegen senkrechte Schächte an der Ein-und Auslaufstelle.

Handelt es sich um eine Vergröfserung des Durchflufsquerschnitts, welcher in Abb. 36« u. b und Abb. 7, Taf. II nur aus einer (besteigbaren) in Mauerwerk ausgeführten Öffnung besteht, so erfolgt diese mit Rücksicht auf Betriebssicherheit und Kosten-

⁴⁵) G. J. Specht in der Zeitschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1885. — H. Smith, Waterpower with high pressures and wrought iron water-pipes (Transaction of the American Society of Civil-Engineers, Febr. 1884). — Zentralbl. d. Bauverw. 1886, S. 388; 1891, S. 78.

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Abb. 36 a u. b. Brücke mit Düker über den Cavour-Kanal.

Abb. 86 a. Schnitt durch den Düker.

Abb. 36 6. Schnitt a—6.

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ersparnis weniger durch Anlage einer grofsen und tiefen Leitung, als durch Anordnung mehrerer Öffnungen, welche nebeneinander gelegt werden. In dieser Weise ist der Cavour-Kanal unter dem Sesia-Flufs⁴⁶) durchgeführt (Abb. 6a_c, Taf. II) und auch der in Abb. 5a_d, Taf. II dargestellte Düker ist so angelegt. Kann man nicht für Spülung sorgen, so sind die einzelnen Leitungen tunlichst so grofs zu wählen, dafs ihre Reinigung durch Begehen oder durch Bekriechen noch möglich ist; andernfalls mufs eine etwaige Räumung in umständlicher Weise von den Schächten aus und die Ausbesserung durch Aufgrabung vorgenommen werden. Zu einer Reinigung wird die Zeit des kleinsten Wassers benutzt und das Wasser aus dem unterhalb liegenden Schachte bis zur Entleerung des Dükers ausgepumpt.

Taf. II stellt einen Düker unter dem Drac-Flufs für die Wasser-

Abb. 8a

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leitung von Grenoble dar. Hier ist unter dem felsigen Bette des Flusses ein elliptischer Tunnel hergestellt, in welchen zwei Rohre von je 0,70 m Lichtweite verlegt wurden; die Yerbindung mit den Uferleitungen vermitteln zwei senkrechte Schächte von 26,5 bezw. 27,8 m Tiefe, in welchen die Röhren des Dükers emporgeführt sind. — In ähnlicher Weise, jedoch unter Auskleidung des 3,15 m weiten kreisförmigen Querschnitts durch Mauerwerk, ist auch der Düker für die neue Rew Yorker Wasser-' leitung unter dem Hudson-Flufs in 393,6 m Länge hergestellt. Die Tiefe der senkrechten Schächte beträgt 92 m, nachdem eine Tiefe von 46 m wregen des zu starken Wasserzudrangs durch Spalten des Flufsbettes aufgegeben werden mufste. — Im übrigen gestalten sich die Düker für Wasserleitungen verhältnismäfsig einfach, da die bei den Dükern für städtische Abwässer erforderlichen Yorrichtungen zum Zurückhalten der Sinkstoffe fortfallen können.

Abb. 37 a. Verlegung des Elbdükers zu Rothenburgsort.

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Schiffe oder Anker, durch Eisstopfung u. s. w. ausgeschlossen sind ; indessen richten sich die Mafsregeln zum Schutze des Dükers sehr nach der Ratur des zu kreuzenden Gewässers und nach den örtlichen Yerhältnissen. Die Yerlegung erfolgt von Prahmen oder von einem festen Gerüst aus, nachdem der Düker aufserhalb des Wassers in ganzer

⁴⁶) Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1873, S. 161. Handbuch der Ing.-Wissenscb. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

Länge zusammengesetzt ist. Abb. 37 a stellt das Gerüst dar, welches zur Verlegung eines Dükers von 224 m Länge und 2 m Durchmesser zwischen Rothenburgsort und der Insel Kalthof für die Hamburger Wasserleitung diente.⁵) Unter Umständen kann es auch nötig werden, einzelne Teile des Dükers unter Wasser durch Taucher zusammenzusetzen.

Lassen sich die Wandungen des Dükers aus Mauerwerk herstell en, so verdient dieses bei gutem Material und guter Ausführung den Vorzug vor Eisenrohren, weil die Rostbildung fortfällt, ein Umstand, der bei einem schwer zugänglichen Bauwerk immerhin Berücksichtigung verdient. Bei Kreuzungen von Flüssen ist man allerdings fast aus-schliefslich auf die Anwendung eiserner Röhren angewiesen ; dagegen kann bei Kreuzung mit Verkehrsstrafsen, Kanälen, anderen Leitungen und sonstigen Bauwerken Mauerwerk oder Beton häufig Verwendung finden, wie die Beispiele in Abb. 5 bis 7, Taf. II und Abb. 36 zeigen. Ruft der innere Wasserdruck in solchen Fällen in den Wandungen des Dükers eine stärkere Zugspannung hervor, als l kg f. d. qcm, so empfiehlt sich die Anwendung eines Eisengeflechts, welches eingemauert oder in den Beton eingeschlossen wird.

Die Bewegung des Wassers in einem Düker unterscheidet sich nicht von derjenigen in einer gewöhnlichen Rohrleitung, so dafs das erforderliche Gefälle J leicht mittels einer der in § 2 unter D. angegebenen Formeln berechnet werden kann.

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B. Heberleitungen. Die Anwendung eines Hebers (Saugehebers) ermöglicht bekanntlich die Leitung des Wassers oberhalb der Gefällslinie nach einem tiefer gelegenen Punkte ohne Anwendung einer Druckpumpe, so dafs die Herstellung einer mit Gefälle versehenen Verbindungsleitung zwischen dem Einmündungs- und dem Aus-flufspunkte nicht erforderlich wird, die Leitung vielmehr zum Teil eine steigende Richtung verfolgen kann. Für H (Abb. 37 />) gilt als Grenzwert 10 m — /?. wenn die Höhe einer dem Atmosphärendruck entsprechenden Wassersäule zu 10 m angenommen wird und h das zur Wasserbewegung erforderliche Gefälle bezeichnet. Des sicheren Betriebes wegen pflegt man für H einen Wert zu wählen, der 1 bis 2 m unter dieser Grenze liegt. Auch dann bleibt noch immer Höhe genug übrig, um die Anwendung des Hebers in zahlreichen Fällen als vorteilhaft erscheinen zu lassen. Ist — um einen häufiger vorkommenden Fall anzuführen — A die Entnahmestelle, B die Schöpf stelle des Wassers und m n die Höhenlage des Grundwasserstandes, welcher bei der Entnahme bis auf o p abgesenkt werden kann, so würde

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die Herstellung der punktiert angegebenen Leitung mit erheblichen Kosten und Schwierigkeiten verbunden sein, Avährend sich die Heberleitung Avegen der geringeren Erd-und Wasserschöpf arbeiten viel einfacher und billiger ausführen läfst. Im vorliegenden Falle würde man, damit die dem Wasser niemals fehlenden luftförmigen Bestandteile sich an einem höchsten Punkte der Leitung ansammeln können, diese mit Steigung bis zum Punkte B führen und bei s eine Absaugevorrichtung anbringen. Die Neigung zur Luftansammlung wird dadurch befördert, dafs sich das Wasser in jedem Punkte der Heberleitung unter einem Druck befindet, der geringer ist,'als der atmosphärische. Das Absaugen kann durch Verbindung des Scheitels mit dem Saugewindkessel der Förderpumpe oder mit dem Pumpenzylinder, durch eine besondere Luftpumpe, durch einen mit Dampf betriebenen Absauger, oder endlich durch eine Wasserstrahlpumpe geschehen. Unter Umständen ist auch ein Verdrängen der angesammelten Luft durch zeitweise Verbindung des Hebers mit einem höher gelegenen Behälter oder mit einer Druckrohrleitung möglich, nachdem beide Schenkel abgeschlossen sind. Endlich läfst sich noch ein abschliefsbarer Kessel auf dem Scheitel anbringen, in dem sich die Luft ansammelt.47a)

Abb. 38 a u. b. Heberleitung für das Kieler Wasserwerk.

Abb. 38a. Lageplan.

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Heberleitungen sind in den letzten Jahren in grofsem Umfange zur Anwendung gekommen, namentlich bei städtischen 2 Wasserversorgungsanlagen. Ein älteres, von dem früheren Wasserwerk der Stadt Kiel entnommenes Beispiel ist in Abb. 38 a u. b dargestellt. Hier kam es darauf an, das Wasser von acht, in einem Einschnitt der Altona-Kieler Bahn abgeteuften Brunnen für die Wasserversorgung der Stadt Kiel nutzbar zu machen. Hie Verlegung eines zum Pumpwerk führenden Zuleitungsrohres unterhalb des niedrigsten Wasserstandes der genannten Brunnen würde, wie Abb. 38 b zeigt, mit grofsen Schwierigkeiten und Kosten verknüpft und mit Rücksicht auf den Betrieb der Bahn vielleicht gar nicht ausführbar gewesen sein. Es Avurde deshalb das rund 1000 m lange Rohr als Heber in gröfserer Höhe, aber so verlegt, dafs seine Oberkante noch unter dem natürlichen Grundwasserstande lag. Jeder Brunnen war an die 0,40 m weite und mit Gefälle nach dem Pumpwerk versehene Leitung mittels eines 0,20 m Aveiten Saugerohres angeschlossen. Wurde nicht gepumpt, so stand das Wasser überall gleich hoch: wurde es im Sammelbrunnen durch die Tätigkeit der Pumpen gesenkt,

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Die Zuführung des Wassers zu der Schöpfstelle des Wasserwerks für Freising geschieht gleichfalls durch eine Heberleitung, welche 0,25 m weit und 817 m lang ist Abb. 39. Heberleitung zu Freising und eine gleichmäfsige Steigung von 0,001 besitzt. Der

höchste Punkt des Hebers liegt sonach im Pumpbrunnen, der in Abb. 39 näher dargestellt ist.4S) Die Verbindung des Hebers mit der Saugeleitung der Pumpe erfolgt durch ein gewöhnlich geschlossen gehaltenes Bohr, welches die Entfernung der angesammelten Luft gestattet; der Saugeschenkel des Hebers ist mit einer Biickfallklappe versehen, um eine Füllung der Leitung vornehmen zu können. Der wasserdicht hergestellte Pumpbrunnen fafst 25 cbm, damit er einiger-mafsen zum Ausgleich während des Betriebes dient. — Ähnliche Anlagen finden sich u. a. bei den Wasserwerken in Krefeld, Hannover und Prefsburg ; in letztgenannter Stadt durchschneidet die von Salbach entworfene, 1772 m lange und 0,4 m weite Heberleitung als Düker das Bett der Donau, bevor sie das Wasser von der Entnahmestelle (Grundwasserbrunnen auf einer Donauinsel) zur Hebestelle führt. — In Hannover sind zwei Gruppen von Grundwasserbrunnen je an ein Heberrohr angeschlossen ; beide Bohre vereinigen sich sodann zu einem, welches für 13500 cbm Tagesleistung bei 2,2 m Absenkung des Spiegels in den Brunnen berechnet wurde. Jeder Brunnen kann durch den Schieber seines Saugerohres aus seiner Gruppe einzeln ausgeschaltet werden. Das Heberrohr ist mit einem Dampf-Luftsauger versehen, welcher den Heber mit AVasser füllt und etwa angesammelte Luft entfernt; aufserdem hat es Verbindung mit dem zum Hochbehälter führenden Druckrohre. Um die Füllung durch dieses zu ermöglichen und gleichzeitig ein etwaiges Abreifsen des AVassers zu verhindern, sind in den Entnahmeschächten Bückschlagventile angebracht.⁴⁹) — Nicht selten kommt es vor, dafs eine geschlossene durch natürliches Gefälle in Tätigkeit gesetzte Zuleitung streckenweise heberartig wirkt, sobald nämlich die Drucklinie sich so tief senkt, dafs sie unter die Oberkante der Leitung herabgeht. In der 8300 m langen, 0,63 m weiten gufs-eisernen Zuleitung des AVasserwerks in Königsberg i. Pr. trat dieser bei der Anlage unberücksichtigt gebliebene Fall ein, wenn der Wasserstand in der Sammelstube unter

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4S) Civilingenieur 1888, Heft 7.

⁴⁹) Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1885, S. 512 u. f. — Ein durch Spindel bewegliches Abschlufsventil für die 1800 m lange Heberleitung des Wasserwerks Mannheim ist abgebildet in der Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1891, S. 602.

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eine bestimmte Höhe sank. Einzelne Scheitelstrecken der nicht in regelmäfsigem Gefälle liegenden Leitung wirkten dann (wie durch Anbohrung festgestellt wurde) als Heber. Gleichzeitig sammelte sich in diesen Strecken Luft an, welche den wassergebenden Querschnitt der Leitung erheblich beeinträchtigten und deren Entfernung mit Schwierigkeiten verknüpft war.⁵⁰)

§ 4. .Anordnung des Rohrnetzes.

A. Verästelung. Kreislauf. Her Einfachheit wegen möge zunächst die Versorgung einer geschlossenen Fläche von wagerechter Lage und mit gleichmäfsigem Wasserverbrauch betrachtet werden, welche von einem aufserhalb belegenen Punkte P (Abb. 40 bis 43) gespeist wird. Henkt man sich dann alle Hindernisse fort, welche der Zuführung des Wassers im Wege stehen, so fällt die zweckmäfsigste Lage der Leitung zwischen P und der Stadt mit einer von P nach dem Schwerpunkte der Stadtfläche gerichteten Linie zusammen und es bestimmt sich dadurch der Punkt P, in welchem die Zuleitung in das Gebiet der Stadt eintritt. Has städtische Rohrnetz ist dann so einzurichten, dafs von P aus die Versorgung unter Aufwendung der geringsten Anlage- und Betriebskosten erfolgt. Hies bedingt nicht allein eine möglichst geradlinige Verbindung der Bedarfsstellen mit R (um die Länge der Leitungen, sowie ihren Reibungswiderstand herabzumindern), sondern auch ein Zusammenfassen von mehreren Einzelleitungen zu einem stärkeren Strange, weil ein Rohr von n fâcher Leistung weniger kostet, als n Leitungen von einfacher Leistung. Je nach Gröfse und Form des Gebietes genügt dann ein solcher Hauptstrang (Abb. 40) oder es sind mehrere nötig (Abb. 41 u. 42), welche sich zu schwächeren Leitungen verzweigen, somit ein Verästelungsnetz bilden. — Ein besonderer Fall entsteht dadurch, dafs der Punkt R von der Stadtgrenze in das Stadtgebiet rückt, wozu der Umstand Veranlassung geben kann, dafs sich dort eine Anhöhe befindet, welche zur Errichtung eines Hochbehälters besonders geeignet ist (Abb. 43). Has Wasser fliefst dann von R aus den verschiedenen Stadtteilen strahlenförmig zu.

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Has Verästelungsnetz hat den Nachteil, dafs bei der Unterbrechung des Wasserzuflusses an irgend einer Stelle die sämtlichen unterhalb (im Sinne der Zuflufsrichtung) belegenen Grundstücke von der Versorgung abgeschnitten werden, was namentlich bei Feuersgefahr von Bedeutung ist; aufserdem wird durch den starken Verbrauch einer Stelle in der weiteren Umgebung eine Herabminderung des Bruches hervorgerufen.

o0) Die in einem ähnlichen Falle beobachteten Übelstände sind besprochen in der Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1874, S. 383 (Reitenmeyer, Wasserleitung vom Siebertale zum Bahnhof Herzberg).

Kreislaufsystem genannt, ermöglicht den Absclilufs einer Strecke, ohne dafs andere als die unmittelbar angeschlossenen Grundstücke in Mitleidenschaft gezogen werden; auch sind die Druckschwankungen weniger bemerkbar, weil die Yersorgung von verschiedenen Seiten aus stattfindet. Die übliche Bezeichnung Kreislauf- (oder Zir-kulations-) System ist übrigens nicht ganz zutreffend, da eine dem Kreislauf entsprechende Bewegung des Wassers im Leitungsnetze nicht stattfindet. Vielmehr wäre der Name Ringnetz oder Ringsystem angemessener, da das Eigentümliche der Anordnung in der Ergänzung des Yerästelungsnetzes durch mehr oder weniger ringförmige Verbindungsleitungen liegt, welche das offene Netz zu einem geschlossenen machen.

Diese Nachteile werden vermieden oder doch erheblich vermindert durch Anwendung eines allseitig geschlossenen Netzes, dessen einzelne Zweige sowohl unter sich, wie durch eine besondere Ringleitung verbunden sind (Abb. 44). Diese Anordnung, gewöhnlich

Abb. 44.

Die Stadtgebiete haben nun weder eine so regelmäfsig begrenzte Form, wie sie oben angenommen wurde, noch gestatten sie die beliebige Führung der Leitungsstränge. Vielmehr bringt es die vorhandene Lage der Strafsen mit sich, dafs man sich in der Regel mit einer recht entfernten Annäherung an die theoretisch richtige Lage begnügen mufs. Es kann deshalb an dieser Stelle davon abgesehen werden, diese eingehender zu begründen; dagegen mögen nachstehend einige Beispiele von ausgeführten Rohrnetzen mitgeteilt werden.

Hamburg. Das Leitungsnetz für Hamburg (Abb. 4, Taf. III) wurde bereits Ende der vierziger Jahre begonnen und umschlofs ursprünglich die jetzige Altstadt, deren Umfang sich nahezu mit dem schraffiert dargestellten Teile des Netzes deckt und welche über 3 km von der Schöpfstelle des Wassers entfernt liegt. Diese Länge besafs auch die erste nach dem Schwerpunkte der Altstadt führende Zuleitung, in deren Yerlängerung die nahezu die Mitte des Yersorgungsgebietes durchschneidende Hauptleitung liegt. Yon ihr aus zweigen die Hauptstränge für die verschiedenen Viertel ab, welche später durch eine mit den Grenzen der Altstadt zusammenfallende Ringleitung verbunden wurden. Die Netzanlage des inneren Kerns der Stadt entspricht deshalb im wesentlichen den oben erörterten Grundsätzen, während die weitere Ausdehnung mehr dem allmählich auftretenden Bedürfnis angepafst ist. Sie erfolgt vorwiegend durch strahlenförmig von dem Ringe der Innenstadt ausgehende Hauptleitungen, die unter sich in den stärker bebauten Teilen des Gebietes durch Zwischenstränge verbunden sind, während die an den Grenzen liegenden Yororte einer solchen Zwischenverbindung noch teilweise entbehren. Die Zuleitungen sind dem Wachstum der Stadt entsprechend allmählich vergröfsert worden; eine besondere Zuleitung von dem Pumpwerk aus hat das erst später zur Entwickelung gelangte linke Elbufer erhalten.

Dresden. In Dresden (Abb. 45) durchschneidet die doppelt geführte Zuleitung von 60 u. 75 cm Weite die Neustadt und speist diese durch eine Anzahl von Abzweigen, die entsprechend der Lage dea Strafsennetzes untereinander verbunden sind. Nach Überschreitung der Elbe treten die beiden Zuleitungen bei A der Abbildung in die Altstadt ein und verzweigen sich daselbst strahlenförmig in vier Hauptstränge, die durch zwischenliegenden Rohrstrecken so vereinigt werden, dafs der gröfste Teil der Strafsen sich von mehr als einer Seite speisen läfst. Eine Verbindung der beiden Zuleitungen ist bei A eingefügt, so dafs jede die Yersorgung der Stadt während der Zeit übernehmen kann, wo eine etwaige Ausbesserung an der anderen ausgeführt wird. Infolge des Anwachsens der Altstadt nach der Ostseite ist später noch ein Yerbindungsrohr von 40 cm Weite bei B verlegt; aufserdem ist inzwischen von dem neuen Wasserwerk bei Tolkewitz aus eine Zuleitung \on 60 cm Durchmesser für die östlichen Stadtteile ausgeführt.

Hannover. Das Rohrnetz der Stadt Hannover (Abb. 46) wird gleichfalls von zwei Zuleitungen gespeist, welche jedoch nicht, wie in Dresden, nebeneinander liegen, sondern sich gleich hinter dem Hochbehälter voneinander trennen und weiter unterhalb in die Stadt eintreten, in der sie sich wieder vereinigen. Sie bilden auf diese Weise einen Ring aus 60 cm weiten Rohren, von dessen unterem Teile aus die einzelnen Hauptstränge strahlenförmig ausgehen und das Stadtgebiet versorgen. Eine Verbindung dieser Stränge in den äufseren Stadtbezirken ist nur teilweise vorhanden; diese werden demnach vorwiegend durch ein Verästelungsnetz versorgt.

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Königsberg i. Pr. Die geschlossene Lage der Stadt Königsberg i. Pr. (Abb. 47) als Festung ermöglichte es, das Kreislaufsystem in verhältnismäfsig vollständiger Weise auszubilden und zwar sowohl für die Ober-, Avie für die Unterstadt. Beide werden wegen ihrer verschiedenen Höhenlage durch be-

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sondere Zuleitungen gespeist, die jedocli bei m miteinander in Verbindung gebracht werden können. Immerhin waren auch hier erhebliche Abweichungen von der theoretisch richtigen Lage der Hauptleitungen notwendig; so mufste die Zuleitung der inneren Zone einen beträchtlichen Umweg ACDB machen, weil die Überschreitung des Pregels in der Linie A B mit zu vielen Schwierigkeiten verknüpft gewesen sein’würde.

Salzburg. Das Hauptrohr der Wasserleitung für Salzburg (Abb. 48) teilt die auf dem linken Ufer der Salzach liegende Hälfte der Stadt in zwei ungleiche Teile und zieht sich nach Überschreitung des Flusses am Rande der rechtsuferigen Stadt entlang. Yon der Hauptleitung zweigen die Yersorgungs-stränge der einzelnen Viertel ab, sie sind bis auf die Leitungen nach den über das eigentliche Stadtgebiet hinausgehenden Vorstädten miteinander nach dem Kreislaufsystem verbunden.

Der Kreislauf für solche Strafsen, welche strahlenartig yon dem eigentlichen Stadtkern ausgehen, läfst sich meistens nur dadurch hersteilen, dafs man verschiedene Ergänzungsstränge in noch nicht bewohnten Gebieten ausführt. Da die hierfür verausgabten Kosten sich vorläufig nicht verzinsen, so unterbleibt vielfach die Herstellung bis zum Ausbau der Strafsenstrecke A B (Abb. 49). Geschieht sie früher, so ist zu berücksichtigen, dafs das m der Leitung AB befindliche Wasser wenig Erneuerung erfährt und dabei durch den wechselnden Überdruck zwischen den Punkten A und B hin und her geschoben wird. Die Bewohner in der Nähe dieser Punkte erhalten deshalb mehr oder weniger abgestandenes Wasser, welches manchmal auch durch Rostflecken oder Ablagerungen getrübt ist.

Ähnlichen Erscheinungen begegnet man zeitweilig auch in dem eigentlichen Stadtgebiet, z. B. in der Nähe von Plätzen und öffentlichen Gebäuden, weil hier oft nur ein geringer Verbrauch stattfindet. Sie lassen sich durch Spülungen oder auch durch Anbringen von laufenden Brunnen und Springbrunnen beseitigen. Beim Verästelungsnetz zeigen sich gleichfalls solche Ablagerungen an den Endleitungen, namentlich wenn der Verbrauch der anstofsenden Grundstücke so gering ist, dafs eine ausreichende Geschwindigkeit in den Röhren nicht eintreten kann. Dies ist aber sehr häufig der Fall, weil man den Endstrecken aus praktischen Gründen (insbesondere mit Rücksicht auf eine ausreichende Ergiebigkeit der Wasserpfosten) einen Durchmesser von mindestens 8 cm gibt, während für die Versorgung der Grundstücke eine geringere Weite ausreicht. Die erforderlichen Spülungen sind deshalb beim Verästelungsnetz zahlreicher, als beim Kreislauf netz.

Da das Kreislaufnetz aus dem Verästelungsnetz durch Einfügung einer Anzahl von Verbindungsleitungen entsteht, so ist es in der Anlage teurer, hat aber neben dem Vorteil eines bequemeren Betriebes und einer besseren Druckverteilung auch den einer leichteren Vergröfserungsfähigkeit, was namentlich bei schnell wachsenden Städten in Betracht kommt.

, Über die zweckmäfsigste Gröfse der Winkel bei Rohrverzweigungen sei folgendes bemerkt.

Abb. 49.

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Berechnungen der vorteilhaftesten Winkel des Verästelungsnetzes finden sich in der unten angegebenen Quelle.⁵¹) Die gefundenen Gröfsen haben jedoch mehr

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⁶¹) Forchheimer a. a. O., S. 365. Die Untersuchung geht von der Dupuit’sehen Formel d = 0,3 y — ç2 Obwohl demnach der Veränderlichkeit von C nicht Rechnung getragen wird, so weichen doch — wegen der vorausgesetzten Art der Wasserverteilung — die gefundenen Verästelungswinkel nur wenig von denjenigen ab, welche sich aus einer genaueren Rechnung ergeben würden.

aus.

einen wissenschaftlichen Wert, da in Wirklichkeit jene Winkel mit wenigen Ausnahmen durch das vorhandene Strafsennetz vorgeschrieben sind. Eine solche Ausnahme bilden Zweigleitungen für die Grundstücke und Druckständer, Springbrunnen u. s. w., weil man hier bezüglich der Anschlufsstelle etwas freieren Spielraum hat. Ihre günstigste Lage sei A (Abb. 50); G bezeichne den zu versorgenden Punkt mit dem Abstande b von der Hauptleitung A B. Die Kosten von M B und A C mögen wieder unter der hier zulässigen Voraussetzung, dafs der Herstellungsaufwand einer Leitung gleichmäfsig mit ihrem Durchmesser wächst oder abnimmt, K «?₁₅ Kd₂ und K d₃ für die Einheit betragen. Bezeichnet dann a den spitzen Abzweigungswinkel bei A, und wird M A = a gesetzt, so mufs

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ein Kleinstes werden. Dies geschieht, wenn

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Abb. 51.

Abb. 50.

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Enter Voraussetzung gleicher Geschwindigkeit in Haupt- und Zweigleitung ist d\ = d\ -}- d\ und es ergibt sich für d₂ — 0,1 d₃ — 0,994 a =

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0,95 0,92 0 8 43    49 f

0,6 0,7 dx 0,8 0,71 dt 60    65 Grad.

Geht die Hauptleitung, wie es bei kleineren Zweigleitungen häufig der lall ist, ohne Verminderung ihres Durchmessers weiter, so ist d₂ — dx und cos a = 90°, d. h. die günstigste Richtung liegt senkrecht zum Hauptrohr.

Den Anforderungen des Kreislaufnetzes wird am besten Rechnung getragen, wenn an allen Knotenpunkten gleiche Winkel vorhanden sind, diese also bei 3 Strängen = 120°, bei 4 Zweigen = 90° betragen (Abb. 51), weil dann die Widerstände bei der wechselnden Bewegung des Wassers möglichst gering werden. Aber auch für den Fall, dafs die Strafsenkreuzungen andere Winkel bedingen, ist der dadurch hervorgerufene Reibungsverlust nach Formel 12 nicht so erheblich, dafs er eine merkbare Druckverminderung zur Folge hat, so dafs man von der Einfügung von Rohrbogen (wie bei (7, Abb. 51) in der Regel absehen kann. Im übrigen ist die Einrichtung so zu treffen, dafs möglichst jeder Strang für sich abgeschlossen und entleert werden kann, damit die mit den Ausbesserungs- und Reinigungsarbeiten verbundenen Störungen möglichst eng begrenzt werden. Der Abschlufs geschieht, wie bei den Zuleitungen, durch Schieber, die Entleerung durch Ablafshähne oder Ablafsschieber, welche an Punkten angebracht werden, nach denen die Rohrleitung Gefälle hat. Die Ablafs-hähne münden in Leitungen, welche mit dem Kanalnetz, Wasserläufen oder auch mit einem Versickerungsbrunnen in Verbindung stehen; im Notfall ist das abgelassene Wasser aus einem an der Auslaufstelle hergestellten Schachte auszupumpen. Zur Beschränkung der Zahl der Ablafsschieber empfiehlt sich deren Anbringung an Kreuzungspunkten, soweit diese tief genug liegen; in dem höher gelegenen Teile des Netzes befinden sich an diesen Stellen auch die Lufthähne zum Ein- und Auslassen der Luft. Die Ilauptteilpunkte des Netzes pflegt man als Teilkasten herzustellen, welche in gemauerten Schächten untergebracht werden, in denen sich zugleich die Absperrschieber oder die Ablafs- und Lufthähne befinden. In Abb. 51 ist A der höher, B der tiefer belegene Teilkasten; jener ist mit einem Lufthahn (Pfeil mit Kreis), dieser mit einem Ablafsschieber (Pfeil mit Querstrich) versehen. Die übrigen Querstriche bezeichnen Absperrschieber, die einfachen Pfeile die Gefällrichtung der Leitungen.

B. Rohrnetze grofser Städte. Bei grofser räumlicher Ausdehnung der Stadt kann die Versorgung von einem Punkte aus für die Endstränge einen so starken Reibungs-verlust bedingen, dafs es vorteilhafter wird, das Gebiet von zwei entgegengesetzten Seiten aus zu speisen. Der gleiche Fall ist möglich, wenn die Stadt nach Anlage der ersten Leitung die ursprünglich angenommene Grenze des Wachstums überschritten hat. Man steht dann vor der Notwendigkeit, nicht allein die Anlage zur Gewinnung und Förderung des Wassers zu vergröfsern und das Hohrnetz zu erweitern, sondern es müssen auch die Hauptstränge durch neue Rohre ersetzt oder durch Parallelleitungen vervollständigt werden. Die hierdurch entstehenden Kosten stellen sich aber oft höher, als die Einrichtung einer neuen Anlage, welche unabhängig von der ersten die Speisung eines Teiles der gegenwärtigen und zukünftigen Stadt übernimmt. Selbstverständlich wird man sich zu einer solchen Teilung erst nach sorgfältiger Erwägung aller Umstände entschliefsen, unter denen die Leistungsfähigkeit der ursprünglichen Bezugsquelle eine wichtige und oft entscheidende Rolle spielt.

Berlin. Paris. London. Eine derartige Entwickelung zeigt z. B. die Wasserversorgung von Berlin, dessen ursprüngliches Wasserwerk im Südosten der Stadt an der Spree im Jahre 1856 für 500000 Einwohner angelegt wurde. Als es nicht mehr ausreichte, um die namentlich nach der Westseite gewachsene Stadt zu versorgen, wurde 1877 das im Nordwesten von Berlin belegene Tegeler Wasserwerk eröffnet, welches bis vor kurzem das Wasser der Havel entnahm und jetzt durch Brunnen gespeist wird. Infolge der weiteren Ausdehnung der Stadt ist dann das im Osten belegene Wasserwerk am Müggel-See ausgeführt, während der Südwesten von dem wiederholt vergröfserten Wasserwerk der Stadt Charlottenburg mit versorgt wird.

Paris, welches getrennte Leitungen für Brauch- und Trinkwasser besitzt, erhielt die erste Ver-sorgung im Jahre 1822 von der Ostseite durch den Ourcq-Kanal, dem mit der wachsenden Vergröfserung der Stadt die Anlagen zur Entnahme von Wasser aus der Seine und Marne, sowie aus artesischen Brunnen folgten ; 1865 wurde die durch Quellwasser gespeiste Dhuis-Leitung, 1876 die Yanne-Leitung eröffnet; seit 1893 ist auch die Leitung von den Quellen der westlich von Paris belegenen Vigne und von Verneuil mit 120 000 cbm Tagesleistung ausgeführt, sowie ein neues Rohrnetz für die nämliche Wassermenge hergestellt.

London entnimmt etwa 50°/o seines Bedarfs, welcher täglich etwa 800000 cbm beträgt, aus der Themse oberhalb (westlich) der Stadt, während 43°/o den von Norden kommenden Nebenflüssen (New River und Lea) und 7°/o dem Untergründe (im Osten von London) entstammen. Die Gestaltung des dortigen Leitungsnetzes ist im übrigen auch durch den Umstand beeinflufst, dafs die Wasserversorgung nicht städtisch ist, sondern in den Händen verschiedener Gesellschaften liegt, von denen jede ihren bestimmten Bezirk besitzt.

Es liegt in der Natur der Sache, dafs sich die Yersorgnng durch verschiedene Bezugsquellen in erster Linie bei den grofsen und weit ausgedehnten Millionenstädten findet; sie kommt aber auch bei weniger hohen Einwohnerzahlen, z. B. in Liverpool, Manchester, Edinburg, Amsterdam, Dresden, Frankfurt a. M., Königsberg i. Pr., Chemnitz

(Abb. 52)

vor, weil es liier nicht möglich war, eine ausreichende Wassermenge von einem Punkte aus zu beschaffen. — Wird in einem solchen Falle das Wasser von 7, II und III aus zugeführt, so bilden die von den Ufern des Flusses begrenzten anliegenden Stadtteile 7?x, B., und Ba die natürlichen Speisegebiete für die genannten Zuleitungen, deren Versorgung unter Benutzung der an den Punkten _ßx, ü₂ und I?s errichteten Hochbehälter (welche auf den an den Ufern des Flusses auf steigenden Höhen liegen mögen) erfolgt. Hamit die Leitungen sich gegenseitig unterstützen können und ein Ausgleich zwischen den zugeführten und den verbrauchten Wassermengen stattfinde, ist eine Verbindung zwischen den einzelnen Bezirken, deren Kreislauf netz durch die Bingleitungen L, angedeutet ist, vorzunehmen. Sie wird vermittelt zunächst durch die beiden Verbindungsleitungen m, ferner durch den Bohrstrang R₂ B₃ und noch vollständiger durch Anlage einer äufseren Bingleitung Za. Diese ermöglicht eine von den Verbrauchsschwankungen der inneren Stadt unabhängige Verbindung der einzelnen Behälter und deren Füllung durch die einzelnen Zuleitungen, sowie ihre vollständige Ausschaltung, wie dies in Abb. 53 bezüglich des Behälters B₁ durch die eingetragenen Pfeile dargestellt ist. Seine Füllung kann von allen drei Seiten stattfinden und die Wasserabgabe sowohl nach Ba wie nach R2 erfolgen; ebenso läfst er sich vollständig ausschalten und die Speisung des Bezirks Bt wird dann von den beiden anderen Behältern übernommen. Eine solche Verbindung hat auch den Vorteil, dafs etwaige Unterschiede des Druckes, mit dem das Wasser in den Zuleitungen ankommt, möglichst ausgeglichen werden.

Findet die Versorgung einer grofsen Stadt nur durch eine Zuleitung statt, so empfiehlt es sich, bei günstiger Höhenlage der Umgebung gleichfalls die Anlage einer

Abb. 54.

Bingleitung anzustreben, durch welche die an geeigneter Stelle einzufügenden Behälter in der Art der Abb. 54 z«* verbunden werden. Diese Anordnung besteht z. B. in \    Wien, wo das mit natürlichem Gefälle zufliefsende Quell-

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Abb. 52.

Abb. 53.

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) 1 wasser sich zunächst in den Hauptbehälter am Bosen-Jti hügel ergiefst, von wo es in die in verschiedenen Höhen belegenen Behälter der Schmelz, des Wienerbergs und des Lauerbergs verteilt wird. Auch das Wasser des Ourcq-Kanals wird den verschiedenen Teilen von Paris durch eine sich auf den nördlichen Höhen der Stadt entlang ziehende Leitung zugeführt, von welcher die speisenden Zuleitungen ausgehen.

§ 5. Druckzonen.

A. Zuleitung mit natürlichem Gefälle. Um die Eigentümlichkeiten des Ver-ästelungs- und Kreislaufnetzes klar zur Anschauung zu bringen, ist bisher eine wagerechte Lage des Yerteilungsgebietes vorausgesetzt und von den Einflüssen abgesehen, welche sich bei Abweichung von dieser Lage geltend machen. Zu ihrer Darlegung diene das auf einer Abdachung ausgebreitete Stadtgebiet (Abb. 55), welches von A aus durch eine unter natürlichem Gefälle zufliefsende Leitung gespeist wird. In der Höhe des ankommenden Wassers sei bei A ein Behälter errichtet, und die von hier ausgehende Betriebsdrucklinie in den Stunden des stärksten Verbrauches schneide das Stadtgebiet bei ox und b₁‘ dann sind die oberhalb dieser Linie belegenen Grundstücke gerad e während der genannten Zeit [JJT] ohne Wasser und können nur njfi innerhalb einzelner Tagesstunden auf eine unter schwachem Druck stattfindende Versorgung rechnen. Wird hingegen der Hochbehälter nach B verlegt, so braucht die Leitung AB nicht mehr die gröfste, sondern

nur noch die mittlere Stundenmenge zuzuführen. Da hierin ein wesentlicher Unterschied liegt, so erhält die Gefällslinie eine günstigere Lage io₂, deren weiterer Verlauf a₂ a₃ zeigt, dafs die Versorgung der oberen Gegend noch möglich geworden ist. Um aber die Oberstadt selbst bei ungewöhnlich hohem Verbrauch der Unterstadt nicht Mangel leiden zu lassen, empfiehlt es sich, die beiden Stadtteile I und II von dem Behälter aus mit den in Abb. 55 angedeuteten gesonderten Zuleitungen zu versehen. Es entstehen dann zwei, der Höhe nach durch die wagerechte Linie getrennte Versorgungsgebiete, welche man Ober- und Unterzone zu nennen pflegt. Bei ausreichender Gröfse des Behälters lassen sich die beiden Rohrnetze vollständig ausnutzen, so dafs die Gefällslinie der Unterzone beispielsweise bis zu der Grenze a₂ a₀ sinken kann, ohne dafs die Oberstadt dadurch beeinträchtigt wird.

Ist wegen örtlicher Schwierigkeiten die Errichtung eines Behälters bei B nicht tunlich, steht vielmehr nur der Platz bei A zur Verfügung, so ist die Zuleitung auf der Strecke HR so zu vergröfsern, dafs auch bei stärkstem Verbrauch die Gefällslinie nicht unter A a₂ herabgeht. Die beiden Hauptrohre für Ober- und Unterstadt zweigen dann unmittelbar von der Zuleitung ab und es ist durch genügende Rohrweite dafür zu sorgen, dafs die erforderliche Druckhöhe in der Oberstadt nicht unterschritten werde. Eine derartige Anordnung ist z. B. bei dem Leitungsnetz für Elberfeld zur Anwendung gekommen, wo ein in der Nahe der Stadt befindlicher Behälter das auf 140 bis 200 m über Amsterdamer Null liegende städtische Gebiet versorgt (Abb. 86). Die untere Zone reicht hier bis -f- 170 m; die höher liegenden Stadtteile sind in sieben Gruppen eingeteilt, welche durch besondere, von der Hauptleitung abzweigende Stränge gespeist werden. Diese stehen nicht miteinander in Verbindung, bilden vielmehr ein Verästelungsnetz, weil die für ein ebenes Gebiet wünschenswerte Druckausgleichung eine Druckverminderung für die höher liegenden’ Stadtviertel zur Folge haben würde.⁶²)

Abb. 55.

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1. Untere Zone. JL. Ohere Zoize .

⁵²) V. Schneider, Die Rheintal-Wasserleitung der Stadt Elberfeld.

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2. Aufl. 1888.

Abb. 56.

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Findet die Versorgung einer in wechselnder Neigung liegenden Stadtfläche durch Bezugsquellen statt, welche teilweise unter der Drucklinie der höchsten Strafsen liegen, so ist die Anordnung eines Hochbehälters nicht mehr möglich. In Abb. 56 stelle das mit gestrichelter Linie begrenzte Gebiet eine solche Stadtfläche dar, welche sich zu beiden Ufern des Flusses, sowie auf dem jenseitigen Hange des Hügels ausbreiten möge und der nur ein Teil des nötigen Wassers von R., aus zufliefst, während der Best nur in einer tieferen Lage von Rt aus bezogen werden kann. Jeder der beiden Behälter R₂ und Rx vermag dann ein Gebiet zu speisen, welches um ein bestimmtes Mafs hy unter der durch den Behälter gelegten Gefällslinie liegt. Die Gröfse von hy entspricht dem an den betreffenden Punkten der Strafse erforderlichen Nutzdruck und ist in Kap. I, § 6 näher besprochen. Aus ihr und der Wassermenge, welche die Leitung zuzuführen hat, ergibt sich der während des stärksten Verbrauchs eintretende Beibungsverlust A, welcher die Lage der Gefällslinien i?₂ T und Rx S bestimmt. Von ihnen aus ist das Mafs AT nach unten abzutragen, um die Grenzlinien A D und EH der ersten und zweiten Zone zu erhalten. Da zur Verzeichnung der Gefällslinien die Wassermenge bekannt sein mufs, welche sich erst aus der Gröfse der Zonen ergibt, so ist zunächst eine versuchsweise Begrenzung vorzunehmen und diese bei der Durchführung des Verfahrens entsprechend abzuändern. Die Gebiete unter den Grenzlinien erhalten einen gröfseren, die darüber liegenden einen kleineren Drucl£__als_ Av. Zu diesen gehören die Stadtteile oberhalb EF und GH- EF liegt jedoch so nahe bei I?,₂, dafs^ ohne erhebliche Mehrkosten eine besondere Zuleitung nach Art der Abb. 55 hergestellt werden kann, welche den daselbst liegenden Teil der obersten Zone III für sich speist. Ein gleiches Verfahren für G H würde wegen der grofsen Entfernung dieser Gegend von R, ziemlich kostspielig werden; will man deshalb hier nicht einen kleinen Behälter aufstellen, der während der Nachtstunden unter dem dann eintretenden gröfseren Druck das Wasser sammelt und es am Tage abgibt, so müssen sich die daselbst befindlichen Häuser mit geringerem Druck begnügen, dessen Minderbetrag man jedoch durch Vergröfserung der Zuleitung ermäfsigen kann.

Für diejenigen Teile des Bohrnetzes, welche einen über hT erheblich hinausgehenden Druck erhalten, gestalten sich die Anlagekosten wegen der gröfseren Wandstärken der Bohre etwas höher. Dies ist jedoch weniger wichtig, als der schon früher hervorgehobene Umstand, dafs mit dem stärkeren Druck auch die Wasser Verluste wachsen. Indessen kommt hier viel auf die gute Ausführung und Überwachung des Bohrnetzes an und die auf diesem Gebiet gemachten Erfahrungen lassen einen Druck bis zu 80 m und für einzelne Punkte selbst noch mehr als nicht zu hoch erscheinen, abgesehen davon, dafs ein stärkerer Druck für die Feuerlöschung und für die Verwendung des Wassers zur Kraftabgabe vorteilhaft ist. Sollte die Höhe der drückenden Wassersäule jedoch zu

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grofs werden, so empfiehlt sich die Einstellung eines Zwischenbehälters mit offenem Spiegel, dem das Wasser von oben durch einen mehr oder weniger geöffneten Schieber oder Hahn zufliefst.

Um die Stellung eines solchen Hahnes selbsttätig zu regeln, läfst sich die in

Abb. 57 dargestellte Vorrichtung anwenden, bei welcher der in einem offenen Standrohr angebrachte Schwimmer H den Hahn E beim Sinken des Wasserspiegels unter die Linie G öffnet und ihn beim Steigen schliefst.

Ein solcher Schwimmer kann auch in dem erwähnten Zwischen-

Abb. 57.

behälter angebracht werden, wodurch sein Spiel zum Vorteil des Betriebes mehr eingeschränkt wird. Eine hierauf beruhende Einrichtung zeigt Abb. 58 a u. b. Sie ist angewendet bei der Wasserversorgung der Rauhen Alb, von welcher in Abb. 1

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die Gruppe I im Grundrifs bezw. im Längenschnitt dargestellt =7 ist. Wie aus diesem und den eingetragenen Zahlen des Grundrisses hervorgeht, werden die in verschiedenen Höhen liegenden Ortschaften durch ein einheitliches Netz versorgt, dessen Druck für die höchstgelegenen Verbrauchstellen eingerichtet ist und behufs Speisung der tiefer liegenden Behälter entsprechend herabgemindert wird. Diese Herabminderung geschieht bei dem in Abb. 58 dargestellten Behälter von Heuchstetten dadurch, dafs die mit dem Wasserspiegel sich hebenden und senkenden Schwimmer a und b die Hähne A und B schliefsen oder öffnen, so dafs nach erfolgter Füllung der Zuflufs von dem höher gelegenen Gerstetten aus aufhört.

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Abb, 58 a u. b.

Vorrichtung zur Regelung des Druckes bei der Wasserleitung für die Rauhe Alb.

Abb. 58 a. Durchschnitt.

Abb. 59 a u. b.

Teilkasten mit Sicherheitsventil in der Wasserleitung für die Rauhe Alb.

Abb. 59«. Durchschnitt.

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In Abb. 59 ist eine als Sicherheitsventil wirkende Anordnung dargestellt, die gleichfalls bei Versorgung der Rauhen Alb Anwendung gefunden hat. Das von dem Pumpwerk in Eyb-Tale kommende Wasser mündet an der Stelle, wo sich die Zuleituog in zwei Stränge teilt, in einem mit Manometer, Schlamm- und Lufthahn versehenen Teilkasten, an welchen auch die Schieber der beiden Stränge anschliefsen. Das Sicherheitsventil ist so belastet, dafs ein zu hoher Druck nicht eintreten kann; seine Anbringung in einem Nebenrohr hat den Zweck, bei raschem Abschlufs der Zweigleitungen der lebendigen Kraft des Wassers einen Ausweg nach der Gerstetter Leitung zu gestatten.⁶) Die Anwendung eines Springbrunnens zum Zwecke der Druckverminderung ist für Wasser, welches auch zu Genufszwecken dienen soll, weniger zu empfehlen, weil dessen Frische durch die innige Berührung mit der Luft leidet und verunreinigende Stoffe, sowie Pilzkeime aus ihr aufgenommen werden können.

Der vorstehenden Erörterung liegt die Voraussetzung zu Grunde, dafs die in verschiedenen Höhen ankommenden Wassermengen zur Speisung der von ihnen versorgten Zonen ausreichen, wobei auf deren Anwachsen Rücksicht zu nehmen ist. Es kann aber Vorkommen, dafs bei Vergröfserung der Stadt die eine Zone mehr bevorzugt wird, als die andere und dafs die ursprünglich vorgesehene Grenze an der einen Stelle schon überschritten ist, während sie bei der anderen noch nicht erreicht wurde. Dann liegt es nahe, dafs die eine Zone der anderen aushilft, bis eine Erweiterung der Bezugsquellen vorgenommen ist. Diese Aushilfe stöfst auf keine Schwierigkeiten, wenn das stärkere Anwachsen in der Unterstadt eingetreten war. Dagegen ist eine Unterstützung der Oberstadt durch das bei Bl eintretende Wasser nur in beschränktem Mafse oder unter Anwendung eines Pumpwerkes möglich, über dessen Anlage in § 7 das Nötige gesagt ist.

B. Zuleitung durch Pumpenbetrieb. Die Anordnungen für künstliche Hebung des Wassers ergeben sich aus dem vorhin Besprochenen unmittelbar, sobald man annimmt, dafs die Hebung in die Behälter der Abb. 55 u. 56 bei A oder B, bezw. Bi und i?₈ stattfindet. Da jedoch in Abb. 56 das Wasser für verschiedene Bezirke der unteren Stadtteile einen gröfseren Druck besitzt, als nötig ist, so wird man zu überlegen haben, ob nicht zur Ersparung von Hebungskosten einzelne tiefer belegene Behälter vorteilhaft sind. Eine zutreffende Beurteilung in dieser Hinsicht ist nur durch vergleichende Kostenermittelungen möglich und es verdient diejenige Anlage den Vorzug, bei welcher die Summe der Bau- und der kapitalisierten Betriebskosten am kleinsten wird. Die Baukosten umfassen die Ausgabe für das Pumpwerk, das Rohrnetz und den Behälter; die Betriebskosten berechnen sich aus dem Aufwand für Gehälter und Löhne, Kohlen, Schmieröl u. s. w., sowie für bauliche Unterhaltung nebst Verzinsung und Tilgung des Anlagekapitals. Neben der Kostenfrage ist aber auch die mehr oder weniger einfache Gestaltung des ganzen Werkes von Bedeutung, weil in einem verwickelten Betriebe Störungen leichter eintreten und die einzelnen Teile sich schwieriger überwachen lassen.

Die Versorgung verschiedener Druckzonen durch ein Pumpwerk wird nach der in Abb. 60 dargestellten Anordnung ermöglicht, bei welcher die betreffenden Zonenbehälter abwechselnd unter Benutzung der Schieber Cx und C₂ gefüllt werden. Die Pumpe mufs hier also unter wechselndem Druck arbeiten, der beim Beschicken des

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Abb. 60.

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Abb. 62.

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obersten Behälters am gröfsten ist. Um ein Zerspringen der Leitung für den Fall zu verhindern, dafs Cx und C₂ geschlossen sein sollten, ist ein Überlauf in der Höhe von , R₂ anzubringen.

In Abb. 61 ist ebenfalls nur ein Pumpwerk vorhanden, jedoch mit dem Unterschiede, dafs hier zwei getrennte Steigrohre angebracht sind und das Stellen der Schieber im Maschinenhause vorgenommen werden kann. Dadurch wird der Betrieb bequemer und bei Einfügung von Wasserstandszeigern für die beiden Behälter zuverlässiger. Eine weitere Sicherheit gewährt die Aufstellung besonderer Pumpen für die einzelnen Zonen (Abb. 62), welche eine unabhängige und zeitlich nicht eingeschränkte Versorgung der Zonen ermöglicht und die Anordnung kleinerer Behälter gestattet.

Erfolgt die Versorgung unter Vermittelung von Hausbehältern, so treten diese an Stelle der Hauptbehälter, welche dann fortfallen können. Wegen der früher erwähnten Aachteile empfiehlt sich diese Anordnung nur in Ausnahmefällen, etwa für einzelne hochliegende Bezirke von geringem Umfang, in welchen der Bau eines Hochbehälters mit zu grofsen Schwierigkeiten verknüpft sein würde. D ann wird zur Ersparnis von Kohlen der Druck nur kurze Zeit täglich so hoch gehalten, dafs die Füllung der Hausbehälter möglich ist. Dies geschieht z. B. in Hamburg, wo für die hochgelegenen Teile der Stadt während der Aacht etwa zwei Stunden lang mit stärkerem Druck gepumpt wird.

Das übrige Leitungsnetz ist in dieser Zeit durch Schieber abgeschlossen und wird von drei Behältern versorgt, welche .zusammen 14500 cbm fassen (s. Abb. 4, Taf. III).

Bei gröfserer Ausdehnung einer Druckzone, welche zugleich in mehreren voneinander getrennten Gebieten liegt, kann sich die Zerlegung der Maschinenanlage in zwei selbständige Pumpwerke empfehlen. Ebenso rechtfertigt sich in einzelnen Fällen die Anordnung senkrecht aufeinander folgender Pumpwerke (Abb. 63), von denen das unterste das Wasser für das ganze Versorgungsgebiet, das nächstfolgende den Bedarf für die oberhalb der ersten Zone liegenden Bezirke zu liefern hat u. s. w.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

Abb. 63.

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So wurde z. B. in einem Entwurf, welchen die deutsche Wasserwerksgesellschaft in Frankfurt a. M. für die Versorgung von Prag aufstellte, aufser einer Hauptpumpenanlage an der Moldau ein Pumpwerk zweiter Ordnung in der Gegend des Hradschin vorgesehen, welches aus dem daselbst aufzustellenden Hochbehälter der unteren Bezirke das Wasser für die oberste Zone schöpfen und in einen zweiten, höher gelegenen Behälter heben sollte. Diese Anordnung kam wesentlich billiger zu stehen, als die Verlegung einer besonderen, unter stärkerem Drucke stehenden Zuleitung von der Hauptanlage her. — Die Versorgung der Stadt Ofen, deren Gebiet sich bis 361 m über der Donau erhebt und in sechs Bezirke mit zugehörigen Hochbehältern zerfällt, geschieht vom rechten Donauufer aus mittels einer Hauptpumpenanlage, welche den gesamten Wasserbedarf nach dem Hochbehälter der Unterstadt fördert, von wo aus die höher liegenden Behälter durch ein zweites Pumpwerk beschickt werden.

Bei einem auf verschiedenen Höhen verteilten Versorgungsgebiete, welches nicht von einem einzigen Behälter aus beherrscht wird, kann es sich auch als zweckmäfsig ergeben, den Überdruck des Wassers in den unteren Stadtteilen zur Hebung des Bedarfes für die obere Zone zu benutzen.⁵⁴)

¹

)    0. Spiefs, Graphische Berechnung von Rohrleitungen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1887, S. 563.

²

)    Neben der früher genannten Ausnahme von Alatri ist auch die Überschreitung eines 62 m tiefen Tales durch die Quellwasserleitung für den römischen Kaiserpalast zu Lyon durch 9 Rohrstränge aus Blei zu erwähnen; die Länge der*einzelnen Röhren betrug 5 bis 6 m, ihr Durchmesser nahm von 0,47 m auf 0,29 m ab. Deutsche Vierteljahrsschrift f. öffentl. Gesundheitspflege 1885, 4. Heft, S. 629 und Allgem. Bauz. 1862, S. 207, sowie Merckel a. a. O., Kap. VI.

³

)    Mihätsch a. a. O. S. 54 (die Anschläge selbst sind nicht mitgeteilt).

⁴

)    Hagen a. a. 0. Bd. 4, S. 200.

⁵

) Wochenschr. d. Ver. deutscher Ing. 1888, S. 229. Hier ist auch auf die in Bd. 4 dieses Teiles, S. 183 u. f. mitgeteilten Beispiele zu verweisen, welche sich zwar auf städtisches Abwasser beziehen, hinsichtlich der Verlegungsart aber nicht von Dükern für Wasserversorgungszwecke abweichen.

⁶

) Ehmann, Die Versorgung der wasserarmen Alb mit fliefsendem Trink- und Nutzwasser und das öffentliche Wasserleitungswesen im Königreich Württemberg (1881), § 17.

§ 6. Verschiedene Arten der Hochbehälter und ihre Beziehungen zu dem Rohrnetz. Allgemeine Anordnung der Hochbehälter.

Abb. 65.

Abb. 64.

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A. Verschiedene Arten der Hochbehälter und ihre Beziehungen zu dem Rohrnetz. Neben der Bezeichnung Hochbehälter kommen auch die Namen Yerteilungs Ausgleich- und Hauptbehälter vor; der zuletzt erwähnte Ausdruck setzt zugleich das Vorhandensein eines Nebenbehälters voraus. Als Durchgangsbehälter bezeichnet man die in Abb. 64, als Rücklaufbehälter die in Abb. 65 dargestellte Anordnung. Bei dem Durchgangsbehälter ist ein besonderes Steige- und Fallrohr vorhanden, so dafs das ganze zur Verwendung kommende Wasser den Behälter durch-fliefsen mufs54tt), während der Rücklauf behälter nur e i nRohr besitzt, durch welches der Zu- und Abflufs stattfindet. Es gelangt also nur dann Was-ser in den Behälter, wenn der Zuflufs den Verbrauch überwiegt ; in der übrigen Zeit findet eine Abgabe des gesammelten Wassers an die Zuflufsleitung statt und zwar beläuft sich — unter Voraussetzung dauernden Zuflusses — die Gröfse der Ansammlung nur auf etwa 30 °/₀ der gesamten Tagesmenge, während die übrigen 70 % unmittelbar durch die Zuleitung zum Verbrauchsorte gelangen. — Jeder Behälter wird mit einem Uberlaufrohr U und einem Grundablafs, ferner mit Absperrschiebern a und a, versehen, um ihn zum Zwecke der Reinigung ausschalten und während dieser Zeit die Versorgung durch die Zuleitung 8 übernehmen zu können.

Der Name Endbehälter wird gebraucht, wenn die Aufstellung am Ende der Hauptleitung, also an der Grenze des Versorgungsgebietes oder hinter dieser erfolgt ist, wobei die Zuleitung das Gebiet durchschneidet. Er führt den Namen Gegenbehälter, wenn gleichzeitig auch auf der anderen Seite der Stadt ein Behälter liegt.

5ł) Vergl. Engng. 1880, I. S. 198. Water pressure pumping engine at the Brighton Waterworks. — Kröher, Die neue Wasserversorgung des fürstlichen Schlosses zu Sigmaringen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1877, S. 35.

84a) Zu diesem Zwecke ist ein (in Abb. 64 nicht angegebener) Schieber in die Zuleitung eingefügt, der zwischen a und ui liegt und gewöhnlich geschlossen gehalten wird.

Lage des Hochbehälters. Am häufigsten liegt der Hochbehälter vor der Stadt und man sucht ihn dann, sofern das Wasser gehoben werden mufs, mit Bück-sicht auf den Betrieb möglichst in die Nähe des Pumpwerks zu legen ; anderseits ist die Verkürzung des Abstandes zwischen Behälter und Stadt erwünscht, weil die Leitung F (welche man auch wohl als Fallrohr bezeichnet) nach dem gröfsten Verbrauch bemessen werden mufs. Viel seltener tritt der günstige Fall ein, dafs sich in der Stadt selbst ein zur Errichtung des Hochbehälters geeigneter Punkt befindet (z. B. in Nürnberg und Mannheim) oder dafs ein Endbehälter errichtet werden kann, wie in Darmstadt, Kassel und Olmütz.

Ein Hochbehälter innerhalb der Stadt ist verschieden grofs anzulegen, je nachdem die Zuleitung unterwegs Wasser abgibt oder nicht. Sei im ersten Falle (Abb. 66) Q der gröfste Tagesbedarf der Stadt, q diejenige Wassermenge, welche von der Leitung auf der Strecke BS abgegeben wird, so ist der Fassungsraum des Hochbehälters bei dauerndem Zuflufs für 0,3 (Q — q) einzurichten, während er bei der in Abb. 43 dargestellten Lage einen Inhalt von 0,3 Q haben müfste. Da aufserdem ein Hauptstrang erspart wird, ist die Mitbenutzung der Zuleitung zur Abgabe von Wasser hinsichtlich des Kostenpunktes vorteilhaft.

Abb. 67.

Abb. 66.

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Die Anlage eines Gegenbehälters ist in Abb. 67 für eine Stadt dargestellt, welche sich an den beiden Abhängen eines Tales ausbreitet. Die Yerbindung mit dem vor der Stadt belegenen, in der Höhe der Wagerechten B₁ Hl liegenden Behälter B1 erfolgt durch die Hauptleitung, welche so bemessen sein möge, dafs sich — unter Nichtberücksichtigung des Einflusses von B₂ — bei dem stärksten Tagesverbrauch die Gefällslinie B₁ a bildet, die allmählich in den Nachtstunden in Bt B₂ übergeht. Der um Bt H.₂ tiefer liegende Behälter B₂ nimmt also in der Nacht Wasser auf und kann nun mit seinem Inhalt am Tage die unterhalb belegenen Strafsen nach der Linie B₂ a₂ versorgen, wodurch B₁ entlastet wird. Da von hier aus jetzt weniger Wasser zu liefern ist, so hebt sich die Gefällslinie des stärksten Yerbrauches von Bxa auf B₁a₁ und es findet eine Yersorgung des ganzen Stadtgebietes unter ausreichendem Drucke statt. Der Fassungsraum beider Behälter mufs zusammen bei regelmäfsigem Zuflufs, entsprechend den Ermittelungen in Kapitel I, § 2, mindestens 30 °/₀ des durchschnittlichen 24 ständigen Bedarfs betragen und die Yerteilung mufs sô^gescïïêïïen, dafs B₂ während der Tagesstunden die Speisung des rechts von T T₁ liegenden Gebietes übernehmen kann, während das linksseitige für Bt und die Zuleitung verbleibt. Die Wirksamkeit von B₂ steigt deshalb mit seinem Inhalt, den man je nach den örtlichen Verhältnissen mehr oder weniger hoch bemessen wird.

Den Vorteilen dieser Anordnung, zu denen auch die Möglichkeit zu rechnen ist, dafs während einer Ausschaltung von Bt der Gegenbehälter die Unterstützung der Zu-

leitung übernimmt (und zwar, da die Zuleitung nur den mittleren Bedarf zu liefern vermag, nach der tiefer als R₂ a₂ liegenden Gefällslinie R.t n₈), steht der Kostenaufwand für den Bau zweier Behälter gegenüber. Es empfiehlt sich deshalb, bei Aufstellung des Entwurfes zu prüfen, ob es nicht wohlfeiler ist, auf R₁ überhaupt zu verzichten und sich auf R₂ zu beschränken. Dieser bildet dann den Endbehälter der Anlage (Abb. 68) und nimmt nur das Wasser auf, welches in der Stadt nicht verbraucht wurde. Da sonach die Wassermenge kleiner sein kann und nur ein Bauwerk an einer Stelle nötig wird, so stellen sich die Kosten niedriger oder es kann ein gröfserer Betrag auf Erweiterung des Rohrnetzes verwendet werden, dessen Gesamtkosten übrigens sowohl bei Abb. 67 wie bei Abb. 68 niedriger sind, als bei der üblichen Stellung eines Behälters vor der Stadt.

Abb. 68.

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Während des stärksten Bedarfes haben sich Zuleitung und Behälter derart nach der Linie TTX in das Yersorgungsgebiet zu teilen, dafs sowohl rechts wie links alle Punkte mindestens unter dem in Kapitel I, § 6 näher ermittelten Druck hv stehen*⁶) ; gleichzeitig mufs T Tx so liegen, dafs die von der Zuleitung gelieferte, dem mittleren Tagesverbrauch entsprechende Wassermenge zur Deckung des gröfsten Bedarfs der linksseitigen Fläche ausreicht (siehe Berechnung des Rohrnetzes in § 8).

An den dargelegten Yerhältnissen wird nichts geändert, wenn das Stadtgebiet nicht an den Seiten eines Tales, sondern in einseitig ansteigendem Gelände liegt, wie

Abb. 69.

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dies z. B. in Darmstadt der Fall ist. Hier kommt das durch Pumpen gehobene Wasser in der Richtung von A (Abb. 69) an, verteilt sich in den Stunden des stärksten Bedarfs nach der Linie M N₀ und fliefst, soweit es während der übrigen Zeit nicht verbraucht wird, nach dem Behälter R über. Dieser gibt seinen Inhalt während des gröfsten Yerbrauches unter der Gefällslinie RN₀ ab, so dafs das Wasser in dem unter N₀ liegenden Punkte der Hauptleitung sich in Ruhe befindet. Bei geringerem Bedarf tritt Y an die Stelle von N₀ und der Ruhepunkt rückt allmählich weiter nach rechts, bis endlich der Abflufs in den Behälter beginnt.

Wie aus der obigen Darstellung hervorgeht, befindet sich das Gebiet rechts von N₀ unter dem Einflüsse steter Schwankungen, indem es bald von der rechten, bald von der linken Seite aus versorgt wird. Dieser Umstand wird vielfach als ein Nachteil

⁶⁶) In den Abb. 67 u. 68 vertritt der Buchstabe ll die Stelle von hv.

der Anlage eines Gegen- oder Endbeliälters angesehen und fällt bei solchem Wasser, welches leicht Niederschläge absetzt, allerdings ins Gewicht. Auch kommt bei Abb. 68 und 69 nur ein Teil des verbrauchten Wassers mit dem Behälter in Berührung, so dafs ihm die Gelegenheit entzogen ist, den Überschufs an beigemengter Luft auszuscheiden. Als Folge davon tritt eine vermehrte Luftansammlung im Leitungsnetz und in den Hausleitungen auf, wodurch Unregelmäfsigkeiten in der Bewegung des Wassers und in den Angaben der Wassermesser entstehen können. Fliefst das Wasser unter natürlichem Gefälle zu, so machen sich diese Erscheinungen weniger bemerklich, als bei künstlicher Hebung, wo 'ein Teil der geprefsten Luft des Druckwindkessels vom Wasser auf genommen wird.

Um bei einem Bohrbruch in der Zuleitung eine Entleerung des Hochbehälters zu vermeiden, ist in Darmstadt bei Wx der Abb. 69 eine Biickschlagklappe eingeschaltet. Daselbst ist auch ein Windkessel vorgesehen, durch welchen verhindert werden soll, dafs in einem solchen Falle infolge der lebendigen Kraft des von der Stadt zurück-fliefsenden Wassers ein Bruch im Leitungsnetz eintritt. Aufserdem befinden sich noch zwei Bückschlagklappen in der Zuleitung, eine davon in der Mitte, eine andere am Anfang in der Nähe der Druckwindkessel des Pumpwerks.

B. Allgemeine Anordnung der Hochbehälter. Die nachfolgenden Betrachtungen beschränken sich auf Erörterung des Einlaufs für das ankommende Wasser, des Ablaufs nach dem Yerteilungsnetz, des Überlaufs für den Überschufs und des Auslaufs für die Entleerung, da die eigentliche Einrichtung der Hochbehälter im nächsten Kapitel besprochen wird.

Der Einlauf besteht bei Zuleitungen ohne inneren Druck in der Begel aus einem Überfall in der Behälterwand, dessen Scheitel über dem höchsten Wasserspiegel des Behälters liegt, so dafs von diesem aus jedenfalls kein Bückstau nach der Zuleitung entstehen kann. Meistens fliefst vorher das ankommende Wasser in eine kleinere Kammer, von welcher aus ein etwaiger Überschufs oder auch die ganze Zuflufsmenge am Behälter vorbeigeführt werden kann, wenn von der hierzu angebrachten Stauschütze, sowie von der Abschliefsung des Einlaufs entsprechender Gebrauch gemacht wird. Diese Kammer ist auch geeignet, bei Yorhandensein mehrerer Zuleitungen deren Ausgüsse aufzunehmen, und kann mit Überfällen zum Messen der AYasserzuflufsmengen versehen werden.

Auch bei Zuleitungen mit innerem Druck ist der Überfalleinlauf vielfach gebräuchlich und zwar in der Form, dafs das Steigerohr durch den Behälter geführt ist und sich im Innern mit der Kante einer trompetenartigen Erweiterung über den höchsten Wasserstand erhebt. Eine U-förmige Führung des Bolires über die Behälterwand vermeidet zwar deren Schwächung, ist aber unbequemer und bedarf bei Anlagen aus Mauerwerk eines besonderen Schutzes gegen Frost. Sie findet sich deshalb, soweit sie überhaupt angewandt wird, mehr bei eisernen Behältern, welche ohnehin von einer schützenden Aufsenwand umgeben sind.

Bei Anlagen, wo das Wasser künstlich gehoben werden mufs, erfolgt dessen Eintritt zweckmäfsig vom Boden aus (Abb. 64 u. 65), so dafs die Arbeitsleistung der Maschine stets dem jeweiligen Wasserstande des Behälters entspricht. Ist ein besonderes Steigerohr vorhanden, so erhält dieses möglichst in der Nähe der Mündung eine Biickschlagklappe, um die Entleerung des Behälters beim Bruch des Bohres zu verhindern. "Lei gemeinsamer Fall- und Steigerohrleitung ist ein selbsttätiger Abschlufs von gleicher Einfachheit bisher nicht gefunden und man begnügt sich gewöhnlich — neben einem

bei S der Abb. 65 einzusetzenden Klappenventil — mit einem Schieber a in mäfsiger Entfernung vom Behälterboden, während der freistehende Teil des Rohres möglichst dauerhaft ausgeführt wird. Ein Bruch des in der Erde liegenden Teiles des Fallrohres wird in der Regel durch Entstehung eines Sprunges eingeleitet, der bald entdeckt wird und nicht viel Wasser entweichen läfst.

Der Ablauf nach dem Versorgungsgebiet (Einmündung des Fallrohres) ist so tief anzubringen, dafs der Inhalt des Behälters mit Ausnahme der untersten, wegen möglicher Unreinigkeit zurückzuhaltenden Wasserschicht abfliefsen kann. Demnach wird der nutzbare Raum durch die wagerechten Ebenen zwischen Überlaufrohrkante und Fallrohrmündung begrenzt.

Damit der höchste Wasserstand nicht überschritten werde, ist ein Überlauf angebracht. Entweder fliefst das überschüssige Wasser über eine Schwelle in der Umfassungswand oder über die kreisförmige Kante der trompetenartigen Erweiterung eines die Wand durchschneidenden und im Innern senkrecht hochgeführten Überfallrohres. Wenn man von dieser, den nutzbaren Inhalt begrenzenden Kante an nach oben die Strahldicke abträgt, mit welcher bei abgeschlossenem Fallrohr der Abflufs der gesamten gröfsten Zuflufsmenge stattfindet, ergibt sich der eigentliche höchste Wasserspiegel.

Bei Pumpwerken ist es zur Yermeidung von Wasservergeudung erforderlich, vom Maschinenhause aus den Wasserstand jederzeit prüfen zu können, damit der Überlauf nur ganz ausnahmsweise in Tätigkeit tritt. Steht der Behälter über oder dicht bei der Maschine, so genügt ein Schwimmer, während bei gröfserem Abstande elektrische oder pneumatische Wasserstandszeiger anzubringen sind.

Wo es sich darum handelt, auf der Oberfläche schwimmende Körper vom Eintritt in das Überlauf rohr abzuhalten, wird ein Sieb über der Überlauf mündung angebracht oder eine Kappe, welche entsprechend tief in das Wasser reicht und ihm nur von unten her in dem Spielraum zwischen Kappe und Überlauf rohr den Zutritt gestattet.

Hausbehälter bei Versorgung mit unterbrochenem Zuflufs erhalten statt des Überlaufes in der Regel Yentile an den Zuleitungsröhren, welche durch Schwimmer selbsttätig geschlossen werden, sobald das Wasser den höchsten Stand erreicht hat (Abb. 70).

Abb. 70. Schwimmerventil f. Hausbehälter.

Der Auslauf, d. h. die Mündung des Ablafs-oder Entleerungsrohres, wird am tiefsten Punkte des Behälters angebracht, um bei Reinigungen oder Ausbesserungen zu dienen, und ist so tief anzulegen, dafs eine vollständige Entleerung möglich ist. Der Boden des Behälters hat deshalb Gefälle nach dem etwas vertieft angelegten Auslauf, damit sich etwaiger Schlamm in der Vertiefung sammeln und bei mäfsiger Öffnung des Entleerungsschiebers durch den Wasserdruck fortgespült werden kann.

Was die Durchmesser der verschiedenen Leitungen anbelangt, so sind sie für Zuleitung und Überlaufrohr nach der mittleren Zuflufsmenge in der Jahreszeit des gröfsten Wasserverbrauchs zu berechnen, der des Fallrohres richtet sich nach dem gröfsten Stundenverbrauch und der des Ablafsrohres nach der zulässigen Entleerungszeit für den vollen Behälter.

Damit das Wasser im Behälter möglichst frisch bleibe, ist für dessen Bewegung sowohl in senkrechtem wie in wagerechtem Sinne Sorge zu tragen. In der Regel tritt in der warmen Jahreszeit, wo die Versorgung mit frischem Wasser besonders wichtig

ist, eine geringe Erwärmung im Behälter ein; die senkrechte Bewegung wird dann dadurch gefördert, dafs der Einlauf oben, der Ablauf unten angebracht wird, so dafs das frisch zugeflossene und deshalb kühlere Wasser sich dem Boden zu bewegt und die Ansammlung einer warmen Wasserschicht an der Oberfläche vermieden wird. Eine solche Anordnung für Gegenbehälter zeigen Abb. 71 u. 72, bei denen das Klappenventil nur den Abflufs des Wassers gestattet, dessen Zulauf aber verhindert.

Abb. 71.

Abb. 73.

Abb. 75.

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Die senkrechte Bewegung ist jedoch weniger wichtig, als die wagerechte. Diese erfolgt bei länglicher Gestalt des Behälters durch Gegenüberlegen von Ein- und Auslauf (Abb. 73) oder durch Einfügung einer Zunge, wie bei Abb. 74, welche die Anordnung des Degenbehälters in Salzburg darstellt (vergl. Abb. 48) und bei welchem A die Eintritts-, B die Austrittsöflnung bezeichnet. Beide Öffnungen sind mit Klappenventilen versehen, welche sich nur in der vorgeschriebenen Richtung öffnen.

Die nachstehende Beschreibung der Wirkungsweise einer ausgeführten Anlage, des Behälters zu Bernburg¹) (Abb. 75), wird über diejenigen Punkte Aufschlufs geben, welche bei der vorstehenden Darstellung noch keine Erwähnung gefunden haben.

Bezeichnungen, a Zuleitungsrohr (Steigrohr) von der Pumpe her, bei A über dem höchsten Wasserstand des Behälters ausmündend. — b Ableitungsrohr (Fallrohr) nach der Stadt, mit der Mündung B etwas über dem Behälterboden. — c Überlaufrohr, dessen Trichter C oben bis zur gewöhnlichen Füllhöhe reicht. — d Entleerungsrohr, bei D vom Behälterboden ausgehend und sich unterhalb mit dem Überlaufrohr zur Abwasserleitung e vereinigend. — E Schieber im Entleerungsrohr vor dem Vereinigungs-punkte. — F Klappenventil und G Absperrschieber, beide in dem Verbindungsrohre von a mit b. — H Absperrschieber in der Verbindung g von a mit c. — I Abschliefsung im Steigrohr. (Diese ist jedoch am Bernburger Behälter nicht vorhanden, sondern nur für einen anderen noch zu betrachtenden Fall vorgesehen.) — K Abschliefsung im Fallrohr.

Gewöhnlicher Gebrauch. Schieber E, G und H geschlossen, I und K offen. Das durch das Rohr a ankommende Wasser ergiefst sich bei A frei in den Behälter und fliefst durch das Fallrohr b nach der Stadt hin.

Ausschlufs des Behälters, bei dessen Reinigung oder Ausbesserung. Nach erfolgter Entleerung durch d und e bei offenem Schieber E oder nach Aufzehrung des Wasservorrates werden die

Schieber G und H geöffnet, E, I und K hingegen geschlossen, so dafs nun das ankommende Wasser unmittelbar in der Richtung nach b abfliefsen kann. Dabei hat die Pumpe stets eine dem Verbrauch mindestens gleiche Wassermenge (allerdings mit etwas geringerem Drucke) zu liefern, indem sonst Wasser yon a aus nach dem Ablaufrohre e überfliefsen und verloren gehen würde.

Beschränkte Verwendung des Behälters. Bei der Lieferung frischen Wassers von der Pumpenanlage nach der Stadt, wie sie im eben betrachteten Falle stattfindet, in heifser Jahreszeit jedoch dauernd erwünscht sein kann, soll immerhin ein den zu gewärtigenden Schwankungen entsprechender kleinster Wasservorrat vorrätig gehalten werden. Die Schieber E und H werden geschlossen, G und K bleiben offen, so dafs aus dem Durchgangsbehälter ein Rücklaufbehälter wird und der gröfste Teil des Wassers unmittelbar zur Stadt abfliefsen kann. Das Öffnen oder Schliefsen des Steigrohres bei I würde hierbei unwesentlich sein, weil das ankommende Wasser durch das Rohr b in den nur teilweise gefüllten Behälter gelangt, anstatt bis zur oberen Mündung A des Druckrohres zu steigen.

Das Klappenventil F verhindert den Rüekflufs des Wassers in die Druckleitung bezw. eine Entleerung des Behälters bei einem Bruche oder einer Undichtheit im Steigrohre.

Um bei Betrieb mit ausgeschaltetem Behälter diesen für Feuersgefahr gefüllt zu halten, ist das Schliefsen des Schiebers K orforderlich und hinreichend.

Die Einrichtung des Bernburger Behälters gestattet es, dem Wasser die in nachfolgender Zusammenstellung angegebenen Wege vorzuschreiben. Hierbei mögen die der Rohrleitung entsprechenden Wasserwege durch gerade, die Wege im Behälter durch geschlängelte Linien dargestellt werden; ü bedeute Innenraum des Behälters.

Weg bei gewöhnlichem Betrieb. 2. a —    — c — e Weg des Überschusses.

1. a — A ^ B — b

Betrieb mit ausgeschaltetem Behälter.

5.

6.

7.

— g — e Behälter abgeschlossen. Spülung der Abwasserleitung. Ausnutzung des Vorrates.

JR ~ D — d — e Ablassen des Inhalts.

JS~C — c — e Nur für den Überschufs möglich.²)

Tritt der oben erwähnte Schieber 1 an die Stelle des Verbindungsrohres g, so ist zur Verhütung des Berstens der Zuleitung (durch Wasserstofs und Pumpendruck) ein Überlauf oder ein Sicherheitsventil vor dem Behälter und von diesem aus eine Verbindung mit der Abwasserleitung erforderlich. Beim Hochbehälter des Leipziger Wasserwerks war statt des Überlaufes ein hohes Standrohr in der Zuleitung vor dem Behälter angebracht, in welchem nach Absperrung des Standrohres das Wasser so lange stieg, bis die in gröfserer Entfernung befindliche Pumpe durch den wachsenden Widerstand zum Stillstand kam. — Sämtliche Abschliefsungen bringt man nahe am Behälter in sogenannten Hahnenkammern oder Ventilkammern an, um sie bequem zugänglich zu machen.

Eine Änderung der Bewegungsrichtung des Wassers kann aber auch im Fallrohr eintreten, wenn dieses mit einem Gegenbehälter in Verbindung steht. Dann ist ein offenes Standrohr vor dem Hauptbehälter erforderlich, wie beispielsweise die nachfolgend beschriebene Einrichtung bei der Wasserversorgung von Frankfurt a. M. zeigt (Abb. 76).

Die aus den beiden Behälterhälften führenden Fallrohre bi und 62 vereinigen sich zur Hauptleitung b. Vor dem Vereinigungspunkte erheben sich von ihnen aus die Überlaufrohre Ci und C2, von welchen aus das Überschufswasser durch das Rohr c in die unten liegende, die Fortsetzung des Entleerungsrohres d (mit der Abschliefsung E) bildende Ableitung e fliefst. Bei L befindet sich ein Luftventil. Ist nun der Behälter durch die Abschliefsungen Ki unu K2 abgesperrt und wird nachträglich jenseits der Gegenbenälter geöffnet, so kann die durch das Steigen des Wassers in der Hauptleitung vorangeschobene Luft bei L entweichen. Zur Vermeidung einer Überfüllung des Hauptbehälters, wenn dieser nachher wieder von der Zuleitung gespeist wird, sind zur Sicherheit noch Überlauföffnungen in der Wand des Behälters angebracht, jedoch in einiger Höhe über dem Ablauf c, um diesen unter gewöhnlichen Verhältnissen zunächst zur Wirksamkeit kommen zu lassen.

Es sind nun noch die Anordnungen festzustellen, welche bei Druckzonen und ihren Hauptbehältern (es möge der gewöhnliche Fall zugrunde gelegt werden, nämlich

Abb. 76. Bohrleitungen am Hauptbehälter zu Frankfurt a. M.

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Abb. 77.

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eine Oberstadt und eine Unterstadt mit je einem Behälter) zur Erfüllung der folgenden Anforderungen notwendig sind:

Speisung des Unterbehälters durch den Oberbehälter, wenn die Zuleitung der Unterstadt unterbrochen ist oder der Oberbehälter plötzlich entleert werden mufs.

Leitung des etwaigen Überschufswassers des Oberbehälters nach dem Unterbehälter.

Ausschaltung des Unterbehälters und Yerbindung der unteren Zone mit dem Oberbehälter zum Feuerlöschen sowie zur Ausbesserung und Reinigung des Unterbehälters.

Ausschaltung des oberen und Yerbindung des unteren Behälters mit der Oberzone, um im Notfälle einen Teil des oberen Gebietes mit Wasser versorgen zu können.

Wie aus der nachfolgenden Zusammenstellung hervorgeht, leistet diesen Ansprüchen die in Abb. 77 dargestellte Anordnung Genüge; ebenso vermag das Wasser daselbst die Wege einzuschlagen, welche bei Besprechung des Bernburger Behälters aufgeführt wurden. Bi und Bi mögen in Abb. 77 die Behälter der beiden Druckzonen bezeichnen, welche durch besondere Zuleitungen ai und a2 gespeist werden; dann sind folgende Versorgungsarten möglich:

A.    Speisung der Behälter Bi und B2 durch die Zuleitungen ai und «2.

1.    Bi durch a 1 und B2 durch «2.

2.    Bi

3.    Bi

B.    Speisung der Zonen I und II durch die Behälter Bi und B2.

1. I durch Bi und II durch B2.

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2.    I und II durch Bi.

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Weitere Möglichkeiten ergeben sich aus der Voraussetzung, dafs die Zuleitungen das Wasser ohne Vermittelung der Behälter in das Rohrnetz oder in die Abwasserleitung ergiefsen. Si und S2 sind Sicherheitsventile oder Überläufe, an deren Stelle auch Standrohre oder Überlaufrohre in Anwendung

kommen können; dock mufs immerhin eine Verbindung mit der Abwasserleitung vorgesehen werden, welche insbesondere bei ausgeschaltetem Behälter zur Tätigkeit kommt. Bei gemeinsamer Abwasserleitung ist noch darauf zu achten, dafs ihre Benutzung keinen Rückstau in den Unterbehälter zur Folge hat.

Bei der Ausschaltung eines Behälters kann, je nachdem der Zuflufs den Verbrauch übersteigt oder nicht, ein Wasserüberflufs oder eine teilweise Entleerung des Fallrohres der betreffenden Zone eintreten. Deshalb wird man z. B. in der oberen Zone durch Öffnen von Gi zuerst die Verbindung des Zuflufsrohres cn mit dem Fallrohr bi herstellen und darauf h sowie Ki schliefsen; ebenso wird man in der Unterzone verfahren, wodurch das plötzliche Einfallen des Wassers in das Fallrohr und dessen Gefährdung vermieden wird. — Soll die Unterzone mit der Oberzone bezw. mit dem Oberbehälter in Verbindung gebracht werden, so ist die vorherige Ausschaltung des Unterbehälters durch Schliefsen von Ji und Ki notwendig. Um in der Zwischenzeit bei ununterbrochenem Pumpenbetrieb der Unterzone das Wasser für diese nicht durch Si verloren gehen zu lassen, werden O i und Li geöffnet, so dafs bei erfolgender Ausschaltung des Behälters Ri das Wasser von cti noch nach bi gelangen kann, bis durch langsames Öffnen von L der höhere Druck in der Unterzone allmählich hergestellt ist und infolge hiervon die Klappe Fi sich schliefst. Endlich könnte noch durch Schliefsen von G\ und Öffnen von M die Lieferung der Pumpen beider Zonen vollständig nach Ri gelenkt werden.

Beschränkt man die Ansprüche darauf, dafs der untere Behälter den tiefer be-legenen Teil der oberen Zone (bezw. die ganze obere Zone mit entsprechend ermäfsigtem Drucke) speisen kann, so ergibt sich eine wesentliche Yereinfachung in Lage und Zahl der Yerbindungsleitungen und Schieber. Dies ist nicht zu unterschätzen, wenn die Behälter in gröfseren Entfernungen voneinander liegen, weil hierdurch die Wartung schon von vornherein erschwert wird. Dafs in diesem Falle an jedem Behälter nicht blofs der eigene Wasserstand, sondern auch der des anderen Behälters in bequemer Weise sichtbar zu machen ist, braucht kaum erwähnt zu werden; ebenso sind die Wasserstandsanzeiger von Zeit zu Zeit auf ihre Richtigkeit zu prüfen, weil sonst viel Wasser un-entdeckt durch die Überläufe entweichen kann. Eine deutliche Zeichnung der Leitungen und Absperrungen nebst kurzer Angabe ihrer Handhabung in den verschiedenen Fällen, die am besten in der Wärterstube ausgehängt wird, erleichtert den Überblick wesentlich; ferner empfiehlt es sich, zeitweise Proben mit den verschiedenen Yersorgungsarten anzustellen, um die Wärter in Übung und die Schieber im Gange zu erhalten (vergl. auch Kap. IY, „Wasserwerksbetrieb“).

Abb. 78« u. b.

Vorrichtung zur Wasser- und Druchverteilung bei Gruppe IV der Wasserversorgung der Rauhen Alb.

Abb. 78 6.

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Abb. 78 a.

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Ein hierher gehöriges, wenn auch für kleinere Yerhältnisse eingerichtetes Beispiel zeigt Abb. 78, welches eine in Gruppe IY der Alb-Wasserversorgung getroffene Einrichtung darstellt. Sie dient dazu, bei Feuersgefahr und in anderen Notfällen den Behälterdruck in den Ortschaften Bermaringen, Tomerdingen und Themmenhausen durch den stärkeren Druck des Pumpwerkes zu ersetzen, ermöglicht aber aufserdem, jeden der einzelnen Orte auszuschalten und dafür die übrigen verstärkt zu beschicken, sowie die in dem oberen Behälter vorhandenen Wässer für die unterhalb liegenden Ortschaften heranzuziehen. Schliefst man den Behälter von Bermaringen mittels des Schiebers A in Abb. 78 a von der durch das Pumpwerk gespeisten Zuleitung ab (wobei S als Sicherheitsventil dient) und bringt diese dafür mit dem Fallrohr F durch Offnen des Schiebers B (Abb. 78 6), sowie Abschlufs von C und E in unmittelbare Verbindung, so erhält Bermaringen einen verstärkten Druck. Ist A, B, C und E geschlossen, so geht kein Wasser mehr nach Bermaringen, dagegen werden Tomerdingen und Themmen-hausen stärker gespeist; durch D wird Tomerdingen abgeschlossen und die Speisung beschränkt sich auf Themmenhausen u. s. w.

§ 7. Das Pumpwerk. An verschiedenen Stellen dieses Kapitels, insbesondere in § 5, ist bereits von der Hebung des Wassers durch ein Pumpwerk die Rede gewesen, ohne dafs Veranlassung zu dessen näherer Besprechung vorlag. Wenn dies jetzt an besonderer Stelle geschieht, so kann es sich weniger um die in das Maschinenfach gehörende eingehende Beschreibung der Pumpen und ihrer Betriebsmaschinen, als um die Erörterung der bei dem Entwurf der Gesamtanlage zu berücksichtigenden Punkte handeln. Dahin gehören namentlich

1.    Örtliche Lage des Pumpwerkes.

2.    Allgemeine Anordnung desselben.

3.    Bestimmung seiner Hauptabmessungen.

i Örtliche Lage des Pumpwerkes.

Zur besseren Beaufsichtigung und zur Erleichterung seines Betriebes wird man das Pumpwerk so nahe als möglich an die Stadt zu rücken und es mit dem Hochbehälter, sowie mit der etwa nötigen Filteranlage zusammenzulegen suchen. Eine Verbindung zwischen Pumpwerk und Filter läfst sich gewöhnlich eher erreichen, als die Nebeneinander-stellung von Pumpwerk und Behälter, weil die erforderliche hohe Lage des Behälters das Auf suchen einer natürlichen Anhöhe zur Verminderung der Kosten des Unterbaues als lohnend erscheinen läfst. Ist eine solche Anhöhe nicht vorhanden, oder liegt sie so entfernt, dafs die Mehrkosten der längeren Zuleitung und der erschwerten Aufsicht die Ersparnis am Behälter aufheben, so empfiehlt es sich, diesen über dem Pumpwerk aufzustellen und beide Anlagen in einem Gebäude zu vereinigen. Diese Anordnung setzt allerdings voraus, dafs das Pumpwerk nicht allzuweit von der Stadt entfernt liegt, weil die von dem Hochbehälter dorthin führende Verteilungsleitung für den gröfsten Stundenverbrauch ausreichen mufs und somit teurer wird, als die auf gleichmäfsigen Zuflufs einzurichtende Druckleitung.

Entnimmt man das AVasser dem Flusse oberhalb der Stadt oder dem in der Nähe des Flusses befindlichen Grundwasser, so wird man auch das Pumpwerk nicht allzuweit von der Gewinnungsstelle errichten, weil die Leitung des Wassers nach einem entfernt liegenden Punkte ohne künstliche Hebung zu teuer wird. In den letzten Jahren hat man mehrfach durch Anwendung von langen Heberleitungen die Herstellung tief im Grundwasser liegender Zuführungen vermieden und dadurch die Auswahl der Baustelle für das Pumpwerk bis zu einem gewissen Grade erleichtert. Immerhin sind auch in einem solchen Falle die zu überwindenden Schwierigkeiten gröfser, als wenn es möglich ist, das AVasser von einem höher liegenden Gewinnungsorte aus mit natürlichem Gefälle so weit nach der Stadt zu führen, dafs das Pumpwerk an einem bequem gelegenen Platze errichtet werden kann. Ein solcher Fall ist in Abb. 79 dargestellt, wo die Entnahmestelle (See oder Wasserlauf) in gröfserer Entfernung von der Stadt in solcher Höhe liegt, dafs das Wasser zwar eine Strecke weit mit natürlichem Gefälle geleitet werden, aber nicht ohne Hebung zur Versorgung dienen kann. Es wird deshalb bis zum Fufse eines vor der Stadt belegenen Hügels geleitet, wo ein Pumpwerk es nach erfolgter Filterung in den oben liegenden Behälter hebt. — Einen gewissen Spielraum in der Lage des Pumpwerkes gewährt auch die Anwendung langer Saugeleitungen; doch sind die Grenzen hier enger gezogen, als bei den Hebern, weil das Wasser trotz der regelnden Wirkung der Saugewindkessel sich weniger gleichmäfsig bewegt und weil der als bewegende Kraft dienende Atmosphärendruck im Vergleich zu der Heberleitung um die Saugehöhe der Pumpe und um die beim Durchfliefsen der Saugeventile entstehende Reibung vermindert wird.

Abb. 79.

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Pumpwerk

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Stadtgebiet

Mehr als sonst ist man in der Wahl der Baustelle für das Pumpwerk beschränkt, wenn dieses auf eine mit mittlerem Gefälle arbeitende Wasserkraft angewiesen ist. Die Anlage eines Werkkanals für das Aufschlagwasser gestattet zwar auch hier einen gewissen Spielraum, der aber gewöhnlich nur enge bemessen ist. In der Hegel mufs vielmehr das Pumpwerk in unmittelbarer Nähe des die Wasserkraft liefernden Flusses errichtet werden und es können sich unter Umständen die Ausgaben für Stauanlage und Werkkanal, sowie für Sicherheitsmafsregeln gegen Hochwasser und Eisgang so hoch stellen, dafs es vorteilhafter wird, von der Benutzung der Wasserkraft ganz abzusehen und Dampfbetrieb zu wählen, an dessen Stelle in besonderen Fällen elektrischer Antrieb treten kann.

Auch die Entnahme von Flufswasser zur Versorgung der Stadt erschwert häufig die Auswahl einer geeigneten Baustelle für das Pumpwerk. Einerseits ist es zweck-mäfsig, die Pumpen mit nicht zu grofser Saugehöhe arbeiten zu lassen, während man anderseits bestrebt sein mufs, sie der Einwirkung des Hochwassers möglichst zu entziehen. Beide Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen, ist bei stark wechselnden Wasserständen nur dadurch möglich, dafs man das Maschinenhaus entweder als ein in das Hochwasser eintauchendes wasserdichtes Gefäfs herstellt (Abb. 80), wie in Dresden und Frankfurt a. 0., oder dafs man die Pumpen in wasserdichte Schächte einbaut, in welche die Saugerohre vom Flusse her einmünden (Abb. 81). Oft ist — und dieser Fall tritt auch manchmal bei der Entnahme aus Seen ein — eine angemessene Baustelle für das Maschinenbaus nur in erheblichem Abstande von der Schöpf stelle zu finden. Um dann das Saugerohr nicht zu lang werden zu lassen, empfiehlt sich die Anlage einer besonderen Zuleitung, welche zweckmäfsig in Form eines Hebers ausgeführt wird (Abb. 82). Behufs Einschränkung der Entfernung zwischen Pumpwerk und Entnahmestelle, sowie deren Sicherung gegen Versandung und Zutreiben ist eine Uferstrecke zu wählen, welche nicht mehr anlandet; aber auch eine Baustelle, welche durch Abbruch gefährdet werden kann, ist zu vermeiden. Bei einer ungeregelten und in leicht beweglichen

Abb. 80. Pumpwerk am Flusse mit wasserdichtem Einbau.

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Abb. 82. Pumpwerk am Flusse mit tiefliegenden Pumpen und Heberleitung.

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Boden eingeschnittenen Flufsstrecke kann es deshalb nötig werden, die Ufer in der Nähe der Schöpfstelle durch Buhnen oder sonstige Anlagen zu sichern, wie dies z. B. bei der aus der Weichsel schöpfenden Anlage für Warschau nachträglich hat geschehen müssen.

Besondere Vorsicht erfordert ferner die Wahl des Aufstellungsortes an Flufs- oder Seeufern, welche tief in den ton- oder sandhaltigen Boden der Landschaft eingeschnitten

Abb. 83. Pumpwerk an hohen Flufsufern.

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sind. In solchen Fällen kann der zum Bau des Maschinenhauses erforderliche Platz mitunter nur durch teilweise Abgrabung des Ufers gewonnen werden. Es empfiehlt sich aber nicht, dazu eine Stelle zu wählen, wie die in Abb. 83 dargestellte, weil hier die Böschungslinie Q U mit Rücksicht auf die Belastung durch Gebäude und Maschinen nicht flach genug ist und eine gröfsere Summe für Befestigung des Ufers auf gewendet werden müfste. Auch darf man nicht unterlassen, sich davon zu überzeugen, dafs durch die Abgrabung das Gleichgewicht der das Ufer bildenden Bodenschichten nicht gestört wird und dafs keine unterirdischen Wasseradern angeschnitten werden, weil dadurch bedenkliche Rutschungen eintreten können. Die Bildung solcher Wasseradern wird auch dadurch ermöglicht, dafs man nach Art der Abb. 83 die Filter in die Nähe des Ufers legt, weil das durch etwaige Undichtigkeiten der Filtersohle austretende Wasser seinen Weg durch die Böschung sucht und diese zerstört. Ein weiterer Nachteil dieser Stellung des Pumpwerkes besteht in der Ansammlung von Schnee bei Ar, welche man durch Behandlung von M N als Futtermauer und Herstellung der Böschungslinie S N verhindern kann ; das Dach ist dann am besten als Gewölbe mit aufgebrachter Erdschüttung herzustellen.

Diese Ubelstände werden vermieden und man erlangt eine freiere Wahl in der Baustelle, wenn das Pumpwerk seinen Platz auf dem hohen Ufer erhält und die Pumpen in einem Schacht aufgestellt werden, der bis zu mäfsiger Höhe über Niedrigwasser geführt werden mufs. Um das Saugerohr zugänglich zu machen, empfiehlt sich seine Verlegung in einen Stollen, der vom Schacht zum Flusse führt. Die tiefe Lage der Pumpen und der zu ihrer Bewegung erforderlichen Gestänge ist zwar für den Betrieb nicht angenehm, doch lassen sich die damit verbundenen Unbequemlichkeiten durch zweckmäfsige Ausführung wesentlich herabmindern.

Als Beispiel für den oben erwähnten Fall, dafs Pumpwerk, Filter und Hochbehälter dicht nebeneinander liegen, möge die in den Abb. 84 u. 85 dargestellte Anordnung der älteren Anlagen in Breslau und derjenigen in Königsberg i. Pr. dienen.

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Abb. 85. Pumpwerk und Behälter für Königsberg i. Pr. M. 1 : 1500.

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Da an beiden Orten die Notwendigkeit yorlag, in Ermangelung eines natürlichen Höhen-punktes die Hochbehälter mit künstlichem Unterbau zu versehen, und für das Pumpwerk ein in der Nähe der Stadt liegender Platz vorhanden war, so liefsen sich Pumpen und Behälter derartig miteinander verbinden, dafs jene im Erdgeschofs des Behältergebäudes aufgestellt wurden, dessen mittlere Räume in Königsberg zugleich zu Dienstwohnungen nutzbar gemacht sind. Hier ist aufserdem noch ein Behälter für die Unterstadt vorhanden, dem das Wasser unmittelbar von den Filtern zufliefst und aus dem die Pumpen für die Oberstadt schöpfen. Eine ähnliche Anordnung zeigen die Anlagen in Leyden und Bremen, während bei den Wasserwerken in Dresden und Hannover (Ahb. 45 u. 46) die Behälter auf einer in der Nähe belegenen Anhöhe aufgestellt werden

Abb. 86.

Zuleitung des Elberfelder Wasserwerkes. Längen 1:200 000, Höhen 1:3000.

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konnten. Auch    in    den beiden letztgenannten Städten    liegt das    Pumpwerk,    wie in

Breslau, nahe am Gewinnungsorte; in Königsberg dagegen waren Zuleitungen von 8 bezw. 25 km Länge erforderlich. — In Elberfeld mufste das Pumpwerk in grofser Entfernung (27 km) von der Stadt angelegt werden, weil zwischen dieser und der Gewinnungsstelle zu Benrath am Rhein zwei Bergrücken von beträchtlicher Höhe liegen (Abb. 86). Das Pumpwerk in Benrath hebt das Wasser 86 m, ein zweites bei Haan 100 m hoch bis    zu dem Behälter Bolthausen.    Yon hier durchfliefst    das Wasser zunächst

einen Tunnel und    durchschreitet das 90 m    tiefe Tal    zwischen    den beiden    Rücken

mittels eines Dükers, der auf der gegenüberliegenden Seite gleichfalls in einen Tunnel mündet, welcher als Behälter für die 11 bis 71 m tiefer liegende Stadt Elberfeld dient. — In Darmstadt liegt der Hochbehälter in etwa 9 km Entfernung vom Pumpwerk und zwar jenseits der Stadt auf einer Anhöhe, so dafs die Druckleitung gleichzeitig zur Wasserabgabe innerhalb des Stadtgebietes benutzt wird (Abb. 69).

Schliefslich ist noch zu erwähnen, dafs man gröfsere Pumpwerke, welche durch Dampf betrieben werden, mit Rücksicht auf die Anfuhr der Kohlen in möglichster Nähe der Wasserstrafsen oder des Wege- und Eisenbahnnetzes anzulegen sucht und sie mit diesem durch einen fahrbaren Weg verbindet. — Bei Festungen machen es die sogenannten Rayonbestimmungen oft unmöglich, das Pumpwerk an einem sonst geeigneten Punkte in der Nähe der Stadt auszuführen; auch ist darauf Rücksicht zu nehmen, dafs im Falle einer Belagerung eine Zerstörung der aufserhalb der Festungswerke liegenden Baulichkeiten ein treten kann. Wenn irgend tunlich, ist deshalb die Anlage sowohl wie die Gewinnungsstelle in die Stadt selbst zu verlegen, oder, wenn dies nicht möglich sein sollte, ein kleineres Pumpwerk, welches das Wasser dem Flusse u. s. w. innerhalb der Stadt entnimmt, so vorzubereiten und mit dem Rohrnetz in Verbindung zu bringen, dafs es im Notfall leicht vervollständigt und in Betrieb gesetzt werden kann.

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2. Allgemeine Anordnung des Pumpwerkes.

Mit Rücksicht auf die erforderliche Betriebssicherheit eines Wasserwerkes ist die Einrichtung so zu treffen, dafs die Versorgung der Stadt nicht yon einer Pumpe allein abhängig ist. Dieser Forderung wird teilweise schon durch Einfügung eines Hochbehälters Rechnung getragen und bei kleineren Anlagen, welche ohne Schwierigkeit und grofse Kosten die Aufspeicherung eines mehrtägigen Bedarfes gestatten, kann man sich hiermit auch begnügen. Allerdings müssen dann Ersatzstücke für die der stärksten Abnutzung unterworfenen Teile vorhanden sein und die nächste Maschinenwerkstatt darf nicht zu entfernt liegen, damit eine teilweise Erneuerung in kurzer Zeit geschehen kann. Eine solche Anlage, deren Betrieb durch Wasserkraft mittels eines verbesserten Schmid’sehen Zwillingsmotors erfolgt, ist in Abb. 87 dargestellt. Sie entspricht im wesentlichen dem Pumpwerk für die Versorgung von Blumegg in Baden, durch welches 0,7 1 i. d. Sekunde oder 60 cbm täglich auf 73,5 m Höhe gehoben werden.⁵⁸) Gröfsere Pumpwerke beanspruchen aber für die oben erwähnten Instandsetzungen eine längere Zeit und da die Herstellung von Behältern, welche inzwischen die Versorgung übernehmen, zu kostspielig sein würde, so mufs eine Ersatzpumpe vorhanden sein. Die einfachste Anordnung für eine gröfsere Anlage besteht demnach aus zwei Maschinen, von denen jede ein- T zelne imstande ist, den Bedarf zu decken. Einen Spielraum bezüglich der Gröfse der Maschine gewährt dann die tägliche Betriebszeit, welche je nach der Jahreszeit und dem Fassungsraum der Behälter wechseln kann.

Wählt man sie so, dafs jede von ihnen die durchschnittliche Wassermenge in 20 Stunden pumpt, so läfst sich mit beiden zusammen der Bedarf der heifsen Jahreszeit, welcher das anderthalbfache des Durchschnittes beträgt, ebenfalls in 20 Stunden decken, sofern die Ersatzmaschine täglich 10 Stunden mit eingestellt wird. Durch weitere Ausdehnung dieser Zeit und nötigenfalls durch Vergröfserung der Umdrehungszahl der

Abb. 87.

Pumpwerk für Blumegg, betrieben durch Wasserdruckmaschine. M. 1 : 60.

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⁶⁸) H. Becker, Die Wasserversorgung von Blumegg in Baden mittels einer Wasserdruckmaschine. Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1887, S. 525. — Bei den in den letzten Jahren mehrfach ausgeführten Anlagen ähnlicher Art ist eine weitere Vereinfachung dadurch erzielt, dafs Kraftmaschine und Pumpe vereinigt sind.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

Abb. 88. Pumpenanlage für das Wasserwerk Olmütz. M. 1 : 375.

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S Saugeleitungen.

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Maschinen kann alsdann einer weiteren Zunahme des Verbrauchs bis zu einer bestimmten Grenze Rechnung getragen werden. Eine solche Anordnung mit zwei Maschinen zeigt das Wasserwerk der Stadt Olmütz (Abb. 88), dessen Behälter, wie in Darmstadt, auf dem dem Pumpwerk entgegengesetzten Teile der Stadt liegt.³) Der Fufsboden des Maschinenhauses hat eine vertiefte Lage erhalten, um die Saugehöhe des aus dem Sammelbrunnen B zu entnehmenden Grundwassers zu vermindern. Dadurch war eine liegende Anordnung der Pumpen und deren Betrieb durch die verlängerten Kolbenstangen der beiden Zylinder jeder Maschine möglich geworden. Jede Maschine wird durch einen Kessel versorgt, so dafs zwei Maschinen und zwei Kessel vorhanden sind.

Wächst die zu fördernde Wassermenge, so wachsen damit auch die Verbrauchsschwankungen, bis diese so grofs werden, dafs es sich empfiehlt, nicht mehr zwei, sondern drei Maschinen zu wählen, von denen zwei gewöhnlich im Gange sind, während die dritte zur Aushilfe bereit steht. Demgemäfs verwendet man z. B. zur Hebung einer durchschnittlichen Tagesmenge von 15000 chm besser zwei Maschinen, als eine, weil der Verbrauch zwischen 10000 und 23000 chm zu schwanken pflegt und eine Einzelmaschine demgemäfs während der Winterzeit nur zwei Drittel der Durchschnittszeiff zu arbeiten brauchte und in der Zwischenzeit die Dampfkessel ruhen müfsten. Verteilt man dagegen die Arbeitskraft auf zwei Maschinen, so kann die eine während der ganzen täglichen Betriebszeit laufen und die nicht arbeitende Dampfmenge wird erheblich vermindert. Im vorliegenden Falle würde diese Teilung etwa so vorzunehmen sein, dafs man drei Maschinen einstellt, von denen jede stündlich 500 chm leistet. Hat man dann Tag- und Nachtbetrieb, so arbeitet bis zur Förderung von 12000 chm nur eine Maschine, bei stärkerem Bedarf tritt die zweite ein und es bleibt die dritte zur Aushilfe. Bei Tagesbetrieb wird dagegen auch die dritte Maschine zur Arbeit herangezogen und die Anpassung an die Verbrauchsschwankungen erfolgt durch Verlängerung der Arbeitszeit, deren gröfste Dauer etwas über 15 Stunden betragen würde. Welche von den beiden Betriebsarten den Vorzug verdient, kann nur durch vergleichende Kostenberechnung entschieden werden. Die Bedienung der Maschinen wird bei Tagesbetrieb billiger; dagegen erfordert dieser mehr Brennstoff, weil die Kessel in der Nachtzeit unter gedecktem Feuer zu halten sind.

Beispielsweise wurde in Dresden bis zum Jahre 1898 der gesamte Wasserbedarf, dessen Tagesmenge in den Sommermonaten bis auf 52000 cbm stieg, durch drei in dem Wasserwerk des rechten Elbufers an der Saloppe aufgestellte Maschinenpaare gedeckt, deren Anordnung aus Abb. 89 ersichtlich ist. Jedes Maschinenpaar hebt durchschnittlich 750 cbm i. d. Stunde; die Pumpen sind in der Abbildung mit Px bis P₆, die zugehörigen in derselben Achse liegenden Dampfzylinder mit M₁ bis M₆ bezeichnet. Die Entnahme des in zwei Hauptbrunnen angesammelten W assers erfolgt durch die beiden Saugeleitungen $r und S„, welche in das mit den Saugewindkesseln S Wx,

S W₂ und S W₃ versehene Querrohr S einmünden.

I) Wly D W₂ und 1) W3 sind die Druckwindkessel, welche wie die Saugewindkessel von je zwei Pumpen benutzt werden.

JJ Wx und D Wn sind die Hauptwindkessel der beiden Druckleitungen, welche nach dem 20000 cbm fassenden Hochbehälter führen und durch D und E entleert werden können.

Die Maschinen sind mit ihren Schwungradwellen unter Kurbelstellung von 90° bei I, II und III gekuppelt, können aber auch einzeln betrieben werden; ebenso ermöglichen es die durch Querstriche angedeuteten Abschliefsungen, irgend welche Pumpen, Saugeoder Druckröhren aufser Betrieb zu setzen. Zur selbsttätigen Entlastung der Pumpen wmhrend ihres Stillstandes sind hinter den Windkesseln Klappen ventile angebracht.

Inzwischen ist eine Erweiterung der Dresdner Anlagen durch Errichtung eines weiter oberhalb am linken Elbufer bei Tolkewitz belegenen neuen Grundwasserwerkes nach den Plänen von Salbach zur Ausführung gekommen. Das "Wasser wird hier durch Brunnen gewonnen, die aus 4,2 nx hohen durchlochten gufseisernen Ringkränzen von 5,0 m Durchmesser hergestellt sind, über welchen sich 10 bis lim hohe gemauerte Schächte erheben. Die Ergiebigkeit der Anlage kann bis auf 40000 cbm täglich gesteigert werden; die aufgestellten Pumpwerke sind zunächst auf eine Leistung von 20000 cbm täglich bemessen. Das Wasser wird in einen auf dem linken Ufer erbauten Behälter von 12000 cbm Inhalt gehoben, der in gleicher Höhe mit dem Behälter des rechten Ufers an der Saloppe liegt und mit diesem durch das Rohrnetz der Stadt verbunden ist.

In Verbindung mit dem neuen Behälter ist ein besonderes Pumpwerk von 11000 cbm Tagesleistung geplant, welches das höher liegende südliche Gebiet versorgen soll.⁶⁰)

Bisher wurde vorausgesetzt, dafs der Inhalt des Hochbehälters ausreiche, um den Pumpen ein gleichmäfsiges Arbeiten während der Betriebszeit zu gestatten. Ist

Abb. 89.

Anordnung der Pumpen des Dresdner Wasserwerkes an der Saloppe.

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⁶⁰) Eine nähere Beschreibung der Dresdner Anlagen findet man in Grahn, Die städtische Wasserversorgung im Deutschen Reiche. Bd. II. München und Leipzig 1902. S. 227 u. f. — Eine Darstellung des Tolkewitzer Wasserwerks (mit Abb.) ist gegeben in der Zeitschr. f. Arch. u. Ing.-Wesen 1899, S. 521.

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dies nicht der Fall, so haben sich die Leistungen der Maschinen dem wechselnden Verbrauche anzupassen, der nach Kap. I stündlich zwischen 1,5 und 7°/o des Tagesverbrauchs schwankt und dies Anpassen mufs ein vollständiges sein, wenn gar kein Behälter vorhanden ist. Trotz der Vervollkommnung, welche der Bau der Dampfmaschinen und Pumpen in den letzten Jahren erfahren hat, ist es aber auch heute noch mit Schwierigkeiten verbunden, beispielsweise den Gang einer Pumpmaschine von 500 cbm mittlerer Leistung so zu regeln, dafs sie bald 200 cbm und weniger (denn der Wechsel im Verbrauch in den unter einer Stunde liegenden Einheiten ist noch erheblicher), bald gegen 900 cbm fördert, abgesehen von dem ungünstigen Betriebe der Dampfkessel. Dagegen ist dies eher möglich, wenn man kleinere und gröfsere Maschinen wählt und beispielsweise statt drei Maschinen für je 500 cbm

2 Maschinen für je 750 cbm mittlere Leistung,

„ „ „ „ „ aufstellt. Diese Anlage ist zwar teurer, als die vorige, vermag sich aber dem Bedarf besser anzupassen. Eine ähnliche Anordnung findet sich z. B. bei den Berliner Wasserwerken, welche von vornherein ohne Verteilungsbehälter angelegt wurden und auch jetzt nur über einen sehr geringen Vorratsraum für die obere Zone verfügen.

Standrohre. Das Anpassen des Maschinenbetriebes an den Verbrauch wird erleichtert, wenn man ein offenes Rohr in der Nähe des Pumpwerkes — das sogenannte Standrohr — einfügt. Die Wasserhöhe des Standrohres gibt die Gröfse des an der betreffenden Stelle herrschenden Druckes im Rohrnetz an und der Gang der Pumpe ist so zu regeln, dafs die Höhe möglichst die nämliche bleibt. Bis zu einem gewissen Grade geschieht dies selbsttätig, indem sich mit dem Sinken des Wasserspiegels der Druck auf den Pumpenkolben vermindert und dadurch die Pumpe zu rascherem Gange angetrieben wird; dies genügt aber nicht, vielmehr ist eine stetige Aufmerksamkeit des Wärters nicht zu entbehren. Man hat deshalb eine Vorrichtung nach Art der Abb. 57 angebracht, deren Schwimmer mit dem Dampfzulafs der Maschine in Verbindung steht und diesen zu schliefsen sucht; doch kommen derartige Einrichtungen unseres Wissens nur ausnahmsweise vor.

Da die Wirksamkeit des Standrohres wesentlich durch seinen Wasserinhalt be-einflufst wird, so darf sein Durchmesser nicht zu klein genommen werden. Zur Ver-

Abb. 90.

Abb. 91.

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gröfserung des Inhaltes wird es mitunter an der Spitze mit einem kleinen Behälter versehen (Abb. 90), dessen gröfserer Querschnitt zugleich ein langsameres Fallen und Steigen des Wasserspiegels bedingt und dadurch die Tätigkeit der Pumpen erleichtert. Das Standrohr bildet dann zugleich Steigeleitung und Fall-Leitung des Behälters (S und F der Abb. 90); m ist der Absperrschieber, u ein Üb erlauf rohr. Statt eines einzelnen Rohres wendet man auch zwei nebeneinander stehende an, welche in der erforderlichen Höhe miteinander verbunden sind, im übrigen aber zur Vermeidung von Luftansammlungen offen gehalten werden. Eine solche Anordnung, welche bei dem sogenannten intermittierenden Betrieb nicht selten vorkommt, ist in Abb. 91 dargestellt. Hier sind drei Verbindungen I, II, III vorhanden, von denen I und II für Speisung

einer Unter- und Oberzone bestimmt sind; III gestattet nach Abschlufs von I und II eine Verstärkung des Druckes beim Ausbruch eines Feuers; m, n, o sind Absperrschieber zum Ein- und Ausschalten. Derartige doppelte Standrohre, in denen das Wasser stets in der Pfeilrichtung durch das Steigerohr S aufsteigt und durch das Fallrohr F dem Rohrnetz zufliefst, finden wohl ihren Platz an beiden Seiten des Schornsteins innerhalb eines diesen umgebenden Mantels, wo sie im Winter vor dem Einfrieren geschützt sind; der etwa oben angebrachte kleine Behälter erhält dann eine ringförmige Gestalt. Im übrigen läfst sich nach Art der Abb. 61 u. 62 für jedes Druckrohr ein besonderes Standrohr anordnen und die Einrichtung so treffen, dafs die zugehörigen Schieber im Maschinenhause liegen.

Standrohre kommen namentlich bei den Wasserwerken der Vereinigten Staaten vor und zwar in den verschiedensten Abmessungen. Die gröfseren bilden den Übergang zu den eigentlichen Behältern, werden aber ihrer Form wegen noch immer als Standrohre (stand-pipes) bezeichnet. Beispielsweise führen diesen Namen noch zylindrische Behälter von 50 m Höhe und 7 m Durchmesser. Das höchste Standrohr besafs bis zu seinem im Herbst 1886 erfolgten Einsturze die Stadt Gravesend im Staate New York; der untere Teil hatte 21, der obere 55 m Höhe; die Durchmesser betrugen 4,8 und 2,4 m. Das Standrohr der Stadt Hamburg hat die Form der Abb. 91; die Rohre sind 0,76 m weit und haben in 39 und 57 m Höhe eine Querverbindung, von denen die obere als kleiner Behälter ausgebildet ist.

Windkessel. Ein weiteres Mittel zur Herstellung eines regelmäfsigen Druckes in den Leitungen bilden die Windkessel (Behälter mit belastetem Wasserspiegel), welche zugleich den Vorteil haben, dafs ihre Wirkung unabhängig von ihrer Höhenlage ist, weil die vorhandene Druckhöhe durch die Belastung des Wasserspiegels mit geprefster Luft zu der verlangten Druckhöhe ergänzt wird. Bei den Windkesseln ist der Druck allerdings insofern veränderlich, als dem Steigen des Wassers aufser der durch den Höhenunterschied bedingten Druckzunahme noch der von der Pressung der Luft herrührende Zuwachs entspricht, und beim Sinken des Wasserspiegels das Umgekehrte stattfindet; doch lassen sich beide Unvollkommenheiten auf ein geringes Mafs bringen; erstens durch tunlichst ausgedehnte Grundrifsfläche des Wasserraumes, so dafs das Verhältnis der Änderung von Höhe und Inhalt möglichst klein wird, und dann durch eine entsprechend grofse Luftmenge im Windkessel. Übrigens wird das Überschreiten eines vorgeschriebenen Druckes meistens durch ein am Windkessel angebrachtes Sicherheitsventil von üblicher Einrichtung verhütet; auch kann zu demselben Zwecke im Versorgungsgebiet selbst noch ein Standrohr mit Überlauf angebracht werden, wie dies z. B. in Genf der Fall ist.

Einen Ersatz der Hochbehälter können Windkessel ebensowenig bieten wie Standrohre, weil die Pumpen in beiden Fällen nie zur Ruhe und nur selten zum regelmäfsigen Arbeiten kommen. Im übrigen sind aber Windkessel an und für sich den Standrohren gewöhnlicher Art vorzuziehen; denn aufser ihren geringeren Anlagekosten kommen als Vorteile noch die Möglichkeit der Unterbringung im Maschinenraum, die bessere Übersicht, der Schutz gegen Einfrieren, die Frischerhaltung des Wassers, sowie kleinere Arbeitsverluste durch Reibung und Stofs in Betracht. Sie müssen allerdings, um wirksam zu sein, eine ausreichende Gröfse besitzen; entweder gibt man zu diesem Zwecke dem Druckwindkessel der Pumpe gröfsere Abmessungen, oder man wendet besser besondere grofse Windkessel an. Der in diesen herrschende Druck ist dann mit einem Manometer zu messen, nach dessen Stand sich der Pumpenbetrieb richtet. Dies geschieht beispielsweise beim Wasserwerk für Mühlheim a. Rh., welches einen Windkessel von 2,5 m Durchmesser und 8 m Höhe besitzt; ebenso bei dem Wasserwerk der Stadt Augsburg, wo vier Windkessel von je 10 m Höhe und 1,75 m Durchmesser vorhanden sind. Aufser-dem wird in Augsburg, um den Verbrauch möglichst wenig wechselnd zu gestalten, den Abnehmern das Wasser ständig laufend geliefert.

Als Nachteil des Betriebes mit Windkesseln wird geltend gemacht, dafs das Wasser leicht einen Teil der geprefsten Luft des Kessels in sich aufnimmt und diese, da der offene Wasserspiegel des Behälters oder Standrohres fehlt, an geeigneten Stellen des Netzes absetzt. Jedenfalls empfiehlt es sich, bei dieser Art der Druckregelung besonderes Gewicht darauf zu legen, dafs wagerechte oder wenig geneigte Strecken in der Leitung vermieden werden und eine ausreichende Zahl von Lufthähnen vorhanden ist.

Das Pumpwerk ist stets so anzulegen, dafs es bei eintretendem Bedarfe ohne Schwierigkeiten erweitert werden kann. Ob es sich zu diesem Zwecke empfiehlt, die Baulichkeiten von vornherein so grofs zu bemessen, dafs sich die erste Vergröfserung der Maschinen und Kessel noch im Rahmen der ursprünglichen Anlage bewirken läfst, hängt von den Aussichten über die Entwickelung des Wasserwerkes ab. Die Weite der gemeinsamen Rohrleitungen und den Querschnitt des Schornsteins sollte man stets für diesen Fall bestimmen und sich auch den nötigen Grund und Boden für die nächste Erweiterung sichern.

Abb. 92. Pumpwerk für die Hamburger Wasserleitung.

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Ein anschauliches Bild der allmählichen Erweiterung zeigt die Anlage in Hamburg (Abb. 92). Die Entwickelung hat liier in der Weise stattgefunden, dafs in dem ursprünglichen Maschinenhause an der rechten Seite der Abbildung zuerst (1848) die Maschinen Mi und Ms mit je 70 Pferdestärken (PS) aufgestellt wurden, an welche sich (1853) Ms mit 150 PS schlofs. Darauf baute man (1867) ein neues Gebäude mit Mi = 200 PS, welches 1872 Mb mit 250 bis 350 PS und 1879 Ms von gleicher Gröfse aufnahm. Im Jahre 1885 ist dann das dritte Maschinenbaus mit Mi = 350 bis 450 PS angelegt; seitdem hat eine weitere Ergänzung um 4 Maschinen mit zusammen 940 PS. stattgefunden. Die Dampfkessel Di und D% benutzen gemeinschaftlich den bei T gelegenen, 76 m hohen, die Kessel Ds den neuen Schornstein S von 50 m Höhe. Diese verschiedenen Erweiterungen entsprechen der allmählichen Ver-gröfserung des Absatzgebietes und der Steigerung des Wasserverbrauchs, welcher 1890/91 205 1, 1897/98 189 1 für Kopf und Tag betragen hat.

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Die Versorgung durch die Maschinen Mi bis Mi erfolgt unter Vermittelung des schon oben erwähnten Standrohres, welches in den AVasserturm T zu beiden Seiten des Schornsteins eingebaut und durch Treppen zugänglich gemacht ist. Die Maschinen Mb bis Mi pumpen unmittelbar ins Rohrnetz, in dessen Hauptleitungen die drei Behälter A, B, G liegen (Abb. 4, Taf. III), welche das unterwegs nicht verbrauchte Wasser aufnehmen. Ihr Inhalt ist mit Rücksicht auf die überall vorhandenen Hausbehälter nicht hoch bemessen und beträgt bei A und B je 2400, bei G 9700 cbm.

Dicht bei Ki am Ufer des Elbstromes legen die Kohlenschilfe an und führen ihre Ladung durch Gleise den Kohlenschuppen Ri, Kn und K% zu. Das ganze Werk ist mit Entwässerungsleitungen versehen, in welche das Regenwasser der Dächer und Pflasterflächen, das Kondensationswasser der Maschinen, sowie das Abwasser der Kessel und der Beamtenhäuser W gelangt.

Der stärkste tägliche Verbrauch in den Sommermonaten betrug 1890/91 136487 cbm bei 568275 Einwohnern der versorgten Bezirke, im Betriebsjahre 1897/98 dagegen 148811 bei 654800 Einwohnern. Es hat also, wohl infolge der inzwischen eingeführten Filterung des früher in ungereinigtem Zustande verteilten Elbwassers, ein Rückgang des Verbrauchs für Kopf und Tag stattgefunden, obwohl die Hausbehälter bestehen geblieben sind und von der allgemeinen Abgabe nach Wassermessern Abstand genommen ist.

Die in Hamburg vorgenommene Unterbringung einzelner Maschinen und Maschinengruppen in besonderen. Gebäuden gewährt die Möglichkeit, die Erweiterungsanlage der vorhandenen Baufläche anzupassen ; auch wird der Betrieb der vorhandenen Pumpwerke möglichst wenig gestört: Yorteile, denen eine geringere Übersichtlichkeit und höhere Baukosten als Nachteile gegenüberstehen.

Nicht selten mufs das Wasser vor seiner Beförderung zur Stadt noch besonders gehoben werden, sei es von der Gewinnungsstelle auf die Filter, sei es von dort in den Saugeschacht der eigentlichen Druckpumpen. Die hierzu erforderlichen Maschinen sucht man der einfacheren Wartung und Übersicht wegen mit den übrigen möglichst in einem Gebäude unterzubringen, wo sie eine besondere Abteilung erhalten. In Abb. 85 (Königsberg) ist diese mit P bezeichnet; sie liegt mit Rücksicht auf die Höhe des Wasserspiegels im Schöpfbrunnen tiefer als die Abteilung P,, wo die Reinwasserpumpen stehen, und ist mit ihr durch eine offene Bogenstellung und eine Treppe verbunden, so dafs eine gleichzeitige Beaufsichtigung beider Abteilungen möglich ist. Diese sind ferner so eingerichtet, dafs im Notfall die Filterpumpen in den Hochbehälter heben und die beiden Reinwasserpumpen aus dem Sammelbrunnen (bei 6 bis 7 m Saugehöhe) saugen können. In Breslau (Abb. 84) betreiben die vier im Erdgeschofs des Wasserturmes aufgestellten Woolf’schen Maschinen eine Filter- und eine Hochdruckpumpe und in Benrath (Wasserwerk für Elberfeld, Abb. 86) sind mit Rücksicht auf die tiefe Lage des Grundwasserspiegels unter dem hochwasserfrei angeordneten Maschinenfufsboden (9,1 m) zwei tiefliegende, durch die Maschinen Is und IIS betriebene Schöpfpumpen Px und P₂ (Abb. 93) eingefügt, welche senkrecht stehen und das mittels der Saugeleitungen St und S₂ gehobene Wasser in einen in Bodenhöhe belegenen Behälter von 600 cbm Inhalt drücken. Yon hier aus fliefst das Wasser in der Richtung der eingetragenen Pfeile drei paar wagerechten Hochdruckpumpen zu, welche durch die Maschinen ID, IID und III₀ betrieben werden. Dieser Anordnung wurde der Yorzug vor einer einheitlichen Hebung gegeben, weil die Überwindung der grofsen Druckhöhe eine möglichst einfache und dauerhafte Yerbindung der Pumpen mit den Kolbenstangen der Dampfzylinder erforderte und den wagerechten Pumpen auch eine gröfsere Geschwindigkeit gegeben werden konnte, als den senkrechten. Jede der beiden Schöpfpumpen hebt das Wasser für drei paar Druckpumpen, während die zweite zur Aushilfe bleibt. Die Druckpumpen führen das Wasser den beiden Hauptwindkesseln D Wx und D Wu zu, deren Druckleitungen sich vor dem Maschinenhause zu einem Strange vereinigen.

Abb. 93. Pumpenanlage zu Benrath (Wasserwerk Elberfeld).

S₁ Sy Saugeleitung en von den Brunnen P₁ P₂ Schöpf pumpen.

Is J[ Maschinen der Schöpf pumpen Ijj Sß My Druckpumpen, u Maschinen DWj IftVjj Windkessel u die Druckleitungen

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) Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1876, S. 18.

²

) Vergl. auch Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1875, S. 517.

³

) Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1891, S. 249.

Abb. 94. Allgemeine Darstellung der Pumpenanlage des alten Züricher Wasserwerks zur Versorgung

der Unter- und Oberzone.

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Eine bemerkenswerte Anordnung zeigt auch die Pumpenanlage des alten Züricher Wasserwerks (Abb. 94). Für jede der beiden Druckzonen waren zwei Pumpen, im ganzen also vier vorhanden, welche mit P₄ bis P₄ bezeichnet sind und ihr Wasser einem Brunnen entnahmen, welcher durch die Leitung S gespeist wurde. Die Pumpen P, und P₂ hatten den Saugewindkessel S Wl und die nach dem Saugeschacht A gehende Saugeleitung SL gemeinschaftlich ; ebenso dienten Sn und S Wn für die Pumpen P₃ und P₄ ; dagegen waren sämtliche Pumpen mit besonderen Druckwindkesseln D W\, D TF₂, D W3 und D W₄ versehen. Je zwei derselben versorgten eine Druckzone und zwar Pt und P₃ durch das Druckrohr D₁ die untere, P₂ und P₄ durch Dn die obere. Jede Pumpe mit zugehörigem Druckwindkessel konnte mittels der angedeuteten Absperrschieber ausgeschaltet werden ; anderseits ist leicht erkennbar, dafs sich durch entsprechenden Gebrauch der Schieber die Verwendung der Pumpen für die eine oder andere Druckzone beliebig einrichten und nötigenfalls die gesamte Wasserlieferung nach einer Seite lenken liefs.

Der Gebrauch der verschiedenen Abschliefsungen einer Pumpenanlage erfordert die gröfste Aufmerksamkeit, da die Reihenfolge des Öffnens und Schliefsens sehr in Betracht kommt; derartige Arbeiten sollten deshalb nur am Tage vorgenommen werden. Aber auch dann sind Versehen nicht ausgeschlossen, welche ein Zersprengen der Pumpe oder der Leitungen zur Folge haben können. Zum Schutze dagegen dienen Sicherheitsventile an den Druckrohren zwischen Pumpen und Absperrschieber; auch dürften sich Vorrichtungen hersteilen lassen, welche, wie diejenigen bei zentraler Weichen- und Signalstellung, das Schliefsen und Öffnen nur in einer bestimmten Reihenfolge gestatten. — Ferner ist für jede Pumpenanlage die leichte Zugänglichkeit der Sauge- und Druckleitungen von Bedeutung, um eingetretene Undichtigkeiten oder sonstige Schäden sofort beseitigen zu können. Es empfiehlt sich deshalb, diese Leitungen mit Zubehör in einem trocken gehaltenen, geräumigen und durch Tageslicht (nötigenfalls durch in den Fufs-boden eingelassene Glas- oder abhebbare Eisenplatten) erleuchteten Kellergeschofs unterzubringen, und die Spindeln der Absperrschieber durch den Fufsboden zu führen, damit sie von oben geöffnet und geschlossen werden können.

Abb. 96«. Senkrechter Schnitt Abb. 96 b. Schnitt durch des Brunnens und Grundrifs.

das Sammelrohr.

Abb. 95. Saugerohr in begehbarem Kanal (Benrath). M. 1:125.

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Saugeleitungen. Saugebrunnen. Der Zugänglichkeit wegen werden auch die aufserhalb des Gebäudes liegenden Saugeleitungen manchmal in begehbaren Kanälen verlegt; eine solche Anordnung, welche sich z. B. bei dem Wasserwerk

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für Elberfeld befindet (Abb. 95), ist namentlich am Platze, wenn mehrere Maschinen von einer Saugeleitung gespeist werden, deren jederzeitige Untersuchung dann möglichst zu erleichtern ist; ferner bei grofser Saugehöhe, weil hier die geringste Undichtigkeit nachteilig wirkt und deshalb schnell beseitigt werden mufs und endlich bei einer Bodenbeschaffenheit, welche Senkungen der in die

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Abb. 96.

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Saugebrunnen, des Wasserwerks Hannover.

M. 1 : 200.

Erde verlegten Rohre befürchten läfst.

Mündet die Saugeleitung in einen Wasserlauf oder entnimmt sie das Wasser unmittelbar dem Boden, so sind die in § 3 des folgenden Kapitels besprochenen Vorrichtungen zur Sicherung der Entnahme anzubringen. Häufiger ist — auch bei geringer Entfernung zwischen Pumpwerk und Gewinnungsstelle — die Anordnung, dafs zwischen beide ein Schacht eingelegt wird, welcher das von der Entnahme- oder Gewinnungs-

stelle kommende Wasser aufnimmt und in den die Saugerohrleitungen einmünden. Sie hat den Yorteil, dafs die Saugeleitung kürzer wird und dafs der Schacht einen die Saugetätigkeit der Pumpen ausgleichenden Zwischenbehälter bildet. Ein solcher Schacht, der den Namen Saugeschacht oder Saugebrunnen führt, ist zugleich Sammelbrunnen, wenn er das Wasser verschiedener Zuleitungen aufnimmt. Abb. 96 stellt den aus Mauer werk gefertigten 6 m weiten Saugebrunnen des Wasserwerks Hannover dar, in welchen das zu der ursprünglichen Anlage gehörige Sammelrohr mündet; der daselbst angedeutete Schwimmer mit Kettenzug vermittelt die Übertragung der AVasserstands-höhe nach dem Maschinenhause. Zur Eernhaltung des durch die Schlitze der Sammelröhren etwa eingedrungenen und in den Brunnen gelangten Sandes dient die Mauer m ; aufserdem liegt die Mündung des Saugerohres etwa 1 m über der Sohle.

Die Saugerohre müssen unter dem tiefsten, der stärksten Entnahme entsprechenden Wasserspiegel des Schachtes münden und erhalten, sofern das Wasser noch un

gereinigt ist, gewöhnlich einen Saugekorb. Besser ist jedoch ein Gitter, welches in der Achse des Saugeschachtes angebracht wird, weil es einen gröfseren Querschnitt besitzt und weil die fern

zu haltenden Schwimmstoffe aus den Gitteröffnungen leichter entfernt werden können, als aus dem unter Wasser liegenden Saugekorb. Führt, 'das ..... Wasser Algen, so tritt im Sommer leicht ein Zusetzen der Gitteröffnungen ein und man

mufs, da ein Peinigen im Schacht zu umständlich und auch nicht zulässig sein würde, das Gitter zum Herausnehmen einrichten und es während der Reinigung durch ein anderes ersetzen. Die Einrichtung wird dann zweckmäfsig so getroffen, dafs beide Gitter an einer gemeinschaftlichen, über einer Rolle laufenden Kette befestigt werden, und das eine sich abwärts bewegt, während das andere aufgezogen wird. — Im übrigen gehören die Einrichtungen zum Fernhalten von Schwimmstoffen, Algen, Fischbrut u. s. w. an die Entnahmestelle des Wassers und werden demgemäfs auch im nächsten Kapitel besprochen ; es gelingt aber nur selten, die Ausscheidung so vollständig zu bewirken, dafs von Yorsichtsmafsregeln im Saugeschacht abgesehen werden könnte.

Damit bei Betriebsunterbrechungen der Pumpe das Wasser im Saugerohr bleibt, erhält dieses ein unter Niedrigwasser liegendes Rücklauf- oder Rückschlagventil und zur Wiederanfüllung bezw. Ersatz des etwa verloren gegangenen Wassers eine Verbindung mit der Druckleitung ; aufserdem ist die Anbringung eines Ablafshahns zur Entleerung des Saugerohres zweckmäfsig.

Um das Rücklaufventil nebst dem etwa“ vorhandenen Saugekorb nachsehen und reinigen, sowie eingetriebenen Sand oder Schlamm aus dem Schacht beseitigen zu können, was bei dem Pumpen nicht gefilterten Flufs- oder Teichwassers von Zeit zu Zeit erforderlich wird, mufs der Schacht entleert und zu diesem Zwecke ein Absperren der Zuleitungen vorgenommen werden können. Auch empfiehlt es sich, eine durch Druckwasser betriebene Strahlpumpe (aber nicht am Boden des Schachtes, sondern in der Linie des Niedrigwassers oder noch höher) anzubringen und das Besteigen des Schachtes möglichst zu erleichtern.

Der Durchmesser der Saugeleitungen ist mit Rücksicht auf den ruhigen Gang der Pumpe so zu bemessen, dafs die mittlere Geschwindigkeit des angesaugten Wassers 0,5 m, die gröfste 0,8 m nicht übersteigt; wichtig ist ferner eine ausreichende Bestim-■'THTffig^des Durchgangsquerschnittes der Sauge- und Druckventile, welcher mindestens gleich dem der Sauge- und Druckrohrquerschnitte, besser aber etwa 20 °/₀ gröfser sein sollte. Dies gelingt am ersten und das Gewicht der bei jedem Pumpenhube zu bewegenden Teile des Yentils wird am geringsten, wenn man eine Anzahl von Durchgangs-

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Öffnungen anordnet, welche Übereinanderliegen, ohne sich in der Gründrifsfläche zu decken. Der Yentilkörper erhält dadurch gewissermaisen die Gestalt eines abgestumpften Kegels, dessen Mantel jedoch treppenförmig gestaltet ist. — Dafs dafür gesorgt werden mufs, die Yentile leicht herausnehmen und nachsehen zu können, sei nochmals erwähnt.¹)

Kraftmaschinen. Die Mehrzahl der Pumpwerke für Wasserleitungen wird durch Dampfmaschinen betrieben, auch hat der Bau solcher Maschinen während des letzten Jahrzehnts erhebliche Fortschritte gemacht. Unter Bezugnahme auf die oben mitgeteilten Beispiele von ausgeführten Anlagen sei erwähnt, dafs man häufig liegende Zwillingsmaschinen mit einem gemeinsamen Schwungrad anordnet; es treibt dann jeder der beiden Dampfzylinder eine auf derselben Kolbenstange sitzende Pumpe, welche in der Kegel als Plungerpumpe ausgebildet ist. Wählt man der besseren Dampfausnutzung wegen statt der Zwillings- eine Woolf’sche Maschine, so bleibt die Art der Verbindung zwischen den beiden Dampfzylindern und den Pumpen die nämliche. Die Pumpen sind meistens doppeltwirkend oder sie arbeiten einfach und ergänzen sich zu einer doppeltwirkenden, indem die eine Pumpe saugt, wenn die andere drückt. Eine noch bessere Ausnutzung der Dampfkraft gestatten die zweizylindrigen Verbundmaschinen, während dreizylindrige bis jetzt bei Pumpwerken weniger verwendet sind.

In neuerer Zeit haben auch direktwirkende Dampf pumpen sowohl in kleineren, wie in gröfseren Wasserwerksbetrieben Eingang gefunden, beispielsweise Worthington-Pumpen (Dampfpumpen ohne Hilfsdrehung) in Berlin, Brünn, Schwerin, Kostock und Nürnberg. Ferner sind gelegentlich die zuerst von Borsig ausgeführten Mammutpumpen zur Verwendung gekommen, bei denen die Hebung durch Luftdruck ohne Benutzung von Kolben oder Ventilen erfolgt.

Die Dampfspannung pflegt man meistens auf 6 bis 8 Atmosphären zu bemessen. Eine stärkere Spannung ist jedoch — namentlich bei Anwendung von Verbundmaschinen — zulässig und auch vorteilhaft für die Ausnutzung der Kohle. Allerdings sind dann Kessel von gröfserem Durchmesser nicht mehr zweckmäfsig, vielmehr kommt man auf Kohrkessel, für welche man zur Erleichterung des Betriebes stets sehr reines Speisewasser verwenden sollte, weil die Reinigung der Rohre von Kesselstein mit Schwierigkeiten und Umständen verknüpft ist. Ist jenes nicht zu beschaffen, so mufs man sich entweder mit einer- weniger hohen Dampfspannung begnügen, oder ein geeignetes Verfahren²) zur Entfernung der den Kesselstein bildenden Stoffe aus dem Speisewasser zur Anwendung bringen. Reines Speisewasser mindert denVerbrauch an Kohle wesentlich herab und beseitigt die unbequeme Kesselreinigung fast vollständig, so dafs eine solche Reinigung des Speisewassers sich in zahlreichen Fällen auch bei Benutzung gewöhnlicher Kessel lohnt.

Durch Wasserkraft betriebene Anlagen kommen an grofsen Flüssen vergleichsweise seltener vor; dagegen finden sich zahlreiche Pumpwerke, welche die Betriebskraft kleiner Wasserläufe und hoch gelegener Quellen für Wasserleitungszwecke

ausnutzen. Die bemerkenswerteste Anlage dieser Art ist diejenige ^ur Versorgung der Rauhen Alb, welche gegenwärtig 16 Ortschaftsgruppen mit ebensoviel Pumpwerken um-fafst und an 206 Ortschaften mit zusammen 68000 Bewohnern täglich etwa 9000 cbm

Abb. 97. Pumpwerk bei Rybach zur Versorgung der I. Ortschaftsgruppe der Rauhen Alb. M. 1:150.

Wasser liefert. Die Kosten haben fast 9 Millionen M. betragen, von denen 1,8 Millionen durch Staatsbeiträge gedeckt wurden.

Kolbendurchmesser .    .

150 mm

Hub

504 u. 400 mm

Umdrehungen in der Minute . Sekundliche Leistung .    .

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Das Pumpwerk der in Abb. 1, Taf. III im Lageplan und Längenschnitt dargestellten Gruppe I (Eyb-Gruppe), deren Zuleitung schon in § 9 besprochen wurde, erhält sein Betriebswasser (0,34 bis 0,5 cbm i. d. Sekunde) aus dem Eyb-Flufs mittels eines geschlossenen Betonkanals von 1,8 km Länge, von 1,2 mal 0,8 m Quer- ' schnitt und anschliefsender Leitung aus Gufseisen von 0,7 m Durchmesser. Ein auf der Achse des kleinen Triebes (Abb. 97) sitzendes Tangentialrad betreibt durch Zahnradübersetzung vier einfach wirkende Plungerpumpen, deren Hauptabmessungen und Leistungen neben der Abbildung verzeichnet sind und von denen jedes Paar einen gemeinsamen Druckwindkessel von 0,7 m Durchmesser und -

2,5 m Höhe besitzt.

Am meisten findet bei den mit Wasserkraft betriebenen kleineren Pumpwerken die Wasserdruckmaschine Anwendung, welche sich nach Art der Abb. 87 anordnen läfst. Sie verlangt nur wenig Platz und die Bedienung kann sich auf einmaliges tägliches Nachsehen, sowie auf eine zeitweise Erneuerung der Luft in den Windkesseln beschränken ; dabei ist der Wirkungsgrad — eine gleichmäfsige Betriebswassermenge und gute Ausführung der Maschine vorausgesetzt — ein verhältnismäfsig hoher. Da es sich gewöhnlich um Benutzung einer Quelle als Betriebskraft handelt, so tritt auch keine Störung durch Winterfrost ein, namentlich wenn das Maschinenbaus durch eine Erddecke geschützt wird. — Die Hebung des Wassers durch einen hydraulischen Widder kommt, obwohl gleichfalls einfach in Anlage und Bedienung, seltener zur Ausführung, weil der Widder sich nicht für alle Gefällhöhen eignet und auch einen kleineren Wirkungsgrad besitzt, als die Wasserdruckmaschine.

Obwohl das Pumpwerk meistens aufserhalb des Stadtgebiets liegt, so kommen doch auch Gasmaschinen gegenwärtig ziemlich häufig zur Verwendung. Ihr Vorteil besteht in der Möglichkeit, die Pumpen jederzeit in Gang setzen zu können, ohne das Heizen der Dampfkessel abzuwarten; ferner in der einfachen Wartung und in der Vermeidung des Rauches, sowie in den geringeren Ausgaben für Gebäude- und Grunderwerb, da Kesselhaus, Kohlenraum und Schornstein fortfallen. Als einzigen Nachteil kann man vielleicht die Abhängigkeit von der Gasanstalt und die grofse Umdrehungszahl gelten lassen, welche den unmittelbaren Antrieb der Pumpe meistens ausschliefst. Altere, schon in

der dritten Auflage erwähnte Anlagen dieser Art finden sich hei den Wasserwerken in Bamberg (neben Wassermotor und Wasserrädern), ferner in Koblenz, Düren, Fürth i. B., Karlsruhe und Quedlinburg. Seitdem hat sich die Zahl der mit Leuchtgas betriebenen Anlagen wesentlich erweitert; beispielsweise sind solche in Bingen, Koburg, für Teile von Danzig und Elberfeld, in Einbeck, Gothenburg, Göttingen, Hameln, Havelberg, Meifsen, Mülhausen i. Th., Peine, Pirna, Treuen, Werden, Vegesack und an verschiedenen anderen Plätzen ausgeführt. Die Kosten des Betriebes richten sich nach dem Preise, zu dem das Gas abgegeben oder berechnet wird; in dieser Beziehung ist zu berücksichtigen, dafs der stärkste Bedarf an Wasser mit dem geringsten Verbrauch an Leuchtgas zusammenfällt und sonach eine Berechnung zu einem niedrigeren als dem sonst üblichen Satze wohl gerechtfertigt ist. An Stelle von Leuchtgas wird auch vielfach Kraftgas verwendet, so in Alzey, Celle, Klotzsche bei Dresden, Luxemburg, ferner Benzin- oder Petroleumgas, welches in Bacharach, Bingerbrück, Moringen, Prüm, Tondorf (Eifel) und in Wimpfen benutzt wird; neuerdings wird auch die Verwendung von Spiritus-Gasmotoren empfohlen. Bei Kraftgasanlagen kann der Anschlufs an das Rohrnetz der Gasanstalt entbehrt werden, wenngleich eine solche Verbindung stets von Wert ist, da sie als Aushilfe dienen kann. In Verbindung mit anderen Triebwerken oder als nachträgliche Ergänzung der vorhandenen Anlage sind Gasmaschinen u. a. in Basel, Cannstatt, Durlach, Münster i. W., Prefsburg, Reutlingen aufgestellt.

Die Benutzung der Windkraft zum Betriebe von Pumpwerken für Versorgungsanlagen ist bisher nur in geringem Umfange erfolgt; so in Greifswald neben Dampfmaschinen, in Emden neben Gasmotoren und in Reichenbach i. V. Mit Rücksicht auf die Unterbrechungen des Betriebes durch Windstillen ist die ausschliefsliche Benutzung* der Windkraft nur für kleine Anlagen und für den Fall anzuraten, dafs sich ein genügend grofser Vorratsbehälter zur Aushilfe in windstiller Zeit ohne erhebliche Kosten anlegen läfst.

Wirtschaftlich vorteilhaft gestaltet sich manchmal der sonst ziemlich teure elektrische Betrieb eines Wässerpumpwerkes, wenn der Betriebsstrom während der Tagesstunden von einem elektrischen Lichtwerk bezogen werden kann. Kleinere Wasserhebewerke mit elektrischem Antriebe sind daher schon mehrfach mit Erfolg ausgeführt worden; z. B. seit 1895 in Dillingen (6200 E.), wo die Förderung durch Kolbenpumpen stattfindet, sowie in Clausthal (8500 E.) und in der Albertstadt zu Dresden. Eine gröfsere Anlage findet sich in Genf; ferner wurde auf der Berliner Gewerbeausstellung 1896 das gesamte Kondensationswasser der Kraft- und Lichtzentrale (10 bis 12 cbm in der Minute) durch elektrisch angetriebene Zentrifugalpumpen gefördert, desgleichen das Wasser für einen Springbrunnen (2 cbm pro Minute) mittels ebenso betriebener Kolbenpumpen.

3. Bestimmung der Hauptabmessungen des Pumpwerks.

Hat man die Höhe IIt ermittelt, auf welcher der Behälter R (Abb. 98) liegen mufs, damit das Wasser in der Stadt an den höchstgelegenen Punkten nach Abzug der Reibungshöhe Ï) noch mit dem Druck hv ankommt, und bezeichnet

l)a den Druckhöhenverlust von der Entnahmestelle A bis zum Pumpwerk P (unter Voraussetzung des niedrigsten Wasserstandes bei M), br den gleichen Verlust von P bis zum Hochbehälter, so ist die erforderliche Hubhöhe des Pumpwerkes

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Die Abmessungen der Pumpen und Betriebsmaschinen sind dann so zu bestimmen, dafs die gröfste erforderliche Tagesmenge auf die Höhe H gehoben werden kann.

: ferner be-

M

Die Tagesmenge betrage M cbm, demnach die sekundliche Menge Q — —- —    ,

zeichne

$ das Yerhältnis der täglichen Betriebszeit zur vollen Tageszeit, also 24 ihre Dauer in Stunden,    %

c die mittlere sekundliche Geschwindigkeit des Pumpenkolbens in m, s den Hub des Pumpenkolbens in m,

F den Querschnitt des Pumpenkolbens in m, n die minütliche Umdrehungszahl der Kurbelwelle,

<p das Yerhältnis der wirklich gelieferten zur rechnungsmäfsigen Wassermenge,

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Abb. 98.

z*.

so ist unter Yoraussetzung einer doppeltwirkenden Pumpe

M — ty<p2Fsn 60.24,

4 cp 2 F sn

60

2 .s n

~6Ö⁻’

Dies ist der gesamte Kolbenquerschnitt ; verteilt man ihn auf i Pumpen vom

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Durchmesser D in m, so ist F = —-—

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Da c —

so

wird Q — cp F c ,

und

15.

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^ cp ÎKC

Der Wert von cp ist insbesondere von dem mehr oder weniger vollkommenen Spiel der Yentile, von Undichtigkeiten u. s. w. abhängig und schwankt je nach der Ausführung und Abnutzung der Pumpen zwischen 0,8 und 0,95; er ist im Mittel zu 0,9 anzunehmen. Dann wird

D = 1,19

und für einfachwirkende Pumpen

D₁ — DV2= 1,68

4 i c '

Die mittlere Kolbengeschwindigkeit wurde früher zu 0,5 bis 0,8 m angenommen; sie läfst sich jedoch bei zweckmäfsiger Anordnung der Yentile wesentlich höher be-Pür den Kolbenhub ist ein gebräuchliches Yerhältnis

messen.

~D

= 2.

an

Ä\'as den K raft verbrauch der Pumpen anbetrifft, so beträgt er in Pferdekräften a Q H 1000

wenn a einen Beiwert bezeichnet, dessen Gröfse von cp, ferner von den Reibungswiderständen der Kolbenstange in der Stopfbüchse, des Kolbens im Zylinder u. s. w. abhängig ist. Er schwankt je nach der Herstellungsart und Unterhaltung der Pumpen zwischen 1,25 und 1,5 und darf im Mittel zu 1,3 angenommen werden. Wird der Pumpenkolben unmittelbar von der Kolbenstange der Dampfmaschine bewegt, so kann diese gleichfalls für N Pferdekräfte berechnet werden: ist dagegen eine Übersetzung von der Kraftmaschine zur Pumpe erforderlich, was namentlich bei Schachtpumpen, ferner bei Benutzung von Wasserrädern und Turbinen, sowie bei Gasmaschinen vorkommt, so bedingen die dadurch hervorgerufenen Reibungswiderstände eine entsprechende Arbeit, die für den Einzelfall zu ermitteln ist,

Der Wirkungsgrad der Schleuder(Zentrifugal-)pumpen bleibt hinter dem der Kolbenpumpen nicht unwesentlich zurück, da er kaum über 70 °/₀ beträgt und mit Zunahme der Hubhöhe abnimmt. Schleuder- wie Kreiselpumpen werden deshalb bei Wasserwerken nur selten angewandt, eignen sich aber für vorübergehende Anlagen, selbst bei gröfseren Förderhöhen. So war für den oben erwähnten Springbrunnen der Berliner Gewerbeausstellung das Wasser auf rund 50 m zu heben.

Eine nähere Besprechung der Pumpen findet sich im vierten Teile dieses Handbuchs, der Pumpwerke in Kap. III dieses Bandes ; im übrigen ist die Bearbeitung der Einzelheiten des Entwurfes Sache des Maschineningenieurs oder der ausführenden Maschinenfabrik und zwar wird in der Regel bei Ausführung eines Dampf pump werks vereinbart, dafs mit 1 kg Kohle von bestimmter Heizkraft oder mit einer vorgeschriebenen Wärmemenge eine bestimmte Arbeit zu leisten sei; diese wird am einfachsten durch Messung der in einen Behälter gehobenen Wassermenge ermittelt, wobei der in der Zuleitung entstehende Druckverlust zu berücksichtigen ist. Bezeichnet 0 den Querschnitt dieses Behälters und h dessen Höhe (Abb. 99), so ergibt sich die Arbeit, welche zu einer einmaligen Füllung erforderlich ist, in Metertonnen zu

75

Abb. 99.

wenn 0 in qm und der Wert für die Höhen in m eingesetzt wird.

In Meterkilogramm ist die Arbeit = 0 h    f) -f-    1000.

H bezeichnet hier den Höhenunterschied zwischen dem Saugewasserspiegel und der Sohle des Behälters, f) die Reibungshöhe, welche bei Bewegung des Wassers vom Austritt aus dem Druckwindkessel der Pumpe bis zum Eintritt in den Behälter ent-

Sie berechnet sich aus der Formel v — c \ R J = c

Saugewasserspiegel

--=|

4 lv²

R c² d e² ’

wo d den Durchmesser, l die Länge der Zuleitung, v die Geschwindigkeit und c den Geschwindigkeitsbeiwert bezeichnen, v ergibt sich aus der zur Füllung des Behälters erforderlich gewesenen Zeit und c aus Formel 5, § 2 oder aus Abb. 1, Taf. I.

Durch diese Yersuche erhält man zugleich den genauen Wert für cp in Formel 15, der als Unterlage für den Betrieb dienen kann und dessen spätere Ermittelung einen Rückschiufs auf das Mafs der Abnutzung der Pumpe gestattet. Notwendig ist es, die Heizkraft der verwendeten Kohle vor Ausführung der Yersuche ermitteln zu lassen oder wenigstens eine bestimmte Kohlen sorte zugrunde zu legen und deren Aschengehalt

steht.

zu

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zurückzuwiegen, da dieser zu wechseln pflegt. Dafs die Versuche mit Sorgfalt unter Berücksichtigung aller Nebenumstände (gleiche Dampfspannung, Wasserinhalt des Dampfkessels am Anfang und Ende der Versuche, Wärme des Speisewassers u. s. w.) vorzunehmen sind und sich nicht auf einige Stunden oder auf eine einmalige Füllung des Behälters beschränken dürfen, braucht kaum erwähnt zu werden; es empfiehlt sich deshalb, bei der Abnahme gröfserer Maschinenanlagen einen besonderen Sachverständigen zuzuziehen. Da ferner der Ausfall der Versuche wesentlich von der Beschaffenheit der Kessel und der Art ihrer Bedienung, sowie von dem Wärmeverlust in den Dampfleitungen abhängig ist, so liegt es nahe, die Lieferung von Maschinen, Pumpen und Kesseln in eine Hand zu legen und über die Person des Heizers Vereinbarung zu treffen.

Von dem Betriebe selbst wird in Kapitel IV die Rede sein. Es sei deshalb hier nur bemerkt, dafs bei der Unterhaltung der Maschinenanlage eines Wasserwerkes die gröfste Sauberkeit am Platze ist, welcher schon bei Einrichtung und Ausführung des Gebäudes Vorschub geleistet werden sollte. Dahin gehören reichliche Beleuchtung durch Fenster, welche man behufs Lüftung öffnen und ohne Schwierigkeit reinigen kann, ein ebener, das Wasser nicht auf saugender Fufsboden, glatte Wandflächen, an denen der Staub nicht haftet, Schutz gegen aufsteigende Feuchtigkeit u. s. w. Ein Arbeitsplatz mit Schraubstock und den nötigen Werkzeugen, welcher zugleich Schmieröl, Petroleum und den Kasten mit Putzbaumwolle aufnimmt, sollte auch bei kleineren Anlagen nicht fehlen. — Der Ubelstand, dafs infolge des Wärmeunterschiedes zwischen Luft und Wasser die Pumpen und Windkessel häufig schwitzen, erschwert oft die gute Instandhaltung ; ihm läfst sich durch Anbringen von Blechmänteln entgegenwirken, durch welche die schwitzenden Teile mit einer den Wärmeunterschied ausgleichenden ruhenden Luftschicht umgeben werden.

§ 8. Berechnung des Leitungsnetzes. Zur Berechnung des Leitungsnetzes ist zunächst die Kenntnis der Wassermenge erforderlich, welche den einzelnen Strafsen und Plätzen zugeführt werden mufs. Hierbei hat man unter Bezugnahme auf das in Kap. I, § 2 Gesagte bis zu einem gewissen Grade auf das Anwachsen der Einwohnerzahl und auf die Ausdehnung der Stadt Rücksicht zu nehmen und demgemäfs einen Plan des zukünftigen bebauten Gebietes herzustellen, in welchen die berechneten Einwohnerzahlen der einzelnen Strafsenstrecken einzutragen sind. Einen Anhalt für diese Berechnung gewähren die in bestimmten Zwischenräumen erfolgenden Zählungen, namentlich auch hinsichtlich der Dichtigkeit der Bevölkerung in den vorhandenen Stadtteilen, welche sich mit der weiteren Entwickelung zu steigern pflegt. Bei sehr dichter Bebauung und engen Strafsen, wie sie sich in den ältesten Teilen der meisten Grofs-und Mittelstädte finden, kommen nur 10 bis 15 qm Grundfläche auf den Kopf der Bevölkerung, während der eigentliche Kern der Grofsstädte von mehr als 100000 E. 20 bis 35 qm für jeden Bewohner enthält. Eine gute Übersicht gewährt die Darstellung der Bevölkerungsdichtigkeit durch Streifen, welche längs der Strafsen in den Plan eingetragen sind und deren Breite in Millimetern der Bewohnerzahl für 1 m der Strafse entspricht (s. Abb. 100). Multipliziert man dann die Kopfzahl mit dem auf den Einwohner voraussichtlich entfallenden gröfsten Verbrauch (wobei die Wohlhabenheit und gewerbliche Tätigkeit der einzelnen Stadtviertel nicht aufser acht gelassen werden dürfen) und berücksichtigt zugleich den Verbrauch einzelner Fabriken, Springbrunnen u. s. w., so erhält man die Wassermengen, welche die Leitung in den betreffenden Strafsen abzugeben hat. In Kap. I, § 2 ist der gröfste Verbrauch innerhalb 1 Stunde angegeben; zur Berechnung eignet sich aber besser die Ermittelung der in 1 Sekunde zu liefernden Wassermenge.

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Um nun die für Bestimmung der Leitungsdurchmesser mafsgebenden Q-Werte zu finden, trage man in den nach der beschriebenen Art vorgerichteten Stadtplan die wichtigsten Linien des Rohrnetzes nach bestem Ermessen ein und zwar vorläufig nach dem Yerästelungssystem. Als Hilfsmittel — namentlich bei wechselnder Höhenlage des Gebietes — denke man sich an allen Yerbrauchsstellen die erforderlichen Druckhöhen aufgetragen; es bilden dann deren Endpunkte eine über der Stadt liegende Fläche. Legt man nun das Leitungsnetz so, als wären die einzelnen Stränge offene Gräben zur Bewässerung der genannten Fläche, so wird die beste Ausnutzung der vorhandenen Höhenunterschiede erzielt. Da die an den verschiedenen Stellen erforderlichen Druckhöhen nicht wesentlich voneinander abweichen, so kann in den meisten Fällen das Stadtgebiet selbst an Stelle der Fläche treten und es ergibt sich als Regel, die Hauptstränge möglichst in hochliegende Strafsen zu verlegen und von dort aus Leitungen zur Speisung der tieferen Gebiete abzuzweigen. In flach belegenen Städten, wo die Bedeutung der Höhenunterschiede mehr zurücktritt, suche man die Hauptlinien des Netzes nach den Ausführungen des § 4 so zu legen, dafs das Stadtgebiet je nach seiner Gröfse in zwei oder mehr möglichst gleichwertige Abschnitte geteilt wird. Die an den verschiedenen Punkten der Leitungen zu führenden Wassermengen entsprechen der Summe des Bedarfes der unterhalb (im Sinne der Wasserbewegung) belegenen Strafsen und werden als Zahlen (in Sekundenlitern) eingetragen (vergl. Abb. 100).

Zur Bestimmung der Rohrdurchmesser gehört nun weiter die Kenntnis der Linie des Druckgefälles, welche sich bei Lieferung des gröfsten Yerbrauchs bilden darf. Sei AB G D E F G (Abb. 101) der Längenschnitt einer Leitung der Länge Z, A₁B₁ClD₁ElF₁Gx die Yerbindungslinie der Druckhöhen h& hb Jic Jid he li{ hg, welche an den zugehörigen Stellen mindestens vorhanden sein müssen, BB₁ die durch den Behälterspiegel gelegte Wagerechte, so bilden die Punkte R und G₁ Anfang und Ende der Gefällslinie. Fafst man diese zunächst als geradlinig auf, so kann das Ge-

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Abb. 100. Verteilung der Bevölkerung nach Straßen. Mafsstab für die Längen 1 : 12 000.

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Handbuch der Ing.-Wissensch, III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

Rechnet man mit einem Rauhigkeitsgrad V, so ist 12,2 sl der nächst höhere Wert der Tabelle auf S. 81; ihm entspricht ein Leitungsdurchmesser von 15 cm, den man im vorliegenden Falle der Ausführung zugrunde legen wird.

Abb. 102.

fälle Jj der Formeln 7 und 7a (S. 81) leicht aus

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bestimmt und die Ermittelung von

d mit Hilfe von Abb. 2, Taf. I oder unter Benutzung der kleinen Tabelle auf S. 81 vorgenommen werden.

Abb. 101.

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Für eine 224 m lange Rohrleitung, welche 7 sl zu liefern hat, stehe z. B. ein Gefälle von 0,8 m auf 224 m Länge zur Verfügung. Dann wird

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C:

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und da Qi = 7, so findet man die zu dem Gefälle J =

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hörige Wassermenge Q nach Formel 7 zu

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Für längere Strecken läfst sich ein gleichmäfsiges Gefälle nicht immer innehalten; beispielsweise ist man bei einer Bodengestaltung des Yersorgungsgebietes, wie'sie in Abb. 102 dargestellt ist, genötigt, dem oberen Teile der Leitung bis zum Punkte D ein schwächeres Gefälle zu geben, als dem unteren, weil bei einer gleichmäfsigen Verteilung des Gefälles nur eine Druckhöhe D D₂ entstehen würde, während D erforderlich ist. Am günstigsten wird die Verteilung, wenn die Linie der erforderlichen Druckhöhen mit der Linie des Druckgefälles sich deckt (Abb. 103), weil dann an keiner Stelle der Leitung das Wasser unter einem unnötig hohen Druck ausfliefst, während dies in Abb. 101 u. 102 an allen Punkten mit Ausnahme von G bezw. D und G geschieht. Eine solche Lösung ist aber selten möglich; sie würde sich nur dann finden lassen, wenn A G gewissermafsen den Bücken einer Bewässerungsfläche darstellt, von welchem aus der Boden nach beiden Seiten zu gleichmäfsig abfällt.

Man kann sich auch die Frage vorlegen, ob es nicht zweckmäfsiger ist, das vorhandene Gefälle JR Gx (Abb. 104) nach einer Kurve zu verteilen, welche ihre konvexe Seite nach oben oder nach unten, richtet. Da die Kosten der Bohrleitungen etwas stärker zunehmen als ihre Durchmesser (etwa mit d¹’², wenn d den

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Durchmesser bezeichnet), so ist es im allgemeinen vorteilhafter, den gröfseren Rohren etwas mehr Gefälle zu geben, als den Endleitungen. Eine mäfsig nach unten gebogene Linie R S Gx würde deshalb an und für sich vor der Geraden R Gx und noch mehr vor R Sx Gx den Vorzug verdienen. Indessen ist mitunter eine höhere Lage der Gefällslinie erwünscht, weil es nicht immergelingt, die Hauptleitung auf den die Umgebung beherrschenden Strafsen zu führen und die Versorgung höher belegener Neben-bezirke zu vermeiden.

Sind die Abmessungen der Hauptleitung festgestellt, so werden nach dem 3 nämlichen Verfahren die Durchmesser der Nebenlinien bestimmt, indem man an Stelle des Behälterspiegels die Höhenlage der Gefällslinie über den Abzweigpunkten ARG u. s. w. (Abb. 101) treten läfst. Dabei wird man manchmal in die Lage kommen, eine Hebung der Drucklinie des Hauptstranges an einzelnen Punkten vorzunehmen und selbst dessen Verlegung in Erwägung zu ziehen. Bei allen Leitungen gehe man von der Voraussetzung aus, dafs die Endstränge mit Rücksicht auf Feuerlöschzwecke und die Möglichkeit einer ausreichenden Spülung, sowie zur Verhinderung eines nachteiligen Einflusses etwaiger Krustenbildufl^ an den Rohrwandungen nicht unter 8 cm oder — was für gröfsere Städte und bei einem" nicht ganz sinterfreien Wasser mehrzu empfehlen ist — nicht unter 10 cm Licht weite erhahep.

■Ferner unterliegemdie berechneten Durchmesser insofern einer Beschränkung, als sie sich mit Rücksicht auf die Herstellung gewissen Abstufungen anbequemen müssen, wie sie z. B. in der Rohrtabelle der deutschen Gas- und Wasserfachmänner eingehalten sind. Breite Strafsen erhalten zwei Leitungen, welche ihren Platz zweckmäfsig unter den Gangbahnen finden; dadurch werden nicht allein die Zweigleitungen billiger, sondern es wird auch das Pflaster der Fahrbahn mehr geschont und der Fährverkehr bei Ausbesserungen weniger gestört.

Die Widerstände, welche bei der Bewegung des Wassers durch die Abzweigstellen des Netzes entstehen, pflegt man bei der Berechnung nicht zu berücksichtigen, da.sie nach den Formeln 11 und 12 nicht erheblich sind; dasselbe gilt von den Druckhöhenverlusten, welche infolge des Übergangs von einem Durchmesser zum andern auf-treten. Was den Wert für b in der Ivutter’schen Formel 5 betrifft, so sei noch-

Abb. 103.

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Abb. 104.

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mais aus den früher angeführten Gründen empfohlen, ihn nicht zu klein anzunehmen; aufserdem sollte man die berechneten Weiten stets nach oben abrunden, zumal die Mehrkosten nicht bedeutend sind. Dies gilt insbesondere für lange Endleitungen, wie sie in den weit hinausgebauten Yorstädten Vorkommen; hier kann durch eine mäfsige Yer-gröfserung der Rohrweite eine erhebliche Ersparnis an Druckhöhe erzielt werden. Sind z. B. auf einer 100 m langen Strecke durchschnittlich 5 1 i. d. Sekunde zu liefern, so beansprucht bei dem Rauhigkeitsgrade Y nach Kutter

ein Rohr von 0,08 m Lichtweite bei 1 m Geschwindigkeit 6 m Druckverlust,

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» 0,41 „

0,28 „

während die Kosten dieser Strecke einschliefslich eines Absperrschiebers, jedoch ohne Erd- und Pflasterarbeit (welche bei den genannten Rohrweiten gleich hoch ist) sich nach den in Westdeutschland üblichen Preisen berechnen

0,10

540

Hierbei fällt der Unterschied zwischen den Kosten insbesondere der 0,08 und 0,10 m weiten Rohre wenig ins Gewicht, so dafs man schon mit Rücksicht auf die Ersparnis an Druckhöhe das Mafs von 0,10 m wählen und es auf 0,125 oder auf 0,150 m erhöhen wird, wenn eine stärkere bauliche Entwickelung der betreffenden Gegend zu erwarten ist.

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660

Abb. 105.

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55

55

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55

0,150 m Licht weite 810 Mark.

28

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Die "Wassermenge, welche der zu einer Strafse gehörige Rohrstrang zu liefern hat, nimmt mit der Länge der Strafse allmählich ab und betrage z. B. für die Strafse A B (Abb. 105) am oberen Ende 30, am unteren 28 sl. Legt man dann der Berechnung der Einfachheit wegen die mittlere "Wasser-menge von 29 sl zu Grunde, so begeht man einen Fehler, der jedoch sehr geringfügig ist. Dies zeigt eine Vergleichung mit der von Dupuit⁶³) angegebenen genaueren Formel

Qi + 0,55 (Q - Qi)

db

welche für Q — Q¹ in

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16.

db

17

übergeht und somit gleichlautend ist mit Formel 8 auf S. 82, sobald y = J gesetzt und entwickelt wird. Zur Vergleichung der abgekürzten Rechnung mit Gleichung 16 ist in Gleichung 17 für Qi — YbYY_ einzustellen; dann ergibt sich

ï) = -7T

db

Demnach ist

Qi + Q

an Stelle des Ausdrucks Qi -f- 0,55 (Q — Qi) getreten. "Wählt man für -f- (0,05 Q — 0,05 Qi), so ergibt sich, dafs der Unterschied

Qi + Q

diesen die Form 0,45 Qi + 0,55 Q — zwischen beiden "Werten nur 0,05 (Q — Qi), also so klein ist, dafs er selbst bei Qi = 0 noch nicht in

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Frage kommt.

⁶³) Dupuit, Die Ausführung und Unterhaltung der Wasserleitungen mit besonderer Berücksichtigung der Pariser Wasserwerke. Allg. Bauz. 1862, S. 207 u. f.

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Um nun das in vorstehender Weise berechnete Verästelungsnetz m ein Kreislaufnetz zu verwandeln, werden zunächst die Hauptstränge und soweit als möglich auch die Nebenleitungen untereinander und mit den Hauptsträngen nach den im § 7 gegebenen Regeln und Beispielen verbunden. Hie Weite dieser Yerbindungs-leitungen läfst sich nur teilweise auf dem Wege der Rechnung bestimmen und zwar dadurch, dafs man annimmt, es habe bei Unterbrechung eines Stranges der nächstgelegene die Versorgung der abgesperrten Strecke mit zu übernehmen. Yon diesem Gesichtspunkte aus hat man mitunter Veranlassung, eine Yergröfserung des berechneten Verästelungsnetzes an verschiedenen Stellen vorzunehmen, ist aber im übrigen bei Anordnung der Yerbindungsleitungen mehr auf Beurteilung und Schätzung der örtlichen Verhältnisse, als auf die Berechnung angewiesen.

Bisher wurde als Grundlage der Berechnung angenommen, dafs das Wasser in ausreichender Höhe zufliefse und die Gefällslinie durch Verbindung des Behälterspiegels mit den am ungünstigsten belegenen Bruckhöhen gebildet werde. Wenn nun eine künstliche Hebung nötig ist, mufs die Eintrittshöhe des Wassers in die Stadt erst gesucht und hieraus die Leistung der Maschinen und Pumpen ermittelt werden. Zu diesem Zwecke nimmt man die Gefällslinie vorläufig an und zwar geschieht dies, indem man von der Druckhöhe am Ende der längsten und zugleich höchstgelegenen Strecke beginnt. Man wird also von 6rx der Abb. 101 ausgehen und die Linie B G₁ so verzeichnen, dafs sie stets über den höchsten Punkten der verschiedenen Druckhöhen liegt. Als Anhaltspunkt kann das Druckliniengefälle ausgeführter Leitungen dienen; es beträgt z. B. bei dem Leitungsnetz in Zürich 3 bis 5°/oo, in Iserlohn 5 bis 6°/oo, in Hannover 3 bis 30%o.

In Hannover ist bei der ersten Anlage des Netzes das vielfach übliche Verfahren zur Anwendung gekommen, für sämtliche Zweige des Netzes .eine gemeinsame gröfste Geschwindigkeit (1,1 m) anzunehmen und daraus die Weite der Rohrleitungen, sowie die einzelnen Punkte der zugehörigen Gefällslinien zu bestimmen. Hierbei geht jedoch viel Druckhöhe in den Endsträngen verloren, so dafs die Hubhöhe des Wassers entweder zu hoch berechnet oder nicht genügend ausgenutzt wird.

Um dies an einem Beispiele zu zeigen, habe ein Hauptstrang von 2400 m Länge in seinen acht Abteilungen, die der Einfachheit wegen gleich lang angenommen werden mögen (Abb. 106), folgende gröfste Verbrauchsmengen zu führen:

Abteilung Wassermenge 225

I II III IV 184    133    102

V    VI    VII    VIII

77    45    22

7 Sekundenliter.

Legt man dann der Berechnung eine sekundliche Geschwindigkeit von etwa 0,9 m zu Grunde, so ergeben sich die nachfolgenden Rohrweiten und bei Annahme des fünften Kutter’sehen Rauhigkeitsgrades (b — 0,35) folgende Druckverluste:

Rohrweite

Druckverlust auf 300 m .    .    0,74

Die Gefällslinie, welche diesen Werten entspricht, ist in Abb. 106 unter B Gi eingetragen und die Höhe, um welche der Behälterspiegel bei B über Gi liegen mufs, berechnet sich aus der Summe der Druckverluste zu 21,38 m. Diese Verluste werden wesentlich geringer, wenn man ein annähernd gleiches Gefälle der Drucklinie wählt oder es so verteilt, dafs die grofsen Rohre etwas mehr Gefälle erhalten, als die kleinen. Es ergibt sich dann:

Gefälle......

Rohrweite .....

Druckverlust auf 300 m

Die Summe der Druckverluste beträgt hier nur 10,7 m, also 10,68 m weniger, wie vorhin. Liegt demnach die Hauptleitung so hoch, dafs die Nebenleitungen durch natürliches Gefälle von ihr beherrscht werden, so läfst sich der Behälter nach dem Punkte S verlegen und S Gi bildet die Gefällslinie. Sind

0,55

0,425    0,375    0,325

1,07    1,26    1,57

0,175    0,10 m

3,95    9,64 „

Abb. 106.

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2^00 m-die Verhältnisse der Hauptleitung aber nicht so günstig und reicht die Höhenlage der Linie S Gi nicht aus, um das nötige Gefälle für die Zweigleitungen zu liefern, so mufs der Behälter hinaufgerückt werden. Aber selbst für den Fall, dafs es notwendig werden sollte, die ursprüngliche Lage bei R beizubehalten, gestaltet sich die neue Gefällslinie, welche dann nach R Gz rückt, für die Erweiterung des Rohrnetzes über G hinaus wesentlich günstiger.

Vergleicht man die Herstellungskosten der beiden Linien und legt folgende sich auf Westdeutsch

land beziehende Einheitspreise (für fertig verlegte Röhren ohne Pflasterarbeiten und ohne Schieber) zu Grunde,

Rohrweite:

0,55    0,50    0,475    0,45    0,425 0,40    0,375    0,325    0,275    0,25    0,225    0,175    0,15    0,10 m

Preis für 1 m:

35    30    27,8    25,6    23,5    22,1    20,3    17,4    14,2    12,7    10,9    8,5    7,2    4,8 Mark,

so berechnen sich die Kosten der Leitung mit gleicher Geschwindigkeit zu 45 660 M., wogegen eine Leitung mit nahezu gleichem Gefälle 43 650 M. kostet, so dafs diese neben dem Vorteil eines geringeren Druckverlustes auch den der gröfseren Billigkeit besitzt.

Da die Anlage- und Betriebskosten eines Pumpwerkes mit der Hubhöhe des Wassers steigen und auch der Bau eines Behälters mit gröfserer Höhenlage teurer zu werden pflegt, so ist die richtige Berechnung des Leitungsnetzes (oder besser die richtige Verteilung des Gefälles auf die einzelnen Rohrstränge) sehr wichtig. Es fehlt zwar nicht an Versuchen, für die günstigste Lösung allgemeine Regeln zu entwickeln³), doch pflegen im gegebenen Falle so viele örtliche Verhältnisse mitzusprechen, dafs man meistens darauf angewiesen ist, die beste Lösung durch Aufstellung vergleichender Entwürfe ausfindig zu machen.

Bisher wurde vorausgesetzt, dafs der Behälter auf derjenigen Seite der Stadt liege, welche der Gewinnungsstelle zugewendet ist. Nicht selten führt jedoch die Lage der Stadt zum Bau eines Endbehälters (Abb. 107), welcher auf der entgegengesetzten Seite der Stadt liegt. In § 6 ist die sich dann ergebende Art der Versorgung näher erörtert und darauf hingewiesen, dafs der Behälter sich in den Stunden des geringeren Verbrauches füllt und das gesammelte Wasser zur Zeit des stärkeren Bedarfes an den am Fufse des Behälters liegenden Bezirk abgibt. Das Wasser trete mit der Druckhöhe MN in das Stadtgebiet ein und der Behälter R liege um M unter M\ gibt

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Abb. 107.

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man dann dem Punkt Ex der Druckhöhenkurve NxA₁B₁C₁. .. Gx eine solche Lage, dafs das Versorgungsgebiet der links liegenden Hauptrohrstrecke zur Zeit des gröfsten Bedarfes von der Zuleitung gespeist werden kann, so bleibt der rechts belegene Abschnitt für den Behälter übrig, dessen Inhalt sich daraus zugleich ergibt. B Ex und M Ex bilden dann die Gefällslinien für die Abschnitte EFGR und NAB CDE, deren Weite hiernach berechnet werden kann. Diese mufs zugleich der Bedingung Genüge leisten, dafs der Verbrauch des mittleren Stundenbedarfes in der Gefällslinie MR erfolgt, damit bei abnehmendem Bedarf das Gefälle geringer wird und der Behälter anfangen kann, sich zu füllen.

Bei gleichmäfsigem Zulauf durch natürliches Gefälle fiiefsen dem Behälter zu den Zeiten des gröfsten Bedarfs nur 30% des mittleren Tagesverbrauchs zu; hierdurch ergibt sich ebenfalls ein Grenzwert für die Lage des Punktes Ex. Wird das Wasser dagegen gehoben, so läfst sich durch verstärkte Tätigkeit des Pumpwerks eine gröfsere Füllung des Behälters erzielen (vergl. die Tabelle S. 25) und dadurch eine Ausdehnung der von ihm gespeisten Fläche bezw. der Dauer der Speisung herbeiführen, wodurch die Gesamtkosten des Eohrnetzes herabgemindert werden.

Abb. 108.

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Die Anordnung von zwei einander gegenüberstehenden Behältern (Abb. 108) bedingt das nämliche Verfahren, nur mit dem Unterschiede, dafs der Teilpunkt Ex weiter nach rechts zu liegen kommt, weil der Inhalt von Rx die Leistung der Zuleitung noch unterstützt. Welche Art der Gefällsverteilung für das Rohrnetz am günstigsten ist, hängt von der Gestaltung der Linie für die erforderlichen Druckhöhen ab; im allgemeinen wird die Verteilung vorteilhafter, wenn Ex mehr nach der Mitte des Rohrnetzes zu liegt. Da dieser Fall bei Anordnung eines Endbehälters eher eintritt, so verdient der Endbehälter auch von diesem Standpunkte aus neben den in § 9 hervorgehobenen Gründen den Vorzug vor der Anordnung zweier Gegenbehälter.

Abb. 109.

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Befindet sieli der Behälter im Yersorgungsgebiet (Abb. 109) und wird die Zuleitung gleichzeitig auf der Strecke A E G Rt mit zur Yerteilung benutzt, so treten für das von dieser gespeiste Gebiet die Yerhältnisse der Abb. 107 ein, während für die Hauptleitung der übrigen Stadtfläche die Gefällslinie R₁S₁ zu ermitteln und der Berechnung zugrunde zu legen ist.

Die Anordnung mehrerer Druckzonen statt einer einzigen bedingt keine Änderung in der Art der Berechnung, sobald die Grenzen der einzelnen Zonen feststehen. Die Ermittelung der zweckmäfsigsten Lage dieser Grenzen, namentlich in dem Falle, wo das Wasser gehoben werden mufs, erfordert in' der Hegel einige Yersuchsrechnungen. welche zu entscheiden haben, ob eine Erweiterung der Rohrdurchmesser oder die Zuführung des Wassers von einem höheren Punkte aus bezw. die höhere Hebung desselben den Yorzug verdient. Diese Rechnungen bewegen sich aber in dem Rahmen der obigen Erörterungen, so dafs von ihrer näheren Darlegung abgesehen werden kann.

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¹

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²

)    Vielfach in Gebrauch sind u. a. die Verfahren von Dehne (Halle a. d. S.), Dervaux (Reisert in Köln a. Rh.) und von der Maschinenbau-Anstalt Humboldt in Kalk bei Köln a. Rh.

³

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•«*

11

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

III. Kapitel.

Gewinnung, Reinigung, Aufspeicherung und Förderung

des Wassers.

Nach der von A. Frühling, Geheimer Baurat und Professor an der Technischen Hochschule in

Dresden bearbeiteten 3. Auflage ergänzt

von

Cr. Oe sten,

Zivilingenieur in Berlin.

(Hierzu Tafel IV bis VII, sowie 158 Textabbildungen.)

§ 1. Einleitung. Die Anlagen zur Gewinnung und Entnahme des Wassers dienen nicht allein der Wasserversorgung, sondern auch manchen anderen Zwecken, z. B. der Bewässerung von Ländereien, der Speisung von Aufschlaggräben, der Versorgung gewerblicher Betriebe u. s. w. Auch die Reinigung des Wassers wird nicht nur für den Fall notwendig, dafs es zum Trinken und zum Hausgebrauch verwendet werden soll, wenngleich die Anforderungen an den Grad der Reinheit hier am höchsten zu sein pflegen. Endlich wird eine Aufspeicherung des gewonnenen Wassers in allen Fällen Bedürfnis, in denen der Unterschied zwischen Verbrauch und Zuflufs auszugleichen ist. Diese Erwägungen haben veranlafst, dafs die in der Überschrift genannten Anlagen im Zusammenhänge behandelt werden.

In geschichtlicher Beziehung ist im Anschlufs an das in der Einleitung zu Kap. I Gesagte noch zu bemerken, dafs Anlagen zum Fassen der Quellen schon im frühesten Altertum ausgeführt sind. Nicht allein die Griechen (und nach ihnen die Römer) verstanden es, zur Freilegung von Quellen lange Gänge in Felsen herzustellen (beispielsweise auf der Insel Kos, wo ein 40 m langer Gang in eine ausgemauerte und durch einen Schacht gelüftete Brunnenstube führt, in welche eine Quelle aus einer Felsspalte sich ergiefst), sondern es lassen auch in Kleinasien aufgefundene Reste aus vorgriechischer Zeit auf ähnliche Arbeiten schliefsen. Nicht minder ist die Entnahme aus offenen Wasserläufen durch Aufstau bereits in früheren Zeiten erfolgt; so findet sich in einem persischen Flusse noch heute ein aus dem Altertum stammender, 300 m langer und 6 m breiter, aus Quadern erbauter Staudamm, durch welchen das auf gestaute Wasser einem seitlich abzweigenden Kanal zugeführt wurde.¹) Im Gegensatz zu der bis in die älteste geschichtliche Zeit zurückreichenden Anlage von Brunnen gehört die Anwendung von Sammelrohren

000

Verschiedene Arten der Wassergewinnung.

163

zur Gewinnung von Wasser mehr der neueren Zeit an,- wenngleich den Körnern die Drainierung nasser Ländereien durch Rohre aus gebranntem Ton nicht unbekannt war. Im Altertum spielen ferner, namentlich bei nichtrömischen Bauten, die Anlagen zur Aufspeicherung des Wassers eine wichtige Rolle, da man vielfach mit einem starken Nachlassen oder völligen Versiegen während der heifsen Jahreszeit rechnen mufste und oft nur auf den Zuflufs von Regenwasser angewiesen war. Hier sind u. a. die sogenannten salomonischen Teiche zwischen Jerusalem und Bethlehem zu erwähnen, welche aus drei Behältern von 8, 12 und 15 m Tiefe bestehen und zum Teil im natürlichen Felsen eingehauen, zum Teil gemauert sind. Sie liegen terrassenförmig übereinander und fassen-gegen 300000 cbm. Die Versorgung des alten Karthago erfolgte vor der römischen Eroberung ausschliefslich durch grofse Zisternen; auf gleiche Weise wurde das Wasser für zahlreiche griechische Städte gesammelt und im heutigen Konstantinopel befinden sich noch ausgedehnte unterirdische Behälter, welche entweder ebenfalls als Zisternen dienten, oder die Bestimmung hatten, das von aufsen zugeführte Wasser aufzuspeichern und es während der trockenen Jahreszeit oder während einer Belagerung abzugeben. Reste von Anlagen, die unseren heutigen Filtern entsprechen, sind jedoch unseres Wissens bisher noch nicht gefunden; demnach scheint diese Art der Reinigung grofser Wassermengen, welche seit Erbauung der ersten Sandfilter im Jahre 1839 (durch Simpson für die Chelsea-Wasserwerke in London) eine weitgehende Bedeutung erlangt hat, den Alten unbekannt gewesen zu sein. Wahrscheinlich begnügte man sich bei grofsen Wassermengen mit der Reinigung durch Abklären, während für den Hausbedarf ähnliche Anlagen, wie die venetianischen Zisternen, schon vor unserer Zeitrechnung bestanden haben mögen. Neben der Verbesserung der Wasserbeschaffenheit durch Filterung ist es namentlich die weitere Ausbildung der Grundwassergewinnung durch Sammelrohre und Brunnen, insbesondere durch Rohr- und Tiefbrunnen, welche als wesentlichster Fortschritt der letzten Jahrzehnte auf dem Jahrhunderte hindurch vernachlässigten Gebiete der Wasserversorgung hervorzuheben ist. Hand in Hand damit ging die durch die Darcy’sehen Versuche eingeleitete Erkenntnis über das Wesen und die Bewegungsart des Grundwassers, welche in den letzten beiden Jahrzehnten namentlich durch Thiem gefördert wurde, sowie die Benutzung des Eisens zur Herstellung eiserner Behälter und die Entwickelung ihrer zweckmäfsigsten Formen.

Die zunehmende Erschliefsung von Grundwasser und seine Verwendung zur Wasserversorgung hat endlich zu näherer Untersuchung seiner Eigenschaften, insbesondere auch seiner Verunreinigung durch Eisen und zur Entwickelung der Technik der Enteisenung des Wassers mittels Lüftung und Filterung geführt; endlich sind in neuester Zeit erfolgreiche Versuche zur Abtötung der in dem Wasser enthaltenen Keime durch Ozon unternommen worden.

A. Anlagen zur Gewinnung des Wassers.

§ 2. Verschiedene Arten der Wassergewinnung. Ergiebigkeit der Quellenfassungen. Allgemeine Gesichtspunkte für die Gewinnung von Grundwasser. Ergiebigkeit der Grundwasserfassungen.

i Verschiedene Arten der Wassergewinnung.

Die Natur bietet uns das Wasser entweder oberirdisch in geschlossenen Mengen oder unterirdisch in der Weise, dafs es den Erdboden durchzieht, oder sich in Grundwasserbecken sammelt; tropfenweise kommt es im Regen vor. Zur Gewinnung des

ll*

Wassers genügt im ersten Falle in der Regel die Herstellung baulicher Anlagen, welche den natürlichen fliefsenden und stehenden Gewässern, oder den durch Talsperren hergestellten Sammelteichen einen Teil ihres Wassers entziehen. Hur wenn die Ergiebigkeit des fliefsenden Gewässers und seines Sammelgebietes wohl für den Jahresdurchschnitt, nicht aber zu allen Jahreszeiten für den täglichen Wasserbedarf ausreicht, sind Sammelbecken anzulegen. Im zweiten Falle mufs das Wasser stets durch besondere Yorkehrungen gefafst, gesammelt oder auf gefangen werden. Der erste Fall liegt bei Flufs-, See- und Teichwasserversorgungen, der zweite bei der Quell- und Grundwasserversorgung, sowie bei der Gewinnung des Regenwassers in Zisternen vor.

Zu den Anlagen der ersten Art gehören die Bauwerke zur Entnahme des Wassers aus Bächen, Flüssen und Sammelteichen, sowie die Yorrichtungen, durch welche das Wasser natürlichen stehenden Gewässern entnommen wird. Bei der zweiten Art sind zu unterscheiden die Anlagen zur Sammlung des Grundwassers in wagerechter oder fast wagerechter Erstreckung : Offene Gräben, Sickerkanäle, Drainleitungen, Sammelrohre, Sammelkanäle und Sammelstollen, ferner die Brunnen, welche als Sammelanlagen in senkrechter Erstreckung aufgefafst werden können, und zwar treten nicht selten verschiedene dieser Anlagen in Yerbindung miteinander auf, z. B. Sammelleitungen oder Stollen im Anschlufs an Brunnen. Ihre Besprechung erfolgt in der vorstehend genannten Reihenfolge, nachdem die Erörterung über die Ergiebigkeit der Quell- und Grundwasserfassungen und die für die Grundwassergewinnung mafsgebenden Gesichtspunkte vorangegangen ist. Da die Zisternen zugleich zur Klärung und Reinigung des gesammelten Wassers dienen, so werden sie zweckmäfsig zusammen mit den Reinigungsanlagen behandelt.

2. Ergiebigkeit der Quellenfassungen.

rechnen, dafs nach der Fassung ein Herab-

zu

Die zur Fassung der Quellen vorgenommenen Arbeiten führen meistens eine Erleichterung des Abflusses der die Quelle speisenden Wasseradern und Wasserschichten herbei und es pflegt dadurch zunächst eine Yermehrung der Ergiebigkeit einzutreten. Dies geschieht namentlich, wenn die gefafste Quelle nicht den einzigen Ausgangspunkt des unterirdischen Wasserlaufs bildet, sondern wenn dieser noch andere Abflüsse hat, welche gleichzeitig so liegen, dafs ihnen die neue Fassung weniger Widerstand bietet, als der bisherige Weg. Beispielsweise hat man an den Wiesbadener Anlagen beobachtet, dafs die Ergiebigkeit einiger Quellenfassungen um etwa ein Drittel höher ist, als diejenige der entsprechenden natürlichen Quellen. Sind derartige Abflüsse in der Nähe der Hauptmündung vorhanden und gelingt es nicht, sie durch die Fassung allein heranzuziehen, so empfiehlt es sich, mit dieser die Anlage von Sammelstollen, Sickerschlitzen oder einer anderen Sammelleitung zu verbinden. Stets ist jedoch zu berücksichtigen, dafs durch die Erleichterung des Abflusses auch eine Senkung des oberhalb der Quellenmündung liegenden Wasserspiegels und somit eine Yerminderung der aufgespeicherten Wassermenge erfolgen mufs. Da nun in trockenen Zeiten die Quellen ausschliefslich aus den vorhandenen Yorräten gespeist werden, so hat eine den Abflufs erleichternde Fassung stets eine Yergröfserung der Ergiebigkeitsschwankungen zur Folge, ohne dafs eine Spiegelsenkung der Abflufsstelle vorgenommen zu sein braucht. Man hat deshalb mit der Möglichkeit gehen unter die bisher beobachtete kleinste Ergiebigkeitsziffer eintritt, deren Gröfse in jedem einzelnen Falle möglichst genau ermittelt werden mufs. Allgemeine Regeln für diese Ermittelung lassen sich nicht auf stellen, weil die örtlichen Yerhältnisse zu ver

tN2

Allgemeine Gesichtspunkte für die Gewinnung von Grundwasser.

165

schieden sind. So liefert die Quelle zu Armentieres, deren Fassung in Abb. 27 (siehe § 4) dargestellt ist, gewöhnlich 200 bis 300 sl; in trockenen Zeiten geht sie jedoch bis auf 37 sl zurück, während die gröfste Ergiebigkeit über 1100 sl beträgt. — Die Schwankungen der Wiener Hochquellenleitung betragen — bei einer mittleren Wassermenge von 1000 sl — nach Gravé zwischen 2881 und 278 sl; es scheint aber nach den Betriebsergebnissen des Wiener Wasserwerks, als ob die untere Grenze zeitweise noch weiter herabgeht. — Die zur Versorgung von Wiesbaden nutzbar gemachten Pfaffenbornquellen ergeben 103 bis 8, im Mittel 51 sl; die Quellen für das Wasserwerk der Stadt Freiburg i. B. 140 bis 70, die Quellen des Dhuis 460 bis 197 sl und die Wassermenge der mächtigen Quelle der Sorgue bei Vaucluse schwankt zwischen 120 und 5,5 cbm i. d. Sekunde. Manche Quellen versiegen in trockenen Zeiten vollständig, obwohl sie von einem ausgedehnten Mederschlagsgebiet versorgt werden. Der Grund liegt dann in einer zu geringen Mächtigkeit des Grundwasserträgers, dessen Wasserinhalt zu klein ist, um über die Zeit der mangelnden Mederschläge hinwegzuhelfen. Jedenfalls geht aus den angeführten Beispielen und den sonst gemachten Erfahrungen hervor, dafs man die Erwartung, es werde ein Quellengebiet auch in trockenen Zeiten eine bestimmte Wassermenge liefern, erst auf Grund mehrjähriger und sicherer Beobachtungen aussprechen kann.

Es würde zu weit führen, hier den Zusammenhang zwischen der Ergiebigkeit und dem Speisungsgebiet einer Quelle näher zu untersuchen, vielmehr mufs in dieser Beziehung, sowie hinsichtlich der Erscheinungsformen der Quellen und ihrer Beziehungen zu den Gebirgs- und Boden bildungen auf die am Schlüsse dieses Abschnittes auf-geführten Schriften verwiesen werden.

3. Allgemeine Gesichtspunkte für die Gewinnung von Grundwasser.

Die Anlage einer Entnahmestelle in einem unterirdischen Wassergebiet ist der Herstellung einer künstlichen Quelle vergleichbar, welche die bis dahin bestandenen AbflufsVerhältnisse des Gebiets in ähnlicher Weise beeinflufst, wie dies oben bezüglich der durch Fassung erweiterten Quellenmündungen dargelegt ist. Hieraus erklärt sich auch, dafs die Ergiebigkeit einer neu erschlossenen Gewinnungsstelle für Grundwasser im Anfänge am gröbsten ist und allmählich abnimmt, bis sich ein von dem Speisegebiet, der Höhe und Verteilung der Niederschläge und dem Aufspeicherungsvermögen des Grundwasserträgers, sowie von der entnommenen Wassermenge abhängiger Gleichgewichtszustand herausstellt. Wenn dieser Vorgang bei manchen Anlagen wenig oder gar nicht zur Erscheinung gekommen ist, so liegt dies daran, dafs bis dahin die geringste Ergiebigkeit den gröbsten Bedarf stets zu decken vermochte oder ihn noch übertraf. Weiter wird durch jene Beeinflussung die Möglichkeit hervorgerufen, dafs das Grundwasser aus Schichten herangezogen wird, welche früher mit dem die Gewinnungsstelle durchfliefsenden Wasser in keiner unmittelbaren Verbindung standen. Dadurch wird zwar einerseits die Wassermenge vermehrt, andererseits aber oft ihre Beschaffenheit beeinflufst.

Infolge der abwärts gerichteten Bewegung des Grundwassers sind unter sonst gleichen Umständen tiefer liegende Gegenden besser zur Aufschliefsung grofser Wassermengen geeignet, als hoch gelegene Gebiete. Demgemäfs findet man zahlreiche Sammelanlagen in den Flufstälern, in deren Kies- und Sandlagern sich das Grundwasser nach dem Flusse zu bewegt. Ein Beispiel für die Art, in welcher sich diese Bewegung vollzieht, zeigt Abb. 2, Taf. IV, in welcher die von Smrek er²) in der weiteren Umgebung von Mannheim ermittelten Höhenlinien des Grundwassers dargestellt sind. Zwischen dem Fufse des Odenwaldes und dem dazu parallel laufenden Eheinstrom befinden sich Ablagerungen diluvialer Sandschichten von teilweise grofser Mächtigkeit, in welchen das Grundwasser sich nach dem Ehein zu bewegt. Die allgemeine Stromrichtung des Grundwassers wird beeinflufst durch den Neckar, dessen Lauf jeder Eichtung ungefähr parallel ist und der durch Aufnahme von Grundwasser aus den ihn umgebenden durchlässigen Schichten starke Einbiegungen in den sonst ziemlich regelmäfsig verlaufenden Höhenlinien hervorruft. — Wie sehr örtliche Verhältnisse die Art bedingen, in welcher das Grundwasser in das Flufsbett eintritt, läfst sich aus Abb. 3, Taf. IV entnehmen, welche den Höhenplan des Grundwassers von der Einmündung des Beraun-Flusses in die Moldau darstellt.³) Das dem Mederschlagsgebiete des Eadotin-Baches entstammende Grundwasser mündet bei der Ortschaft Eadotin in geschlossenem Querschnitt unter starkem Gefälle in das Tal der Beraun, ergiefst sich aber nicht in den ganz naheliegenden Elufs, sondern ändert seine Eichtung und bildet in dem Tale einen Parallelstrom zur Beraun, der weiter unterhalb noch durch das Wasser des Flusses gespeist wird. Die Ursache für dieses Verhalten dürfte darin zu suchen sein, dafs Ufer und Sohle der Beraun bei Eadotin nahezu dicht sind, so dafs das Grundwasser bei dem Durch-fliefsen der. Kiesschichten des Tales weniger Widerstand findet, als beim Eintritt in den Flufs. Weiter unterhalb hört die Undurchlässigkeit des Ufers auf und das Wasser der Beraun tritt auf der einbuchtenden Uferstrecke bei Kl. Lahovic teilweise in das Grundwasser über. — Befindet sich die durchlassende Schicht ausschliefslich unter dem von ihr durch eine dichte Decke getrennten Flufsbett, so wird das Grundwasser als ein unter dem Flusse liegender Parallelstrom auftreten.

Je nach dem Grade der Durchlässigkeit der Ufer ändert sich auch die Wirkung, welche das Flufswasser auf die Beschaffenheit des in seiner Nähe gewonnenen unterirdischen Wassers ausübt. Es kann Vorkommen, dafs ein mehrere hundert Meter vom Ufer entfernter Brunnen eine Mischung aus Flufs- und Grundwasser, ein benachbarter aber reines Grundwasser liefert, obwohl er dem Ufer ganz nahe steht. Im allgemeinen sind jedoch Gewinnungsanlagen an einbuchtenden Ufern einer Einwirkung des Flusses mehr ausgesetzt, als an vorspringenden, weil durch den Angriff und die gröfsere Geschwindigkeit der Strömung die Ablagerung dichtender Sinkstoffe erschwert wird. Ob und in welchem Grade eine Mitaufnahme von Flufs wasser stattfindet, läfst sich annähernd durch Vergleichung der Wärme des reinen Grund- und Flufswassers mit der des geschöpften Wassers ermitteln. Bezeichnet

Q die geschöpfte Wassermenge,

Qi das darin enthaltene Flufswasser,

Grundwasser,

0,2 »

und tx und t₂ die zugehörigen Wärmegrade, so ist

Q — Qi -f- 0* t Q — ti Qi + 4 Qi-

Hieraus ergibt sich

Qi

Q (t — U) _

Q = - 0 tl

— t2

darf tx nicht im Flusse ge-

OOO

CM

ALLGEMEINE GESICHTSPUNKTE FÜR DIE GEWINNUNG VON GRUNDWASSER.

167

Wird z. B. bei £x = 15° und t₂ = 8° ein Wasser von t = 12° geschöpft, so besteht es zu ⁴/V aus gefiltertem Flufs- und zu ³/t aus Grundwasser. Bei Anwendung der Formel — die übrigens für tt = t₃ im Stiche läfst messen werden, sondern die Ermittelung mufs kurz vor dem Eintritt in den Brunnen u. s. w. stattfinden, etwa durch ein auf der Flufsseite des Brunnens eingeschlagenes Rohr von 5 bis 8 cm Durchmesser; in gleicher Weise ist t₂ zu bestimmen.

Im übrigen läfst sich gegen die Anlage der Gewinnungsstelle in unmittelbarer Nähe sandiger oder kiesiger Flufsbetten nichts einwenden, sofern die erforderliche Wassermenge auf keinem anderen Wege als durch Mitbeanspruchung des Flusses gewonnen werden kann. Denn das durch die Sandschichten des Flufsbettes gefilterte Wasser eines nicht durch Abwässer verunreinigten Flusses ist mit seltenen Ausnahmen von genügender Beschaffenheit; auch stellen sich Anlage- wie Betriebskosten bei einer solchen Gewinnungsart erheblich niedriger, als wenn man ausschliefslich Flufs-wasser entnehmen und durch künstliche Filterung reinigen wollte. Jedenfalls ist es, trotz der grofsen Annehmlichkeit des kühlen Wassers im Sommer, besser, zu den Zeiten des stärksten Bedarfs eine reichliche, wenn auch etwas wärmere Wassermenge zur Verfügung zu haben, als gerade dann den Verbrauch einschränken zu müssen.

Die Zusammensetzung der wasserführenden Schichten des Bodens ist keineswegs derart, dafs an jeder Stelle gröfsere Mengen brauchbaren Wassers gewonnen werden können. Namentlich in denjenigen Gebieten unseres Vaterlandes, in welchen das Alluvium und Diluvium am meisten vorherrscht, ist die Wassergewinnung oft besonders schwierig. Dies gilt u. a. von zahlreichen Flufsniederungen, in denen sich brauchbare Schichten oft nur vereinzelt vorfinden und zwar in der Form von Nestern und Adern, welche in mächtige Lehm- und Mergelschichten eingelagert sind. Vielfach läfst auch das gewonnene Wasser infolge seiner grofsen Härte oder seines Gehalts an Schwefelwasserstoff und organischen Bestandteilen zu wünschen übrig. Das sehr häufig vorkommende Eisen, welches früher die Benutzung von Grundwasser namentlich in den Gebieten des nord- und ostdeutschen Tieflandes stark einschränkte, bildet gegenwärtig kein Hindernis mehr, weil es sich durch eine verhältnismäfsig einfache Behandlung des Wassers fast vollständig beseitigen läfst. In Gegenden, wo die Anschwemmungen grobkörniger und vergleichsweise rein sind, ist die Gelegenheit, gutes Grundwasser in gröfseren Mengen zu gewinnen, viel häufiger; dies gilt insbesondere von den Ausläufern der Höhenzüge und Gebirgshänge, in deren Ablagerungen von Trümmergesteinen sich das Grundwasser talabwärts bewegt. — In jedem Falle bedarf es zur Ermittelung einer geeigneten Gewinnungsstelle gründlicher Voruntersuchungen, namentlich wenn es sich um gröfsere Wassermengen handelt. Von derartigen Untersuchungen sind u. a. diejenigen über die Wasserversorgung der Städte Strafsburg, Berlin, München, Mannheim und Leipzig durch Veröffentlichung näher bekannt geworden. In Mannheim ist es im Anfänge der achtziger Jahre nach langjährigen erfolglosen Bemühungen gelungen, durch Ausdehnung der Untersuchungen auf das in Abb. 2, Taf. IV dargestellte Gebiet von etwa 7 Quadratmeilen Gröfse und durch das Studium der geologischen Verhältnisse eine Bezugsstelle für eine ausreichende Menge brauchbaren Grundwassers und die Gründe für die Erfolglosigkeit der bis dahin ausgeführten Vorarbeiten nachzuweisen. — Der Umfang der erforderlichen Voruntersuchungen ist bereits in § 7 des I. Kapitels angegeben; hier möge nur noch wiederholt «werden, dafs nach dem gegenwärtigen Stande-der bakteriologischen Forschung das Wasser aus Schichten, welche flacher liegen

als 4 bis 5 m, nicht mit Sicherheit als keimfrei angesehen werden darf. Dabei ist vorausgesetzt, dafs der überdeckende Boden dicht genug ist, um als Filter zu wirken und dafs nicht Oberflächenwasser    durch vorhandene    Spalten    und Risse    bis    zu der

Fassungsanlage gelangt.

Was die äufseren Merkmale betrifft, welche auf das Vorhandensein von Grundwasser schliefsen lassen, so darf    das    Fehlen oder spärliche    Auftreten    von    offenen

Wasserläufen in der weiteren Umgebung der in Aussicht genommenen Gewinnungsstelle, das geringe Anschwellen kleiner Wasserläufe nach starkem Regen, die durchlässige Beschaffenheit der Oberfläche, die Speisung tief eingeschnittener Wasserläufe • und Seen durch Grundwasser oder    das    Auftreten von    Grundwasserbächen    und    die Erscheinung von Quellen am Fufse    von    Abhängen als    Zeichen    für das Vorhandensein

gröfserer unterirdischer Wassermengen gelten. Als Sammelorte des Grundwassers und als Lagerstellen des Grundwasserträgers kommen aufser den Flnfstälern und verlassenen Flufsbetten die Gebiete zwischen Berghängen und Niederungen, ferner grofse Mulden mit fehlendem oder geringem Oberflächenablauf in Betracht; es finden sich aber auch manchmal oberirdische Wasseransammlungen und Sumpfbildungen, von denen das aus der weiteren Umgebung stammende Grundwasser mittels einer undurchlässigen Schicht getrennt ist.

Die in Kap. I, § 7 genannten Bohrungen werden meistens mit 5 bis 8 cm weiten Rohren ausgeführt. Ist eine wasserführende Schicht von ausreichender Stärke angetroffen, so läfst sich jedes Bohrloch in einen Rohrbrunnen (§ 6) verwandeln, aus welchem Wasser entnommen und auf seine Beschaffenheit geprüft werden kann. Mifst man bei solchen, meistens durch Handpumpen stattfindenden Entnahmen neben der Wassermenge zugleich die Absenkung des Wasserspiegels, so erhält man, da kleine Absenkungen

sich wie die Ergiebigkeiten verhalten (siehe weiter unten), in dem Quotienten

Ergiebigkeit Absenkung ’

welchen Thiem die „spezifische Ergiebigkeit“ nennt, einen Mafsstab für die Durchlässigkeit der verschiedenen Bodenarten; doch ist diese Messung, da sie während des Betriebes der Pumpe ausgeführt werden inufs, in den engen Bohrlöchern mit einigen Schwierigkeiten verbunden. Aus der vergleichenden Zusammenstellung der gewonnenen Ergebnisse ergeben sich genügende Anhaltspunkte für die Lage desjenigen Gebiets, welches die Lieferung der erforderlichen Wassermenge mit einiger Sicherheit verspricht. Gleichzeitig ist eine Ermittelung der Stärke der wasserführenden Schicht und eine Prüfung der erbohrten Bodenarten bezüglich ihrer Aufnahmefähigkeit an Wasser und der Ivorn-gröfse ihrer einzelnen Bestandteile vorzunehmen. Beständen die einzelnen Körner aus Kugeln von gleichem Durchmesser, so würde, wie sich leicht nachweisen läfst, je nach der Lagerungsart der Kugeln die Summe der leeren Zwischenräume dem 0,26 bis 0,48fachen des Gesamtinhalts entsprechen; in Wirklichkeit geht wegen der verschiedenen Gröfse und Form der Einzelbestandteile der mit Wasser gefüllte Raum der hier in Betracht kommenden sand- und kieshaltigen Bodenarten aber bis auf 0,08 (8°/o) herab, während er nur selten 0,35 (35%) überschreitet. Dabei macht man häufig die Beobachtung, dafs ein mittelgrober Sand von gleichmäfsiger Beschaffenheit mehr Wasser fafst, als sogenannter grober Kies, in dessen Zwischenräume noch kleinere Körner eingebettet sind. Im übrigen ist der Poreninhalt aber auf ein und demselben Gebiete manchmal recht verschieden und es ist deshalb eine gröfsere Zahl von Proben erforderlich, wenn man einen zuverlässigen Mittelwett zu haben wünscht. Sie werden in der Art vorgenommen, dafs man den gut durchnäfsten Boden unter möglichst dichter Lagerung

in ein Gefäfs mit bekanntem Inhalt füllt und darauf die Wassermenge bestimmt, welche zur Ausfüllung der Poren erforderlich ist. Der erhaltene Wert ist etwas zu grofs, weil die .Dichtigkeit der natürlichen Lagerung nicht ganz erreicht wird; immerhin wird annähernd der Wirklichkeit insofern Rechnung getragen, als eine bestimmte Wassermenge an der Oberfläche der einzelnen Körner zurückgehalten wird. Im übrigen bedingt ein gröfserer Porenraum nicht immer eine gröfsere Durchlässigkeit, weil der YYiderstand, welchen der Grundwasserträger dem Durchfliefsen des Wassers entgegensetzt, wesentlich von der benetzten Oberfläche, also von der Korngröfse der Schichten abhängt.

Zur Anfertigung des in Kap. I, § 7 erwähnten Schichtenplans des Grundwassers ist die Oberkante der (gegen das Eindringen von Oberflächenwasser zu schützenden) Rohre durch Höhenmessung festzulegen und der Abstand des Grundwasserspiegels von dieser Oberkante aus zu messen. Durch Yerbindung der gleich hohen Punkte ergibt sich der Höhenschichtenplan, aus welchem die Stromrichtung, sowie das Gefälle und die Ausdehnung des Stromes zur Zeit der Messung erkennbar wird; auch gewinnt man ein Urteil darüber, ob man es mit einem Grundwasserbecken mit fehlendem oder geringem Gefälle oder mit einem unterirdischen Wasserlaufe zu tun hat. Aus dem Gefälle, dem wasserhaltenden Querschnitt und der Durchlässigkeit läfst sich dann die Ergiebigkeit des unterirdischen Wasserlaufs berechnen. Nach den namentlich von Darcy bezüglich der Bewegung des Wassers in durchlässigen

Bodenschichten vorgenommenen Yersuchen wächst die Geschwindigkeit annähernd im

h    .    .    .

Leitungen, mit \J

2.

gleichen Yerhältnis mit dem Spiegelgefälle ₇ und nicht, wie bei der Bewegung in Demnach ist 7 h

V — k -r

wenn v die sekundliche Geschwindigkeit und k einen von der Beschaffenheit der Schicht abhängigen Beiwert bezeichnet. Ist ferner k₁F der wasserhaltende Querschnitt (d. h. die Summe der vom Wasser erfüllten Zwischenräume nach Abzug des zur Benetzung der Oberfläche erforderlichen und des durch Kapillarität zurückgehaltenen Wassers), so beträgt die dem Grundwasserstrom zu entnehmende Menge Q = JcTc₁F-^ .

; dann wird

500

CÛO

M)

Beispielsweise sei k = 0,008 und ^ =

500    62500

m i. d. Sek.

oder

= 1,38 m täglich.

24.60.60 .

62500

Ist gleichzeitig der Porenraum = ⁴/4 des Gesamtinhalts der wasserführenden Schiebt, also ki — 0,25, so liefert 1 qm des Grundwasserträgers

0,25.1,38 = 0,345 cbm "Wasser täglich.

Da die Durchlässigkeit bei einem gröfseren Yersuchsfelde manchmal recht verschieden ist, so hat man versucht, an Stelle der im folgenden Abschnitt anzugebenden Berechnung von h den Weg der unmittelbaren Beobachtung einzuschlagen. So wird nach dem von Thiem angegebenen Verfahren die Zeit gemessen, welche eine Kochsalzlösung gebraucht, um den Weg von einem Bohrloch zu einem zweiten stromabwärts belegenen zu durchfliefsęn (vergl. auch Kap. I der 3. Aufl. dieses Bandes, S. 45). Ist die zwischen beiden Bohrlöchern befindliche Schicht von nahezu gleichmäfsiger Beschaffenheit, so können die gemessenen Werte annähernd als die mittleren Geschwindigkeiten des wassergebenden Querschnittes angesehen und unmittelbar zur Bestimmung der

durclifliefsenden Wassermenge benutzt werden. So ermittelte Thiem die Tagesgeschwindigkeit des Grundwassers in der Nähe von Stralsund⁴) bei einem Gefälle -l-zu 39,4, 36,8 und 38,6, also im Mittel zu 38,3 m, woraus sich Je zu

38,3___

-77- .24.60.60

50

berechnet. Bei unregelmäfsiger Lagerung ist jedoch eine gröfsere Zahl von Beobachtungen erforderlich, um einen brauchbaren Mittelwert zu erhalten. Wie verschieden die ge- '

fundenen Geschwindigkeiten sein können, zeigen beispielsweise die Messungen in der Nähe von Prag auf dem in Abb. 3, Taf. IY dargestellten Yersuchsfelde, wo an den in der Rich-C tung der Grundwasserströmung liegenden Bohrlöchern A, B und G (Abb. 1) beobachtet wurde, dafs die Salzlösung die Strecke AB in 72 Stunden zurücklegte, während sie 240 Stunden gebrauchte, um von B nach C zu gelangen. Dabei weicht das Spiegelgefälle beider Strecken nicht wesentlich voneinander ab und auch der Unterschied der in den drei Punkten entnommenen Proben des Grundwasserträgers ist nicht grofs genug, um die erhebliche Abweichung der Geschwindigkeit zu erklären. Unter der Voraussetzung, dafs die Versuche mit der nötigen Sorgfalt angestellt sind, kann diese Abweichung nur in dem Vorhandensein gröfserer Zwischenräume. auf der Strecke AB begründet sein; vielleicht ist sie auch mit darauf zurückzuführen, dafs infolge des stattgefundenen Betriebes des Versuchsbrunnens die feinen Sande in dessen Umgebung zum Teil ausgewaschen waren.

Ist durch die Bohrungen eine Grundlage für Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit und Abflufsmenge des unterirdischen Wasserlaufs gewonnen, so läfst sich mit einiger Sicherheit die zweckmäfsigste Stelle für die Gewinnung ermitteln und zur Herstellung des in § 7, Kap. I erwähnten Versuchsbrunnens schreiten. Von dessen Anlage ganz abzusehen, empfiehlt sich nur, wenn jeder Zweifel an der Erlangung der erforderlichen Wassermenge durch die örtlichen Verhältnisse ausgeschlossen ist. Derartige günstige Umstände gehören aber zu den Ausnahmen, anderseits ist es aber nicht zu empfehlen, an einen solchen Versuch ohne genauere Vorarbeiten heranzutreten. Wenn auch verschiedene Wasserwerke auf diesem Wege mit Erfolg zur Ausführung gebracht sind, so fehlt es doch nicht an Beispielen, wo man schon in den ersten Jahren des Betriebes zu der Erkenntnis gelangen mufste, dafs auf eine dauernde Ergiebigkeit trotz des günstigen Erfolges der Versuchsanlage nicht zu rechnen sei. Meistens hatte man in solchen Fällen von den angesammelten Beständen des Grundwassers gezehrt, während die laufenden Zuflüsse den Bedarf nicht zu decken vermochten.

Aber auch bei sorgfältiger Ausführung der genannten Vorarbeiten in Verbindung mit dem Probeversuch ist zu berücksichtigen, dafs sich durch sie nur die zeitige Ergiebigkeit des Grundwasserlaufs mit einiger Sicherheit bestimmen läfst. Eine längere Ausdehnung der Beobachtungen,# die stets zu empfehlen ist, gewährt zwar durch Vergleichung der bei verschiedenen Grundwasserständen gewonnenen Höhenlinien ein Urteil

_ 790 rris _

•Je.

= 0,022

Abb. 1.

VavucTisbrunneity

\----- 380771,

---*---

_ 270777. __

⁴) Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1887, S. 1133.

Die vier im Stromstriche liegenden Bohrlöcher hatten Entfernungen von 23, 23 und 44 m; zur Ermittelung der Geschwindigkeit wurde das obere mit 150 kg Kochsalz beschickt und bei der Beobachtung auf Beseitigung des Einflusses der Diffusion Bedacht genommen.

000

|\2

über den Einflufs der Schwankungen auf Gefälle und Ergiebigkeit des unterirdischen Wasserlaufs; doch wird es nur selten möglich sein, den Zeitpunkt abzuwarten, wo das Grundwasser den niedrigsten Stand erreicht hat. Man ist demnach bis zu einem gewissen Grade auf den Weg der Schätzung angewiesen, wobei sich manchmal Beobachtungen an benachbarten Brunnen mit Nutzen verwenden, lassen. Ist ein Brunnen viele Jahre im Gebrauch gewesen, ohne vertieft zu sein, so mufs das Grundwasser stets etwas über der Sohle gestanden haben und man kann annehmen, dafs es auch bei seinem tiefsten Stande nicht darunter herabsinken wird.

Einen weiteren Anhalt liefert der Versuch, das Speisungsgebiet des beobachteten Grundwasserlaufs zu ermitteln und unter Zugrundelegung der Niederschlags-, sowie der Versickerungshöhe, die kleinste zu gewinnende Wassermenge annähernd zu berechnen. Doch wird sich eine solche Ermittelung nur in Ausnahmefällen mit einiger Sicherheit anstellen lassen.

Nachdem das Vorhandensein einer ausreichenden Grundwassermenge nachgewiesen ist, kommt es darauf an, sich über die Art der Gewinnung schlüssig zu machen. Bei mäfsiger Tiefe und ebener Lage der undurchlässigen Schicht ist ein auf dieser liegender Sammelkanal am geeignetsten, die ihm seitlich zufliefsenden Wasserfäden abzufangen. Liegt der Träger des Grundwassers in gröfserer Tiefe oder bildet die undurchlässige Schicht Mulden, über welche der mit Gefälle zu verlegende Sammelkanal hinwegführen oder Erhöhungen, welche er durchschneiden würde, so ist die Anlage von Brunnen am Platze. Diese passen sich den Unebenheiten der Schichten besser an und haben auch den Vorzug, dafs es möglich ist, jeden einzelnen Brunnen vom Betriebe aus-zuschliefsen. Demgemäfs sind die Sammelleitungen auf ein vergleichsweise beschränktes Feld angewiesen ; nur in einzelnen Fällen kommen sie mit den Brunnen auf die engere Wahl oder es empfiehlt sich eine Verbindung beider Anlagen.

4. Ergiebigkeit der Grundwasserfassungen.

Die Sammelleitungen sind so einzurichten, dafs die zugeführte Grund wassermenge möglichst vollständig abgefangen wird; dies geschieht, wenn die Verlegung auf der Sohle der undurchlässigen Schicht erfolgt (Abb. 2). Geschieht die Gewinnung durch einen Kanal, so mufs dieser neben einer ausreichenden Gröfse zur Abführung auch eine genügende Zahl von Öffnungen zum Eintritt des Wassers haben. Ist dies der Fall, so zeigt ein Schnitt senkrecht zur Achse des Kanals das in Abb. 2 dargestellte Bild, wobei der Einfachheit wegen die Spiegelfläche des Grundwassers als wagerechte Ebene angenommen ist.

Abb. 2.

[7nffesenfc.te7‘ Wccs^\erspiepel

..........*

mmmmm

l7ndiirc7iLci-ysigfe- ocfvc

m,

----x---Ą

Es sei vx die Geschwindigkeit, mit welcher das Wasser im Abstande x vom Kanal diesem zufliefst, so beträgt die von der rechten Seite in ihn gelangende Wassermenge

Q = vxybk^

wenn h die Länge des Kanals und kx den die Durchlässigkeit (den Porenraum) darstellenden Beiwert bezeichnet. Das sich bildende Spiegelgefälle entspricht der Tangente an die Querschnittskurve in dem durch die Ordinaten x und y bestimmten Punkte, kann also = ^ gesetzt werden. Demnach ist gemäfs Formel 2

_ 7, dv

— lvdA

vx

und

Hieraus folgt

Q — k    ; Qdx — Je kx b y jrr-

dy

Qx — kkxb

bh²

und da für x = 0 y = h wird, so ergibt sich C — — kJcx —

Jckib

oder

Cy² - n

Die Schnittlinie des Wasserspiegels bildet also eine Parabel der Gleichung

2 Qx

V¹

Tckib

3,

Für den Grenzwert y — II und x — L wird

4.

kki b (ff² — 7t²)

L entspricht hier derjenigen Entfernung vom Sammelkanal, in welcher der Abstand des gesenkten vom ungesenkten Grundwasserspiegel vernachlässigt werden kann.

Die Gleichung 4 gilt für den Zuflufs von einer Seite; tritt das Wasser (wie in Abb. 2) von beiden Seiten in den Kanal, so ist Q doppelt so grofs.

Die Geschwindigkeit, mit welcher sich das Wasser nach der Leitung zu bewegt, wächst mit der Abnahme des wasserführenden Querschnitts und erreicht ihren gröfsten Wert an der Eintrittstelle in den Kanal. Hieraus geht die Kotwendigkeit hervor, die Umgebung des Kanals möglichst durchlässig zu gestalten, was durch die Umhüllung mit Steinschlag bezw. Kies geschieht. Je mehr sich die Geschwindigkeit der Eintrittsstelle derjenigen des natürlichen Wasserlaufs nähert, desto weniger ist eine Versandung zu fürchten.

An dieser Stelle möge auch darauf hingewiesen werden, dafs die auf die Längeneinheit eines kürzeren Yersuchsschlitzes entfallende Entnahmemenge viel erheblicher ist, als bei einem Sammelkanal von gröfserer Erstreckung. Das Wasser, welches den Endpunkten zufliefst, bildet bei der Versuchsstrecke einen beträchtlichen Teil der Gesamtmenge, während es bei der endgiltigen längeren Anlage nur wenig ins Gewicht fällt.⁵)

Liegt die Sohle des Sammelkanals über der undurchlässigen Schicht, so bildet sich als Grenze der Entnahme eine parabelartige Fläche aus, deren Schnittlinie in Abb. 3 durch A JB angedeutet ist. Da in den meisten Fällen diese Fläche die undurchlässige Schicht in keiner grofsen Entfernung vom Sammelkanal treffen wird, so findet fast immer eine Beanspruchung des Grundwasserträgers in seiner ganzen Stärke statt.

B) Die Form des gesenkten Wasserspiegels beim Betriebe eines Sickerschlitzes von beschränkter Länge wird unter Voraussetzung einer wagerechten Lage der ungesenkten Wasserfläche ermittelt von Ph. Forchheimer in der Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1886, S. 553. Die Ergiebigkeit eines solchen Schlitzes der Länge l ist hiernach so grofs, wie diejenige eines Brunnens vom Durchmesser j bei gleicher Spiegelsenkung.

SBfÉiSlllP«*

zM

k---X---\Schlc7vt

Abb. 4.

\M

2R___^— 2R

Abb. 3.

Scurunclkdîzctù

(r

-j

r et-

jder

Abb. 5.

UrigesenJiteJ

fr*-*

I Wasserspiegel,

PA

-C/>-

ŻZL-±

--1

Undurchlässige Schicke

-B- h

TJrhdxirc?iZcissige

Entschliefst man sich zu einer Entnahme durch Brunnen, so ist deren Entfernung in erster Linie von der Stärke und Beschaffenheit der durchlässigen Schicht abhängig’; aufserdem kommt noch die Art der Ausführung, insbesondere der Brunnendurchmesser und die Handhabung des Betriebes in Frage. Bei gleichmäfsiger Durchlässigkeit und Tiefe des Grundwasserträgers ist es nicht schwer, die Ergiebigkeit eines Brunnens durch Rechnung zu bestimmen und aus dem Ergebnis die erforderliche Anzahl der Entnahmestellen oder ihren Abstand zu ermitteln. Hat man z. B. durch die Yorarbeiten gefunden, dafs der Grundwasserlauf bei einer Breite B (Abb. 4) die erforderliche Wassermenge M mit Sicherheit zu liefern vermag, und bezeichnet Q die

M

Ergiebigkeit jedes Brunnens bei der zulässigen Absenkung, so sind mindestens Brunnen in einer Entfernung — 2 JR und in einer senkrecht zur Gefällriclrtdng

liegenden Linie anzulegen.

Um Q zu berechnen, möge wieder die vereinfachende Voraussetzung eines in wagerechter Ebene liegenden Grundwasserspiegels gemacht werden. Dann ist der Zu-flufs von allen Seiten gleich grofs und nach Abb. 5 bei durchlässigen Seitenwandungen

Q = y 2 x 7t vx Ä-’j,

wenn vx die Geschwindigkeit bezeichnet, mit welcher das Wasser eines Ringzylinders vom Halbmesser x und der Höhe y dem Mittelpunkt des Brunnens zufliefst und die

^ = h₁ gesetzt wird.

und

Durchlässigkeitsziffer des Grundwasserträgers ^

Für einen Punkt P der Ordinaten x und y ist v — Je

Q — 2 xy tu    Je Je !.......

Wasserquerschnitt

Gesamtquerschnitt

5.

dx

= 2%kk₁y dy

oder

Q—

X

Q log nat x = k 7^ ÿ* tz + C.......

Für x — r wird y — A ; demnach Q log nat r — kkxli* tt = C und Q log nat y — kkx% (if — If)

kkiK (y² — fc²) k₀ m (t/³ — 7t²)

log nat *

7,

log nat y

Dieser Ausdruck geht für die Grenzwerte y — H und x — R über in

fco rcfff²- fc²)

Zo<? nat —

Die Gleichung 7 ist zuerst von Thiem⁵) in der untengenannten Abhandlung aufgestellt und ihre Richtigkeit an den Betriebsergebnissen verschiedener Yersuchsbrunnen nachgewiesen. Aus ihr folgt, dafs die Ergiebigkeit mit abnehmendem h, d. h. mit der Absenkung s des Wasserspiegels und zugleich mit dem Halbmesser des Brunnens wächst. Für den gewöhnlich vorkommenden Fall, dafs das Wasser künstlich gehoben werden imufs, findet die Absenkung ihre Grenze in der Saugehöhe und in der Erwägung, dafs I h grofs genug bleiben mufs, um die Eintrittsgeschwindigkeit nicht über ein bestimmtes Mafs an wachsen zu lassen. Da durch alle Ringzylinder des gesenkten Grundwassers die gleiche Wassermenge fliefst, so hat man es bis zu einem gewissen Grade in der Hand, den Brunnendurchmesser je nach dem Mafse der gewünschten Absenkung zu bestimmen, sobald durch die sich aus 7 ergebende Gleichung

y' = i£r l°ynat (f) + w

fc₀ Tc (H 4- h) {K — h)

log nat

. . 8.

9.

die Form des Achsenschnittes der gekrümmten Wasseroberfläche festgelegt ist. Beispielsweise kann der Spiegel des in Abb. 5 eingetragenen gröfseren Brunnens vom Halbmesser rt um — h höher liegen, als der des kleineren ; senkt man ihn aber ebenfalls bis auf h hinab, so wird die Ergiebigkeit gröfser und der Schnitt der Krümmungsfläche nimmt die punktiert dargestellte Form an. Indessen ist die Zunahme der Ergiebigkeit durch Yergröfserung des Brunnendurchmessers verhältnismäfsig gering ; dagegen hat die Stärke H der wasserführenden Schicht einen erheblich gröfseren Einflufs. Beides geht aus Abb. 6 hervor, welche die Ergiebigkeit verschiedener Brunnen von 0 bis 5 m Halbmesser bei 3, 5, 7 und 10 m Stärke des Grundwasserträgers unter der Yoraussetzung darstellt, dafs k₀ überall = 0,005 sei, der Wasserspiegel im Brunnen stets um 2 m abgesenkt werde und der in 250 m von der Brunnenachse noch vorhandene Unterschied zwischen dem abgesenkten und dem natürlichen Wasserspiegel vernachlässigt werden könne. Mit der Stärke der wasserführenden Schicht nimmt die Ergiebigkeit rasch zu; aufserdem läfst die Art des Ansteigens der Kurven ersehen, dafs der Einflufs der Brunnenweite nur gering ist. Ein Rohr von 0,20 m Weite liefert z. B. bei gleicher Absenkung theoretisch über zwei Drittel der Wassermenge eines Brunnens von 2 m und etwa 60 % derjenigen eines solchen von 4 m Durchmesser. Mit Rücksicht auf die

oco

Abb. 6. Ergiebigkeit von Brunnen mit durchlässigem Mantel für r — 0 bis 5 m, R = 250 m, H — h = 2 m, H — 3 bis 10 m, k₀ = 0,005.

200j>1    _____________ ______________________

780 »

Jf - 70 no /ł= 8 •'

-760 »

Ergiebigkeit in Sekundenlitern.

7*70 "

720

700 »

SO n

60 »

00 «

20 »

Durchmesser der Brunnen.

7l = 3 «

H = 3 no 7t = 7 "

70

niedrigeren Herstellungskosten empfiehlt sich deshalb die Anwendung kleiner Durcli-yorausgesetzt, dafs die erhöhte Eintrittsgeschwindigkeit vT des Wassers nicht die einzelnen Teile der wasserführenden Schicht in der Nähe des Brunnens in Bewegung setzt und diesen dadurch versandet, oder dafs gegen eine solche Versandung durch eine ausreichende Zahl der Brunnen oder durch Anlage umhüllender Filterschichten geeignete

, so verhalten sich die

messer.

<1

Vorsorge getroffen ist. Da Q — 2rizhvrh^ also vT —

Eintrittsgeschwindigkeiten wie diq BrunnendurchmesseV

Nimmt man innerhalb mäfsiger Absenkungen R als unveränderlich an, so ergibt sich für die gelieferten Wassermengen eines Brunnens bei verschiedenen Werten von h

2 ruh ki

nach Gleichung 8 das Verhältnis

(H+h) s

(H + h)(H — h)

~ H² — hi² ~ (// + hi) (H — hi)

wenn 5 und st die Absenkungen bezeichnen. Bei nicht zu geringer Stärke der wasserführenden Schicht weicht H -j- h nicht erheblich von H -f- 7^₁ ab, so dafs die Ergiebigkeit in solchen Fällen annähernd in gleichem Verhältnis mit der Absenkung zunimmt.

H² — h²

(H + hi) si '

Die Gröfse von Q hängt ferner wesentlich von dem Beiwert Jc₀ — kkt ab, dessen Wert je nach der Beschaffenheit der wasserführenden Schicht schwankt. Zu seiner Ermittelung kann beim Betriebe eines Versuchsbrunnens Gleichung 7 benutzt werden, aus der sich ergibt

lo -

Q log nat *

doch ist der gefundene Wert nur zutreffend, wenn der Brunnen, entsprechend der bei Entwickelung der Gleichung gemachten Voraussetzung, auf der undurchlässigen Schicht aufsteht. Ist dies nicht der Fall, so erhält die Gleichung des Achsenschnitts des gesenkten Spiegels eine etwas andere Form ; indessen begeht man keinen grofsen Fehler, wenn h und y bei solchen Brunnen bis zu der durch die Sohle gelegten wagerechten Ebene gemessen werden.

Werden beispielsweise aus einem 2 m weiten Brunnen dauernd 30 sl geschöpft, ist also Q = 0,03 cbm und hat man für h — 4,9 m, ferner in einem 20 m von der Brunnenachse entfernten Bohrloch für y — 6 m gefunden, so ergibt sich

20

0,03 log nat y

fl: (6² — 4,9²)

= 0,0024.

Liegt über die Gröfse von y keine Beobachtung vor, so läfst sich auch Gleichung 8 zur Ermittelung von Tc₀ verwenden, doch müssen dann H und R bekannt sein. H entspricht dem Abstande der Brunnensohle vom ungesenkten Wasserspiegel; für R kann man, wenn nicht eine genauere Bestimmung während des Brunnenbetriebes vorgenommen wird, einen Näherungswert einsetzen. Aus verschiedenen Messungen ist nämlich bekannt, dafs der Punkt der Absenkungskurve, dessen Abstand vom ursprünglichen Grundwasserspiegel vernachlässigt werden kann, meistens in 250 bis 500 m Entfernung vom Brunnen liegt. In dem vorliegenden Falle sei z. B. H = 7 m ; dann findet man für Jc₀ = 0,0024 aus Gleichung 8:

0,03 =

0,0024 re (7² — 4,9²)

log nat ~

und es ergibt sich R zu 535 m. Da die natürlichen Logarithmen nur langsam wachsen, so kann der angenommene Wert für R von dem wirklichen ziemlich erheblich ab weichen, ohne dafs k₀ merklich beeinflufst wird. So berechnet sich, wenn R nicht = 535 m gesetzt, sondern nur zu 300 m angenommen wird, aus Gleichung 8

0,03 log nat

300

TT (7² — 4,9²)

also ein Wert, der von 0,0024 nicht allzusehr abweicht.

= 0,0022.

Die Berechnung von Jc₀ ist auch möglich durch Beobachtung der Zeit, innerhalb der das Wasser nach dem Einstellen des Pumpens an verschiedenen Stellen des Brunnens

um ein bestimmtes Mals m auf steigt (Abb. 7). Der Wassergehalt einer Scheibe von dieser Dicke und dem Halbmesser x beträgt:

m [r² z -f- (x² ■— r²) z 1c].

Hierfür darf mhzx² gesetzt werden, da r viel kleiner, als x ist. Aun ist dieser Wassergehalt aber auch = t Q, wenn t die Zeit des Ansteigens und Q die sekundlich zufliefsende Wassermenge bezeichnet. Sie stimmt mit der Menge überein, die Pumpe ausgeschöpft wurde. Für Ordinaten y₁ und y₂ festgelegte Be-

Abb. 7.

~T----

Jl

Zr-

y-*r-1 f------V--ł

I

die im Beharrungszustande des Betriebes durch zwei verschiedene, ihrer Höhe nach durch die obachtungsstellen hat man demnach

Q = mJczxl

to

• Hieraus ergibt sich y

æ²2

Xl²

oder

t2

log nat y = 2 Zo# nat x₂ — 2 log nat xx.

Nun ist nach Gleichung 9

2 log nat x₂ = 2 Q/² — ä²)

7t

und demnach

oder

2 log nat xx = 2 Q/² — A²) log nat -y -

lC₀K

-|- 2 log nat r -j- 2 Zo# natr

2 Tc (2/2² — 2/1²)

²|^ « - yD

Zo# waZ y

9a.

Beispielsweise stehe in einem Versuchsbrunnen, nachdem ihm längere Zeit hindurch 40 sl entnommen wurden, der Spiegel um h = 7 m über der Brunnensohle. Das Pumpen werde dann eingestellt und ermittelt, dafs nach der Hebung des Spiegels um 0,75 m ein weiteres Steigen um 0,05 m eine Zeit von 48 Sekunden beanspruche. Hat

sich das Wasser bis 1,1 m über der tiefsten Absenkung gehoben, so mögen 230 Sek. ver-

0,75 + 0,8

= 7,775 m,

= 8,125 m, ferner tx — 48, t₂ = 230 Sekunden und Q = 0,04 cbm.

gehen, bis es wieder um 0,05 m steigt. Hier ist also yx = 7 -f-1,1 + 1,15

Z/2 - ^ ~U

Aus Gl. 9a ergibt sich nach Einsetzung dieser Werte

0,04

log nat    = 0,0018.

Aus Ermittelungen an ausgeführten Anlagen sei erwähnt, dafs von Smreker gelegentlich der Vorarbeiten für die Wasserversorgung von Mannheim Jc₀ zu 0,00235 gefunden wurde, während die Betriebsergebnisse der Probebrunnen für das Wasserwerk in Tolkewitz bei Dresden Jc₀ — 0,0017 ergeben. Bei dem Versuchsbrunnen in Darmstadt ergab sich U für eine Absenkung im Brunnen von 2 bis 3 m zu reichlich 250 m ; der Untergrund bestand zu aus grobem Sande (Korngröfse 0,5 bis 2 mm) und zu 56 °/₀ aus Grand und kleinen Steinen. — Die bei dem Mannheimer Versuchsbrunnen vorgenommenen Messungen ergaben unter Bezugnahme auf Abb. 5 folgende Zahlen:

Piefke⁷) fand bei seinen Beobachtungen an dem (weiter unten besprochenen) Gill’schen Filterbrunnen in dem ziemlich feinen Sande der Umgebung für R = 225 bis 375 m je nach dem Steigen oder Fallen des Grundwassers. — Ist hQ ermittelt und zugleich das Gefälle y des Grundwassers festgestellt, so berechnet sich der zur Lieferung einer bestimmten Wassermenge Q erforderliche Querschnitt F des Grundwasserträgers aus Q = Jc₀ F

2tc (8,125² — 7,775²)

22 o/₀

aus

feinem Sande (Korngröfse bis 0,5 mm), zu 22 °/₀

150    175    200    250    m

0,31    0,28    0,26    0,25 „

0,35    0,32    0,28    0,25 „

.    0,51—0,53    0,48    0,43—0,44    0,37 „

zu

10.

nur —

K h

In Mannheim, wo täglich 15000 cbm oder sekundlich 0,174 cbm zu gewinnen waren, betrug U-; führt man für lc₀ den ermittelten Wert 0,00235 ein, so ergibt sich die erforderliche Quer-

schnittsfiäche des Grundwasserträgers zu

⁷) Piefke, Über natürliche und künstliche Sandfiltration. Berlin 1881. —: Derselbe. Die Bodenfiltration.

Berlin 1883.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

12

0,174

0,00235

— . 1400 = 103400 qm.

Da die von Smreker ausgeführte 2,5 km lange Fassung ihre Wirkung etwa 3,5 km weit er-

30 qm des Grundwasserträgers; er besteht aus einer

103 400 3500

mächtigen Schicht feinen Sandes, dem das Wasser durch tiefgehende Rohrbrunnen entzogen wird. Die auf 1 qm des Grundwasserträgers entfallende Durchschnittsergiebigkeit ist vergleichsweise gering, ein Umstand, der sowohl auf das schwache Gefälle des Grundwassers wie auf den kleinen (an der Yersuchs-stelle nur zu 9°/o ermittelten) Porenraum des Sandes zurückzuführen ist.

streckt, so entfallen auf jedes lfd. m rd.

Steht das Wasser in der durchlässigen Schicht unter Druck, so wirkt der Brunnen artesisch. Es sei AB (Abb. 8) eine solche Schicht von der Stärke b\ wird

dann in sie ein Brunnen abgesenkt, so steigt das Wasser JJ bis zu einer Höhe h — b über die Oberkante der Schicht empor. Setzt man wieder voraus, dafs der Zuflufs zum Brunnen von allen Seiten gleichmäfsig stattfindet, so besteht gegen den Fall der Abb. 5 der einzige Unterschied, dafs der wasserdurchlassende Bingzylinder eines Punktes der Or-dinaten x und y stets die nämliche Höhe besitzt und seine Mantelfläche = b 2 x % 7g ist. Demnach mufs auch die Absenkungskurve nach allen Schnittrichtungen wieder die nämliche Form haben und es gilt wie früher v = k

Abb. 8.

—-r-

WVh,

=F

VA

<>/

uj

lE

y.

—-I

_b

MM

- li

mmmm,

Da nun

so wird

Q — b 2 x %k₁v = b 2 x %k₁k

dx Q x 2 K bk ki

dy =

log nat x -f- C.

2 k bk ki

Für x — r wird y — 7^ ; demnach C = h — wieder = k₀ gesetzt wird,

2 k bk ki

log nat r ; und wenn Je Jc₁

X

2 K b k₀

log nat — -f- h

und

2 K b k₀ (y — h) log nat —

Ist R die Entfernung, in welcher y nahezu = H wird, so ergibt sich

11.

2 k b k₀ (H — h) log nat ~

woraus hervorgeht, dafs die Wassermenge eines artesischen Brunnens in gleichem Verhältnis mit der Absenkung wächst, vorausgesetzt, dafs der Zuflufs eine ausreichende Stärke besitzt und die Eintrittsgeschwindigkeit in den Brunnen nicht zu grofs wird.

to

Die Entwickelung der vorstehenden Gleichungen ist unter der Voraussetzung erfolgt, dafs der natürliche Grundwasserspiegel wagerecht sei und sich demnach in Ruhe befinde. Besitzt der Spiegel aber Gefälle, so bewirkt dies die Bildung einer Jle-schwindigkeit c. Bei einem in Betrieb gesetztehf"Brunhen'wirkt c oberhalb der zu der Geschwindigkeitsrichtung senkrechten Linie XX (Abb. 9) befördernd, unterhalb verzögernd auf die nach dem Mittelpunkt des Brunnens gerichtete Bewegung der Wasserteilchen.

Sei der in Abb. 9 dargestellte Kreis der Grundrifs eines Ringzylinders, in dessen Mitte der Brunnen A steht und v die Geschwindigkeit, mit welcher das Wasser dem im Betriebe befindlichen Brunnen bei wagerechtem Grundwasserspiegel zufliefsen würde, so ist ohne weiteres klar, dafs die verzögernden und beschleunigenden Wirkungen der in der Richtung von v wirkenden Seitenkräfte von c sich gegenseitig aufheben, also deren Gesamtwirkung auf die Ergiebigkeit des Brunnens gleich Null ist. XX bildet innerhalb der Tätigkeit jener Seitenkräfte gewisser-mafsen eine neutrale Achse, und ein in ihrer Xi Richtung geführter senkrechter Schnitt zeigt keine Einwirkung von c und demnach das Bild der Abb. 5, während der Schnitt in der Richtung der X-Achse (Abb. 9) am stärksten beeinflufst wird. Hier vereinigt sich im oberen Zweige der Absenkungslinie c mit v, während im unteren Zweige die Zufiufsge-schwindigkeit dem Unterschiede von v und c entspricht und an der Stelle gleich Null wird, wo v — c geworden ist.

Dabei wird allerdings vorausgesetzt, dafs die von der undurchlässigen Schicht aus gemessenen Werte von yl die nämliche Gröfse haben, wie bei der Absenkung des wagerechten Grundwasserspiegels bezw. dafs die Geschwindigkeit, mit der das Wasser dem Brunnen zufliefst, in den senkrecht übereinanderliegenden Punkten des Ringzylinders gleich grofs ist, eine Annahme, die nur bei kleinerem Gefalle des Grundwassers und grofser Stärke der wasserführenden Schicht in genügender Weise zutrifft.⁸) Was die Gestalt des Schnittes ZZ anbelangt, so ergibt sie sich unter der gemachten Voraussetzung zeichnerisch dadurch, dafs die aus Gl. 7 für den wagerechten Spiegel gefundenen Ordinaten von der geneigten Schnittlinie der undurchlässigen Schicht aus aufgetragen werden; in der nämlichen Weise kann man leicht auf zeichnerischem Wege die Form aller übrigen Schnitte ermitteln.

Besondere Beachtung verdient der Punkt N der Abb. 10, wo die Tangente der Kurve in eine wagerechte Lage übergeht, weil jenseits N woMl noch eine Ablenkung der Wasserfäden von ihrem ursprünglichen Wege, aber kein Eintritt in den Brunnen mehr stattfindet. Die Ordinaten von N sind gleichwertig mit denjenigen eines Punktes der Absenkungskurve in Abb. 5, dessen Tangente mit der X-Achse den Winkel a bildet. Aus Gl. 5 ergibt sich

Abb. 9.

S,C

"<p\CCOS'p

s*

"f

CCOSf

dy

dx

⁸) Vergl. die in Anm. 5 erwähnte Abhandlung von Forchheimer, S. 589.

12*

Abb. 10.

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Un-i

5!_

SU

yn

- yf _    —

1— -n=E Ä —r

¹

) C. Merkel, Zur Geschichte des antiken Ingenieurwesens. Deutsche Bauz. 1892, S. 308. — Eine eingehende, auf langjährigen Studien beruhende Darstellung des Wasserversorgungswesens der alten Völker enthält das treffliche Werk desselben Verfassers: Die Ingenieurtechnik im Altertum. Berlin 1899.

²

) O. Smreker, Vorarbeiten für das Wasserwerk der Stadt Mannheim. Mannheim 1885.

³

s) Bericht der Wasserversorgungs-Kommission an den Rat der Königl. Hauptstadt Prag bezüglich der Versuchsarbeiten zur Gewinnung des Trinkwassers. Prag 1888.

⁴

= 0,008 .

⁵

) A. Thiem, Die Ergiebigkeit artesischer Brunnen, Schachtbrunnen und Filtergallerien. Journ. f. Gas-bel. u. Wasservers. 1870, S. 450. — Ferner sind zu vergleichen folgende Abhandlungen desselben Verfassers: Resultate an dem Versuchsbrunnen für die Wasserversorgung von Strafsburg. Daselbst 1876, S. 707. — Ergiebigkeitsbestimmung eines artesischen Beckens. Daselbst 1879, S. 518. — Der Versuchsbrunnen für die Wasserversorgung der Stadt München. Daselbst 1880, S. 156. — Die Wasserversorgung der Stadt Nürnberg. Leipzig 1879. S. 26.

fSW-i

Z,-Ą

H----

-4------4

und wenn man

U/ _

dx

— tanga, a? = £n, y = ya setzt, so folgt

12,

2 yakQv: tang a

Bei Benutzung dieses Ausdrucks ist ya vorläufig etwas kleiner als H anzunehmen und dann genauer aus Gl. 9 zu berechnen.

Für jeden anderen Schnitt durch die Brunnenachse, welcher mit der A-Achse den Winkel y bildet (Abb. 9), gilt

13.

2yak₀K tang a (-^-₀ )

Hat die wasserführende Schicht eine grofse Stärke, so ist y von ln nicht sehr verschieden und man erhält aus Gl. 12.

= —

14.

2 hk₀K tang a ⁵

ein Ausdruck, der mit dem von Forchheimer⁹) auf anderem Wege gefundenen übereinstimmt.

Annähernd kann hieraus die Entfernung bestimmt werden, in welcher ein Brunnen vom Ufer eines Sees oder eines Flusses anzulegen ist, damit nur Grundwasser geschöpft wird. Sollen z. B. dem in Abb. 11 dargestellten Brunnen sekundlich 25 1 entnommen werden und ist H — 10,5 m, h — 8 m, r = 2,5 m, k₀ — 0,002, ferner da&

so findet man nach Gl. 12, nachdem yn

Gefalle des zufliefsenden Grundwassers vorläufig zu 9,8 m angenommen wurde:

800

0,025

2.9,8.0,002..-A

= 163 m.

Eine genauere Berechnung nach Gl. 9 ergibt für yn — 9,5 m, dem zn — 168 m entspricht. Der erforderliche Abstand wächst mit der Stärke der Entnahme; steigert man diese im vorliegenden Falle auf 40 sl, so wird, unter der Annahme von 8,8 m für yn:

= 289 m.

0,04

800

2.8,8.0,002 n .

⁹) A. a. O. S. 560.

N;

----fcÇ; --

to

Abb. 11.

W/.

WE

Wo •

-7

k----z    ¹

TV

--4 ,

S3

Ferner ist sa von dem Gefälle des dem Flusse zufliefsenden Grundwassers ab-

₄^₀ beträgt, so braucht sn, wie

, sondern

hängig. Wenn dieses beispielsweise nicht aus Gl. 13 hervorgeht, unter sonst gleichen Umständen nur halb so grofs zu sein. Auch der Umstand, dafs die Schnittlinie des Grundwasserspiegels keine Gerade, sondern eine Parabel ist, beeinflufst etwas den Wert von za.

800

Abb. 12.

Fliefst das Grundwasser, wie es häufig vorkommt, unter einem von 90° abweichenden Winkel gegen das Ufer, so empfiehlt es sich, die Entnahmegrenze des Brunnens im Grundrifs aufzutragen; diese darf dann nicht, wie in Abb. 12, teilweise aufserhalb der Uferlinie fallen, sondern mufs vollständig auf dem Lande bleiben, wenn die Mitbeanspruchung des Wasserlaufs vermieden werden soll.

Brunnen. / «?

Dafs eine solche Mitbeanspruchung nur bei entsprechender Durchlässigkeit des Flufsufers stattfindet, wurde bereits S. 166 erwähnt; ebenso ist daselbst hervorgehoben, dafs gegen diese Art der Grundwasserergänzung Einwendungen nicht zu erheben sind, so lange das im Boden gefilterte und dadurch zu Grundwasser gewordene Wasser des Flusses von einwandfreier Beschaffenheit ist. In Bezug auf den Wärmegrad des geschöpften Mischwassers ist noch zu bemerken, dafs das Durch-fliefsen des Weges vom Flufsbett bis zur Schöpf stelle geraume Zeit in Anspruch nimmt, die manchmal nach Wochen zählt. Ändert deshalb das Flufswasser seinen Wärmegrad, so kann es Vorkommen, dafs die Bodenschichten zwischen dem Flusse und der Gewinnungsanlage noch eine Zeitlang Wasser liefern, dessen Wärme von der des Flufswassers erheblich abweicht.

In Abb. 13 sind die Zuflufslinien der einzelnen Wasserfäden eines im Betriebe befindlichen Brunnens aufgetragen, welcher in einen mit stärkerem Gefälle versehenen Grundwasserlauf eingebaut ist. Die Linie ANB bezeichnet die Grenze der Entnahme; über sie hinaus findet nur noch eine Ablenkung der Wasserfäden von ihrem ursprünglichen Wege statt. Der Eintritt in den Brunnen ist ziemlich gleichmäfsig auf den Um-

Abb. 13.

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dèïr'EnSZ

fang der Brunnenwand verteilt und die Speisung erfolgt, sofern nicht der vorhin besprochene Pall eintritt, nur von oben her.

Abb. 14.

Abb. 15.

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575,(7

575,(7

Die Zufiufslinien liegen senkrecht zu den wagerechten Schichtlinien des abgesenkten Grundwasserspiegels, von denen zwei in der Nähe des Brunnens punktiert eingetragen sind. In Wirklichkeit verlaufen die Linien weniger regelmäfsig; dies geht z. B. aus den Abb. 14 u. 15 hervor, welche sich auf einen von Thiem gelegentlich der Vorarbeiten für die Wasserversorgung von München ausgeführten gröfseren Pump versuch beziehen. Abb. 12 stellt den Schichtenplan des Grundwassers im natürlichen Zustande, Abb. 13 denjenigen während des Betriebes des Yersuchsbrunnens dar.

Besteht der Untergrund vorzugsweise aus grobem Kies, der obere Teil des Grundwasserträgers aber aus feinerem Material, so kann es sich unter Umständen em-

Darmstadt 1892. S. 467.

coo

Die Gleichung des Achsenschnitts ZZ der Abb. 9 erhält man dadurch, dafs in Gl. 9 z statt x und y ± z tang a statt y gesetzt wird. Dann ergibt sich

/    g

y = ± z tang a -f- y ^ ^ log nat — -j- A²,    .    .

wobei das positive Vorzeichen für die rechte, das negative für die linke Seite gilt. Für einen Schnitt M M ist a statt a zu setzen.

. . 15.

90°

Bei Aufstellung der obigen Formeln wurde vorausgesetzt, dafs die Wandungen des Sammlers bis zur undurchlässigen Schicht hinabreichen und das Wasser ausschliefs-lich durch Öffnungen in den Wandungen eintritt. Liegt nun jene Schicht tiefer als die Brunnensohle und wird diese offen hergestellt, so findet bei der Beanspruchung des Brunnens noch eine Entnahme aus dem unter der Sohle befindlichen Grundwasser statt. Über die Grenzen dieser Entnahme herrschen indessen auch heute noch ver

schiedene Ansichten. Während Thiem annimmt, dafs Brunnen mit hochliegender Sohle alles Wasser, welches sich zwischen der Absenkungsfläche und der undurchlässigen Schicht befindet, in Bewegung setzen, ist nach Lueger ein äufserer Antrieb zum Durchfliefsen der Brunnensohle in der Form einer durch die Senkung des

Wasserspiegels gebildeten Druckhöhe nicht vorhanden, vielmehr mufs die lebendige Kraft zum Eintritt in die Sohle lediglich der Geschwindigkeit des von aufsen zuströmenden Wassers entnommen werden; diese ist aber so gering, dafs sie einen nennenswerten Einflufs nicht ausübt, so dafs das unter der Sohle befindliche Wasser (auch bei Brunnen mit undurchlässigem Mantel) als in Ruhe befindlich anzusehen ist. Nach seiner Ansicht wird ein Grundwasserlauf nur bis zu einer Grenzfläche beansprucht, welche jenseits der sich bis zum Abstande L (Gl. 4) erstreckenden Absenkung parallel zu dem geneigten Grundwasserspiegel liegt und die Stärke b —---besitzt,

üm

die mittlere Zuflufsgeschwindigkeit in der Linie A B bezeichnet (Abb. 16).

wenn vm

Bemerkenswert ist aus seinen ausführlichen Darlegungen¹) der Hinweis darauf, dafs die Ermittelung der Bewegungsgesetze des Grundwassers nur dessen Reibungs

arbeit an den Körpern des Grundwasserträgers, nicht aber die Zähflüssigkeit des Wassers

deren Überwindung eine mit der Feinheit Abb. 16.

und seine Adhäsion berücksichtigt werde, zu des Kornes zunehmende Geschwindigkeit erforderlich ist. Bleibt die durch Rech-

nung ermittelte Zuströmungsgeschwindigkeit unter dieser Grenze, so tritt eine Speisung der Entnahmestelle nicht mehr ein.

Wenn auch die Ansicht von Thiem die richtigere sein dürfte, so empfiehlt es sich doch, bei der Ausführung die Brunnen der Sicherheit wegen möglichst bis zu derjenigen Tiefe abzusenken, welche die Grenze der Entnahme bilden soll.

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7IV

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piemen, Brunnen mit undurchlässigem Kessel anzulegen, in welche das AVasser aus-schliefslich von der Unterseite aus eintritt. Ein Schnitt durch die Achse des Brunnens ergibt dann die in Abb. 17 dargestellte, sich mit dem unteren Teile dicht an den Brunnenmantel anschliefsende Senkungskurve, bezüglich deren Gleichung auf die unten angegebene Quelle¹¹) verwiesen werden mufs. Der Anfang der Kurve am Brunnenmantel liegt um das Mafs m höher, als der AVasser Spiegel im Brunnen; dieses Mafs bezeichnet die Wider-standshöhe, welche das AVasser bis zum Eintritt in die Brunnensohle (genau genommen bis zur Erreichung des Brunnenwasserspiegels) zurücklegen mufs. — Da der Eintritt vorzugsweise in der Nähe des Alantei umfangs stattfindet, so ist dem Kessel solcher Brunnen eine ausreichende AVeite zu geben, damit nicht die feineren Teile des Grundwasserträgers in Bewegung geraten und eine Versandung der Sohle herbeiführen.

Abb. 17.

jEU

ebenso sind auch die Schwankungen des

An dieser Stelle möge auch darauf hingewiesen werden, dafs beim Betriebe eines Brunnens oder eines Sammelkanals eine bestimmte Zeit verfliefst, bis sich der Beharrungszustand eingestellt und das AVasser den AVeg von der äufsersten Grenze des Entnahmegebiets bis zum Brunnen zurückgelegt hat. Bis dahin schöpft man aus den vorhandenen Vorräten und erhält ein zu günstiges Bild von der Leistungsfähigkeit der zukünftigen Anlage. Der Betrieb des Versuchsbrunnens mufs deshalb lange genug fortgesetzt werden, was auch den A⁷orteil hat, dafs man über die Beschaffenheit des aus den entfernten Schichten herangezogenen Wassers Kenntnis erhält. Während der Betriebszeit empfehlen sich genaue Messungen der Grundwasserstände im Entnahmegebiet des Brunnens — und zwar vorzugsweise in der Bewegungsrichtung des Grundwassers, sowie senkrecht dazu Spiegels aufserhalb jener Gebiete zu beobachten, um das Steigen und Fallen des Grundwasserlaufs bei der Beurteilung der Ergiebigkeit berücksichtigen zu können. Diese Schwankungen sind mitunter recht beträchtlich; sie wurden z. B. in der weiteren Umgebung des Alannheimer Versuchsbrunnens innerhalb U/2 Jahren an den verschiedenen Punkten zu 0,37 bis 0,93 m ermittelt. Ändert sich mit ihnen auch das Gefälle des Wasserspiegels oder der Abstand der Höhenlinien, so ist daraus zu schliefsen, dafs die Oberfläche der undurchlässigen Schicht keine mit dem Spiegel parallele Lage besitzt.

Die oben besprochenen Ergiebigkeitsermittelungen hatten eine gleichmäfsige Beschaffenheit des Grundwasserträgers zur Voraussetzung, die aber in Wirklichkeit nicht immer vorhanden ist. Vielmehr kommt oft ein Wechsel zwischen Schichten verschiedener Korngröfse vor, der sich, wenn er in gröfserem Umfange auftritt, bei sonst gleichem Querschnitt des Grundwasserbettes gleichfalls durch Änderung des Abstandes der Höhenlinien bemerkbar macht. Unter günstigen Umständen treten selbst auf örtlich beschränkten Versuchsfeldern Schichten auf, deren Durchlässigkeit in den weitesten

n) Lueger a. a. O. S. 470.

Grenzen schwankt. Häufig finden sich auch inselartige Einlagerungen von Letteschichten, die nur eine geringe Stärke haben, gleichwohl aber infolge ihrer Undurchlässigkeit die Bewegung des Grundwassers erheblich beeinflussen. Bei der Unregelmäfsigkeit ihres Yorkommens entgehen sie oft den angestellten Bohrungen oder werden in den Bohrproben übersehen, weil der Tongehalt derartiger dünner Schichten infolge der in den Bohrröhren stattfindenden Mischung von Wasser und Boden manchmal ganz unbemerkt bleibt.¹'²)

Nicht selten wird die wasserführende Schicht mittels undurchlässiger Einlagerungen von gröfserer Ausdehnung in mehrere Abschnitte geteilt, welche Thiem AVAsserstockwerke nennt. Das in ihnen enthaltene Grundwasser ist nicht allein hinsichtlich seiner Bewegung selbständig, sondern manchmal auch von sehr verschiedener Beschaffenheit in Bezug auf Härte, Eisengehalt u. s. w. Liegen solche Verhältnisse vor, so ist bei der Ausführung der AArarbeiten besondere Sorgfalt erforderlich, um das weniger gute AVasser einzelner Schichten auszuschliefsen ; dies gilt insbesondere für tiefe Bohrbrunnen, welche manchmal mehrere derartige AVasserstockwerke durchfahren.

Literatur

(zugleich als Ergänzung für die in Kap. I über Grundwasser und Quellen angeführten Schriften).

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Darcy, Les fontaines publiques de la ville de Dijon. Paris 1856. (Bewegung des Wassers durch Sandschichten S. 590 u. folg.)

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Pumpenschacht.)

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Derselbe, Zur Wirkungsweise der Grundwasserfassungen. Daselbst 1881, S. 782; 1882, S. 111, 225. — Wochenschrift d. Ver. deutscher Ing. 1882, S. 451. ²

Oesten, Bemerkungen zu vorstehenden Abhandlungen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1882, S. 83, 224 und Wochenschr. d. Yer. deutscher Ing. 1882, S. 245.

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§ 3. Wasserentnahme aus oberirdischen Wasserläufen und Seen. i Entnahme aus oberirdischen Wasserläufen.

Die meisten oberirdischen Wasserläufe sind bezüglich ihres Wasserstandes und der abgeführten Wassermenge starken Schwankungen unterworfen; aufserdem führen sie zeitweilig grofse Mengen von Sinkstoffen mit sich. Mittels der Wasserleitung soll aber eine mehr oder weniger gleich bleibende Wassermenge entnommen werden und es wird verlangt, dafs das Wasser mindestens von den gröberen Sinkstoffen befreit sei. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit eines Zwischengliedes zwischen den natürlichen Wasserläufen und den Leitungen, welches die Regelung der Menge des zu entnehmenden Wassers und eine mehr oder weniger vollkommene Ausscheidung der Sinkstoffe ermöglicht. Für letztgedachten Zweck werden meistens Wasserbehälter mit dem natürlichen Wasserlauf in Verbindung gesetzt, in welchen sich die Sinkstoffe zu Roden setzen und aus denen die Leitung das Wasser entnimmt. Sonstige Anforderungen an die in Rede stehenden Anlagen bestehen in dem Fernhalten von schwimmenden Gegenständen und Fischbrut, sowie darin, dafs der Eintritt des Wassers in die Leitung durch Frost und Eisgang nicht gestört werden darf. Auch mufs der Zuflufs ganz aufgehoben werden können, wenn eine Ausbesserung oder Reinigung der Leitung-erforderlich wird.

Die Wahl der Stelle für eine Wasserentnahme bedarf selbstverständlich eingehender Erwägungen. Bei Wasserversorgungen mufs sie so weit oberhalb der Stadt

belegen sein, dais Verunreinigungen an der Schöpfstelle durch städtische Abwässer und Fabriken ausgeschlossen sind; zugleich ist sie so zu wählen, dafs ein unveränderter Bestand der Ufer und der Sohle des Flusses gesichert ist. Der letztgenannte Umstand ist insbesondere bei Flüssen von Bedeutung, welche in leicht beweglichen Boden eingeschnitten sind und noch der planmäfsigen Regelung entbehren, ln breiten Strömen ist es ferner nicht gleichgiltig, an welchen Stellen des Querschnitts die Entnahme stattfindet, weil die in der Nähe von Anlandungen oder die zwischen Buhnenwurzeln belegenen Wasserschichten mehr organische Bestandteile zu enthalten pflegen, als das im Stromstrich fliefsende Wasser; aus diesem Grunde sind auch alte Flufsbetten

Abb. 18. Wasserentnahme für Magdeburg. M. 0,005.

Schütze im Schachte s.

Schnitt J K.

.....

r—

mmwM

nur mit Vorsicht als Entnahmestellen für Wasserversorgungszwecke zu benutzen.

Eine Entnahme-Vorrichtung einfacher Art zeigt die in Abb. 18 dargestellte Anlage für das Wasserwerk Magdeburg. Die zu den Reinigungsanlagen führende Leitung mündet in einen hinter einer Ufermauer a liegenden Schacht .9,in welchem eine Schütze b angebracht ist. Der Schacht enthält aufser-dem zwei Paar Nuten cc und ec, in welche Gitter eingeschoben werden, um schwimmende Gegenstände abzuhalten. Solche Gitter sind häufig auch zur Zurückhaltung von kleinen Fischen und von Fischbrut nötig.

Diese tritt namentlich in der Nähe der Flufsmündungen zu bestimmten Zeiten in grofser, den Betrieb erschwerender Zahl auf und erfordert wegen ihrer Kleinheit engmaschige Gitter oder Siebe mit entsprechend grofser Oberfläche. Das Beispiel der Hamburger Wasserleitung aus der Zeit vor Anlage der Filter, in welcher allmählich verschiedene Fischarten, Krustaceen, Muscheln u. dergl. heimisch geworden waren, zeigt, wie schwer es ist, die im Wasser lebende Tierwelt ohne Anwendung von Filtern zurückzuhalten.

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Die Entnahme für das Wasserwerk Breslau, soweit dieses noch durch Flufswasser versorgt wird, erfolgt in ähnlicher einfacher Weise, jedoch nicht unmittelbar aus der Oder, sondern aus einem daneben liegenden Becken (Kap. II, Abb. 84), dessen Mündung durch eine abwärts weisende Buhne offen gehalten wird; es dient, wenn auch nur in geringem Mafse, zur Abklärung des zu filternden Oderwassers. Die Reinigung erfolgt durch Abschlufs der Mündung; inzwischen saugen die Maschinen aus einem zweiten, weiter unterhalb liegenden Becken.

In Abb. 19 ist die Entnahme für das Wasserwerk der Stadt Worms dargestellt. Die 1750 m lange, 0,5 m weite gufseiserne Zuleitung zur Pumpenanlage endet hier in einen durchlochten, teilweise mit Kies ausgefüllten gufseisernen Zylinder F von 3 m Durchmesser und 1 m Höhe; dieser liegt 1,5 m unter der Sohle und 5,20m unter dem Nullspiegel des Rheins in 28 m Entfernung vom Ufer an einer Stelle, wo die Stromgeschwindigkeit über 1 m beträgt. Die Versenkung der Rohrleitung erfolgte gleichzeitig

Abb. 19. Entnahme aus dem Rheinstrom für das Wormser Wasserwerk. M. 1 : 300.

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mit dem eisernen Einsteigeschacht iü und dem Zylinder F von einem fahrbaren Holzgerüst aus, nachdem die am Ufer durch Spundwände gesicherte Baugrube in genügender Tiefe ausgebaggert war.

Das Mündungsstück der Leitung in die Flufssohle zu verlegen, ist im allgemeinen wegen der möglichen Versandung, mit welcher auch die Ablagerung verunreinigender Sinkstoffe verbunden sein kann, nicht zu empfehlen, vielmehr ist es in den meisten Fällen — auch mit Rücksicht auf das Grundeis — richtiger, das Wasser in einiger Höhe über der Sohle zu entnehmen. Die Ausfüllung mit Kies ist bei einer zu Versorgungszwecken dienenden Entnahme nur dann zulässig, wenn die Ansammlung von Schmutzstoffen in den Zwischenräumen nicht zu befürchten ist oder wenn von Zeit zu Zeit die Füllung erneuert oder gereinigt werden kann. Sonst ist es sicherer, die Vorrichtung zum Fernhalten von gröberen Sinkstoffen u. s. w. in einen am Ufer befindlichen und bequem zugänglichen Schacht anzubringen.

Einen unter dem natürlichen AVasserlaufe liegenden Sammelbehälter (Fassungsschacht) findet man in Aulendorf (Württemberg) bei der Wasserentnahme für den dortigen Bahnhof (s. Abb. 20.)¹⁸) Unterhalb der Sohle des mit Futtermauern eingefafsten Mühlbaches ist ein 1 m tiefer Schacht hergestellt, in welchem die mit einer Klappe ver-schliefsbare Rohrleitung beginnt ; er ist mit einer aus drei Teilen bestehenden durchlöcherten Gufsplatte abgedeckt. Der in dem Schachte sich niederschlagende Schlamm wird wöchentlich einmal durch Aufrühren entfernt. Diese Art der Entnahme hat den Vorteil, kleineren Wasserläufen mit geringer Tiefe den gröfsten Teil ihres Wassers ohne Aufstauung entziehen zu können, dagegen den Nachteil, dafs der Schacht schwer zugänglich ist. Damit die Kälte nicht von oben eindringen kann, ist 0,4 m unter einer in Strafsenhöhe liegenden Bohlenabdeckung, welche zugleich als Fufsweg dient, eine zweite Abdeckung angebracht und es kann der Zwischenraum zwischen beiden im Winter mit Stroh ausgefüllt werden. An den Seiten dieser Abdeckungen erfolgt die Absperrung der kalten Luft durch zwei in Scharnieren hängende und in das Wasser eintauchende Klappen, welche sich mit dem Wasser heben und senken.

Das zur Versorgung des Bahnhofs Herzberg nötige Wasser wird einem aus dem Siber-Flufs abzweigenden Mühlgraben durch den in Abb. 21 dargestellten, in Holz ausgeführten Schacht entnommen. Eine aus Pfählen und Bohlen hergestellte Wand umschliefst den Hauptraum des Behälters ; zum Schutz gegen Frost hat dieser eine Bohlen- ³ 4

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Abb. 20.

Wasserentnahme für Bahnhof Aulendorf.

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abdeckung und darüber eine Erdschüttung erhalten. In das Sammelbecken ist ein Kasten eingebaut, welcher den durch ein feines Sieb geschützten Rohrkopf aufnimmt. Die Sinkstoffe lagern sich aufserhalb dieses Kastens ab und werden von Zeit zu Zeit entfernt.⁵)

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Bei einer verwandten Anordnung, welche für kleine Pumpwerke nicht selten geführt wird, mündet das Saugerohr in einen in der Nähe des Ufers hergestellten Behälter (Brunnen), welcher mit dem Was- Abb. 21. Wasserentnahme für Bahnhof Herzberg. M. l : 100. serlauf durch eine unter deren Spiegel mündende Leitung verbunden ist, während ein Steinwurf die gröberen Sink-stoffe von ihr fernhält. Ein Ausfüllen I

der Yerbindungsleitung mit grobem Kies u. dergl. ist jedoch wegen der möglichen Ansammlung von Schmutzstoffen und wegen der schwierigen Reinigung oder Erneuerung der Füllung nicht zu empfehlen.

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Eine andere Anordnung für kleine Wasserläufe zeigt Abb. 22, welche die Entnahme von Wasser aus dem vom Dammteich und einer Grund Wasserleitung gespeisten Wirrgraben für das Wasserwerk zu Hardershof bei Königsberg i. Pr. darstellt. In einiger Höhe über der Sohle des durch ein kleines Wehr aufgestauten Grabens liegt der mit einem Gitter versehene Einlauf, von welchem die durch einen Schieber abschliefsbare Rohrleitung abzweigt. In der Stauwand befindet sich ein Schütz, welches bei starkem Zuflufs oder bei Nichtbenutzung der Anlage etwas offen steht, sonst aber geschlossen ist und nur geöffnet wird, um den etwa abgelagerten Schlamm zu beseitigen.

Der Einlauf ist geräumig bemessen, um genügende Durchgangsfläche für das Gitter zu haben und nötigenfalls noch ein zweites anbringen zu können.

Abb. 22. Entnahmestelle der Königsberger Wasserleitung aus dem Wirrgraben. M. 1:120.

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Wird eine Filterung des entnommenen Wassers erforderlich, so ist es zweckmäfsig, die Filteranlage möglichst nahe an die Entnahmestelle zu legen, wie dies z. B. mit der in Abb. 3a-e, Taf. Y darge-stelltenY ersorgungsanlage f ür Bahnhof Patsch (Brenner - Bahn) geschehen ist. Das ungereinigte Wasser erzeugt in Rohrleitungen leicht Ablagerungen, welche seiner Fortbewegung hinderlich sind und eine vollständige Verstopfung der Rohre herbeiführen können.

Als Beispiel einer sehr ausgebildeten Wasserentnahme sind die Anlagen anzuführen, welche in der Reufs und im Tessin bei Erbauung der Tunnel der Gotthardbahn als Ausgangspunkte für die nach den Turbinen der Luftkompressoren führenden Druckleitungen hergestellt wurden und von denen in Abb. 23 die im Tessin für die sogenannte Biaschina-Gruppe von Spiraltunneln erbaute Anlage dargestellt ist.⁶) An einer Stelle, woselbst gewaltige Felsblöcke eine Insel in dem stark fallenden Flusse bilden, wurde der Seitenarm A B mit einer Mauer M durchbaut. Diese Mauer war mit zwei durch Schützen verschliefsbaren Öffnungen versehen, oberhalb welcher sich ein Rechen zur Abhaltung der gröberen Sinkstoffe befand. Zwischen der Mauer .und den Behältern R, B„ war ein Kanal gebildet, dessen Sohle an seinem unteren Ende eipe Vertiefung hatte. Eine an der rechten Seite dieser Vertiefung befindliche verschliefsbare, gewöhnlich aber etwas frei gehaltene Öffnung gestattete den Sinkstoffen, welche ihren Weg in den Kanal gefunden hatten, die Rückkehr in den Flufs. Durch eine höher und links liegende, wiederum mit einem Rechen verwahrte Öffnung flofs das Wasser nach B, und sodann in den etwas tieferen Behälter JEtz. Beide Behälter waren mit Holzwerk abgedeckt und fafsten etwa 130 cbm Wasser. Die Strömung in ihnen war sehr mäfsig, der in dem Wasser enthaltene Schlamm lagerte sich somit ab und wurde durch zwei mit punktierten Linien angedeutete Öffnungen abgeführt, deren Schützen stets ein wenig gehoben waren. Wenn bei Hochwasser der Flufs stark getrübt war, so wurden besondere Reinigungen und Spülungen der Behälter vorgenommen. In dem zweiten Behälter begann das mit einem Siebe verwahrte Druckrohr I); damit eine bestimmte Druckhöhe nicht überschritten wurde, war ein Überlaufrohr E angebracht.

Eine Wasserentnahme in Verbindung mit einer gröfseren Wehranlage zeigt Abb. 24, in welcher die Abzweigung des Verdon-Kanals aus dem Verdon-Flusse dargestellt ist. Der Flufs wurde durch ein Wehr von 12 m Höhe und 42 m Länge aufgestaut und zwar wählte man diese grofse Höhe, um eine Verlängerung der ohnehin zahlreichen Tunnelstrecken des Kanals um 4 bis 5 km zu vermeiden.

Der Kanal erweitert und teilt sich in der Nähe der Kanalmündung derart, dafs sich schliefslich vier Öffnungen d bilden. Diese sind verschliefsbar und liegen mit ihrer Sohle 1,5 m unter Wehrkrone, 1,77 m unter Niedrigwasser und 6,5 m unter Hochwasser. Für die gewöhnliche Wassermenge des Kanals von 6 cbm i. d. Sekunde genügen drei dieser Öffnungen, die vierte dient als Aushilfe bei Ausbesserung der übrigen. Die Regelung oder Abstellung des Wasserzuflusses geschieht durch eiserne Schützen, deren Aufzugsvorrichtungen auf einer über Hochwasser liegenden Brücke angebracht sind. Unterhalb der Kanalmündungen und nahezu in der Höhe der Flufssohle ist ein mit „links Ableitung“ bezeichneter

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Abb. 23. Wasserentnahme für Luftkompressoren (Gotthardbahn). M. l : 400.

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Stollen durch die Felswand geführt. Er bezweckte im Yerein mit einem zweiten, an der rechten Seite des Flusses ausgeführten Stollen während des Baues eine Entlastung des oberen Fangdammes; bei hohen Wasserständen dient er zur Abführung von "Wasser und namentlich auch von Geschieben. Bei niedrigen und mittleren Wasserständen sind die drei Mündungen des Stollens durch je zwei eiserne Schützen geschlossen.

Die beweglichen Teile der Entnalimevorrichtungen werden mitunter so eingerichtet, dafs den Leitungen nur dann Wasser zuströmt, wenn der speisende Wasserlauf Über-flufs hat, oder so, dafs der Leitung stets eine bestimmte und vom Stande jenes Wasserlaufs unabhängige Menge zufliefst. Eine nähere Besprechung dieser und anderer vereinzelt vorkommenden Anlagen, deren schwacher Punkt nicht selten in der teilweisen Aufhebung ihrer Tätigkeit durch den Winterfrost liegt, würde jedoch hier zu weit führen.⁷)

Ansicht und Querschnitt des Wehrs. M. 1 ; 400.

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Abb. 24.

Wasserentnahme für den Verdon-Kanal.

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2. Entnahme aus Seen.

Die Entnahme aus Seen schliefst sich im wesentlichen zwar derjenigen aus natürlichen Wasserläufen an, unterscheidet sich aber von ihr in einzelnen Punkten, welche der Erwähnung bedürfen. Sie hat nicht nur unter dem niedrigsten Wasserspiegel des Sees, sondern auch unterhalb der sich im Winter bildenden Eisdecke stattzufinden, welche eine Stärke von 60 cm und darüber erlangen kann. Die Berücksichtigung dieser Umstände bedingt es, dafs die Entnahme bei Seen mit flachen Ufern ziemlich weit vom Rande entfernt liegt. Diese Entfernung vergröfsert sich noch, wenn es für die Zwecke der Wasserversorgung darauf ankommt, das Wasser in möglichst guter Beschaffenheit zu beziehen, weil dieses in der Nähe flacher Ufer meist reicher an pflanzlichen Beimengungen und auch wärmer ist, als in den tieferen Schichten. Anderseits darf die Entnahme nicht in zu grofser Nähe des Bodens erfolgen, denn hier finden sich stets mehr oder weniger starke Ablagerungen von Schlamm und abgestorbenen Pflanzenresten. Beispielsweise ergaben Yersuche mit dem Wasser des Züricher Sees, dafs dieses an einem 16 m unter dem Spiegel und 1 m über der Sohle liegenden Punkte zwischen 58 und 634 Keime auf 1 ccm enthielt gegen 39 und 388 bei Entnahme an derselben Stelle aus 12 m Tiefe.⁸)

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Die Leitungen vom Ufer bis zur Entnahmestelle werden meistens in den vorher ausgebaggerten Seeboden nach Art der Düker versenkt und erhalten dann an dem seewärts belegenen Ende ein nach oben gerichtetes Knie mit Mundstück, welches von einem kastenartigen und zugänglich hergestellten Umbau mit zahlreichen Öffnungen (Seiherkasten) umgeben wird. Häufig ruht die Leitung auch auf Querhölzern, welche an eingerammten Pfählen befestigt sind; das Knie ist in diesem Falle nach unten gerichtet. Wählt man, um das Anbringen der Querhölzer unter Wasser und das Befestigen der Rohre auf ihnen zu umgehen, die Form einer über Wasser liegenden Heberleitung, so ist diese durch eine kastenartige Umhüllung gegen Frost und Wellenschlag zu schützen. Manchmal ist es auch möglich, den See teilweise abzulassen und die Rohrleitung im Trocknen oder unter Anwendung eines Fangedammes auszuführen. Das Einrammen der Pfähle mufs genügend tief geschehen, damit sie bei steigendem Seespiegel durch die anhaftende Eisdecke nicht ausgehoben werden können. Am Ufer mündet die Entnahmeleitung in einen Schacht, der Gitter oder Siebe zum Fernhalten etwa mitgekommener Fische oder sonstiger Seetiere enthält.

Abb. 25 a u. b. Entnahme aus dem Ontario-See für Toronto.

a. Längenschnitt. M. 1 :225.

b. Querschnitt des Gitters.

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Gröfsere Anlagen zur Entnahme von Seewasser sind für Glasgow, ferner für Zürich und Genf, sowie namentlich für einige nordamei’ikanische Städte ausgeführt. Die Entnahme im Ontario-See für die Stadt Toronto ist in Abb. 25a u. b dargestellt. Sie besteht aus einem durch kräftige Hölzer gebildeten Kasten von quadratischer Grundrifsform und 14,20 m Seitenlange, welcher mittels vier sich kreuzender Balkenwände in 9 Kammern geteilt und durch Anfüllung mit Steinen auf den Boden des Sees versenkt ist. In die mittelste Kammer mündet das 1,83 m weite, durch gufseiserne Flanschen verbundene Holzrohr, dem das Seewasser durch das in Abb. 22 b im Querschnitt gezeichnete Holzgitter, sowie durch die offen hei'gestellten Eugen der Kastenwände zufliefst. Die Oberkante des Kastens liegt etwa 4 m unter dem Seespiegel, so dafs er vor Wellen und Eisschollen geschützt ist und die Schiffe darüber hinwegfahren können.

13

Abb. 26 zeigt die 1891 hergestellte Entnahme im Michigan-See für die Wasserleitung der Stadt Chicago. Der untere, 3,97 m hohe Teil des zylinderförmigen, oben offenen Kastens von 36 m äufserem und 21,4 m innerem Durchmesser wurde aus 30 cm starken, gut verbolzten Balken auf einer Werft erbaut, mit 6 Einlafsschützen versehen und nach der 6,4 km vom Ufer entfernten Baustelle geschleppt, wo seine Versenkung stattfand. Er bildet die Unterlage für die oberen Umfassungsmauern, welche innerhalb zweier, schmiedeiserner und mit Verbindungsböden versehener Zylinder durch Betonschüttung hergestellt wurden. Beide Zylinder waren gegeneinander durch 24 senkrechte Zwischenwände versteift; sie wurden am Lande fertig vernietet, dann schwimmend an die Baustelle gebracht und dort versenkt. HH sind fünf Howe’sche Träger, welche in Verbindung mit dem Gerüst G und den Ankern A zur Absteifung des Bodens gegen Wasserdruck dienten. — Der in der Abbildung dargestellte 3,5 m weite gufseiserne Schacht führt senkrecht zu dem etwa 20 m unter der Seesohle liegenden Stollen, welcher die Verbindung mit dem Rohrnetz von Chicago herstellt. Der Schacht liegt mit der Oberkante 3,45 m über Wasser und ist mit Einlafsschützen versehen; am Ufer des Sees befindet sich gleichfalls ein Schacht, Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

Abb. 26. Entnahme aus dem Michigan-See für Chicagu. M. 1:500.

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in den der Tunnel mündet. — Die Verlegung der früheren, 2,5 km vom Ufer entfernten Mündung wurde nötig, um das Wasser der Leitung dem nachteiligen Einflüsse des Abwassers der Stadt Chicago möglichst zu entziehen, welches bis zum Jahre 1900 dem See gleichfalls zuflofs.

Die Anlage ist mit Rücksicht auf die Schiffahrt mit einem kleinen Leuchtturm versehen und erforderte einen Kostenaufwand von 1 260000 M.⁹)

Der genannte Stollen ist seit 1864 der vierte, welcher von der Stadt Chicago für die Wasserversorgung ausgeführt wurde; jeder folgende ist wegen der zunehmenden Verunreinigung des Wassers in der Ufergegend weiter in den See binausgetrieben. Gegenwärtig wird das Abwasser der Stadt mittels eines besonderen grofsen Kanals, der auch der Schiffahrt dient, dem Illinois und durch diesen dem Mississippi zugeführt.

Bei den Berliner Wasserwerken am Tegeler See befindet sich in einer Ufermauer eine wasserdicht gemauerte Saugekammer, welche aus zwei durch ein Sieb getrennten Abteilungen besteht. Die nach dem See zu liegende Abteilung nimmt das Wasser durch 2 grofse Öffnungen auf, welche mit schmiedeisernen, 70 mm von Mitte zu Mitte entfernten Rundstäben vergittert sind, so dafs die gröberen Unreinigkeiten und Schwimmstoffe zurückgehalten werden. In die 2. Abteilung der Saugekammer gelangt das bereits etwas vorgereinigte Wasser, nachdem es die 10 m breite Siebscheidewand von 6 mm Maschenweite durchflossen hat. Von der Saugekammer aus ist eine 10 m breite Rinne bis in den tieferen Teil des Sees ausgebaggert. Ähnlich ist die Ausführung der Saugekammer bei dem Müggelsee-Wasserwerke, doch ist hier in die seewärts ausgebaggerte Rinne ein Holzkasten verlegt. Weitere Entnahmestellen sind in den letzten Jahren nicht mehr ausgeführt, da in Berlin, wie in den übrigen deutschen Städten das Bestreben vorherrscht, den Bedarf, soweit als irgend tunlich, durch Grundwasser zu decken.

§ 4. Wassergewimmng aus künstlichen Sammelbecken. Wenngleich die Gesichtspunkte, welche für die Ansammlung des Niederschlagswassers in Stauweihern bestimmend sind, mehr auf allgemein wasserwirtschaftlichem Gebiete liegen, so gewinnt doch das auf diese Weise angesammelte Wasser für die städtische Wasserversorgung auch in Deutschland allmählich steigende Bedeutung. Namentlich gilt dies für die dicht bevölkerten Industriebezirke der Ruhr und Wupper, in denen andere Bezugsquellen zur Deckung des stets steigenden Wasserbedarfs sich nicht mehr beschaffen liefsen. Einige Bemerkungen über die dort ausgeführten Sammelbecken und die Beschaffenheit des aus ihnen gewonnenen Wassers werden deshalb hier am Platze sein.

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Die Errichtung zahlreicher Wasserwerke für Städte und grofsgewerbliche Anlagen hatte im Laufe der Zeit eine so erschöpfende Inanspruchnahme sowohl des die Ruhr speisenden Grundwassers, wie auch der Ruhr selbst zur Folge, dafs eine bedenkliche Yerminderung der Wassermenge dieses Flusses eingetreten ist. Nach Reese¹⁰) wurden 1901 von 78 Pumpwerken im Ruhrtale dem dortigen Grundwasser und dadurch mittelbar der Ruhr selbst über 180 Millionen cbm entnommen; hiervon flössen über 128 Millionen cbm oder mehr als ²/s nicht wieder dem Ruhrgebiet zu, sondern wurden über die verschiedenen Wasserscheiden hinweg anderen Flufsgebieten zugeleitet. Dies sind im Durchschnitt über 4 cbm i. d. Sekunde, während die untere Ruhr bei Niedrig-wasser nur 10 bis 12 cbm führt.

Die aus diesen Verhältnissen entstandenen Nachteile führten dazu, dafs die staatlichen Verwaltungsbehörden auf Ersatz des entzogenen Wassers in trockener Zeit dringen mufsten. Ein solcher Ersatz war nur möglich durch Herstellung von Sammelbecken, welche im Gebirge angelegt und durch überschüssiges Hochwasser gespeist wurden. Demgemäfs bildeten sich Genossenschaften, zunächst für das Ruhr- und später auch für das Wuppergebiet, denen besondere gesetzliche Befugnisse verliehen wurden und denen bereits der Bau einer ganzen Anzahl von Talsperren zu danken ist.

Aus dem auf Taf. I, Abb. 3 nach der Reese’schen Arbeit wiedergegebenen Plane ist ersichtlich, dafs zurZeit 82 Pumpwerke längs der Ruhr bestehen und 18 Talsperren in ihrem Flufsgebiete und in dem der Wupper ausgeführt oder geplant sind. Uber 16 dieser Stauwerke, welche teilweise oder ausschliefslich der Städtewasserversorgung dienen, enthält das umstehende Verzeichnis einige nähere Angaben. Diese Zusammenstellung zeigt, welchen Umfang in einem verhältnismäfsig kurzen Zeitabschnitt und in einem räumlich eng begrenzten Gebiete die Wasserversorgung aus künstlich hergestellten Sammelbecken bereits gewonnen hat und welche Summen zur Errichtung der erforderlichen Talsperren auf gewendet sind.

Uber den Wert des aus solchen Staubecken entnommenen Wassers für Versorgungszwecke und über die Notwendigkeit seiner Reinigung vor der Einführung in das Leitungsnetz sind die Ansichten zur Zeit noch nicht völlig geklärt, da die bis jetzt gemachten Erfahrungen noch nicht umfangreich genug sind.

Während Andreas Meyer das zur Versorgung bestimmte Wasser der Staubecken ohne Ausnahme einer Filterung unterziehen wollte, haben Intze und Frankel auf der Versammlung des deutschen Vereins für öffentliche Gesundheitspflege zu Trier im Jahre 1900 Leitsätze vorgeschlagen, welche weniger weit .'gehen und wie folgt lauten:

1. Das Talsperrenwasser ist seiner Herkunft und Beschaffenheit nach im wesentlichen als Oberflächenwasser anzusehen und deshalb wie dieses vor dem Gebrauch zu Zwecken der menschlichen Versorgung von etwa vorhandenen gesundheitsschädlichen Stoffen, namentlich lebenden Krankheitserregern, zu befreien, falls nicht etwa besondere örtliche Verhältnisse einen an sich ausreichenden Schutz gegen die Infektionsgefahr gewähren. Immerhin erscheint es gegen letztere besser gesichert, als das Oberflächenwasser unserer gröfseren Ströme, Flüsse und Seen, und unterscheidet sich von diesem zu seinem Vorteil aufserdem auch durch die gleichmäfsigere, vom Wechsel der Jahreszeiten unabhängigere Temperatur.

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Jährlicher Zuschufs des Rührt al-

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Verzeichnis von Staubeckenanlagen im Ruhr- und Wuppergebiet.²⁰)

Kosten der Sperrmauer einschl. Grunderwerb

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21,60

23,65

0,7

1,5

I. Gebiet des Ruhrtalsperren-Vereins.

a)    Ruhrgebiet.

Abgabe von Betriebswasser an die Trieb-    48,0    36,0 10,0

werke im Ennepetale und Ersatz des von den Wasserwerken an der unteren Ruhr fortgepumpten Wassers.

Abgabe von Betriebswasser an die    52,7    40,0    9,5

Werke im oberen Ruhrgebiet und Ersatz des von den Wasserwerken an der unteren Ruhr forfcgepumpten Wassers.

Wasserversorgung der Stadt Haspe,

Abgabe von Betriebswasser an die Werk-besitzer im Tale, Ersatz des von den Wasserwerken an der unteren Ruhr fortgepumpten Wassers.

b)    Lennegebiet.

Abgabe von Betriebswasser an die Werk-besitzer in der Füelbecke und Rahmede.

Entnahme von Bach- und Quellwasser oberhalb der Talsperre zur Ergänzung der Wasserversorgung von Altena.

Versorgung der Triebwerke mit Wasser,

Wasserversorgung von Lüdenscheid und Ersatz des von den Wasserwerken an der unteren Ruhr fortgepumpten Wassers.

2,8

3,7

3,0 j 31,40    1150000! 38,3    1 150000 1    27000

10,5

Begonnen

1902

Begonnen

1901

Ennepetalsperren-

Genossenschaft

Ober-Ennepetal bei Radevormwald

Talsperren-Genossenschaft an der oberen Ruhr

Hennetal bei Meschede

8,0

3,5

4,7

12,6

Begonnen

1901

Haspertal bei Stadtgemeinde Haspe

Haspe

1894/96

Begonnen

1902

Talsperren-Genossenschaft Füelbecke i.Kr. Altena

Ver.setalsperren-

Genossenschaft

4 Füelbecke bei Altena

Versetal

500000

(mit Wasserwerk)

0,45    15,15    280000 |    62

5,5

7,6

Versorgung der Triebwerke im Üster-tale mit Wasser und Ersatz des von den Wasserwerken an der unteren Ruhr fortgopumpten Wassers, c) Volmegebiet.

Wasserversorgung von Gevelsberg und Abgabe von Wasser an die Triebwerke im Tale.

Östertalsperren-Genossensch aft

Östertal

CO

1894/96

630000

1,0    23,2    630000    63

5,0

6,6

32 000

780000

2,0 j 27,7    780000 |    39

5,5

7,2

10028000    45    10688000    281000

30,15

115,0

150,9

Abgabe von Betriebswasser an die Werkbesitzer im Volmetale und Ersatz des von den Wasserwerken an der unteren Ruhr fortgepumpten Wassers.

Zusammen

Talsperren-Genossenschaft Heilen-becke i. Kr. Schwelm u. d. Stadtgemeinde Gevelsberg

Ileilenbecke bei Milspe

Inbachtal

GO

Volmetalsperren-

Genossenschaft

Glörbachtal

05

53,6    800000

536000

1,065 I 17,0

3,6

4,5

105000

3050000

06

105000

0,117 j 7,5

1,2

1,5

II. Wuppergebiet.

Wasserversorgung der Stadt Remscheid und Abgabe von Betriebswasser an die Werkbesitzer im Eschbachtale. Wasserversorgung von Lennep.

1889,91

1891/93

Stadtgemeinde

Remscheid

Eschbachtal bei Remscheid

Stadtgemeinde

Lennep

43

41

1430000

1070000

510000 I 170 I 900000

1690000    56,3    3500000

2000000; 80    2 500000

7341000    76    10855000

im Mittel

3,3    16,0

17,50

22,0

2,6    18,5

8,0

9,0

0,3    19,28

0,6

0,87

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8,0

11,8

01

12,882

Gesamtniederschlagsgebiet der Ruhr hält rund 4500 qkm,

4,4

43,37

Das

5,5

55,17

Abgabe von Betriebswasser an die Werkbesitzer im Wuppertale und Zurückhaltung von Schadenhochwasser.

Wasserversorgung von Ronsdorf, Abgabe von Betriebswasser an die Werkbesitzer im Tale.

Wasserversorgung, sowie Kraft- und Lichtabgabe für Solingen. Wasserversorgung von Barmen.

1896/98

1897/99

1898/99

Begonnen

1900

1898/1900

Wuppertalsperren-

Genossenschaft

Stadtgemeinde

Ronsdorf

Stadtgemeinde

Solingen

Stadtgemeinde

Barmen

Panzertal bei Lennep Bevertal bei Hückeswagen Lingesetal bei Marienhaide Salbachtal bei Ronsdorf

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Zusammen

Abb. 3 sind die Sammelbecken schwarz, ihre Niederschlagsgebiete gestrichelt dargestellt. 820 qkm.

Sengbachtal bei Solingen Herbringhauser-tal bei

Lüttringhausen

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2.    Die Mederschlagsgebiete, in denen man Talsperren zu "Wasserversorgungszwecken anlegt, müssen möglichst wenig menschliche Wohnstätten, jedenfalls keine gröfseren Ortschaften enthalten. In der Umgebung des Sammelbeckens müssen die Talhänge eine gute Bewaldung und die Talsohle Wiesenflächen besitzen. Je stärker das ganze Gebiet bewaldet ist oder bewaldet wird, um so besser eignet es sich für die Wassergewinnung.

3.    Der Betrieb von Fabriken, durch den das dem Sammelbecken zulaufende Tagewasser verunreinigt werden könnte, ist in dem Niederschlagsgebiete des Talbeckens nur dann zulässig, wenn durch besondere Kanäle eine Entwässerung der Fabriken nach einem anderen Niederschlagsgebiete vorgenommen ist. Ebenso dürfen Gräben und Sammelkanäle für Schmutzwasser aus Ortschaften oder Gehöften nicht im Niederschlagsgebiete der Talsperre münden.

4.    Soweit die bisherige Gesetzgebung die Reinhaltung des Wassers in künstlichen, zu Wasserversorgungszwecken angelegten Sammelbecken nicht bereits durch das Recht der Enteignung von Grundstücken oder durch die Versagung der Genehmigung schädigender gewerblicher Betriebe hinreichend sicherstellt, ist dahin zu streben, die Gesetzgebung in diesem Sinne zu erweitern.

5.    Zur Verbesserung des den Sammelbecken zuströmenden Tagewassers sind, wenn möglich, in den oberhalb desselben gelegenen Wiesen Riesel- und Drainageanlagen zu schaffen.

6.    Die Reinhaltung des im Sammelbecken aufzuspeichernden Versorgungswassers ist jedenfalls dadurch zu fördern, dafs die ganze zu überstauende Fläche von allen Bäumen, Sträuchern und deren Wurzeln, sowie von der Grasnarbe und, soweit erforderlich, auch von Humusschichten gesäubert wird.

7.    Die technischen Mittel, welche bei einer erforderlichen Reinigung des dem Talbecken entnommenen Wassers anzuwenden sind, können, sobald sich Gelegenheit bietet, in einer Berieselungsanlage hinreichend grofser, von verunreinigenden Zuflüssen frei zu haltender Wiesenflächen mit Drainage und Grundwassergewinnung oder in einer künstlichen Filteranlage (Sandfilter) bestehen.

Ferner hat Kruse auf Grund seiner Beobachtungen darauf hingewiesen, dafs in den Staubecken eine Selbstreinigung des Wassers und eine sehr erhebliche Verminderung der Keime stattfindet, sobald dafür gesorgt ist, dafs das Wasser in dem Becken lange genug verbleibt und keine Störung seines Ruhezustandes eintritt: es sind deshalb z. B. Zuflüsse in der Kähe der Staumauern zu vermeiden. Bei der Untersuchung der Staubecken für Remscheid und Barmen stellte Kruse fest, dafs die Zahl der Keime, die im zufliefsenden Wasser durchschnittlich 5000 betrug, nach 6 Wochen sich auf wenige Dutzend vermindert hatte. Gleichwohl empfiehlt er, wegen der möglichen Störung dieser Selbstreinigung das Wasser von Sammelteichen vor seiner Verwendung zu Versorgungszwecken stets einer regelrechten Sandfilterung zu unterwerfen.

Was nun die bis jetzt ausgeführten Reinigungsanlagen für derartiges Wasser anlangt, so ist für den Wasserbedarf von Rohnsdorf — etwa 740 cbm täglich — unterhalb der Sperre eine Rieselwiese von 2800 qm Oberfläche in der Weise hergestellt, dafs der Boden 1,5 m tief ausgeschachtet, die Ausschachtung mit Kies, Sand und Steinschotter angefüllt, in 1,2 m Tiefe drainiert und auf der Oberfläche mit Grasnarbe versehen wurde. Am unteren Ende ist diese Rieselwiese durch eine bis auf die undurchlässige Talsohle geführte Quermauer abgesperrt. Das in einem Tonrohr gesammelte Drainwasser läuft dem Pumpwerk zu. Diese Wiesenberieselung soll in mehrjährigem Betriebe wirksam gewesen sein und selbst bei einer Kälte von 27° C. nicht versagt haben.

In Solingen hat Intze oberhalb des etwa 3 Millionen cbm fassenden Haupttalbeckens im Sengbachtale ein Vorbecken von 100000 cbm Inhalt angelegt. Das diesem Vorbecken zufliefsende Wasser wird vorher über Wiesenflächen geleitet, dadurch künstlich in Grundwasser verwandelt, durch Sammelleitungen wiedergewonnen und in

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besondere Brunnen, sowie in das Yorbecken geführt. Dieses Wasser dient zur Versorgung der Stadt. Deichen die Zuflüsse zum Yorbecken in trockener Zeit für die Versorgung Solingens nicht aus, so mufs das fehlende Wasser aus dem Hauptbecken entnommen werden. Damit nun auch dieses Wasser eine genügende Reinigung erfährt, sind unterhalb der Staumauer des Hauptbeckens grofse Wiesenflächen zur Berieselung vorgesehen.

Für die Wasserversorgung der Stadt Remscheid ist eine Wiesenfläche unterhalb der Sperrmauer zur Reinigung des Leitungswassers durch Rieselung in Benutzung. —• Für die Versorgung von Barmen mit Talsperrenwasser wurden 4 Filterbehälter von je 5000 cbm Inhalt 9 m über der Talsohle angelegt, welche nach den Untersuchungen von Kruse ein tadelloses Wasser liefern. — Das zur Wasserversorgung der Stadt Lennep dienende Talsperrenwasser — 600 bis 700 cbm täglich im Durchschnitt — wird. durch Kröhnkefilter gereinigt; wegen Beschreibung dieser Anlage vergleiche man § 12.

Ohne Zweifel verdient die Wasserversorgung aus Staubecken die vollste Aufmerksamkeit sowohl in gesundheitlicher, wie in technischer Hinsicht ; nach beiden Richtungen werden im Laufe der nächsten Jahre wertvolle Erfahrungen gesammelt sein, namentlich auch über die Notwendigkeit und beste Art der Reinigung, sobald es sich um die Verwendung zu Trink- und Wirtschaftswasser handelt. Wenn auch das Wasser grofser Staubecken in dem niedrigen AVärmegrad der tieferen Schichten, in seiner grölseren Klarheit und Reinheit infolge der Selbstreinigung Vorzüge vor anderem Oberflächenwasser besitzt und wenn auch durch vorherige Säuberung des Talbeckens Verunreinigungen organischer Art sehr eingeschränkt werden können, so ist doch anzunehmen, dafs sich im Laufe der Zeit ein mannigfaltiges Tier- und Pflanzenleben entwickeln wird, ähnlich wie in einem natürlichen Seebecken. Auch wird es kaum gelingen, von dem Wasser der Staubecken Krankheitskeime dauernd mit völliger Sicherheit fernzuhalten.

Man geht daher am sichersten, wenn man Talsperrenwasser vor seiner Verwendung zu Versorgungszwecken stets einer Reinigung unterzieht; es wird mehr noch als bisher Aufgabe der Wasserleitungstechnik sein müssen, die geeignetsten Verfahren zu dieser Reinigung aufzufinden.

§ 5. Fassungen der Quellen mittels Bruiinenstuben. Das gewöhnliche Mittel, zu Tage tretende Quellen derart zu fassen, dafs ihr Wasser nutzbar gemacht und einer Leitung übergeben werden kann, besteht in der Herstellung eines Sammelbehälters, in den sich die Quelle ergiefst und an den die Leitung angeschlossen wird. Diese Behälter werden Brunnenstuben, Quellenschächte, Brunnenkammern oder, wenn sie sehr ausgedehnt sind, Wasserschlösser genannt und bilden den Hauptteil der sogenannten Quellfassung.

Die Erschliefsung von Quellen durch Stollenanlagen wird weiter unten (§ 6) besprochen werden.

Als Sammelbehälter genügen mitunter offene Kästen, mit welchen die Quelle eingeschlossen wird oder andere einfache Einrichtungen, auf welche ein näheres Eingehen nicht erforderlich ist.¹¹)

Wenn es sich um die Herstellung ausgebildeter Anlagen handelt, so müssen zunächst die Quellen durch Entfernung der lockeren Massen, welche sich über und vor den wassergebenden festeren Schichten zu befinden pflegen, möglichst freigelegt werden.

Erst wenn dies geschehen ist, lassen sich die Einzelheiten der Ausführung ermitteln. Diese gestalten sich äufserlich in der mannigfaltigsten Art ; in der Regel sind die folgenden Gesichtspunkte zu berücksichtigen:

1.    Tritt die Quelle in ebener Umgebung von unten her zu Tage, so bedarf es keiner besonderen Mittel zum Abfangen, sondern nur solcher zum Schutz des Wassers. Liegt sie dagegen an einem Abhange, so dient zum Abfangen eine wasserdicht hergestellte und an geeigneten Stellen durchbrochene Wand, welche an der Bergseite nicht selten mit einer Packung aus durchlässigem Material versehen wird. Wasser, welches sich in der Nähe der Quellen befindet, wird durch Sammelkanäle oder Sickerschlitze in die Brunnenstube geleitet. Es ist jedoch stets darauf zu halten, dafs nicht auch Wasser gesammelt wird, welches von unreinen oberirdischen Zuflüssen stammt und deshalb selbst verunreinigt sein kann.

2.    Die Umfassungen der Brunnenstube umgeben die von unten auf steigende Quelle und schliefsen sich bei den aus Abhängen tretenden Quellen an die oben erwähnte Wand an. Der so entstandene Behälter, welcher den Ausgangspunkt für die Leitung bildet, hält den etwa mitgeführten Sand zurück und ist mit Vorrichtung zum Lüften, sowie nötigenfalls mit Entleerungsrohr und Überlauf, in einzelnen Fällen auch mit besonderen Reinigungsanlagen versehen.

3.    Eine Überdeckung der Brunnenstube ist erforderlich, um Frost, Sonnenschein und Unreinigkeiten, insbesondere Regenwasser und Überflutung durch Hochwasser, fern zu halten.

4.    Die Brunnenstube mufs entweder seitlich oder von oben her zugänglich sein, damit sie nachgesehen, ausgebessert und gereinigt werden kann.

Bei gröfseren Anlagen pflegt es sich darum zu handeln, eine Gruppe von Quellen nutzbar zu machen. Alsdann vereinigen sich die einzelnen Quellenleitungen nach und nach miteinander und werden schliefslich an einer Stelle zusammengeführt, um in die Hauptleitung überzugehen. Jene Vereinigungen können durch kleine gemauerte Behälter bewerkstelligt werden, während an der Vereinigungsstelle eine Hauptsammelstube entsteht. Ein Beispiel bietet Abh. 1, Taf. IV, in welcher die Quellen durch kräftige Punkte, die Leitungen durch punktierte Linien angedeutet sind.

Der Anschlufs der von den Quellen gespeisten Zweigleitungen an eine überdeckte Hauptleitung mit natürlichem Gefälle wird derart bewerkstelligt, dafs man neben der Hauptleitung einen kleinen, zugänglichen und mit EntleerungsVorrichtung versehenen Behälter aus Mauerwerk herstellt, in welchen sich das Quellwasser ergiefst. In der Scheidewand zwischen diesem Behälter und der Hauptleitung wird ein Überfall angelegt, der sich zur Feststellung der Ergiebigkeit der Quelle benutzen läfst. Auf die bequeme Ausführung einer solchen Feststellung ist Gewicht zu legen, namentlich wenn es sich um Teilung des Quellwassers unter verschiedene Nutzungsberechtigte handelt.

Was die zu verwendenden Baustoffe betrifft, so sollte Holz mit dem zum Genufs bestimmten Wasser nicht in Berührung gebracht werden, da seine Oberfläche einen günstigen Nährboden für Algen und Kleinwesen bildet. Mauerwerk aus hydraulischem Mörtel und festen natürlichen Steinen oder aus gut gebrannten Ziegeln, sowie Beton

\ist in erster Linie geeignet ; aufserdem empfiehlt es sich, die Brunnenstube bis zur iLinie des höchsten Wasserstandes mit einem glatten Zementputz zu versehen oder sie mit Fliesen oder glasierten Ziegeln auszukleiden, damit das Anhaften von Algen

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möglichst erschwert wird. Die Eisenteile sind mit einem gut schützenden Überzüge (z. B. Asphaltlack) bildung zu verhindern.

Über Einzelheiten geben die nachstehend aufgeführten Beispiele Aufschlufs.

Fassungen für aufsteigende Quellen. Abb.27 Quellfassung bei Armentieres (Vanne-Leitung für Paris). M. l : 300. stellt eine Quellfassung bei Armentières für die zur Versorgung von Paris dienende Vanne-Leitung dar. — An der Stelle, wo das Wasser zu Tage tritt, ist ein kreisförmiger Schacht von 10 m Durchmesser hergestellt und mit einem wasserdicht abgedeckten, sowie durch eine Erdschicht geschützten Gewölbe versehen.

Der Zutritt zum Schacht erfolgt mittels einer seitlich angebrachten Tür, welche zugleich der Lüftung dient; die Begehung wird durch einen als Rundgang ausgebildeten Mauervorsprung erleichtert.

Die Fassung hat einen besonderen Leerlauf zur Reinigung der Sohle erhalten ; ein Überlauf ist jedoch nicht vorhanden.

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Abb. 27.

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Zu den aufsteigenden Quellen gehört auch diejenige, welche bei Guermanez für die Stadt Lille gefafst wurde (Abb. 28). Sie entstammt dem Grundwasser, welches sich in einer sandhaltigen und durchlässigen, von Mergel und Lehm überlagerten Kreideschicht bewegt und an der Fassungsstelle als Quelle zu Tage tritt. Hier ist aber nicht, wie in Abb. 27, der ursprüngliche Boden der Quelle als Sohle der Brunnenstube beibehalten, sondern es wurde die wasserführende Kreide entfernt, um eine ausreichende Tiefe für das Becken zu gewinnen. Das Wasser tritt durch ausgesparte Schlitze in den kreisförmigen Umfassungsraum, welcher, um das Zuführen des Sandes zu verhindern, mit Kies hinterfüllt ist. Auch die Sohle der Brunnenstube hat aus demselben Grunde eine Kiesschüttung erhalten; eine solche findet sich ferner in dem Sammelkanal, der das in der Nähe gewonnene Grundwasser der Fassungsanlage zuleitet. Diese ist durch einen mit LüftungsöfFnungen und bequemer Treppe versehenen Treppenturm nebst Rundgang für Besucher zugänglich und hat im Scheitel des überdeckenden Gewölbes eine Öffnung zum Durchbringen von Baustoffen bei Reinigungs- und Ausbesserungsarbeiten erhalten. Eine Vorrichtung zur Entleerung und ein Überlauf erwiesen sich nicht als notwendig; hierzu kann der Ablauf benutzt werden.

Eine sehr einfache Fassung für aufsteigende Quellen ist im badischen Schwarzwalde von Lubberger in der Weise ausgeführt, dafs der Raum, in welchem die Quelle

Abb. 28.

Quellfassung für Lille. M. 0,005.

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Schnitt a b.

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aufstieg, mit einer Pfahlwand umgeben und nach vorheriger Reinigung mit grofsen Steinen ausgefüllt wurde ; diese erhielten dann eine wasserdichte, mit Luftrohr versehene Abdeckung, in welche das Ableitungsrohr einmündet.²²)

Fassungen für Quellen an Abhängen, schaft Reiseifinge herzogtum Baden wird durch das Wasser einer im Bunt-trergäij, Sandstein entspringenden Quelle versorgt, welche durch die in Abb. 29 dargestellte Brunnenstube gefafst wird. j)jese jgt überwölbt und durch eine schräg liegende, zu einer kleinen Treppe führende Tür zugänglich. Das zufliefsende Wasser ergiefst sich zunächst in eine durch einen Überfall abgeschlossene, mit dem Entleerungsrohr. in Yerbind-ung stehende Kammer, welche den etwa mitgeführten Sand zurückhält. Yon dem Überfall gelangt es mittels des Seihers S in die gufseiserne Abflufsleitung. Fliefst mehr Wasser zu, als verbraucht wird, so läuft es bei H über und gelangt durch die Rinne R in den aus Tonrohren hergestellten Überlauf, welcher zugleich die Entleerung nach Öffnung des Schiebers G besorgt. Die Abschlufswand der Brunnenstube steht auf der Sohle der wasserführenden Schicht; die Quelle selbst wurde noch 20 m weit mit einem Stollen verfolgt, um einige Seitenzuflüsse abzufangen. In die Sohle des Stollens wurde ein mit Einlauf schlitzen versehener Steinkanal (Dohle) eingebaut, welcher zunächst mit Kies und dann mit einer muldenförmigen Tonschicht abgedeckt wurde, um das von oben durchsickernde, möglicherweise verunreinigte Regenwasser aufzunehmen und es mittels der Leitung L der Rinne R zuzuführen. Die Brunnenstube ist durch eine Erdabdeckung gegen-Frost geschützt und die Umgebung der Eingangsstelle durch Pflaster gegen Abspülung gesichert.²⁸)

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²²)    Lueger, Die Wasserversorgung der Städte. Drittes Heft. Darmstadt 1892, S. 384.

²³)    Becker, Vusgeführte Konstruktionen des Ingenieurs, 8. Heft. Leipzig 1883. S. 64.

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Abb. 29. Rrunnenstube für Reiselfingen. M. l : 75.

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Eia Teil der Quellfassungen im Eyb-Tale, welche zur Wasserversorgung der Ortschaften auf der „Rauben Alb“ in Württemberg angelegt sind, ist aus Abb. 30 ersicbtlioh. Die wasserführenden Schichten bestehen hier aus einem feinen Tulfsande und es sind deshalb besondere Vorkehrungen zur Abhaltung des Sandes von dem Saugerohr des Pumpwerks getroffen. Aus der links befindlichen, kleineren Abteilung der gemauerten und überwölbten Brunnenstube gelangt das Wasser nicht unmittelbar in die Saugeleitung, sondern es fliefst durch ein kurzes, verschliefsbares Rohr - zunächst in die rechts befindliche gröfsere Abteilung und sodann über einige in dieser angebrachte Quermauern. Hierbei findet eine vollständige Ausscheidung der feineren Sandteile statt. In die genannte Abteilung ergiefst sich auch ein unter dem Eyb-Flusse hindurch’ geführtes Rohr, welches die am rechten Ufer des Flusses gefafsten Quellen zuleitet; u ist das in den Eyb-Flufs mündende Überlaufrohr.

Abb. 30. Quellfassung im Eyb-Tale. M. 1:250.

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Yon den Quellfassungen im Wermingsertale bei Iserlobn ist in Abb. 1, Taf. IV der Lageplan gegeben ; dieselbe Abbildung zeigt auch den vom Lägertale ausgehenden Sammelstollen. Um die Quellen des Wermingsertales vollständig zu erschliefsen, hat man sie teils durch Herstellung von Einschnitten, teils durch Yortreiben von Stollen in dem mit Gerolle vermischten Lehmboden bis an die Felsen verfolgt. Die Einschnitte haben bergmännisch verzimmerte Stollen erhalten und sind dann wieder ausgefüllt. Die Zimmerungen werden, wenn sie abgängig sind, durch Trockenmauerwerk ersetzt. Die Sohle der Stollen ist mit Steinschlag bedeckt und mit einem Abflufskanal versehen. Das aus dem Kanale hervortretende Wasser sammelt sich an der rechten Seite des Stollens in einem kleinen gemauerten Behälter, in welchem die zu der Quellfassuug gehörige Zweigleitung ihren Anfang nimmt.¹²)

Abb. 31. Wasserschlofs Kaiserbrunn. M. 1 : 400.

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¹

) Lueger, Die Wasserversorgung dęr Städte. III. Heft.

²

) Thiem, Über Wasserbeschaffung für Städte. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing, 1887, S. 1133.

³

) Geiger, Wasserstationsanlage mit Sammelbecken für den Bahnhof der württembergischen Staats

⁴

bahnen. Allg. Bauz. 1873, S. 291.

⁵

) Reitemeier, Die Wasserleitung vom Siber-Tale zum Bahnhof Herzberg. Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1874, S. 384.

⁶

) Rapport trimestriel No. 33 du conseil fédéral suisse aux gouvernements des états, qui ont participé à la subvention de la ligne du St. Gotthard, sur la marche de cette entreprise. Bern 1882. S. 24.

⁷

) Vergl. Selbsttätige Regulierungen bei Wasserentnahmen. Zeitschr. f. Bauhandw. 1865, S. 173. — Drehbare, an Schwimmern befestigte Rohre. Humber, Water-supply, Taf. 33, 34. — Puichards selbsttätige Schutzvorrichtung. Ann. du génie civil 1876, Okt. S. 654 und Ann. des ponts et chaussées 1877, I. S. 497. — Entnahme des Wassers eines Baches für den ihn kreuzenden Speisegraben des Behälters von Panthier. Ann. des ponts et chaussées 1880, IL S. 257.

⁸

) Bertschinger, Untersuchungen über die Wirkungen der Sandfilter des städtischen Wasserwerks in Zürich. Zürich 1889.

⁹

) Journ. f. Grasbel. u. Wasservers. 1891, S. 50 und 1892, S. 10 (nach dem Engng. record v. 10. Okt. 1891); ferner Kreuter in der Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1895, S. 1219 u. 1250.

¹⁰

) Reese, Die Wasserwirtschaft im Gebiete der Ruhr u. s. w. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1902^ S. 757. — Ein Vortrag über diesen Gegenstand von Intze, dessen bahnbrechender Tätigkeit in erster Linie die gegenwärtige Stellung Deutschlands im Bau von Talsperren zu danken ist, findet sich in der Zeitschr. f. Arch, u. Ingenieurw. 1899, No. 1.

13*

¹¹

) Über kleinere Quellfassungen vergl. u. a. Winter, Die Thermalquellen Wiesbadens. Zeitschr. f. Baukunde 1880, Ergänzungsheft, S. 108.

¹²

) Disselhof, Das städtische Wasserwerk zu Iserlohn.

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Das Wasserschlofs Kaiserbrunn (Abb. 31), wohl die gröfste der in neuerer Zeit hergestellten Quellfassungen, speist im Yerein mit dem Wasserschlofs Stixenstein die Wiener Hochquellenleitung. Im Tale der Schwarzau wurde an einer Stelle, woselbst mächtige Quellen aus zerklüfteten Kalksteinfelsen hervortreten, der Fels auf einer Fläche von 260 qm unter grofsen Schwierigkeiten weggesprengt. An zwei Seiten des so gewonnenen Raumes sind Mauern, an den beiden anderen einzelne Pfeiler aufgeführt, so dafs die neben den Pfeilern befindlichen Quellen freien Ausflufs haben. Auch die mit Q bezeichneten Stellen der Sohle, woselbst sich Quellen befinden, sind in ihrem natürlichen Zustande belassen. Der Behälter ist überwölbt und fafst bei 4,74 m Wassertiefe rund 570 cbm. Zwei Stollen, deren Höhenlage sich aus dem Schnitt K S T U ergibt, verstärken die Zuflüsse ; dieser Schnitt läfst auch den Kanal für überflüssiges Wasser erkennen. Die Anfangsstrecke V W der Hauptleitung steht

Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1876, S. 77.

durch eine Schützöffnung mit dem Sammelbehälter in Verbindung; zu der Aufzieh Vorrichtung der Schützen gelangt man mittels eines Ganges g. — Zur Zeit ist man mit der Herstellung weiterer Quellfassungen in neu erschlossenen Zuflufsgebieten beschäftigt.

§ 6. Offene Gräben zur Gewinnung von Grund wasser. Siekerkanäle und Drainleitungen. Sammelrohre. Sammelkanäle. Sammelstollen. Unterirdische Aufspeicherung des Grandwassers.

1. Offene Gräben zur Gewinnung von Grundwasser.

Derartige Gräben sind in den Dünen der Westküste Hollands in grofser Ausdehnung angelegt, beispielsweise für die Versorgung der Städte Amsterdam, Haag, Haarlem und Leyden. Sie sammeln das Grundwasser, welches sich in dem Sandboden der bis 5 km breiten Dünen durch den niederfallenden Hegen bildet, und sind so tief in die Oberfläche eingeschnitten, dafs ihre Sohle unter dem natürlichen Grundwasserspiegel liegt und somit das Eindringen des Grundwassers durch die Sohle und die Böschungen möglich wird. Der Querschnitt der Sammelgräben für Leyden, welcher in Abb. 32 dargestellt ist, entspricht in Bezug auf Sohlenbreite und Wassertiefe (1,8 m) der Mehrzahl jener Anlagen, während der Abstand der Sohle von der Oberfläche der Dünen sehr wechselt und bis zu 20 m beträgt. Die offenen Gräben, deren Reinigung yon den Bermen aus erfolgt, haben an Stelle von Brücken Querdämme, welche mit 0,40 m weiten, durch Schieber abschliefsbare Rohre durchsetzt sind, und weisen infolge der geringen Geschwindigkeit des Wassers einen starken Pflanzenwuchs und die sonstigen Übelstände der offenen Gräben auf.²⁵) Die Erweiterung des Grabennetzes für Amsterdam und Haag, sowie der teilweise Ersatz der vorhandenen Gräben ist in den letzten Jahren durch Anlage von Sammelrohren oder durch Drainleitungen erfolgt, deren Verlegung in den Wasserschichten des feinen Dünensandes nur dadurch möglich war, dafs die Baugrube sorgfältig mit dicht schliefsenden Spundbohlen eingefafst wurde, welche sich durch Wasserspülung verhältnismäfsig rasch und billig eintreiben liefsen. Diese Sammelrohre entnehmen auch das Wasser in den von der See entfernter liegenden Strecken aus einer Tiefe bis zu 4 m unter N. N., während die Sohle der offenen Gräben meistens über dem höchsten Wasserspiegel liegt, weil man den ungünstigen Einflufs des Meerwassers fürchtete. Nach den gelegentlich der Wasserversorgung von Norderney vorgenommenen Untersuchungen ist aber anzunehmen, dafs auch in gröfserer Tiefe noch süfses Wasser vorhanden ist, weil dieses gewisser-mafsen auf dem schweren Meerwasser schwimmt.²⁶) Man würde demnach in den Dünen wahrscheinlich auch Brunnen zur Anwendung bringen können.

Abb. 32. Graben zur Gewinnung von Dünenwasser. M. 1 : 400.

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²⁵)    Schmitt, Dünenwasserversorgung einiger holländischen Städte. Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover IS 79, S. 515.

²⁶)    Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1890, S. 252. Das für Norderney erschlossene Wasser konnte jedoch erst nach Befreiung von dem Schwefelwasserstoffgehalt benutzt werden.

Die Sammelgräben für die Versorgung von Amsterdam entziehen einem Gebiet von 2500 ha jährlich gegen 7 Millionen chm Wasser, was einer Wasserschicht von 28 cm Stärke bei einer Regenhöhe von 75 cm entspricht. Die Ergiebigkeit anderer Gebiete soll jedoch wesentlich gröfser sein und nach der unten angegebenen Quelle auf 50 bis 60 cm Wasserhöhe steigen.¹)

2. Sickerkanäle und Drainleitungen.

Die Aufgabe, durch Sickerkanäle und Drainleitungen Wasser zu gewinnen, ist derjenigen ähnlich, einem allzu wasserreichen Boden das überflüssige Wasser zu entziehen und ihn dadurch für die Landwirtschaft tauglicher oder, wenn es sich um Einschnittsböschungen handelt, haltbarer zu machen. Man findet deshalb in den genannten Fällen nicht selten die nämlichen baulichen Anlagen, als deren einfachste der Sickerkanal anzusehen ist, dessen Herstellung aus Steinen oder grobem Kies als bekannt vorausgesetzt wird. Besonderes Gewicht ist darauf zu legen, dafs der Sickerkanal nicht mit gewöhnlichem Boden bedeckt wird, welche in die Zwischenräume des Kieses geschlämmt werden würde, sondern dafs er nach oben und nach den Seiten eine Umhüllung erhält, deren Korngröfse nach Art der Filter von innen nach aufsen allmählich abnimmt. Nötigenfalls wird die Oberseite durch Lehm abgedeckt, damit das Sammelwasser nur seitwärts eintritt und Verunreinigung von oben vermieden wird. Gleiche Vorsicht ist anzuwenden, wenn man zum Sammeln des Wassers Drainleitungen benutzt, deren Ausführung und Wirkungsweise in dem Kapitel „Meliorationen“ (Bd. V dieses Teiles) näher beschrieben sind. Aus dem dort Gesagten sei hervorgehoben, dafs sowohl Sickerkanäle wie Drainrohrstränge mindestens 8 m entfernt von Bäumen und Sträuchern zu halten oder in deren Nähe durch geschlossene, gut gedichtete Leitungen zu ersetzen sind, weil die sich weit ausdehnenden Saugewurzeln gern in die Fugen hineinwachsen und eine vollständige Verstopfung des Drains herbeiführen können. Auch einzelne Feldgewächse (z. B. Raps) haben tiefgehende Wurzeln und dürfen über flachliegenden Leitungen nicht gebaut werden. Um den Ort etwaiger Verstopfungen besser ermitteln zu können, empfiehlt sich die Einfügung von Schächten, welche eine Untersuchung der Leitungen gestatten und zwischen denen die einzelnen Stränge in möglichst geraden Linien geführt werden. Soll das Wasser zu Versorgungszwecken dienen, so mufs der Sickerkanal eine Tiefe von mindestens 4 bis 5 m besitzen; keinenfalls darf aber das Wasser aus einem Gebiete entnommen werden, welches der landwirtschaftlichen Düngung unterliegt, weil infolge der Durchlässigkeit des Bodens Verunreinigungen auch bis in diese Tiefe gelangen können.

Als ein hierher gehöriges Beispiel mag die Drainierung der Wiesen und Weiden der Alpen angeführt werden. In diesem Falle wird die Gewinnung von Wasser zum Tränken des Viehes fast ebenso hoch angeschlagen, wie der sonstige Nutzen der Drainierung. Auch auf der Rauhen Alb hat man früher an einzelnen Stellen die Drainage zur Wassergewinnung verwendet.²)

3. Sammelrohre.

Holzrohre eignen sich nicht

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Zu den Sammelrohren (bei denen der Begriff des „Sammelns“ dem des Gewinnens entspricht) gehören genau genommen auch die Drainrohre; sie unterscheiden sich nur dadurch von ihnen, dafs das Wasser lediglich durch die Stofsfugen eintritt, während die Sammelrohre zu dem gleichen Zwecke eine Anzahl mehr oder weniger gleichmäfsig verteilter Öffnungen in den Wandungen erhalten. Zur Herstellung der Sammelrohre eignen sich alle für Bohrleitungen übliche Stoffe, insbesondere Eisens Zementbeton und gebrannter Ton. Yon diesen besitzt das Eisen die gröfste Festigkeit; doch ist es bisher nicht möglich gewesen, eisernen Rohren einen solchen Überzug zu geben, dafs die Rostbildung auf die Dauer völlig verhindert wird. Einen wesentlich gröfseren Widerstand gegenüber der Einwirkung des Wassers zeigen Rohre aus Zementbeton, welche sowohl aus diesem Grunde, wie wegen ihrer geringeren Kosten in grofsem Umfang Verwendung finden ; auch können sie leicht in solcher Stärke hergestellt werden, dafs sie den Druckwirkungen des darüber liegenden Bodens mit Sicherheit widerstehen. — Hart gebrannte und gut glasierte Tonrohre werden vom Wasser gar nicht angegriffen, stehen jedoch an Festigkeit gleichfalls den Eisenrohren nach, zu Sammelanlagen für Yersorgungszwecke, weil sie der Bildung von Algen u. s. w. Vorschub leisten und dadurch eine Verschlechterung des Wassers herbeiführen; insbesondere ist dies der Fall, wenn ein Teil ihres Querschnitts mit Luft ausgefüllt ist.

Die Einlauföffnungen für die einzelnen Wasserfäden müssen dem Wasser in ihrer Gesamtheit eine solche Fläche bieten, dafs bei Entnahme der gröfsten Wassermenge, für welche die Anlage ausgeführt wird, die sich bildende Eintrittsgeschwindigkeit klein genug ist, um die in der wasserführenden Schicht vorhandenen kleinsten Teile nicht in Bewegung zu setzen. Die Öffnungen werden entweder- als runde Löcher oder als kurze Schlitze hergestellt und zwar pflegt man ihre Abmessungen nicht geringer als 8 mm zu nehmen, weil sonst ein Zusetzen durch Rost oder durch Sinterbildung nicht ausgeschlossen ist und auch die Zuführung erschwert wird. Da aber die wasserführenden Schichten durch die oberen und seitlich gelegenen Öffnungen des Rohres hindurch treten würden, so wird die Herstellung einer schützenden Hülle erforderlich, welche zunächst durch Bedeckung mit einer Schicht von gewaschenem und gesiebtem Kies von entsprechender Korngröfse gebildet wird. Dieser Decke schliefsen sich mehrere andere von feiner werdendem Korn an, so dafs ein filterartiger Mantel gebildet wird, welcher den ganzen mit Eintrittsöffnungen versehenen Teil der Leitungen umgibt. Die Verfüllung der Baugrube erfolgt bis zur Höhe des Grundwasserstandes mit gesiebtem Kies von allmählich abnehmender Korngröfse, welcher schliefslich in den natürlichen, mit einer Rasendecke zu versehenden Boden übergeht. Bei einer Tiefenlage der Röhren von 4 bis 5 m genügt diese Anordnung zur Filterung des von oben ein dringenden Tage wassers ; ist aber die Tiefe geringer und kommt es (für Versorgungszwecke) auf vollkommene Reinhaltung des gewonnenen Wassers an, so empfiehlt es sich, eine 0,3 bis 0,5 m starke Bedeckung aus Lehm über der Linie des höchsten Grundwassers einzubringen und die in Gefälle zu legende Oberfläche der Abdeckung mit einer nach aufserhalb führenden Leitung zu verbinden. — Eine Erschwerung des Sandeintritts läfst sich auch dadurch herbeiführen, dafs man den Eintrittsöffnungen eine

Drainierung eine Ergänzung der sonst angewandten Art der Wassergewinnung.) — Speck, Über Drainage zum Zwecke der^ Wassergewinnung. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1870, S. 609.

von aufsen nach innen auf steigende Richtung gibt (Abb. 33), so dafs sich die feinen Sandteilchen unter einem ihrer Gröfse entsprechenden Ruhewinkel lagern können. *

Abb. 33.

Da die sorgfältige Ausführung der filterartigen Hülle namentlich an den Seiten der Rohre und bei starkem Wasserzudrange mit Schwierigkeit verknüpft ist und beim Ausziehen der Absteifungsbohlen leicht eine Yerschiebung der Kiesschüttung stattfindet, so bleibt die Leitung nach längerem Betriebe selten sandfrei und es ist deshalb zu empfehlen, schon bei der Anlage dafür Sorge zu tragen, dafs der Sand von Zeit zu Zeit beseitigt werden kann. Dies wird dadurch ermöglicht, dafs man besteigbare Schächte mit vertiefter Sohle einschaltet, in denen sich der Sand ablagert, von welchen aus durch Aufstau des von oben zufliefsenden Wassers eine Spülung der unterhalb belegenen Rohrleitung vorgenommen oder der festgelagerte Sand mittels Durchziehens einer Bürste beseitigt werden kann.

Das untere Ende der Sammelröhren mündet in einen Sammelschacht (Sammelbrunnen) oder in eine Sammelstube, welche den etwa noch mitgeführten Sand aufnimmt, bevor das Wasser zur Y erbrauchssteile geführt oder von den Maschinen gehoben wird. Die Anlage ist so einzurichten, dafs die verdrängte Luft einen Ausweg findet und eine Untersuchung nebst Reinigung möglich ist. Diese wird erleichtert, wenn man die Sammelstube in zwei Teile teilt, von denen jeder für sich abgesperrt und durch einen Leerlauf oder durch Auspumpen entleert werden kann. Eine solche Anordnung zeigt z. B. die Sammelstube für die Grundwasserleitung der Stadt Königsberg i. Pr. (Abb. 41), während der Sammelschacht für das Wasserwerk Hannover (Abb. 96 in Kap. II) eine einfache Quermauer enthält, hinter welcher sich der Sand ablagert.

Weitere Einzelheiten ergeben die folgenden Beispiele:

Die von Salbach ausgeführte Stammanlage der Grundwasserversorgung für die Stadt Halle a. S. besteht aus glasierten Tonrohren von 0,4? m Lichtweite, welche mit 8 mm grofsen Löchern so dicht bedeckt sind, dafs die Summe der Öffnungen auf einer Rohrstrecke von 2,82 m Länge gleich dem Rohrquerschnitt ist. Die in 4 bis 4,5 m Tiefe verlegten Rohre liegen 2,82 m unter dem niedrigsten Wasserstande der benachbarten Elster und sind mit Kies von Haselnufsgröfse umhüllt.³)

Die Sammelanlage für das gleichfalls von Salbach ausgeführte Wasserwerk zu Dresden⁴) besteht aus asphaltierten Gufsrohren von 8 m Baulänge, von denen jede mit 1 cm weiten und 7 cm langen Schlitzen versehen ist. Das Sammelrohr liegt mit der Oberkante rund 3 m unter dem niedrigsten Elbwasserspiegel und ist mit einer 0,4 m starken Kieshülle umgeben. In der Mitte der Leitung befinden sich zwei Sammelbrunnen mit offener Sohle von je 7 m Weite, in welche die von beiden Seiten längs der Elbe verlegten Rohre münden ; aufserdem hat jede Leitung zwei gleichfalls mit offener Sohle hergestellte Zwischenschächte von je 2,5 m Durchmesser erhalten, in welchen der von oben kommende Zuflufs durch Schieber abgesperrt werden kann; dadurch soll die Beseitigung des etwa eingedrungenen Sandes durch Spülung ermöglicht werden. Die Weite der Rohre beträgt in der oberen Strecke 0,45, in der Mitte 0,55 und am unteren Ende 0,65 m; ihre Gesamtlänge mifst etwa 1500 m. Die seit 1874 im Betriebe befindliche Anlage hat bei ihrer stärkeren Inanspruchnahme Wassermengen bis über 50000 cbm täglich geliefert, entsprechend einer Zuflufsgeschwindigkeit von 0,9 m in den unteren Rohrstrecken. Das Sammelrohr liegt am rechten Elbufer, dessen Grundwasser nur mit geringem Gefälle zufliefst. Über den wechselnden Wäi’megrad des von der Anlage gelieferten Wassers ist näheres auf S. 54 mitgeteilt.

Bei der Sammelrohranlage für das Wasserwerk der Stadt Hannover hat man auf die Anwendung verschiedener Durchmesser verzichtet und den ganzen Strang aus Gufsrohren von 0,80 m Lichtweite und 2 m Baulänge hergestellt. Die einzelnen Rohre (Abb. 34 a) haben 15 mm Wandstärke und sind

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mit 12 Reihen von Schlitzen versehen, welche an der Aufsenfläche des Rohres 10 mm, an dessen Innenseite aber 20 mm weit sind, wodurch das Einklemmen von Steinen verhindert werden soll. Die Länge der Schlitze beträgt etwa 100 mm und es wird bei etwa 6,5 m Rohrlänge die Summe der äufseren Schlitzöffnungen gleich dem Rohrquerschnitt. Die gesamte Fläche der Schlitze des 918 m langen Rohrstranges berechnet sich zu 70 qm und wenn man annimmt, dafs davon ein Drittel durch vorliegende Kiesstücke versperrt wird, so bildet sich bei einer gröfsten Entnahme von 15 000 cbm täglich (oder 189 sl bei 22 ständiger Arbeitszeit der Pumpen) eine Eintrittsgeschwindigkeit von 4 mm in der Sekunde, vorausgesetzt, dafs der Eintritt überall gleichmäfsig stattfindet; die Abflufsgeschwindigkeit in dem mit einem Gefälle von 1: 1850 angelegten Rohrstrange (Abb. 5, Taf. IV) steigt in diesem Falle von Rull am oberen bis zu 0,38 m am unteren Ende. Die Rohre sind an den Seiten und über dem Scheitel mit Steinschlag umgeben ; dann folgt eine 0,4 m starke Schicht von gesiebtem grobem Kies und darauf der ausgehobene kieshaltige Boden, welcher 0,3 m stark mit Lehm abgedeckt ist (Abb. 34 h). Die Verlegung der Rohre geschah in einer nach Abb. 35 abgesteiften Baugrube, in welcher der ‘Wasser-^ Spiegel von den zuerst hergestellten Zwischenschächten (Abb. 36) aus durch kräftige Dampfpumpen bis zur Rohrachse gesenkt wurde.sl) Abb. 37 stellt die Schachtzimmerung für diese Schächte dar.

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³¹) Berg, Das neue Wasserwerk der Stadt Hannover. Zeitschr. d. Arch.-u.Ing.-Ver. zu Hannover 1880, S. 189. Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

Die Anlage entnimmt das Grundwasser einer auf blauem Ton ruhenden, zwischen 3 und 5 m starken Kiesschicht des Leinetals an einer Stelle, wo der Flufs durch ein Wehr gestaut ist und die als Flutkanal dienende Ihme sich von ihm ahzweigt (Abb. 4, Taf. IV). Das "Wasser entstammt dem Gebiete zwischen Deister und Leine, insbesondere demjenigen Teile, aus welchem die Ricklinger Beek ihre Zuflüsse erhält (Abb. 38). Bei den unter Leitung des Baurats Hagen ausgeführten Vorarbeiten wurden zwei je 50 m lange, mit ihrer Sohle etwa 1 m über der undurchlässigen Schicht liegende Versuchsschlitze hergestellt, von denen der eine in Abb. 4, Taf. IV angedeutet ist; sie lieferten zusammen 69 sl oder 6000 cbm täglich bei 1 m Absenkung, deren Einflufs bei 120 m Abstand von der Schöpfstelle nicht mehr bemerkbar war. Auch ergab ein auf der Wallenwiese in 150 m Entfernung vom Flufsufer angelegter Versuchsbrunnen bei 1,3 m Absenkung 4 Wochen lang täglich 800 cbm Wasser von 8° Wärme, während das Flufswasser 15 bis 18° zeigte, ein solcher von 0,9 m Weite auf dem Stamme’schen Grundstück 1380 cbm.³²) Bei dieser Ergiebigkeit glaubte man von eingehenderen Untersuchungen über Gefälle, Geschwindigkeit und Richtung des Grundwasserstroms absehen zu können und führte das oben beschriebene Sammelrohr aus, welches drei Zwischenschächte von der in Abb. 36 dargestellten Anordnung erhalten hat. Aus dem in Abb. 5, Taf. IV dargestellten Längenschnitt geht hervor, dafs das Rohr mit der Oberkante 0,7 bis 3,2 m unter dem mittleren Grundwasserstande und dieser durchschnittlich 4,9 m über der undurchlässigen Schicht liegt.

Da die Versuchsschlitze auf 1 m Länge 60 cbm Wasser täglich geliefert hatten, so hoffte man aus dem 918 m langen Sammelrohr mindestens 25000 cbm entnehmen zu können und hielt deshalb den

Wasserbedarf der 140000 Einwohner zählenden Stadt auf lange hinaus für gedeckt. Allein bereits in den Jahren 1882 und 1883 (die Anlage war 1878 fertig gestellt) zeigten sich bei einer Entnahme von 14000 cbm erhebliche Trübungen des Wassers, die eine zeitweise Beschränkung des Verbrauchs und die Erweiterung der Anlage notwendig machten. Diese wurde durch Ausführung der Brunnen Bi bis B& (Abb. 4, Taf. IV) bewirkt, welche insbesondere das zwischen der Unterkante des Sammelrohres und der undurchlässigen Schicht unbenutzt abfliefsende Wasser, sowie den Grundwassei’strom auf der Wal-' <\    lenwiese abfangen sollten, von

Vp dem man annahm, dafs er sich infolge der Wehranlage parallel zur Ihme an deren Ufer hinziehe. Der Ausführung von Brunnen war der Vorzug vor der Verlängerung des Sammelrohrs gegeben, weil sich diese nur in etwa 400 m Länge hätte ausführen lassen und weniger wirksam, dabei aber teuerer gewesen wäre (1 m des Sammelrohres kostete ohne den Hauptschacht 260 M.). Ein Eindringen von Flufswasser durch die 40 bis 100 m entfernten Ufer der Ihme und Leine wurde auf Grund der vorgenommenen Schöpfversuche nicht befürchtet, obwohl bei hohen Flufswasserständen eine verstärkte Ergiebigkeit der Versuchsbrunnen beobachtet war. Jeder Brunnen ist durch eine abstellbare Heberleitung mit einem Hauptstrange verbunden, welcher in einen neben dem Maschinenhause angelegten Sammelschacht mündet.

Eine wesentliche Rolle bei der Ergiebigkeit der alten und neuen Anlage spielt die Geschwindigkeit, mit welcher der speisende Grundwasserstrom zufliefst. Der Übersichtsplan (Abb. 38) läfst darauf

Abb. 38. Übersichtsplan der auf dem linken Leine- Ufer bei Hannover befindlichen Wasserläufe.

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³²) Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1885, S. 112. — Hagen, Vorarbeiten behufs Gewinnung von Wasser für die Stadt Hannover. 1873. S. 12.

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schliefsen, dafs das Grundwasser in der Nähe der Gewinnungsstelle in beträchtlicher Ausdehnung in die oberirdischen Gewässer (namentlich auch in die Ricklinger Beek) eintritt und seine Geschwindigkeit keine grofse sein kann. Da zugleich die Stärke der wasserführenden Schicht nur eine mäfsige ist, so dürfte eine namhafte Erhöhung der Ergiebigkeit nur durch weitere Ausdehnung der Gewinnungsanlagen in einer zur Grundwasserbewegung senkrechten Richtung möglich sein, vorausgesetzt, dafs das Niederschlagsgebiet, aus welchem der Grundwasserstrom sich nährt, überhaupt imstande ist, in trockenen Jahren die erforderliche Wassermenge zu liefern. — Inzwischen hat infolge des schnellen Anwachsens der Bevölkerung und des Wasserbedarfs die städtische Verwaltung davon Abstand genommen, die ganze erforderliche Wassermenge aus dem Grundwasser zu gewinnen, sie ist vielmehr dazu übergegangen, für die Zwecke der Kanal- und Rinnsteinspülung, Bewässerung der Strafsen und öffentlichen Anlagen, für Springbrunnen und Bedürfnisanstalten ungefiltertes Wasser aus der Leine zu entnehmen und durch ein besonderes Rohrnetz für die angegebenen Bedürfnisse zu verteilen. Zu diesem Zwecke ist eine alte Wasserkunst in der Leine (die Klickmühle) mit 4 Turbinen ausgebaut, welche je eine Girardpumpe treiben. Zur Aushilfe ist eine Gasmaschine aufgestellt. Die neue Anlage ist im Jahre 1898 in Betrieb gekommen und kann täglich 24000 cbm rohes Leinewasser fördern.

4. Sammelkanäle.

ohne dies Unterscheidungsmerkmal als ein allgemein

Ein grundsätzlicher Unterschied zwischen Sammelrohren und Sammelkanälen ist nicht vorhanden, wie denn überhaupt die verschiedenen Arten der ganz oder nahezu wagerechten Sammler nicht scharf getrennt sind, sondern mehrfach ineinander übergehen. Indessen sollen hier gütiges hinzustellen — unter Sammelkanälen solche Anlagen verstanden werden, welche nicht mit fertigem Querschnitt verlegt, sondern erst in der Baugrube aus einzelnen Bestandteilen hergestellt werden.

Da die Sammelkanäle den nämlichen Einflüssen des Erd- und Wasserdrucks unterworfen sind, wie die in Kap. II unter § 2, B. besprochenen überdeckten Leitungen, so kommen auch die daselbst erwähnten Formen und Baustoffe in Betracht, jedoch mit der Einschränkung, dafs zugleich auf die zum Einlassen der einzelnen Wasserfäden dienenden Öffnungen Rücksicht zu nehmen ist. Ob solche Öffnungen auch in der Sohle des Kanals angebracht werden können, hängt davon ab, ob unter dem Kanal Wasser vorhanden ist, welches mit ausreichendem Druck einzutreten vermag. Liegt der Kanal auf einer undurchlässigen Schicht und ist nur auf ein Eintreten der Wasserfäden von der Seite oder von oben zu rechnen, so beschränkt sich die Anbringung von Eintrittsöffnungen auf die Seitenwandungen oder auf das obere Gewölbe und der untere Teil wird als wasserdichte Rinne hergestellt. Umgibt der Grundwasserträger dagegen den Kanal von allen Seiten oder liegt er vorzugsweise in der Nähe der Sohle, so sind Öffnungen auch im unteren Teile zulässig.

Die Sammelkanäle erhalten entweder nur den Querschnitt, der sich aus der abzuleitenden Wassermenge und dem vorhandenen Gefalle ergibt, oder sie werden von vornherein so grofs gemacht, dafs sie begehbar oder doch bekriechbar sind. Wie bei den Sammelrohren sind auch hier besteigbare Zwischenschächte einzulegen, von denen aus die einzelnen Strecken nach erfolgter Abschliefsung entleert, untersucht und gereinigt werden können. Wird das gesammelte Wasser zu Yersorgungszwecken gebraucht, so ist besondere Sorgfalt auf die Fernhaltung von verunreinigendem Aufsenwasser zu verwenden, die in einem weiter unten zu besprechenden Falle dazu geführt hat, den Kanal in zwei Abteilungen herzustellen, von denen die zur Ableitung des Sammelwassers dienende als besonderes Rohr ausgebildet ist.

Näheres ergeben die nachfolgenden Beispiele, in denen zugleich die Einrichtung der zugehörigen Sammelstuben berücksichtigt ist.

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Ein für das Wasserwerk der Stadt Königsberg nach den Angaben von Henoch ausgeführter Sammelkanal ist 1 m hoch und oben 0,63 m, unten 0,50 m breit (Abb. 39 b). Er ruht auf einer 0,32 m

starken Betonschicht und ist aus Backsteinen in Zementmörtel hergestellt. Der Eintritt des Wassers findet durch offene Stofsfugen der Wangenmauern statt und zwar in der ersten, dritten, fünften und siebenten Schicht. Diese sogenannten Sickerfugen sind gegeneinander versetzt und 20 mm weit. Die Sohle des Kanals hat einen Zementputz erhalten ; im übrigen ist der Kanal an der Innenseite gefugt. Die äufseren Wände des Kanals sind bis zum Kämpfer des Gewölbes mit Steinschlag umgeben, welchem zum Teil Kies zugesetzt ist. Diese Umhüllung hat jedoch ihren Zweck nicht ganz erfüllt, da der feine Sand der wasserführenden Schicht auf einzelnen Strecken in gröfseren Mengen in den Kanal dringt; diese Strecken werden dann durch Auspumpen der Sammelstube möglichst entleert und der Inhalt wird durch die Zwischenschachte mittels Handarbeit herausbefördert.

Der 5165 m lange Kanal liegt, wie aus dem Lageplan (Abb. 39a) hervorgeht, zum gröfseren Teile am Ufer des von den alten Ordensrittern zur Versorgung der Königsberger Mühlen angelegten Dammteiches (s. auch Abb. 6, Taf. I), zum Teil durchschneidet er diesen und den mit ihm inVerbindung stehendenStob-benteich. Der Querschnitt des Kanals und der Baugrube bezieht sich auf die Kreuzungsstrecke mit den Teichbetten ; es bezeichnet a aufgefüllte Dammerde (aus der Sohle des Teiches stammend), b Ton, c feinen Sand, d groben Sand, e das Material der wasserführenden Schicht, welches vorzugsweise aus feinem Sande in Mischung mit gröberem Sande und eingelagerten Kiesstückchen besteht. Die Umhüllung* sollte dazu dienen, das Eindringen des Teichwassers in den Kanal zu verhindern ; doch ist dieses nur teilweise gelungen, da der Kanal auf die Teiche eine stark drainierende Wirkung ausübt.

Die Sohle des Kanals liegt auf der undurchlässigen Schicht und steigt mit dieser im Gefälle von 1 : 2000 bezw. 1:4000 an. Seine Wirksamkeit war darauf berechnet, dafs er zunächst das Versickerungswasser einer muldenförmig gestalteten Fläche von 2500 ha Inhalt abführen sollte, welche sich durch Verlängerung des Kanals später noch vergröfsern • liefs. Seine Höhenlage war so gewählt, dafs die Unterstadt mit natürlichem Druck versorgt werden konnte.³³)

Abgesehen davon, dafs das Wasser des Kanals durch die Teiche beeinflufst und aufserdem eisenhaltig wurde, zeigte sich bald nach der Anlage, dafs die Ergiebigkeit von der Begenhöhe des kurz vorhergegangenen Zeitabschnitts sehr abhängig war und demnach stark schwankte. Der Betrieb wurde aus diesem Grunde so eingerichtet, dafs die Schieber der Zwischenschächte geschlossen blieben und von der Sammelstube ab nur immer diejenige Strecke in Betrieb genommen wurde, welche den Bedarf zu decken vermochte (Abb. 40). Dadurch liefs sich wenigstens teilweise der Übelstand beseitigen, dafs nach längerem Regen oder nach Abgang des Schnees das in den oberen Schichten reichlich vorhandene Wasser die unteren Kanalstrecken vollständig anfüllte und entweder von selbst durch die Sickerfugen nach aufsen austrat und in Form eines Grundwasserbachs ablief oder durch einen Überfall abgelassen werden mufste. Eine Verbindung der einzelnen abgeschlossenen Strecken durch Vermittelung der wasserführenden Schicht fand aber auch dann noch statt, so dafs die Ergiebigkeit in trockenen Zeiten sehr gering war und z. B. im Herbst 1879 nicht über 1400 cbm täglich betrug; diese Annahme läfst auf ein nur mäfsiges Aufspeicherungsvermögen des Grundwasserträgers schliefsen. — Die Baukosten für 1 m des Kanals haben sich auf etwa 200 M. belaufen; er mündet in eine Sammelstube, von welcher dio 8176 m lange, 0,63 m

Abb. 39 a u. b. Sammelkanal für das Wasserwerk Königsberg i. Pr.

Abb. 39 a. Lageplan.

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Abb. 39 &. Querschnitt des Sammelkanals.

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Abb. 40. Bewirtschaftung des Sammelhanals der Königsberger Wasserleitung.

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weite Eisenrohrleitung nach dem Hauptbehälter bei Hardershof abgeht, woselbst sich auch die Mefs-vorrichtung befindet. Die Stube, welche ursprünglich aus einem durch Umleitung ausschaltbaren, mit Kappengew’ölben überdeckten Raume bestand, ist später in zwei Abteilungen hergestellt und durch Kammern erweitert worden, um den Sinkstoffen auch während der Reinigung der einen Hälfte die Möglichkeit der Ablagerung zu gewähren (Abb. 41). Die Entleerung erfolgt, da anderweite Vorflut nicht zu beschaffen war, durch Auspumpen mittels einer Zentrifugalpumpe, welche über dem Saugeschacht S aufgestellt ist.

Abb. 41. Sammelstube des Königsberger Wassenoerlcs. M. 1 : 250.

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Die Sammelkanäle der Stadt Wiesbaden, welche zur Herstellung der Pfaffenbornleitung und der Anlagen im Adams- und Nerotal ausgeführt wurden, haben eine Länge von mehr als 7000 m, von denen ein kleiner Teil in elliptischer Form von 1,2 m Höhe und 0,8 m Breite hergestellt wurde. Die Mehrzahl der Kanäle hat einen kreisförmigen Querschnitt von 0,66 m Durchmesser; sie sammeln das Wasser aus den verwitterten und unregelmäfsig gelagerten Gesteinsmassen der genannten Täler, liefern aber nur einen Teil des zur Versorgung der Stadt erforderlichen Bedarfs, dessen gröfsere Menge dem weiter unten erwähnten, zwischen Hero- und Adamstal angelegten Tiefstollen entnommen wird.⁵)

Bei der (älteren) Wasserleitung für Grenoble hat man versucht, die obere Hälfte des in Beton ausgeführten Sammelkanals durchlässig für Wassefi und undurchlässig für Sand herzustellen, indem das Deckgewölbe aus Kies mit sehr wenig Mörtel gebildet wurde; doch scheint dies Verfahren, welches das Vorhandensein eines sehr reinen und zu Sinterungen nicht geneigten Wassers zur Voraussetzung hat, keine weitere Nachahmung gefunden zu haben.

Wenn die Achse des Sammlers senkrecht zum Lauf der unterirdischen Wasserzüge liegt, so sind Kanäle am Platze, welche nur an einer Stelle offene Fugen haben. Derartige Sammelkanäle sind für die Wasserwerke der Nicolay-Gesellschaft zu Genua am Ufer der Scrivia bei Busalla ausgeführt, sich in mächtigen Kieslagern ein unterirdischer Strom neben dem mit kräftigem Gefälle fliefsenden Flusse befindet. Die Sammelkanäle sind bis auf den unter dem Kiese befindlichen Felsen hinuntergeführt und das Wasser tritt an der stromaufwärts belegenen Seite durch Rohre ein, welche in das Mauerwerk eingelegt sind. Die Kanäle sind überwölbt, 1,53 m im Lichten breit und 2,14 bis 2,44 m hoch; ihre tägliche Ergiebigkeit soll nie weniger als 79,6 cbm f. d. lfd. m des Kanals betragen haben.

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Abb. 42. Sammelstube der Quellwasserleitung für Baden-Baden. M. l : 125.

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Die Sammelkanäle für Baden-Baden fassen das den Buntsandstein des Badener Stadtwaldes durchsickernde Wasser, welches sich auf dem darunter liegenden undurchlässigen Granit fortbewegt; in diesen sind die teilweise als Stollen yorgetriebenen Kanäle mit ihrer Sohle eingeschnitten. Die älteren Anlagen an der Scherrhalde und Kugelau sind im ganzen- 1200 m lang und durch Zwischenleitungen von 800 m Länge miteinander verbunden; ihre Höhe beträgt 1,6, ihre Breite 0,7 m. Die in Reihen austretenden einzelnen Wasserfäden fliefsen in ein Rohr aus Zementbeton, welches unter der Kanalsohle liegt (Abb. 43), während diese nur das durchtropfende Tagewasser aufnimmt und es der Sammelstube (Abb. 42) zuführt, wo es mittels der Öffnung m in die Entleerungsleitung fliefst, welche auch das Überlaufwasser der Quelle aufnimmt. Durch Öffnung des Schiebers s wird der Leerlauf der Kammer bewirkt, wenn diese gereinigt werden soll. — Besonderes Gewicht ist auf Grund der bei einer anderen Anlage gemachten Erfahrung auf das Verhindern von Trübungeu bei starkem Regenwetter gelegt und der Kanal deshalb in solcher Tiefe ausgeführt, dafs die Bodendeckung über den Eintrittstellen der Wasserfäden überall 5 m beträgt.⁶)

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Abb. 44 zeigt den Sammelkanal für die Wasserversorgung der Stadt Giefsen, welcher an der Grenze zwischen dem undurchlässigen Tertiärlehm und dem darüber gelagerten, mit wasserhaltenden Klüften und Spalten versehenen Basalt hergestellt ist. Er liegt durchschnittlich 6 bis 8 m unter Geländehöhe und wurde nur zum kleineren Teil als Stollen ausgeführt, weil die offene Baugrube die Beobachtung der Zuflüsse und deren Einleitung in den Kanal erleichterte. Zur Abhaltung des Tagewassers ist über dem Scheitel eine 0,5 m starke Lehmschicht aufgestampft; aufserdem sind die Widerlager mit einem starken Zementputz versehen. Das durch den Boden der Baugrube auf die Lehmschicht gelangende Wasser wird von dieser in Gefälle abgeführt. — Der Kanal mündet in eine Sammelstube mit zwei Abteilungen, von denen die eine mit Überfall und Mafsvorrichtung, die zweite mit Überlauf sehen ist; beide können durch eine besondere Leitung entleert werden.⁷)

Abb. 43.

Samnielkanal der Quellwasserleitung für Baden-Baden. M. 1: 75.

Abb. 44.

Sammelkanal für die Wasserleitung der Stadt Giefsen. M. 1 : 75.

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Hier sind ferner die sogenannten Filtergänge oder Filtergallerien zu erwähnen, welche früher mehrfach in den wasserführenden Kiesschichten an den Ufern der Flüsse zur Ausführung gelangten. Sie bestehen aus Sammelkanälen mit offener Sohle von gröfserer oder geringerer Breite und verdanken ihren Namen der ursprünglich gehegten Absicht, durch ihre Yermittelung das auf natürlichem Wege gefilterte Flufs-wasser zu gewinnen. Man erhielt jedoch Wasser, welches sich von dem des Flusses

durch abweichende Zusammensetzung und Wärme unterschied und erkannte daraus allmählich den Einfiufs des unterirdisch zufliefsenden Grundwassers, dessen Entstehung, Bewegung und Erscheinungsform seitdem Gegenstand näherer Untersuchungen geworden ist. Diese haben es aber auch anderseits klargestellt, dafs

—    nicht selten im Widerspruch zu den Ergebnissen der anfänglich betriebenen Probebrunnen

—    die Mehrzahl der Gewinnungsanlagen in unmittelbarer Nähe der Flufsufer ein Gemisch von

Abb. 45. Sammdltanäle am Garonne-Ufer für Toulouse. M. 1 : 175.

a. Hauptkanal.

b. Seitenkanal.

Grundwasser und gefiltertem Flufswasser liefert, in welchem die Menge des Flufswassers von der gröfseren oder geringeren Durchlässigkeit des Flufsbettes, der Entfernung der Gewinnungsanlage vom Ufer und der Gröfse der Absenkung abhängt (vergleiche die Ausführungen auf S. 181).

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Die ältesten Filtergänge wurden 1825—28 von d’Aubuisson am linken Ufer der Garonne für Toulouse angelegt und sind u. a. von Hagen ausführlich beschrieben.⁸⁷) Sie wurden später durch andere vervollständigt, nachdem man mit einer Reihe dicht am Flusse stehender Brunnen keine guten Erfahrungen gemacht hatte. Der neue Hauptgang, der etwa 20 m vom Ufer entfernt liegt, hat den Querschnitt der Abb. 45 a. Das Wasser fliefst hier zum kleineren Teil aus Rohren zu, welche in die Seitenwandungon eingelegt sind; der gröfsere Teil kommt aus dem offenen Boden. Aufserdem sind senkrecht zu dem

⁸⁷) Hagen, Wasserbaukunst, I. Bd., 3. Aufl., S. 241. Die ersten Mitteilungen über die älteren Anlagen bei Toulouse findet man: Ann. des ponts et chaussées 1838, S. 273.

Hauptkanal noch kurze Nebengänge in der Richtung nach dem Flusse von der Form der Abb. 45 b hergestellt. Man glaubte anfangs die Ergiebigkeit durch grofse Sohlenbreite der Kanäle steigern zu können und führte deshalb am Rhone-Ufer bei Lyon Filtergänge von 10 m Breite aus, mufste jedoch hier wie an anderen Orten die Erfahrung machen, dafs die Breite (ähnlich wie der Durchmesser bei Brunnen) nur einen geringen Einflufs auf die Ergiebigkeit ausübt.⁸) Diese beträgt nach Kirkwood⁹) täglich in Lyon (neuer Filtergang von 10 m Breite) mindestens 5,98, in Angers 12,21 und in Perth, wo die Entnahme auf einer Insel im Flufs stattfindet, 7,41 cbm f. d. qm Bodenfläche; ein bei Lyon angelegter unterirdischer Behälter mit offenem Boden ergab nur 4,1 cbm. — Hier ist auch die Art zu erwähnen, wie ein Teil des zur Versorgung von Florenz dienenden Wassers gewonnen wird. Dort sind Filtergänge in 3,66 bis 4,27 m Tiefe unter dem Bette des Arno angelegt, in welche das Wasser von unten und durch die Seitengänge eintritt; doch sind die näheren Umstände, welche zu dieser Anordnung geführt haben, nicht bekannt geworden.

5. Sammelstollen. Unterirdische Aufspeicherung des Grundwassers.

Während es bei den vorhin besprochenen Anlagen auf die Gewinnung von Grund-und Quellwasser in mäfsigen Tiefen ankam, werden die eigentlichen Sammelstollen in bedeutenderen Tiefen angelegt, wo man sie in das geschichtete und mit Wasser gesättigte Gestein vortreibt. Mit den Sammelkanälen gemeinsam haben sie die seitlichen Eintrittsöffnungen für das Wasser und, je nach Bedarf, die Verdoppelung des Ablaufs, um neben dem Nutzwasser auch unbrauchbares Wasser ableiten zu können. Die letztgenannte Anordnung ist namentlich dann erforderlich, wenn eine Verlängerung des Stollens stattfinden soll, während sich der vordere Teil bereits im Betriebe befindet. Die Ausführung der Stollen, deren Schwierigkeit mit stärkerem Wasserzudrang wesentlich zunimmt, ist eingehend besprochen im 5. Bande des ersten Teiles dieses Werkes (Tunnelbau), auf den hier verwiesen werden mufs. — Ein Unterschied zwischen Sammel-kanälen und Sammelstollen besteht auch darin, dafs man in den Stollen Dammtüren oder sonstige Verschlufsvorrichtungen zur Aufspeicherung des Wassers in dem Gebirge anbringen kann, falls nämlich in dem wasserhaltenden Gestein durchlässige Schichten mit undurchlässigen abwechseln und diese unter steilem Winkel einfallen. Eine derartige Aufspeicherung hat grofsen Wert, weil sie es ermöglicht, einen zeitweiligen Wasserüberflufs für die Zeit des stärkeren Verbrauchs aufzusparen. Die erwähnte Vorrichtung ist namentlich von Winter¹⁰) bei dem neuen Sammelstollen des Wasserwerks Wiesbaden ausgebildet und es soll hier eine kurze Beschreibung dieser Anlagen folgen.

Der Wiesbadener Sammelstollen durchsetzt den in der Nähe der Stadt belegenen Münzberg bis zum Eichelberg und liegt mit seiner unteren Strecke im Serecit, welcher den Hauptbestandteil der Taunusabhänge bei Wiesbaden bildet; alsdann folgt Phyllit und darauf der im Kamm des Gebirges anstehende Quarzit (Grauwacke). Die durchörterten Schichten fallen unter 60 bis 80° und sind bald wenig durchlässig, bald von zahlreichen mit Wasser gefüllten Spalten durchsetzt. Am spaltenreichsten ist der Quarzit, den der 3000 m lange Stollen bei einer Länge von 1980 m und an einer Stelle erreicht, welche 165 m unter der Oberfläche des Berges, jedoch noch so hoch liegt, dafs die Versorgung der Stadt unter natürlichem Druck möglich ist. Die Einführung der angeschnittenen Wasseradern erfolgt durch Schlitze in der Stollenwand.

Der Stollen ist möglichst rechtwinklig gegen das Streichen der Schichten angelegt und hat ein Gefälle von etwa l°/o erhalten. Sein Querschnitt bildet eine Ellipse von 2,1 m Höhe und 1,1 m Breite;

Abb. 46. Längenschnitt des Sammelgebiets bei Wiesbaden.

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er ist in Abb. 48 (Schnitt ef) angedeutet. Die Fortscbaffung des ausgebrochenen Gesteins und die Anfuhr der Baustoffe erfolgte mittels eines auf eisernen Schwellen liegenden Schienenstranges; das unter der Sohle verlegte 0,12 m weite Zementrohr führte während der Bauzeit das durch die Arbeiten verunreinigte Wasser ab. Das Yortreiben des Stollens geschah seit 1885 durch Bohrmaschinen; die Ausmauerung geschah durch hartgebrannte Ziegel in Zementmörtel. In je 100 m Abstand sind Nischen zum Ausweichen angebracht.

Um dieWirkung der Stollenverschlüsse klar zu machen, bezeichne aidi den Längenschnitt (Abb.46), g m i den Querschnitt (Abb. 47) des ungesenkten, gi S ii denjenigen des gesenkten Wasserspiegels bei geöffnetem Stollen. Wird nun bei a (Abb. 46) ein Yerschlufs angebracht und findet keine Entnahme statt, so füllt das Wasser zunächst die hinter a belegene Stollenstrecke und dann die benachbarten Gesteinsspalten. Da aber der Stollen mit seinen Eintrittsöffnungen eine früher nicht vorhanden gewesene Verbindung mit den höher gelegenen wasserführenden Schichten herstellt, so wird der Abflufs aus diesen erleichtert und ein Wasserfaden, der früher das Gefälle hi gebrauchte, um von di nach ai zu kommen, beansprucht jetzt ein geringeres Gefälle 7)2, welches sich durch Senkung in der oberen Strecke bis dz und Hebung in der untei’en bis «2 zu bilden sucht. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dafs die andauernd stattfindende Entnahme oder auch der Abflufs nach den in Abb. 47 angedeuteten Quellen der Seitentäler die Hebung bei a abschwächt, das Absinken der oberen Schichten aber befördert. Dieses

Abb. 48. Dammtür im Wiesbadener Sammelstollen. M. l : 80.

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Absinken, welches eine Verminderung der aufgespeicherten Wassermenge zur Folge hat, läfst sich dadurch beschränken, dafs man zwischen a und d mehrere Verschlüsse anbringt, welche den Widerstand bei der Bewegung desWassers verstärken und demgemäfs einen gröfserenWert für h bedingen. Die sich bildende Wasseroberfläche liegt dann zwischen den beiden Spiegeln ai di und ü2 di und zeigt über den Verschlüssen einen Absturz in der Gefällslinie. — Bei den Wiesbadener Stollen waren ursprünglich drei solcher Dammtüren geplant und zwar bei a (in 240 m Entfernung vom Mundloch), b und c ; mafsgebend für die Wahl dieser Stellen war das Vorhandensein möglichst undurchlässiger Schichten (in Abb. 46 etwas dunkler als die übrigen dargestellt), welche gewissermafsen stauend auf das Gebirgsgrundwasser einwirken und dadurch die aufzuspeichernde Menge vermehren sollten. Es ist jedoch nur eine in 1900 m Entfernung vom Stollenumfange ausgeführt, hinter welcher das Wasser bis auf 160 m Höhe angestaut werden kann. Dadurch wird eine beträchtliche Menge aufgespeicher't und ein Ausgleich zwischen den Niederschlägen und dem Verbrauch für längere Zeiträume herbeigeführt.

Die Einrichtung der Dammtür ist in Abb. 48 dargestellt.

Der aus Eisenblech gebildete Türkörper ist an der Wasserseite kräftig versteift; zwischen ibm und dem Anschlagrahmen liegt eine Gummidichtung, gegen welche die Tür von der Tagseite aus durch Anziehen von Schraubbolzen geprefst wird. Die Entnahme von Wasser erfolgt durch die beiden in der Abbildung angedeuteten Schieber, bei deren Öffnung das Wasser durch die anschliefsenden, auf die Stollensohle führenden Rohre ausströmt. Das oben erwähnte, unter der Stollensohle belegene Zementrohr ist unter der Tür aus Eisen hergestellt und auf der Tagseite durch einen lösbaren Deckel abgeschlossen.

B Schlammrohr. L Luftrohr.

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Abb. 49. Neuer Sammelstollen für das Aachener Wasserwerk.

a. Längenschnitt. M. 1: 1800.

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T Verschlufstür.

A Abflufsrohr.

In Aachen erhielt der 2318 m lange, im Kohlenkalk und im Verneuilischiefer liegende Sammelstollen für das im Jahre 1880 fertiggestellte Wasserwerk gleichfalls einen Verschlufs, welcher aus 2,5 m starkem Mauerwerk mit eingefügtem Ablafs- und Entleerungsrohr hergestellt wurde. Ein Anstau über 29 m liefs sich aber wegen der bei dieser Höhe in Tätigkeit tretenden Seitenquellen nicht erreichen, die aufgespeicherte Wassermenge war deshalb nicht erheblich; vielmehr trat eine

allmähliche Abnahme der Ergiebigkeit des Stollens ein, im Jahre 1886 bis zu 4000 cbm. Da seine Verlängerung wegen der voraussichtlichen Yerschlechterung des Wassers durch eisenhaltiges Gebirge nicht ratsam schien und auch wegen der wagerechten Lage der Stollensohle mit Schwierigkeiten verknüpft war, so beschlofs man, in einem benachbarten Gebiete eine neue Anlage herzustellen, deren Längenschnitt in Abb. 49 a dargestellt ist. Die beiden von der Sohle eines 61 m tiefen, 2,7 X 3,8 m grofsen Schachtes aus getriebenen Stollen haben zusammen eine Länge von 185 m und ein nach dem Schacht gerichtetes Gefälle von 1:1000. Jeder der mit Querschlägen versehenen Stollen ist da, wo besonders dichter und unter steilem Winkel einfallender Schiefer durchschnitten wurde, mit einer Stautür abgeschlossen, deren allgemeine Einrichtung aus Abb. 49 b und c hervorgeht und einen Aufstau bis zu 56 m Höhe gestattet. Der neue Stollen, dessen Wasser der alten Anlage zugeführt werden kann, liefert durchschnittlich 9600 cbm täglich; die Pumpen sind in den zweiteilig hergestellten Schacht eingebaut. In der unten angegebenen Quelle¹¹), auf welche bezüglich der weiteren Einzelheiten verwiesen werden mufs, wird die stark drainierende Wirkung eines joden derartigen Stollens hervorgehoben; hierdurch wird die Anlage in besiedelten Gegenden sehr erschwert. Ferner wird darauf aufmerksam gemacht, dafs einzelne Schichten unbrauchbares Wasser liefern, welches durch wasserdichte Ausmauerung möglichst fern zu halten ist. — Die abnehmende Ergiebigkeit des älteren Stollens wird dadurch erklärt, dafs eine teilweise Verschlämmung der Wasserwege durch feine Lehm- und Sandteilchen eingetreten ist.

Stollenanlagen zur Wassergewinnung befinden sich auch in mehreren belgischen Städten, u. a. in Lüttich, wo die tägliche Ergiebigkeit zwischen 5000 und 12 000 cbm schwankt.

Die Grenze des Gebietes, aus welchem ein Stollen sein AVasser bezieht, liegt da, wo der Widerstand, den die Wasserfäden auf dem Wege zum Stollen zu überwinden haben, ebenso grofs wird, als derjenige, welcher sich ihnen beim Einschlagen der bisherigen Wege entgegenstellte. Da ein Sammelkanal, welcher in offener Baugrube hergestellt und mit durchlässigem, nach oben im Korn abnehmenden Material bedeckt ist, die Wasserfäden bis zur Oberfläche abfängt, so verdient er an sich — abgesehen von den Herstellungskosten tiefer Einschnitte — den Yorzug vor einem Stollen, dem bei ungünstiger Lagerung der Schichten erhebliche über seinem Scheitel befindliche Wassermengen entgehen können; dagegen gestattet er keine oder nur eine in engen Grenzen liegende Aufspeicherung eines Wasservorrates. Ist die Gröfse des Sammelgebiets bekannt, so darf man auf eine tägliche Zuflufsmenge von 1,5 bis 6 cbm für jedes ha rechnen.

Eine Aufspeicherung läfst sich auch dadurch herbeiführen, dafs die Ablaufstelle eines ausgedehnten, mit dichten Wandungen versehenen Grundwasserbehälters durch einen unterirdischen Damm geschlossen oder dafs das von der Sammelanlage gelieferte Überschufswasser einem tiefer liegenden, mit durchlässigem Material gefüllten Becken von ausreichender Gröfse zugeführt wird, aus welchem der Fehlbedarf bei nachlassender Ergiebigkeit des Sammlers bezogen werden kann. Hierher gehört auch der Vorschlag von Rautert, die zur Versorgung von Mainz verfügbare Wassermenge dadurch zu vergröfsern, dafs in das unterirdische, 15 m tiefe Becken, aus welchem jetzt der Bezug stattfindet, gefiltertes Rheinwasser eingelassen werden sollte¹²'); ferner die von Lueger getroffene Einrichtung der Schöpfstelle für die Versorgung von Müllheim in Baden, welche auf der Verstärkung der Grundwassermenge durch das bei einer Bewässerungsanlage versickernde Wasser beruht.¹³) — Ein Beispiel der Aufspeicherung von Wasser in einem durch Brunnen entwässerten Gebiet bieten die weiter unten beschriebenen Gewinnungsanlagen der Nürnberger Wasserleitung.

¹

)    Betrachtungen über das wassergebende Vermögen der Dünen behufs städtischer Wasserversorgungen. Daselbst 1891, S. 192 (nach der Tijdschr. van het koninglijlc Institut van Ingenieurs 1889 — 90). Es wird hier der Nachweis zu führen versucht, dafs ein wesentlicher Teil des in Dünen enthaltenen Wassers aus der feuchten Luft durch Kondensation abgeschieden werde.

²

)    Ehmann, Die Versorgung der wasserarmen Alb und das öffentliche Wasserversorgungswesen im Königreich Württemberg. Stuttgart 1881. S. 16. Ferner: Beschreibung der Wasserleitung nach dem Bahnhofe Dransfeld. Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1-859, S. 191. (Im letztgenannten Falle bildet die

³

)    Salbach, Das Wasserwerk der Stadt Halle. Hälfe 1871.

⁴

)    Salbach, Das Wasserwerk der Stadt Dresden. Halle 1876.

⁵

) E. Winter, Die Wasserversorgung von Wiesbaden. Erster Teil der Festschrift zur 60. Versammlung deutscher Naturforscher und Ärzte in Wiesbaden. 1887.

⁶

) O. Lueger, Wasserleitung für Baden-Baden. Zeitschr. d. Yer. deutscher Ing. 1884, S. 539.

⁷

3e) C. Rosenfeld in der Deutschen Bauzeitung 1889, S. 169.

⁸

)    Über den gegenwärtigen Umfang der Gewinnungsanlagen in Toulouse und Lyon, welche in neuester Zeit durch Brunnen ergänzt sind, gibt Auskunft: Annuaire statistique et descriptif des distributions d’eau de France, Algérie, Tunisie, Belgique, Suisse et Grand-Duché de Luxembourg, lere édition. Paris 1903.

⁹

)    Kirkwood, Die Filtration des Flufswassers, übersetzt von Samuelson, S. 19.

¹⁰

)    Winter a. a. O. S. 14.

¹¹

)    Siedamgrotzki, Das Aachener Wasserwerk. Zeitsclir. d. Ver. deutscher Ing. 1888, S. 857, 892, 923.

¹²

)    Raut er t, Die künstliche Verstärkung der Grundwasserströme. Journ. f. Gashel. u. Wasservers. 1890, S.690.

¹³

)    A. Lueger, Die Wasserversoi’gung der Städte. III. Wiesbaden 1892. S. 357. — Bei dem Wasserwerk von Hohenlimburg erfolgt die unterirdische Aufspeicherung durch Lettenwände, welche in 55 m Abstand auf der dichten Talsohle hergestellt sind. Vergl. Disselhoff in Glaser’s Annalen für Gewerbe und Bauwesen 1886, I. S. 103, 125, 144.

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Hausbrunnen.

221

§ 7. Brunnen. Haus- und Wasserwerksbrunnen. Gemauerte und eiserne

Brunnen. Hie hier in Hede stehenden Anlagen heifsen Schacht-, Rohr- oder auch allgemein Sammelbrunnen im Gegensatz zu den Leitungsbrunnen, fliefsenden Brunnen u. s. w. Entstammt das erschlossene Wasser einer Tiefe, in welcher es unter einem die Höhe der oberen Wasserschichten übersteigenden Druck steht, so hebt sich der Brunnenspiegel über diese Schichten und bei geeigneten Höhenverhältnissen über die Oberfläche des Bodens empor (Abb. 8). Derartige Brunnen nennt man artesische Brunnen oder man bezeichnet sie als artesisch wirkend, während sich bei den gewöhnlichen Brunnen der Wasserstand mit dem benachbarten Grund'wasser ausspiegelt, sofern keine w Senkung durch den Betrieb stattfindet.

Die Brunnen treten unter sehr verschiedenen Umständen und Formen auf; doch lassen sie sich nach der Art ihrer Benutzung unterscheiden, je nachdem diese eine zeitlich unterbrochene oder eine dauernde ist. Brunnen der erstgenannten Art, aus der zugleich die jeweilige Entnahme nur in kleinen Mengen stattfindet, kann man als Hausbrunnen, im Gegensatz zu den Wasserwerksbrunnen bezeichnen; jene gehören meistens zu den Flachbrunnen, deren Sohle    in mäfsiger Tiefe    unter    dem    Wasserspiegel liegt;

diese zu den Tiefbrunnen. — Eine    andere Scheidung    ergibt    sich    aus der Art der ver

wendeten Baustoffe; meistens überwiegen Stein und Eisen, während Holz seltener verwendet wird und der Fall, dafs ein Brunnen ohne Mantel in gut stehendem Boden oder in natürlichem Gestein hergestellt werden kann, zu den Ausnahmen gehört. Weitere Unterabteilungen ergeben sich aus der Beschaffenheit der Wandungen, insofern diese entweder wasserdicht oder durchlassend hergestellt werden können.

i. Brunnen für zeltweisen Betrieb (Hausbrunnen).

Die gewöhnlichen Hausbrunnen bestehen in der Regel aus einem senkrechten Schacht, der sich 0,5 bis 1 m unter den niedrigsten Grundwasserstand erstreckt und durch Mauerwerk oder Holzbekleidung gegen Einsturz gesichert ist. Holzbekleidung kommt in Gegenden mit billigen    Holzpreisen noch    öfter    vor;    der Querschnitt des

Schachtes ist dann meistens ein Quadrat, und die    Seiten    werden durch senkrecht

gestellte, im Innern durch Rahmen abgesteifte Bohlen umschlossen. Yielfach findet man auch die Anordnung, dafs viereckige, aus Riegelholz oder behauenen schwachen Stämmen hergestellte Rahmen übereinander gelegt oder dafs in den Ecken des Brunnens Ständer aufgestellt sind, welche der Höhe nach durchgehen und gegen welche sich die aus wagerechten Bohlen bestehende Bekleidung von aufsen legt. Die Verwendung von Holz zu Brunnen Wandungen ist aber nicht zu empfehlen, wenn das Wasser zu Genufs-zwecken dienen soll; es pflegen sich nämlich am Holze — namentlich in der Gegend des wechselnden Wasserspiegels — Algen und Schimmelpilze anzusiedeln, welche zahlreichen Klein wesen als Nährboden dienen und die Beschaffenheit des Wassers sehr beeinträchtigen können. Eine Bekleidung der Wandungen aus Mauerwerk verdient deshalb den Vorzug und bei der Anwendung von Mauerwerk pflegt man der gröfseren Festigkeit wegen den Grundrifs des Brunnens kreisförmig zu gestalten.

Trockenmauerwerk, dessen Fugen offen bleiben oder mit Moos ausgefüllt werden, kommt nur bei den einfachsten Anlagen vor und hat den Nachteil, dafs die Vertiefungen der rauhen Oberfläche und die Fugen zu Herden für zahlreiche, dasWasser verschlechternde organische Bildungen werden. Schon das Ausfüllen der Eugen mit Lehm ist besser, doch steht dieser weit hinter gutem Mörtel zurück. Die noch aus der Zeit des Mittelalters stammenden Brunnen, welche oft bis zu erheblicher Tiefe hinabreichen, scheinen

meistens mit einem aus Wasserkalk und Sand hergestellten Mörtel ausgeführt zu sein; ihr Mauerwerk besteht vielfach aus Bruchsteinen und hat sich, wohl infolge der grofsen Wandstärke und sorgfältigen Ausführung, meistens gut gehalten. Die Herstellung der Brunnenwandungen aus bearbeiteten Werkstücken kommt nur in Gegenden vor, wo natürliche Steine wohlfeil sind; in Schlesien werden zu diesem Zwecke vielfach Ringe verwendet, welche aus dem Ganzen gearbeitet sind und eine elliptische Grundform haben. Am häufigsten wird der Brunnenmantel aus Ziegelmauerwerk hergestellt; die Steine sind dann in der Regel keilförmig (sogenannte Brunnensteine) und werden am besten in Zement-, Trafs- oder einem anderen hydraulischen Mörtel, vielfach aber nur in Kalkmörtel verlegt; in manchen Gegenden begnügt man sich auch mit Lehmmauerwerk. Soll das Grundwasser nicht allein durch den Boden, sondern auch von den Seiten zutreten, so werden die Fugen in der weiter unten beschriebenen Art durchlässig hergestellt oder es werden Lochsteine benutzt. Seit einigen Jahren sind auch vielfach Formstücke aus Zementbeton üblich und zwar meistens in der Gestalt ringförmiger Trommeln, welche in Weiten bis zu 2 m und mehr und in 1 m Höhe aus einem Stück ausgeführt werden und ihrer Glätte wegen zu empfehlen sind.

Der Durchmesser der Hausbrunnen beträgt gewöhnlich 1 bis 1,5m; diese Weite ermöglicht die Aushebung des Bodens durch Ausgrabung oder Baggerung und die Ansammlung eines bestimmten Wasservorrats, sowie die Besteigung und Reinigung des Brunnenkessels. Neuerdings hat man jedoch gefunden, dafs sich in dem angesammelten Wasser schon nach kurzer Zeit eine grofse Zahl von Kleinwesen entwickelt und zwar um so mehr, je weniger der Brunnen benutzt wird. Aus diesem Grunde ist es besser, statt der Kesselbrunnen Rohrbrunnen anzuwenden, weil bei diesen die mit der Luft in Berührung kommende Wassermenge sehr gering ist und durch einige Kolbenhübe der Pumpe leicht entfernt werden kann.

Die Entnahme aus einem mit Kessel versehenen Hausbrunnen erfolgt vielfach noch in althergebrachter Weise derart, dafs der Mantel bis zur Brusthöhe über das umgebende Erdreich erhöht und mit einer Yorrichtung versehen wird, welche das Schöpfen mittels eines Eimers gestattet. Entweder ist zu diesem Zwecke ein schlagbaumartiger Balken vorhanden, an dessen längerem Ende die den Eimer haltende Stange befestigt ist oder es findet sich bei tieferen Brunnen eine hölzerne Kurbelwelle, um welche sich die den Schöpfeimer tragende Kette wickelt. Die letztgenannte Anordnung hat den Vorteil, dafs sich das Wasser in einfacher Weise aus grofser Tiefe herausbefördern läfst. Da eine Abdeckung nicht gut angebracht werden kann, so findet man oft einen Überbau in Form eines kleinen Häuschens, welches das Hineinwehen von Staub u. s. w. verhindern soll.

Die besseren der gegenwärtig gebräuchlichen Hausbrunnen sind mit einer gegen Verunreinigungen schützenden dichten Abdeckung versehen, welche etwas über der undurchlässig gepflasterten Umgebung liegt; die Entnahme des Wassers erfolgt mittels einer Pumpe, deren metallenes Saugerohr bis zum tiefsten Wasserspiegel herabreicht. Liegt dieser 7 m und weniger unter der Abdeckung, so genügt eine auf dieser stehende gewöhnliche Handpumpe; ein gröfserer Abstand erfordert eine entsprechend tiefere Lage des Saugekolbens, welche bis zu 12 m Hubhöhe durch einfache Verlängerung des Pumpenrohres nach unten erzielt werden kann (Abb. 50). Eine Anordnung für gröfsere Hubhöhen ist in Abb. 51 dargestellt. Die Entnahme erfolgt hier unmittelbar aus dem eisernen Rohrbrunnen, über welchem die durch eine Kurbel in Betrieb gesetzte Pumpe aufgestellt ist. Unter dem Ausgufs der Pumpe ist ein Ablauf anzubringen, der das nicht aufgefangene oder

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ausgegossene Wasser durch eine in frostfreier Tiefe liegende gut gedichtete Leitung (am besten aus Eisen) abführt.

Die Hausbrunnen müssen oft auf Plätzen angelegt werden, wo das Grundwasser nur wenig unter der Oberfläche steht und in seinen oberen Schichten verunreinigt ist.

Wollte man in solchen Fällen die Sohle des Brunnens in der üblichen Weise 0,5 bis 1,0 m unter den niedrigsten Grundwasserstand legen, so würde man regelmäfsig schlechtes Wasser erhalten; dagegen bietet eine tiefere Absenkung des Brunnens die Möglichkeit, das Wasser aus den unteren Schichten zu beziehen, in welchen es von besserer Beschaffenheit zu sein pflegt. Vorausgesetzt wird hierbei, dafs nicht allein der Brunnenmantel dicht ist, sondern dafs sich auch zwischen ihm und dem umgebenden Erdreich keine Hohlräume befinden, durch welche das Wasser der obersten Schichten in den Brunnen gelangen kann. Zu diesem Zwecke empfiehlt es sich, die Aufsenseite des Mantels mit einem 0,3 m starken Tonschlage zu versehen, der von der Oberfläche bis etwa 1 m unter den niedrigsten Grundwasserstand reicht und in seinem unteren Teile mit Hilfe von Wasserschöpfung hergestellt wird.⁴⁴) Die Rohrbrunnen verdienen auch in diesem Falle insofern den Vorzug, als es viel leichter ist, sich bei ihrer Anwendung den Bezug des Wassers aus einer bestimmten Tiefe zu sichern und dasjenige der oberen Schichten auszuschliefsen.

Hieraus ergeben sich auch die Schritte, welche einzuschlagen sind, um einen Brunnen zu verbessern, dessen Wasser in der be-

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Abb. 50. Einfacher Pumpbrunnen. M. 1 : 60.

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⁴⁴) Wegen weiterer Mittel zum Abschlufs des oberen unreinen Grundwassers siehe Chambrelent, Assainissement des landes de Gascogne. Ann. des ponts et chaussées 1878, II. S. 157. Das Grundwasser steht

zeichneten Weise verunreinigt wird: Dichtung des Mantels (möglichst von aufsen durch Putz und Tonschlag) und Yertiefung des Brunnens. Die Vertiefung kann durch Versenkung eines Zylinders aus Zementbeton oder durch Eintreiben eines Rohres in die Sohle des Brunnens geschehen, welches in seinem oberen Teile mit einer an das Mauerwerk des Kessels anschliefsenden Betonschüttung umgeben wird.

2. Brunnen für andauernden Betrieb (Wasserwerksbrunnen).

An Stelle der zeitweisen Wasserentnahme bei Hausbrunnen tritt bei den AVasser-werksbrunnen ein andauernder Betrieb, der sich mindestens auf Stunden, oft aber auf den gröfseren Teil des Tages erstreckt. Infolge dieser stärkeren Entnahme wird der ursprüngliche AVasserspiegel des Brunnens um ein gewisses Mafs gesenkt und es bildet sich in der umgebenden wasserführenden Schicht diejenige Absenkungsfläche, welche in § 2 dieses Kapitels näher besprochen ist. Aus der Form dieser Fläche geht hervor, dafs nach erfolgtem Eintritt 'eines Beharrungszustandes das AVasser der oberen Schichten dem Brunnen zufliefst, auch wenn sein Alantei völlig dicht ist; sofern es sich also um den Ausschlufs dieses Wassers handelt, sind die für Hausbrunnen angegebenen Vorkehrungen hier ohne Erfolg. Alan hat deshalb besondere ATeranlassung, AVasserwerks-brunnen, welche zur Versorgung von Städten dienen sollen und aus einer in der Kühe der Oberfläche liegenden Schicht gespeist werden, an Stellen anzulegen, an welchen das Eindringen von Verunreinigungen in den Boden in weiter Umgebung ausgeschlossen ist.

Die Entnahme aus Wasserwerksbrunnen erfolgt durch Pumpwerke, welche fast immer durch mechanische Kraft betrieben werden und bezüglich ihrer allgemeinen Anordnung in Kap. H, § 7 besprochen sind. Da die entnommene Wassermenge diejenige eines Hausbrunnens meistens vielfach übertrifft, so ist es selbstverständlich, dafs sich nach der gröfseren Bedeutung des Brunnens auch die Ausführung richten mufs. Ein grundsätzlicher Unterschied in der Ausführung ist aber nicht vorhanden, so dafs diese für beide Brunnenarten zusammen besprochen werden kann.

3. Gemauerte Brunnen.

Die gemauerten Brunnen zerfallen in solche mit dichtem und in solche mit durchlässigem Mantel ; doch hat diese Verschiedenheit keinen Einflufs auf die Art und Weise, in welcher das Herunterführen des Brunnens bis zu der beabsichtigten Tiefe erfolgt. Dies geschieht im wesentlichen

a)    durch Aushub des Bodens bis zur ganzen Tiefe unter Trockenhaltung der Baugrube mittels AVasserschöpfung,

b)    durch Senken des unteren Teiles,

und zwar ist die Auswahl unter diesen beiden Arten der Herstellung je nach der Bodenbeschaffenheit, der Höhenlage des Grundwassers und nach der beabsichtigten Tiefe des Brunnens zu treffen.

a) Bei der Ausführung in einer wasserfrei gehaltenen Baugrube handelt es sich zunächst um Herstellung eines Schachtes, welcher gegen den Erddruck durch Absteifung gesichert wird. Eine solche Ausführung, welche mit Rücksicht auf den Kostenpunkt nur bei mäfsigem AVasser zudrang und nicht zu grofser Tiefe unter dem in dem betreffenden Landstrich 1,2 m unter dem Boden und enthält in den oberen Schichten 0,34 g organische Beimengung im Liter, während das Wasser eines 4 m tiefen Brunnens nach Abschlufs der oberen Schichten (bei kleinen Entnahmen) nur noch 0,002 g aufwies.

Grundwasserspiegel zu empfehlen ist, hat den Vorteil, dafs mit der fortschreitenden Aufmauerung des Mantels seine Hinterfüllung sehr sorgfältig vorgenommen werden kann und dafs sie gleichzeitig ein richtiges Urteil über die Beschaffenheit der durchfahrenen wasserführenden Schicht zuläfst; sie ist deshalb vorzugsweise für Hausbrunnen geeignet. Mit Rücksicht auf das andringende Wasser wird es meistens nötig, die unterste Schicht nicht unmittelbar auf den Boden, sondern auf eine Bohlenunterlage oder auf einen Brunnenkranz zu versetzen.

Abb. 52.

Verschiedene Formen von Brunnenlcränzen.

Abb. 53.

Sammelbrunnen mit dichtem Mantel. M.l : 75.

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b) Absenken der Brunnen. Soll ein Brunnen abgesenkt werden, so wird die Baugrube bis auf das Grundwasser oder etwas tiefer hinabgeführt; alsdann beginnt man mit der Aufmauerung des Brunnenkörpers und mit seiner Versenkung in die wasserführende Schicht. Diese Absenkung ist nicht verschieden von derjenigen, welche bei den zu Gründungszwecken dienenden Brunnen üblich und in der III. Abt. des I. Bandes des Handbuchs (3. Aufl.), S. 203 u. f. näher beschrieben ist. Es sei deshalb hier nur kurz bemerkt, dafs der Mantel des Brunnens stets eine ringförmige Unterlage, den sogenannten Brunnenschling, Brunnenkranz oder Brunnenschuh erhält, welche den Zusammenhang des Mauerwerks während des Senkens sichert. Der Kranz bekommt einen mehr oder weniger keilförmigen Querschnitt und wird entweder in Holz mit oder ohne Eisenverstärkung oder in Eisen hergestellt. Die am meisten üblichen Anordnungen hölzerner Kränze sind an der angegebenen Stelle mitgeteilt und einige davon in Abb. 52 a—c wiederholt; Abb. 52d stellt einen Kranz aus Eisen dar; in Abb. 53 findet sich ein solcher aus zwei Bohlenlagen mit eiserner Schneide für einen 3,1 m weiten Brunnen; eine andere Herstellungsart in Eisen ist aus den Abb. 57 u. 74 ersichtlich. Die Breite der Kränze ist meist gleich der des Mauerwerks; ist dieses besonders stark, so findet sich auch wohl die Anordnung, dafs der Kranz schmäler genommen und der Mantel nach innen ausgekragt wird.

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Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

Um den beim Versenken auftretenden Zufälligkeiten Rechnung zu tragen und namentlich den Mantel gegen ein Zerreifsen infolge von ungleichmäfsigem Setzen zu sichern, ist das Mauerwerk mit dem Rrunnenkranz stets durch aufgehende Anker kräftig zu verbinden. Diese bestehen aus vier oder mehr Rundeisen von 2 bis 4 cm Stärke, welche an dem Kranz durch Splinte oder Schraubbolzen befestigt und bei Hochführung des Mantels mit vermauert werden. Die Befestigung im Mauerwerk geschieht durch Spli'nte (Abb. 96 a in Kap. II) und durch Verschraubung auf Zwischenkränzen oder Platten (Abb. 74,

S. 242), welche in etwa 2 m Abstand eingelegt werden. Der Zwischenkranz in Abb. 53 dient zur Befestigung einer auf den Schling sich stützenden Bretterschalung, die durch Bildung einer glatten Aufsenfläche das Senken erleichtern soll. Ein anderes Mittel zur Verminderung der Reibung des Bodens an den Aufsenwänden besteht bei Brunnen mit dichtem Mantel in der Herstellung eines glatten Putzes, sowie darin, dafs der Brunnen in seinem unteren Teile oder in der ganzen zum Senken bestimmten Höhe nach oben etwas verjüngt wird, weil sich hierdurch bei manchen Bodenarten ein freier Raum zwischen dem Mantel des Brunnens und dem Erdreich bildet. Bei leicht nachgebendem Boden erreicht man diesen Zweck aber nicht, und wenn es sich um Fernhaltung des Wassers aus den oberen Bodenschichten handelt, so ist von diesem Mittel entschieden abzuraten.

Das Kiedersinken des Brunnens ist die Folge der Entfernung des Bodens unter dem Brunnenkranze, welche durch einfaches Ausgraben vorgenommen wird, so lange das Wasser noch ausgeschöpft oder ausgepumpt werden kann und ein Ausspülen der Fugen nicht zu befürchten ist. Bei verstärktem Wasserzudrang mufs man zur Baggerung übergehen, welche sich bei den hier meist in Frage kommenden lockeren Bodenarten und mäfsiger Weite des Kessels auf die Mitte des Brunnens beschränken kann; nur wenn dieser anfangen sollte, nach einer Seite überzuhängen, ist die Aushebung mehr auf der gegenüberliegenden Seite vorzunehmen. Besteht der Boden aus sehr feinem Sande, so ist ein Senken unter Anwendung von Wasserschöpfung fast immer ohne Erfolg, weil die in den Brunnen eindringenden Wasserfäden den feinen Sand von aufsen in den Kessel treiben und dieser den durch Aushebung entstandenen Raum sofort wieder ausfüllt. Zur Ausbaggerung dient für geringe Tiefen der schaufelähnliche Stielbagger, für gröfsere der einfache bezw. doppelte Sackbagger oder Sackbohrer, sowie die indische Schaufel; bei gröfseren Anlagen kann sich auch die Anwendung eines senkrechten Ketten- oder eines Kranbaggers empfehlen (Beschreibung dieser Geräte in Band III des ersten Teiles und im Kapitel „Baggermaschinen“' im vierten- Teile dieses Handbuches). Zur Aushebung von nicht zu grobem und ziemlich gleichmäfsigem Sande eignet sich ferner die Sandpumpe, welche von. Gill bei Ausführung der Filterbrunnen für die Berliner Wasserwerke in Tegel (Abb. 54) angewendet ist¹); ferner der von der Firma Graef in Darmstadt bei den gröfseren Brunnen der Frankfurter Grundwasserleitung benutzte Sandbohrer, unter Umständen auch eine nach Art der Injektoren wirkende Vorrichtung, durch welche der Sand unter Anwendung von Druckwasser in halbflüssiger Form gefördert wird.²)

Bei gröfseren Ausführungen empfiehlt es sich, den Brunnenkörper an einem festen Gerüst aufzuhängen. Mit Hilfe von Schrauben, deren Muttern sich gegen das Gerüst stützen, wird dann der Brunnen allmählich hinabgelassen. Weil die Wirksamkeit

des Gewichtes des im AVasser eingetauchten Teils des Brunnens durch den Auftrieb vermindert wird und weil infolge des Erddruckes eine starke Reibung an den Aufsen-seiten des Brunnens entsteht, so ist bei gröfseren Tiefen eine kräftige Belastung des Brunnens (etwa mit Eisenbahnschienen oder Roheisen) erforderlich.

In neuerer Zeit ist auch in einzelnen Fällen das Senken mittels Prefsluft zur Anwendung gebracht, welches in ähnlicher Weise erfolgt, wie die in Bd. III des ersten Teiles eingehend beschriebene Gründung von Brückenpfeilern mittels Prefsluft. Ein in Basel nach diesem Verfahren abgesenkter Brunnen hat bei 10 m Tiefe in seinem oberen Teile 1,5m Lichtweite; der 4m hohe kegelförmige Fufs erweitert sich jedoch in der Sohle bis auf 5 m, um die nötige Eintrittsfläche für eine Entnahme bis zu 100 sl zu gewinnen. Die in Rede stehende Art der Senkung wurde hier gewählt, weil der wasserhaltende Untergrund Kies mit sehr festen Einlagerungen von Nagelfluh enthielt, deren Beseitigung unter Wasser zu schwierig gewesen sein würde.⁴¹) Das Niederbringen der als Caisson dienenden inneren Brunnen wand, die unten aus Eisenblech, oben aus 1,5 m weiten Gufsrohren hergestellt war und dann ummauert, sowie mit Kies umhüllt wurde, beanspruchte nur 26 Tage.

c) Wandstärke der gemauerten Brunnen, a. Undurchlässige Wände.

. Wollte man die Stärke einer Brunnenwand nach dem Druck berechnen, welchen das umgebende Erdreich auf den fertigen Brunnen ausübt, so würde man nur sehr geringe Abmessungen erhalten. Indessen ist zu berücksichtigen, dafs sich bei der Ausführung einseitig wirkende und deshalb stärkere Beanspruchung hervorrufende Seitenkräfte nicht vermeiden lassen; wird der Brunnen abgesenkt, so mufs er ein zum Herabsinken ausreichendes Gewicht besitzen oder imstande sein, die aufgebrachte Belastung mit Sicherheit zu tragen. Demgemäfs wird bei Verwendung von Ziegeln die Brunnenwand selten schwächer als 1 Stein hergestellt; ein solches Mafs ist auch schon erforderlich, um den oberen Teil gegen Einwirkung des Frostes zu sichern. Im übrigen schwankt die Wandstärke ausgeführter Anlagen in ziemlich weiten Grenzen; beispielsweise hat der durch Prefsluft abgesenkte Brunnen für Albi (Abb. 57) in seinem oberen undurchlässigen Teile trotz der Eisenbekleidung eine Mantelstärke von 0,75 bis 0,875 m bei einem Durchmesser von 1,25 m erhalten, während die gemauerten Brunnen für die Mannheimer AVasserleitung bei 3 m Weite und 11 m Tiefe nur 1 Stein stark sind. Der Sammelbrunnen für das AVasserwerk Hannover hat bei 6,3 m unterer Weite und lim Manteltiefe unten 3 Stein, oben 2¹/2 Stein; die Brunnen für die Kölner AVasserleitung, welche bis auf 8 m unter Null des Kölner Pegels gehen, besitzen bei 5,5 m Durchmesser unten 1 m, oben 0,8 m AVandstärke. Eine gröfsere Zahl ausgeführter Brunnen in Ziegelmauerwerk hat annähernd die AVandstärke 0,1c? -j- (XI m, wenn d die Lichtweite des Brunnens in Aletern bezeichnet und wenn man die sich ergebenden Werte auf die nächste halbe Steinstärke nach oben abrundet. Dieses Mais genügt für Tiefen, bis zu denen man gemauerte Brunnen auszuführen pflegt (etwa 20 m); eine Abnahme der Stärke bis auf 1 Stein ist. nur für den oberen Teil zu empfehlen, in welchen die senkrecht aufgehenden Anker nicht mehr hineinreichen. — Erfolgt die Ausführung mit vorher geformten und gut erhärteten Ringen aus Zementbeton (in welchen die Löcher für die Anker auszusparen sind), so kann die Stärke geringer werden, während sie für Bruchsteinmauerwerk und für an Ort und Stelle hergestellten Stampfbeton etwas zu ver-gröfsern ist.

⁴⁷) R. Frey, Bericht über den Versuchsbrunnen auf der Waisenhausmatte in Basel. Basel 1879, und Lueger a. a. O. III. S. 507.

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ß. Durchlässige Wände. Bei Anwendung von Ziegelmauerwerk werden durchlässige Wände entweder aus Lochsteinen oder durch teilweise Ausführung des Mauerwerks mit offenen Stofsfugen hergestellt. Dies geschieht meist in der Art, dafs einzelne Ringe aus dichtem mit solchem aus durchlässigem Mauerwerk ab wechseln; doch kann die Ausführung unbedenklich in ganzer Höhe der wassergebenden Schicht durchlässig erfolgen, sobald die- Lagerfugen guten Mörtel erhalten und das Absenken erst nach ausreichender Erhärtung des Mörtels vorgenommen wird. Ist der Grundwasserträger von grobkörniger Beschaffenheit, so bedarf es keiner besonderen Vorkehrungen, um das Eindringen von Sand in die Fugen zu verhindern; diese sind aber nötig, wenn der Brunnen das Wasser aus Schichten entnimmt, welche ausschliefslich oder zum Teil feinen Sand enthalten. Solche Vorkehrungen bestehen namentlich in der schon bei den Sammelleitungen wiederholt erwähnten Anordnung von Schichten verschiedener Korngröfse (Sandsperren), welche den Brunnen dergestalt umgeben, dafs die feinkörnige Schicht dem Grundwasserträger zugekehrt ist.

Brunnen mit derartig geschützten Wandungen heifsen Filterbrunnen, eine Bezeichnung, die nicht ganz zutrifft, weil es sich nicht sowohl um das Reinigen des Wassers durch Filterung, als um die Fernhaltung feinen Sandes handelt. Sie sind zuerst von Gill ausgeführt und zwar nach der in Abb. 54 dargestellten Anordnung.³)

Der 18 m tiefe und in reinem Sande von mittlerer Korngröfse stehende Brunnen hat einen inneren und einen äufseren Mantel von je 1 Stein Stärke; beide sind in Streckerverband aus Dreilochsteinen her-Abb. 54. Mantel des Filterbrunnens auf dem Grundstück der Stralauer Wasserwerke (Berlin).

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läfst nur ganz feinen Sand hindurch, der sich aul der Brunnensohle ablagert; die gröberen Körner werdenzurückgehalten und bilden eine Fortsetzung des Filters. — Auch die 23 Brunnen, welche für das ältere Tegeler Wasserwerk hergestellt wurden, haben eine ähnliche Anordnung. Sie waren von 1878 bis 1883 in Gebrauch und haben während dieser Zeit Mängel nicht gezeigt. Ihre Aufserbetriebsetzung geschah infolge des Umbaus der Anlage zu einem Filterwasserwerk; doch sind sie gegenwärtig wieder in Benutzung genommen, nachdem in die Sohle jedes Brunnens zwei Rohrbrunnen bis auf 50 m unter der Oberfläche eingetrieben wurden.

Später hat man versucht, diese Anordnung zu vereinfachen, dabei jedoch Änderungen vorgenommen,.

welche nicht immer als zweckmäfsig bezeichnet werden können.

Grundrifs.

Dies ist beispielsweise der Fall bei dem Versuehsbrunnen, welcher s. Z. für Darmstadt hergestellt wurde und in ähnlicher Weise auch an anderen Orten zur Ausführung gekommen ist (Abb. 55). Dieser hat gleichfalls einen Doppelmantel mit 1¹j2 Stein (38 cm) weitem Zwischenraum, welcher mit sorgfältig gesiebtem Kies ausgefüllt ist. Zur Verstärkung des Mauerwerks wurden in 3,5 m Abstand hölzerne Brunnenkränze eingelegt, welche durch je

Abb. 55. Mantel des Versuchsbrunnens in Darmstadt. M. 1: 50.

Abb. 56.

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sechs Anker (in der’ Abbildung durch punktierte Linien angedeutet) mit- Abb. 57. Mantel des einander verbunden sind. Die Anker sind mit 1 Stein starkem Mauerwerk Filterbrunnens zu Albi. ummauert. Bei diesem Brunnen wechseln vier durchlässige Schichten mit drei dicht gemauerten und es sind ferner in den ersteren zwei Stein starke, aus gewühnlichem Mauerwerk hergestellte Streifen vorhanden. An den durchlässigen Stellen wurden Lochsteine verwendet und die Löcher in der äufseren Schale mit sogenanntem Brunnenmoos gefüllt. Das Brunnenmoos (Sphagnum palustre) hatte den Zweck, den in den oberen Schichten vorkommenden Triebsand zurückzuhalten. Aber gerade ein gänzliches Zurückhalten der feinsten Teile des Sandes ist bedenklich, weil dadurch allmählich eine Verstopfung der Durch-lafsöffnungen eintritt. Ferner zersetzt sich das Moos im Laufe der Zeit und befördert zugleich die Entwickelung von kleinsten Lebewesen, so dafs seine Anwendung auch aus diesem Grunde nicht zu empfehlen ist.

Eine Vereinfachung läfst sich bei weniger tiefen und grofsen Brunnen in der Weise vornehmen, dafs statt dos äufseren Mantels ein Blechzylinder zur Verwendung kommt, der nach Fertigstellung des Brunnens wieder herausgezogen wird. Eine solche Anordnung nach Abb. 56 ist s. Z. von Thiem für Nürnberg in Vorschlag gebracht⁴⁹); an Stelle der gemauerten Brunnen wurden jedoch Rohrbrunnen nach Abb. 68 mit ähnlichen ringförmigen Filterschichten ausgeführt.

Die in der Abbildung angedeutete Verbindung zwischen Sammelrohr und Brunnen ist U-förmig gestaltet und bis zur Oberfläche verlängert, um das Sammelrohr spülen zu können.

Die Herstellung von Einlafsöffnungen ist bei dem in Abb. 57 dargestellten Brunnen aus Beton durch Einfügen von 8 cm weiten Rohren geschehen.

Der Brunnen steht mit seinem unteren Teile in grobem Kies am Ufer des Tarn-Flusses und hat den Zweck, gefiltertes Flufswasser oder vielmehr eine Mischung von gefiltertem Flufs- und Grundwasser zu liefern. Seine Ergiebigkeit beträgt 60 sl bei 50 cm Absenkung des Wasserspiegels; die Kosten stellten sich ein-schliefslich Saugerohr auf 14 000 M.⁵⁰)

Das Eindringen von feinem Sande hat man nach der unten angeführten Quelle⁵¹) ferner dadurch zu verhindern gesucht, dafs besondere, mit Kiesschichten verschiedener Korngröfse gefüllte Formstücke von der Stärke der Brunnenwandungen in diese eingesetzt und mit versenkt werden. Der dieser Anordnung zugrunde liegende Gedanke ist beachtenswert und dürfte eine weitere Ausbildung verdienen; ebenso die Verwendung poröser Steine.

d) Sohle der gemauerten Brunnen. Bei'jWasser werksbrunnen kommt die Ergiebigkeit der Sohle seltener in Betracht, weil es sich fast immer empfiehlt, die Mantel-

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⁴⁹)    Thiem, Wasserwerk der Stadt Nürnberg. Leipzig 1879. S. 35.

⁵⁰)    Ann. des ponts et chaussées 1886, II. S. 750.

⁵¹)    Engineering News 1891, II. S. 52.

fläche durchlässig herzustellen. Mufs aber mit ihr gerechnet werden, so ist es bei dem Vorhandensein grobkörniger Beimengungen im Grundwasserträger zweckmäfsig, durch stärkeres, jedoch vorsichtig gehandhabtes Abpumpen den feineren Sand aus den oberen Schichten der Sohle zu entfernen, damit sich allmählich ein natürliches Filter bildet. Dabei ist zu beachten, dafs die Eintrittsgeschwindigkeit keineswegs gleichmäfsig ist, sondern in der Nähe des Brunnenkranzes und an einzelnen zur Quellenbildung neigenden Stellen über den Durchschnitt hinausgeht. Nachfolgende Zusammenstellung (aus Thiem, Wasserwerk der Stadt Nürnberg. Leipzig 1879) ergibt den Zusammenhang zwischen Korngröfse und derjenigen nach aufwärts gerichteten Geschwindigkeit, bei welcher das Korn eben schwebt, sich also weder hebt, noch senkt.

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Damit stimmt die Ermittelung von Gill überein, welcher durch Rechnung für 1,6 mm grofse Körner 0,12 m i. d. Sek. findet.

Hat man es mit einer durchweg aus feinem Sande bestehenden Sohle zu tun, auf deren Mitwirkung bei der Ergiebigkeit des Brunnens nicht verzichtet werden soll, so kann man den Auftrieb des Sandes einigermafsen dadurch beseitigen, dafs mehrere Schichten von allmählich zunehmender Korngröfse eingehracht werden. Doch empfiehlt es sich, die unteren Schichten nicht so schwach zu wählen, wie in Abb. 56, weil es schwer ist, dünne Lagen unter Wasser genau einzuebnen. Auch ist das Mundstück des Saugerohrs nicht zu nahe über der Sohle anzubringen, weil sonst leicht ein Aufwühlen derselben ein tritt; der Abstand, welcher unter gewöhnlichen Verhältnissen nicht unter 1 m betragen sollte,.wird am besten durch Versuche während des Probebetriebes bestimmt.

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4. Eiserne Brunnen.

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Rohrbrunnen aus Schmiedeisen herzustellen. Ein weiterer Unterschied zwischen weiten

Während die Verwendung von Eisen sich ursprünglich auf Brunnen kleinen Durchmessers beschränkte, ist man im Laufe der Zeit zu gröfseren Abmessungen über-Bei diesen pflegt man Gufseisen zu benutzen, dagegen die eigentlichen

und engen eisernen Brunnen liegt darin, dafs jene, von denen zunächst die Rede sein soll, in ähnlicher Weise abgesenkt werden, wie die gemauerten, während man bei den engen Rohrbrunnen hauptsächlich das Einrammen und Bohren anwendet.

a) Eiserne Schachtbrunnen. Gröfsere Brunnen mit Eisenmantel oder eiserne Schachtbrunnen haben vor den gemauerten den Vorzug, dafs das Verhältnis der Durchgangsöffnungen zur Gesamtfläche ein gröfseres sein kann, weil sich die Schlitze dicht nebeneinander anbringen lassen. Der Durchmesser darf deshalb bei der nämlichen Leistung kleiner sein, wodurch zugleich das Absenken erleichtert wird; ferner können die Schlitze eher rein gehalten werden, als die Fugen und Öffnungen des Mauerwerks. Derartige Brunnen werden aus gufseisernen Ringen bis zu 4 m Weite und darüber hergestellt und sind in den letzten 20 Jahren in gröfserer Ausdehnung zur Verwendung gekommen. Hierzu mag neben den genannten Vorzügen auch die bequemere Art der Herstellung, das Fortfallen der Verankerung und der raschere Fortschritt der Arbeiten, sowie der Umstand beigetragen haben, dafs die Preise für eiserne Brunnen allmählich niedriger geworden sind und sich in manchen Fällen nicht höher stellen, als diejenigen eines gemauerten Brunnens von gleicher Leistungsfähigkeit. Ein Nachteil eiserner Schachtbrunnen besteht in der Bildung von Rost, welche jedoch bei der Entnahme gröfserer

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Brunnen zu Mülhausen i. E. M. 1 : 160.

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Brunnen für das Krefelder Wasserwerk. M. 1:180.

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Wassermengen nicht ins Gewicht fällt. — Das Ahsenken erfolgt in gleicher Weise wie hei den gemauerten Brunnen durch Ausbaggerung oder durch eins der im ersten Teile des Handbuches, Band III, für die Mäntel gufseiserner Rohrpfeiler angegebenen Verfahren.

Als Beispiel einer solchen Anlage ist in Abb. 58 ein in Mülhausen i. E. ausgefiihrter Brunnen⁴) von 4 m Lichtweite dargestellt, welcher bis zu der 18 m tief liegenden wasserführenden Schicht abgesenkt isti Er besteht in seinem unteren Teile aus zehn aufeinandergeschraubten, 1 m hohen und 35 mm starken gufseisernen Ringen, welche jedoch keine Schlitze oder Durchlafsöffnungen erhalten

haben, so dafs das \V asser aus der mehr als 30 m starken Kiesschicht nur durch die Sohle in den Brunnen tritt. Aufserdem wird der Brunnen durch ein 8,70 m tief liegendes Sammelrohr von 100 m Länge. gespeist, welches das Wasser von einer anderen, höher liegenden Schicht zufuhrt. Der Brunnen ist durch eine Heberleitung mit einem zweiten verbunden, welcher gleichfalls durch ein Sammelrohr gespeist wird, das Wasser aus der Tiefe aber durch ein mit Schlitzen versehenes Rohr bezieht. Beide Brunnen, welche in ihrem oberen Teile aus Mauerwerk hergestellt sind, versorgen die etwa 70000 Einwohner zählende Stadt und vermögen bis zu 215 sl zu liefern; die Absenkung in dem grofsen Brunnen beträgt dann rund 3 m. Die Kosten des grofsen Brunnens haben 114000, die des kleinen 54000 M. ein-schliefslich der Sammelanlage betragen.

Zwei eiserne Schachtbrunnen von 4 m Weite sind ferner — neben zwei gemauerten von gleichem Durchmesser — für die Gewinnungsanlage des Wassei-werks Elberfeld ausgeführt; ebenso wurden für die Erweiterung des Wasserwerks der Stadt Hannover neun Brunnen von je 3 m Durchmesser hergestellt, welche in ihrem unteren Teile aus fünf je 1,2 m hohen und teilweise geschlitzten gufseisernen Ringen, in ihrem oberen aus Mauerwerk bestehen. Auch bei verschiedenen anderen Anlagen findet man den oberen Teil des Brunnens in gewöhnlicher Art aus Mauerwerk, den unteren dagegen aus Eisen hergestellt. Eine solche Teilung scheint gerechtfertigt, wenn das Mauerwerk billiger ist und man sich gleichwohl die oben erwähnten Vorteile des eisernen Schachtes zu Nutze machen will.

Abb. 59 zeigt einen von Gad für das neue Wasserwerk in Krefeld ausgeführten eisernen Schachtbrunnen von 1,2 m Lichtweite, welcher aus Rohren von 4 m Baulänge zusammengesetzt ist; hierbei haben die beiden untersten, welche das Wasser aus einer Schicht von grobem Kies entnehmen, 10 cm lange und 8 mm breite Schlitze erhalten. Die Rohre wurden in den Boden geprefst und zwar diente der bis auf das Grundwasser reichende, zu Beginn der Arbeiten aufgeführte Schacht aus Mauerwerk zum

Unterbringen der Prefsvorrichtung. Diese bestand aus Gufseiserner Brunnen in der Gegend von Lille, zwei Wagenwinden, welche auf ein Rohrbündel am Kopfe Durchschnitt. M. 1: 400. Anordnung bei M. M. i : 400. des Rohrschachtes aufgesetzt wurden und denen als Stützpunkt ein fest in das Mauerwerk eingespannter Balken diente. Zur Erleichterung des Einpressens war ein gufseiserner Schuh angebracht, dessen geschärfter Rand sich bis auf 1,6 m erweiterte. Die Erweiterung hatte den Zweck, eine Umhüllungsschicht von geschüttetem Kies aufzunehmen, welche mit dem Tieferrücken der Rohre nachgefüllt wurde; diese Schicht sollte weniger als Filter dienen, vielmehr die Aufsenwand des Brunnenmantels vor der Berührung mit tonhaltigen Schichten schützen, da diese infolge ihrer Zähigkeit fest hafteten und dadurch das Einpressen erschwerten.

Die Aushebung des Bodens im Innern des Schachtes geschah durch Sackbohrer; nach erfolgter Beseitigung des Bodens wurde der Schuh mit reinem Kies ausgefüllt. Das neue Wasserwerk, welches ebenso wie das alte nach dem Plane von Salbach ausgeführt wurde, enthält 9 derartige Brunnen von 17 bis 21 m Tiefe mit einem durchschnittlichen Abstande von 90 m, welche das Wasser an eine 60 cm starke Heborleitung abgeben. Die Verbindung zwischen dieser und den Brunnen erfolgte durch Kupferrohre, um bei etwaigem Setzen des Brunnens keinen Bruch herbeizuführen.⁵³)

Der in Abb. 60 dargestellte Brunnen wurde für die Was-serversorgung der Gegend von Lille entworfen; er gelangte zwar nicht zur Ausführung, verdient aber gleichwohl Beachtung durch den zugrundeliegenden Gedanken. Der Boden ist derart,, dafs der Schacht nicht sofort einer Auskleidung be-. darf. Um diese (welche auch wohl Cuvelage genannt wird) ohne grofse Kosten zu versenken, sollte der Brunnen unten

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⁵³) E. Gad, Tiefbohrungen für die Wasserversorgung in Krefeld. Gesundheits-Ing. 1889, S. 457 und Gr ahn a. a. O., S. 411. — Weitere Beispiele von Brunnen, die durch Einpressen von Rohren hergestellt wurden, s. Tecklenburg, Handbuch der Tiefbohrkunde, Bd. IV. Leipzig 1890. S. 49.

«inen wasserdichten Abschlufs von der Form eines Kugelabschnitts erhalten, durch welchen zwei später als Pumpen zu benutzende Rohre treten. Hierdurch wird erreicht, dafs der nach und nach aufgebaute Brunnenkörper anfangs auf dem Wasser schwimmt und sich erst dann langsam senkt, wenn "Wasser in den Raum oberhalb des Abschlusses eingelassen wird. Der rechtsseitige Teil der Abbildung zeigt die Anordnung der tief eingebauten Pumpen, welche das aus den Spalten des Felsbodens zufliefsende Wasser heben sollten.

b) Rohrbrunnen. Die Rohrbrunnen treten nicht selten in Verbindung mit Schachtbrunnen, viel häutiger aber als selbständige Anlagen von grofser Leistungsfähigkeit auf. Yor den Schachtbrunnen haben sie den Yorteil, dafs sich gröfsere Tiefen leichter und wohlfeiler erreichen und dadurch Bezugsquellen aufschliefsen lassen, welche sonst unbenutzt bleiben müfsten. Trotz ihres meist kleinen Durchmessers ist ihre Ergiebigkeit eine verhältnismäfsig grofse, da nach den Untersuchungen in § 2 der Brunnendurchmesser keinen erheblichen Einflufs auf die Ergiebigkeit ausübt. Dieser Umstand hat in Yerbindung mit der Tatsache, dafs das Absenken tiefer Bohrlöcher in den letzten Jahren wesentlich ausgebildet und dadurch wohlfeiler geworden ist, sehr zur Ausbreitung der Rohrbrunnen beigetragen. Gegenwärtig bilden sie deshalb das am meisten bevorzugte Mittel zur Gewinnung des Grundwassers.

Rammbrunnen. Die einfachste Form des Rohrbrunnens ist der Rammbrunnen, auch amerikanischer Brunnen und Norton- oder Abessinierbrunnen genannt, weil seine Ausführung zuerst in Amerika erfolgte und dann von Norton weiter ausgebildet wurde, worauf man diese Brunnen bei dem abessinischen Feldzuge (1869) in grofser Zahl zur Gewinnung von Trinkwasser benutzte. Sie bestehen aus einem schmiedeisernen, unten mit Stahlspitze versehenen Rohr von 3 bis 8 cm Weite, welches durch ein meist aufserhalb, bei gröfseren Rohren aber auch innerhalb laufendes Rammgewicht bis in die wasserführende Schicht eingetrieben wird.

Im ersten Falle wirkt der durchlochte Rammbär auf den an dem Rohre durch ein Klemmfutter befestigten Rammkopf, im zweiten wird ein langgestreckter Stempel in dem Rohre ^iuf- und abbewegt, wobei sein Stahlkopf auf die Oberkante der massiven Rohrspitze auf schlägt. Der untere Teil des Rohres ist auf 0,5 bis 1,0 m Länge oder auch noch höher hinauf mit 3 bis 6 mm weiten Löchern oder Schlitzen versehen und zur Yerhütung des Röstens verzinkt. Die Entnahme erfolgt nach Abpumpen des zunächst eindringenden Sandes oder Bodens bis auf 8 m Hubhöhe durch eine gewöhnliche Saugepumpe (Abb. 61); bei gröfserer Tiefenlage des Grundwasserspiegels wird die Pumpe entweder in eine Vertiefung gesetzt oder mit einem tiefliegenden Kolben (Abb. 50, rechts) versehen.⁵⁴) — Das Eintreiben der Rammbrunnen erfolgt auch unter gleichzeitiger Anwendung des Spülverfahrens⁵⁶), wodurch solche Brunnen

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M) Sonne, über Ausführung und Erfolg von Rohrbrunnen. Zeitschr. f. Baukunde 1880, S. 412. Siehe ferner Kap. I, § 24 und Kap. IV, § 71 des vierten Teiles dieses Handbuchs (2. Aufi., 1897 u. 1903). 5o) Gesundheits-lng. 1889, S. 457.

im Tonboden bis zu 20 m, im Sand und feinen Kies bis zu 40 m Tiefe eingetrieben wurden.

Hat man es nur mit Tiefen bis zu 6 m und weichem Boden zu tun, so kann die Rammvorrichtung fortfallen und die Herstellung des Brunnens durch Einschrauben erfolgen.

Derartige einfache Rohrbrunnen eignen sich hauptsächlich für Yoruntersuchungen und für den Wirtschaftsbedarf ; sie haben vor den gemauerten Hausbrunnen den bereits erwähnten Yorzug, dafs das gewonnene Wasser gegen verunreinigende Zuflüsse aus den oberen Schichten besser geschützt ist. Da ihre Ergiebigkeit jedoch schon bei 3 cm Weite dauernd 0,7 sl und bei 7,5 cm Durchmesser 2,5 sl oder noch mehr betragen kann, so werden sie auch zu weitergehenden Zwecken benutzt. Beispielsweise bezog schon 1868 die Brauerei von Allsopp in Burton 2800 cbm täglich aus 30 gekuppelten Brunnen von 7,5 cm Durchmesser und 9 m Tiefe und die Stadt Carmathen in Wales erhielt etwas später ihren Bedarf von 11 bis 12 sl aus 10 Stück 5 cm weiten Rammbrunnen. Eine bemerkenswerte Wassergewinnungsanlage dieser Art ist ferner die der Stadt Brooklyn, welche seit 1885 täglich gegen 84000 cbm Grundwasser aus den in mäfsiger Tiefe liegenden wasserführenden Schichten von Long-Island mittels 5 cm weiter Brunnen bezieht, welche in vier Gruppen nach Art der Abb. 62 ausgeführt sind. Das Wasser fliefst durch zwei je 30 cm weite Saugeleitungen dem Pumpwerk der Gruppe zu und wird von diesem durch die Druckleitungen D D weitergeschatft. Die Verbindung zwischen Brunnen und Saugeleitung erfolgt durch 1,5 m lange und 7,5 cm weite Rohre. Jeder Brunnen liefert etwa 2,5 sl oder 230 cbm täglich und die Beschaffung von 1 cbm Tagesbedarf erforderte mit allen Nebenanlagen etwa 32 M.⁸⁶)

Lageplan.

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Abb. 62.

Gekuppelte Rohrbrunnen der Brooklyner Wasserwerke.

Verbindung zwischen Brunnen und Saugerohr.

Gebohrte Rohrbrunnen. Das Einrammen von Rohrbrunnen in gröfsere Tiefen oder in sehr festen und dichten Boden ist mit Schwierigkeiten verbunden, weil die Rohre beim Einrammen leicht krumm werden ; auch ist w»gen des grofsen Widerstandes dies Verfahren nicht mehr am Platze, wenn es sich um Weiten von mehr als 8 cm handelt. In diesen Fällen geht man zum Bohren der Brunnen über und wendet dabei meistens das schon oben erwähnte Wasserspülverfahren oder das Seilbohrverfahren an. Beide sind neben anderen Herstellungsarten im vierten Teile dieses Handbuchs,

⁵⁶) J. Meyer, Gekuppelte Röhrenbrunnen der Brooklyner Wasserwerke. Zentralbl. d. Bauverw. 1888, S. 288. — Sind die gemachten Zahlenangaben über die entnommene Wassermenge richtig, so erreicht die Geschwindigkeit in den Saugeleitungen am unteren Ende den hohen Wert von 2 m i. d. Sekunde.

Kap. IV und V näher beschrieben; es möge deshalb hier nur bemerkt werden, dafs es sich empfiehlt, zur Ermittelung eines geeigneten Platzes bei zweifelhaften Bodenverhältnissen zunächst einen kleinen Versuchsbrunnen von 3 bis 5 cm Weite herzustellen und erst dann mit der Ausführung eines gröfseren Bohrloches vorzugehen. Bei den hier in Frage kommenden Bodenarten mufs dieses fast immer durch ein Futterrohr vor dem Einsturz geschützt werden, dessen Verbindungen man möglichst so anordnet, dafs sich weder innen noch aufsen Vorsprünge bilden. Die Futterrohre werden bis zu 35 und 40 cm Weite aus Schmiedeisen ohne Nietung (am besten durch Patents chweifsung) hergestellt; bei gröfseren Weiten nimmt man genietete oder Gufsrohre. Die Bohrproben lassen diejenigen Schichten erkennen, welche sich zur Wassergewinnung am besten eignen; hierbei sind jedoch , die mit dem Ventilbohrer herauf gebrachten Proben mit Vorsicht zu beurteilen, weil der dem Grundwasserträger beigemengte feine Sand, sowie eine etwa vorkommende dünne Tonschicht leicht ausgespült wird und die Probe deshalb meistens zu günstig ausfällt.

Wenn das Wasser aus zerklüftetem Gestein oder aus Schichten von grobem Korn gewonnen wird, so kann es durch die Sohle des Bohrlochs eintreton und das Futterrohr bildet ohne weiteres den Brunnen. Hat man es aber mit feinem Sande zu tun, so müssen besondere Vorkehrungen gegen die Versandung und Verschlämmung des Brunnens getroffen werden. Dies geschieht entweder dadurch, dafs man in den unteren Teil des Futterrohres eine Schüttung aus feinem Kies einbringt oder dafs man den unter Wasser liegenden Teil des Saugerohres siebartig gestaltet. Weiter setzt man einen Filterkorb ein (auch Saugkorb oder kurzweg „Sauger“ genannt), durch welchen das Wasser treten mufs oder man ordnet Filterschichten von verschiedener Korngröfse um ein eingesetztes und mit Öffnungen versehenes Rohr in ähnlicher Weise an, wie dies bei den gemauerten Filterbrunnen beschrieben ist. Das Futterrohr wird stets bis zur Oberkante dieser Einrichtungen herausgezogen, damit das Wasser seitlich hinzutreten kann.

Die Filterkörbe bestehen aus einem durchlöcherten Eisen- oder Kupferrohre oder aus einem Gerippe von Metall, um welches ein ein- oder mehrfaches Gewebe von Messingoder Kupferdraht gelegt ist, dessen Maschen weite sich nach der Beschaffenheit des er-bohrten Sandes richtet. Wenn die wassergebenden Schichten aus einem Gemisch von feinem und gröberen Material bestehen, so sollte man die Ergiebigkeit des Brunnens dadurch zu steigern suchen, dafs man auf die Bildung eines natürlichen, den Korb umgebenden Filters hinwirkt. Dies geschieht schon einigermafsen durch geeignete Handhabung des Versuchsbetriebes (s. weiter unten), wird aber wesentlich befördert durch eine zuerst von Sonne⁵) angegebene und in Abb. 63 dargestellte Anordnung, welche von Smreker bei den nachstehend beschriebenen Rohrbrunnen der Mannheimer Wasserleitung eine Vervollständigung erfahren hat. Besteht die wasserführende Schicht durchweg aus feinem Sande von nahezu gleicher Korngröfse, so ist die Anordnung ringförmiger Filterschichten das einzige Mittel, der Versandung vorzubeugen und eine dauernde Ergiebigkeit zu erzielen.

Die Durchgangsflächen für das zu entnehmende Wasser bezw. die Längen der Filterkörbe oder der gelochten Brunnenrohre sind bei älteren Ausführungen nicht selten zu knapp bemessen. Jene Fläche mufs sich nach der für den betreffenden Boden zulässigen Durchgangsgeschwindigkeit richten und zwar gibt Fink⁶) dafür als Grenze

Grundrifs des Filterkorbes. M. 1 : 15.

0,2 bis 2 mm an. Bei dieser Annahme ergeben sich jedoch sehr grofse Werte (5 bis 0,5 qm Durchgangs- oder etwa 10 bis 1 qm Filterfläche für 1 sl), während die Erfahrung lehrt, dafs die Geschwindigkeit ohne Nachteil gröfser sein kann, sofern nur gröbere Teile in der wasserführenden Schicht vorhanden sind. Der feine Sand wird dann ausgespült und dadurch die Ergiebigkeit vergröfsert ; es mufs aber in diesem Falle durch Anordnung eines sogenannten Sumpfes, sowie durch dessen leichte Zugänglichkeit dafür gesorgt werden, dafs eine Entfernung des angesammelten Sandes von Zeit zu Zeit möglich ist.

Über Einzelheiten der Ausführung geben die nachfolgenden Beispiele näheren

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Abb. 64. Rolirbrunnen des Potsdamer Wasserwerks.

Durchschnitt. M. 1 : 300.

Bei den in Sand- und Kiesscbichten stehenden Rohrbrunnen des Wasserwerks Potsdam (Abb. 64) schliefst sich das 203 mm weite, aus Kupferblech hergestellte Saugerohr an den Filterkorb an, welcher bei den älteren Brunnen 3 m, bei den neueren je nach Stärke der wasserführenden Schicht 6 bis 8 m lang ist. Zu dessen Herstellung ist das Rohr der älteren Brunnen auf 3 m Länge mit Reihen von dicht gestellten, 12 mm weiten Löchern und mit 11 mm hohen Längsrippen versehen (Abb. 64); auf den Rippen liegt eine dreifache Lage von Metallgewebe. Die Sauger der neuen Brunnen haben nur denselben Durchmesser wie das Saugerohr, dafür aber 6 bis 8 m Länge je nach der Mächtigkeit der wasserführenden Schicht. Während früher der im Durchschnitt angedeutete, aus Gufseisen hergestellte Teil des 210 mm

Abb. 67.

Abb. 66.

Bohrbrunnen in Pfungstadt.

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weiten Futterrohrs zum Schutze des Saugerohrs im Boden verblieb, ist er bei den neuen Brunnen herausgenommen. — Das gewonnene Wasser wurde früher vor der Verwendung einer Lüftung unterzogen, um das darin enthaltene Eisen zu entfernen. Da aber hierbei die Ausscheidung des sich bildenden Eisenniederschlages durch Filterung fehlte, wurde die beabsichtigte Reinigung des Wassers nicht erreicht. Die Brunnen, welche bei dem Versuchsbetriebe je 6 sl lieferten, liegen sämtlich am Ufer des Jungfernsees (Abb. 65); der gröfsere Kreis an der Ecke des Grundstücks bezeichnet einen gemauerten Kesselbrunnen, den man vor Anlage der Rohrbrunnen herstellte, dessen Benutzung aber inzwischen aufgegeben ist. Eine Erweiterung dieser Brunnenanlage ist zugleich mit einer Vorrichtung zum Entfernen des Eisens nach dem Entwurf von Thiem im Jahre 1896 ausgeführt worden.

Abb. 66 stellt eine Brunnenanlage dar, welche für die Hildebrand’sche Brauerei in Pfungstadt hergestellt ist. Es handelte sich im vorliegenden Falle darum, das Wasser in den 26,5 m tief liegenden Kiesschichten zu erreichen, über welchen schwer zu durchsetzende und unreine Schichten von Triebsand lagern. Zu diesem Behuf wurden zwei eiserne Futterrohre von 150 mm Durchmesser durch Bohrung versenkt, an deren Stelle Kupferrohre von 100 mm Durchmesser traten, nachdem die erwähnten Kiesschichten erreicht waren. An den Enden der Kupferrohre befinden sich sorgfältig hergestellte Saugekörbe, aus mit Schlitzen versehenen 1,50 m langen Zylindern von 120 mm Durchmesser und einem innerhalb befindlichen, feinen Drahtsiebe bestehend. Dieser Brunnen liefert stündlich 30 cbm (8,3 sl).

Bei den elf älteren Rohrbrunnen des Wasserwerks Darmstadt sind 40 cm weite gufseiserne Futterrohre unter Anwendung von Yentilbohrern und sehr starken Belastungen in 60 bis 90 m Tiefe abgesenkt. Der Boden war in den tieferen Schichten merklich durchlässiger, als in den oberen, in welchen der S. 229 beschriebene Versuchsbrunnen stand. Die 9 m langen und 31 cm weiten Filterkörbe sind aus Kupfer und Bronze hergestellt und mit einem Metallgazegewebe umkleidet. Nach Einsenkung der Körbe wurden die Futterrohre bis zu deren Oberkante angehoben. Oben münden die Futterrohre in einen gemauerten Schacht, welcher die 20 cm weiten und mit ihrem Ende in die Futterrohre eintauchenden Saugerohre aufnimmt. Die ganze Anlage, welcher später eine Ergänzungsgruppe von 100 kleineren Brunnen (15 cm weite Futterrohre) folgte, hat bis zu 5000 cbm täglich geliefert; die gröfste Ergiebigkeit eines einzelnen Brunnens betrug bei 3,2 bis 3,45 m Absenkung bis 23 sl. Um die Anlage leistungsfähig zu erhalten, mufs eine zeitweise Reinigung der Gewebeflächen von der sich auf ihrer Innenseite absetzenden Schlammschicht vorgenommen werden.

Bei Herstellung der Rohrbrunnen für Mannheim (Abb. 67) wurde das Erdreich zunächst bis zum Grundwasserspiegel ausgehoben, hierauf ein 800 mm weites Futterrohr so tief abgesenkt, dafs der in der Abbildung angedeutete Filterkorb eingebracht werden konnte und alsdann das Futterrohr bis zur Oberkante des Korbes heraufgezogen. Die Abweichung von der in Abb. 63 dargestellten Anordnung besteht darin, dafs der Boden des eigentlichen, von dem geschlitzten Schutzrohr umgebenen Filterkorbes von einem mit einer Hilfspumpe in Verbindung stehenden Rohr durchbrochen ist, durch welches der in der Vertiefung des Schutzrohres angesammelte Sand durch Heraufpumpen beseitigt werden kann, ohne dafs ein Herausheben des Filterkorbes und eine Unterbrechung des Betriebes nötig wird. Der Filterkorb hat einen Überzug von feinem Tressengewebe aus Kupferdraht erhalten, um das Durchtreten von Sand zu verhindern.⁷)

Besondere Vorsicht zur Fernhaltung des feinen Sandes war bei dqn für die Nürnberger Wasserleitung ausgeführten Brunnen geboten. Die wasserführende Schicht des etwa 17 km östlich von Nürnberg belegenen Ursprung-Tales hat eine gleichmäfsig feinkörnige Beschaffenheit, so dafs sich schon bei ganz mäfsiger Wasserschöpfung Triebsand bildete; in dem ursprünglichen Entwurf war deshalb die Verlegung der Sammelleitung in 1,5 m Tiefe (Abb. 56) durch Taucher vorgesehen. Bei der Ausführung wurde die in Abb. 68 dargestellte Anordnung der Brunnen nach einem Gutachten von Grahn gewählt. Nachdem ein Futterrohr von 800 mm Weite bis zur genügenden Tiefe abgesenkt war, wurde eine vorher geformte staffelförmige Beton platte A B eingebracht, behufs Aufnahme des durchlochten, 150 mm weiten gufseisernen Filterrohrs und dreier nacheinander eingesetzter Hilfszylinder aus Eisenblech. Die ringförmigen Zwischenräume wurden in der angedeuteten Weise mit Kies von verschiedener Korngröfse gefüllt und darauf die Zylinder nebst dem Futterrohr wieder herausgezogen. Die über den Filterschichten liegende 70 mm weite Verbindungsleitung zwischen Brunnen und Sammelrohr ist aus verzinntem Kupfer hergestellt und mit Gummiringen gedichtet; aufserdem wurde der Hohlraum zwischen Gummiring und Muffenende mit Wasserkitt verstrichen.

Abb. 68.

Filterbrunnen der Nürnberger Wasserleitung. M. 1: 30.

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Abb. 69. Filterbrunnen der Leipziger Wasserleitung. M. 1: 20.

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Die Yerbinclung zwischen Brunnen und Sammelrohr kann durch ein kegelförmiges Ventil V beliebig verengt oder ganz abgeschlossen werden; hierdurch wird es möglich, das Wasser des Sammelgebietes anzustauen und es für trockene Zeiten aufzuspeichern, hm die heberförmig wirkenden Sammelrohrleitungen in ausreichender Tiefe ohne Taucherarbeit verlegen zu können, wurde zuerst mit Herstellung der Brunnen vorgegangen und durch deren Anschlufs an eine vorläufig verlegte, flachliegende Heberleitung eine Senkung des Grundwasserstandes herbeigeführt. Die Brunnen, deren Gesamtzahl 83 beträgt, sind in der durch Abb. 70 angedeuteten Weise in dem Gewinnungsgebiete verteilt.⁸⁰)

Die Rohrbrunnen der von Thiem ausgeführten Naunhof er Wasserleitung für Leipzig zeigen die in Abb. 69 dargestellte Einrichtung. Jeder von ihnen hat einen

⁶⁰) Wagner, Zur Wasserversorgung Nürnbergs. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1889, S. 525, sowie nach den uns von Herrn Wagner zugegangenen dankenswerten Mitteilungen.

Abb. 70. Gekuppelte Bohrbrunnen für das Wasserwerk der Stadt Nürnberg. M. l : 3000.

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durch ein gufseisernes Gerippe gebildeten Filterkorb von 3 m Länge und 186 mm Durchmesser, welcher mit verzinntem Messinggewebe bekleidet ist. Nach oben schliefst sich an den Filterkorb ein gufseisernes, durch eine Kappe abgeschlossenes Rohr, in welchem das Saugerohr von 102 mm Weite Platz findet. Es bestand ursprünglich aus Schmiedeisen, wurde aber infolge der Angriffe durch das kohlensäurehaltige Wasser später aus Kupfer hergestellt. Das auf dem Scheitel des Saugerohrs befindliche Rückschlagsventil V kann durch Drehung der Schraubenspindel S festgestellt und dadurch in ein zum Ausschalten des Brunnens dienendes Absperrungsventil verwandelt werden. Das in der Abbildung angedeutete, in den Filterkorb hinabreichende Beobachtungsrohr von 20 mm Weite ist aus Messing und ermöglicht sowohl die Messung der Spiegellage des Brunnens, wie die Entnahme von Wasserproben und die Entfernung des eingedrungenen Sandes durch eine Pumpe.

Abb. 71.

Lageplan des östlichen Teiles der ersten Gewinnungsanlage für Leipzig im Staatswalde bei Naunhof.

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Der in Abb. 71 dargestellte und 1884—87 ausgeführte östliche Teil der Fassungsanlage entnimmt das Wasser einem Grundwasserstrome des ehemaligen Muldebettes; er ist 1700 m lang und besteht aus den Ringbrunnen I bis Y, sowie aus 40 Einzelbrunnen, welche an möglichst eisenfreien Stellen in das Grundwasser abgesenkt sind. Jeder Ringbrunnen wird wieder aus 20 einzelnen, in einem Kreise von 20 m Durchmesser stehenden Rohrbrunnen gebildet, deren Saugerohre in einem topfartigen Mittelstück zusammengeführt sind, yon dessen Deckel aus die gesamte Wassermenge dem Sammelrohr zufliefst (Abb. 72 u. 73). Dieses wirkt als Heber, der unter den tiefsten natürlichen Grundwasserspiegel verlegt ist, so dafs seine selbsttätige Füllung möglich wird. Der Durchmesser des Hebers wächst von 50 auf 80 cm; er besitzt 0,3 m Steigung und mündet in einen 3,5 m weiten und 10 m tiefen Sammelbrunnen. Dieser Ostflügel

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Abb. 72. Hälfte eines Bingbrunnens der Leipziger Wasserleitung. M. 1: 300.

der Fassung liefert täglich 30000 cbm; durch diese Entnahme wird das bei natürlichem Stande 0,7 bis 1,5 m unter der Oberfläche liegende Grundwasser um rd.

6 m abgesenkt. — 1891—92 wurde der westliche Flügel der Fassung in 783 m Länge mit 0,4 bis 0,7 m weiter Heberleitung hergestellt; er enthält 78 Rohr-brunnen mit 5 m hohen Filterkörben, welche 11 bis 16 m unter Oberfläche in dem groben Kies des Untergrundes stehen.

In beide Heberleitungen sind zur Messung der zugeführten Wassermenge am unteren Ende Venturi-Wassermesser eingeschaltet. — 1893 wurde im Naunhof er Walde ein zweites Wasserwerk für eine Tagesleistung von 30000 cbm gebaut, welches gleichfalls mit Ost- und Westflügel versehen ist; es sind 94 Kolir-brunnen nach Abb. 70 (jedoch ohne Absperrventile) angelegt. — Für die Dichtungen der Rohrmuffen der Heber- und Saugeleitungen sind (wie bei der ersten Anlage) Gummiringe verwendet.⁶¹)

Für das städtische Wasserwerk in Frankfurt a. M. wurden im dortigen Stadtwalde 1885/87 nach dem Entwürfe von Lindley 28 Gruppen von je 10 Stück 5 cm weiten und durchschnittlich 12 m tiefen kupfernen Rohrbrunnen, sowie 14 Stück 60 und 80 cm weite Brun- _il__'

nen von gleicher Tiefe mit 20 cm weitem Saugerohr ausgeführt.Die kupfernenBrun-nen sind durch eine zwischen dem 15 cm starken Futterrohr und dem 3—4 m langen Filterkorb eingebrachte Schicht aus feinem Kies vor Versandung geschützt; ihre Entfernung

beträgt 5 m, die tägliche Leistungsfähigkeit der Anlage 9500 cbm. Diese ist 1893 um ♦

weitere 18000 cbm gesteigert durch Anlage von 210 kupfernen Rohrbrunnen, welche in der Weise hergestellt wurden, dafs man ein 30 m langes, 18 cm weites Futterrohr bis 14 m unter Grundwasser absenkte, in dieses das auf 6 m Länge gelochte und mit Kupfergaze bekleidete, 7 cm starke Brunnenrohr einbrachte und den Zwischenraum mit grobem Sande ausfüllte, worauf das Futterrohr bis über den Wasserspiegel heraufgezogen wurde. Die tiefe Lage des Spiegels (15 m unter Oberfläche) führte zur Herstellung eines 2 m hohen Stollens dicht über dem Grundwasser, in welchem das 0,2

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Abb. 73. Mittelstück eines Bingbrunnens. M. 1 : 25.

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⁶¹) Leipzig und seine Bauten. Leipzig 1892. S. 574, und Grahn a. a. O. Bd. II, S. 308. — Inzwischen ist ein weiterer Aushau der Gewinnungsanlage in Ausführung begriffen; auch wurde 1893 und 1896 eine Enteisenungsanlage hergestellt. — Über die Ringbrunnen vergleiche man: Thiem, Bau und Betrieb einer neuen Brunnenform. Joum. f. Gashel. u. Wasservers. 1885, S. 140.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

16

bis 0,45 m weite Saugerohr untergebracht ist. Das Pumpwerk liegt in der Mitte des Stollens in einem gemauerten Schacht von 12 m Durchmesser.⁶²)

Abb. 74. Brunnen der Wasserleitung für Minden i. W. M. 1 : 150.

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Eine Yerbindung von Schacht-und Rohrbrunnen zeigt Abb. 74, welche einen der fünf zur Versorgung der Stadt Minden i. W. durch Pfeffer ausgeführten Brunnen darstellt. In den gemauerten Brunnen von 3,06 m Weite, welchem das Grundwasser durch die mit einer 1,5 m starken Kiesschüttung vor dem Eindringen feinen Sandes geschützte Sohle zufliefst, wurden zwei Futterrohre von 750 mm Durchmesser versenkt. In diese brachte man die 500 mm weiten, 9,8 m langen Filterkörbe, welche in der Sohle geschlossen, in den Wandungen auf 8,4 m Länge durchlocht und mit doppeltem, über aufgelötete Drähte gespanntem Metallgewebe bezogen sind. Der ringförmige Raum zwischen Futterrohr und Korb wurde mit feinem Kies gefüllt und ersteres sodann ausgezogen. Die Entnahme findet durch zwei Saugerohre statt; sie bemifst sich bei jedem Brunnen auf etwa 800 cbm täglich.⁰³)

In sehr einfacher und wirksamer Weise war die Brunnenanlage auf der Berliner Gewerbeausstellung 1896 ausgeführt, welche das Kondensationswasser für das Kraft- und Lichtwerk der Ausstellung mit 10 bis 12 cbm in der Minute oder 166,6 bis 200 sl zu liefern hatte. Es wurden fünf Brunnen aus 500 mm weiten Rohren 15 m tief in Abständen von 50 m abgesenkt; ihr unterer Teil war in der Höhe von 5 m mit 3 mm weiten Schlitzen versehen. In diese Brunnenrohre hatte man je ein 225 mm weites Saugerohr mit Fufsventil eingehängt. Das Wasser wurde durch elektrisch angetriebene Schleuderpumpen in einen offenen Ausgleichsbehälter gehoben, in welchem sich der in den ersten Betriebswochen mit dem Wasser geförderte feine Sand ablagerte. Seine Menge war beträchtlich und konnte auf 10 bis 15 cbm für jeden Brunnen geschätzt werden. Die Ergiebigkeit der Brunnen aber nahm während des Betriebes zu. Die Absenkung des Grundwasserspiegels betrug trotz der starken Inanspruchnahme nicht mehr als 1 m.

Artesische Brunnen. Die Vervollkommnung der Bohrmethoden hat es ermöglicht, die wasserführenden Schichten in viel gröfseren, als in den vorstehenden Beispielen angegebenen

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liefen aufzusuchen. Die Brunnenanlagen erfüllen ihren Zweck in solchen Fällen aber nur dann, wenn die Pumpen nicht in zu grofser Tiefe eingebaut zu werden brauchen,

. d. h. wenn das Wasser bis in die Nähe der Oberfläche öder über diese auf steigt oder wenn der Brunnen artesisch wirkt. Die ältesten Ausführungen dieser Art bilden vielleicht die schon von Olympiodor erwähnten Tiefbrunnen der Oase Theben, welche Wasser aus 100 m und mehr Tiefe förderten, ferner die zur Gewinnung von Salzsoole angelegten und mit Seilbohrern hergestellten Bohrbrunnen in Nordchina, deren Tiefe bis mehrere hundert Meter betragen soll.⁸) -Yon neueren Anlagen sind die schon in § 5 des I. Kap. genannten Brunnen des Pariser Beckens am bekanntesten geworden; so der 1832—41 zu Grenelle durch Mulot ausgeführte von 548 m (nach anderen Angaben 647 m) Tiefe und 0,20 m untere Weite, der täglich 5000 cbm Wasser Aon 28° C liefert; ferner der von Kind hergestellte Brunnen zu Passy (1855—60) von 587 m Tiefe und 0,75 m Weite, sowie der 1863 begonnene und 1887 vollendete Brunnen auf dem Platze Hébert von 720 m Tiefe und 1,075 m unterem Durchmesser. Dieser kostete 2 Millionen Mark und entnimmt das Wasser, welches in einer Tagesmenge von 3000 cbm mit 37,5° C. bis über die Oberfläche tritt, der tertiären Grünsandschicht des Pariser Beckens; der Brunnen von Passy lieferte anfänglich 16000, dann 8000 cbm und jetzt 6000 cbm aus der nämlichen Schicht.⁹) Gegenwärtig ist noch ein vierter Brunnen in der „Butte aux cailles“ in Ausführung, dessen Wasser ebenso wie das des Hébert-Brunnens zur Speisung öffentlicher Bäder benutzt werden soll.

Ähnliche und selbst gröfsere Tiefen zur Gewinnung von Wasser hat man in den letzten Jahren in Nordamerika, Ungarn und Italien aufgesucht, z. B. in New-York, wo 1880 für das Fifth Avenue Hotel ein artesischer Brunnen von 640,5 m und in Galveston, wo ein solcher von 890 m Tiefe niedergebracht wurde (Kosten 300000 M.)¹⁰) Yon den in Ungarn durch Zsigmondy ausgeführten Anlagen ist der Brunnen im Stadtwäldchen in Pest und der auf der Margaretheninsel daselbst bemerkenswert; dieser liefert aus 970 m Tiefe täglich 1000 cbm schwefelhaltiges heifses Wasser. In Deutschland und England kommen derartige Tiefbohrungen (bei uns bis zu 2000 m) wohl für die Zwecke des Bergbaues, weniger aber behufs Wassergewinnung vor; die gröfste Brunnentiefe überschreitet hier unseres Wissens nicht 488 m (für die Citadelle in Spandau), wenngleich die Zahl der in den letzten Jahren ausgeführten artesisch wirkenden Tiefbrunnen infolge der wohlfeileren und schnelleren Herstellung in beiden Ländern eine sehr bedeutende ist und noch fortwährend wächst.

auch bei Ausführung in festem

Die Bohrlöcher artesischer Brunnen müssen Gestein — gut verrohrt werden, um das Austreten des von unten aufsteigenden Wassers in durchlässige Zwischenschichten oder den Eintritt von unbrauchbarem Wasser zu verhindern. Ferner wird es zur Erlangung grofser Tiefen in nachgiebigem Boden meistens erforderlich, den Durchmesser der Bohrung allmählich abnehmen zu lassen und einen sogenannten Teleskopbrunnen herzustellen, weil sonst der dem Eindringen der Rohre entgegenstehende Widerstand zu grofs wird. Beispielsweise vermindert sich der Durchmesser des vorhin erwähnten Brunnens in Galveston von 0,56 m auf 0,15 m und nur bei Brunnen in festem Gestein ist es möglich, die ursprüngliche Weite auf gröfsere Tiefe beizubehalten.

Die Beschreibung der hei den artesischen Brunnen zur Anwendung kommenden Bohrverfahren würde über den Rahmen dieses Handbuchs hinausgehen; es sei deshalb auf den vierten Teil, Bd. II des Handbuchs, sowie auf die angegebenen Quellen, namentlich auf das Werk von Tecklenburg (Handbuch der Tiefbohrkunde) verwiesen und nur bemerkt, dafs die Anwendung des Spülbohrens einen der wesentlichsten Fortschritte der Tiefbohrtechnik darstellt. Es wird hier der Bohrschlamm durch Druckwasser zu Tage getrieben, welches man in den hohl geformten Bohrer einprefst; hierdurch wird das sonst erforderliche Herausnehmen des Gestänges erspart.

Im übrigen ist unter Bezugnahme auf früher Gesagtes auch hier hervorzuheben, dafs die Beschaffenheit des in grofser Tiefe erschlossenen Wassers wegen seines Gehalts an gelösten Stoffen und Gasen, sowie wegen seiner Wärme nicht immer denjenigen Bedingungen entspricht, welche än ein gutes Leitungswasser gestellt werden müssen und dafs das Wasser der höher gelegenen Schichten vor dem der tieferen im allgemeinen den Vorzug verdient. Auch ist es schwierig, in einem Brunnen von grofser Tiefe diejenigen Vorkehrungen zu treffen, welche in den oben mitgeteilten Beispielen zur Fernhaltung des feinen Sandes angewendet sind; in der Regel mufs man sich mit dem Wasser begnügen, welches durch die Sohle des Brunnens eintritt, weil das Aufziehen der untersten Verrohrung nach Einbringen eines Filterkorbes zu umständlich oder nicht mehr möglich ist. Dafs man in solchen Fällen von der bei Gewinnung von Erdöl in Pennsylvanien in grofsem Umfange und mit Erfolg angewandten Erweiterung der Brunnensohle durch Sprengung⁶⁷) Gebrauch gemacht hat, ^ist uns nicht bekannt geworden.

Endlich ist noch zu erwähnen, dafs in der Po-Ebene, wo eine grofse Zahl artesischer Brunnen (gegen 500 bis zu 682 m Tiefe) zu Bewässerungszwecken ausgeführt ist, wiederholt eine ziemlich rasche Zerstörung der eisernen Brunnenwandungen durch das aufsteigende Wasser beobachtet wurde (wahrscheinlich infolge des Gehalts an freier Kohlensäure). Durch Holzbekleidung kann ihr zwar entgegengewirkt werden, doch ist diese ziemlich kostspielig und nur bei gröfseren Rohrweiten, sowie bei Brunnen anwendbar, deren Wasser nicht zu Versorgungszwecken bestimmt ist.⁶⁸)

Versuchsbetrieb. Alle Brunnen müssen einem Versuchsbetriebe unterworfen werden, bevor man sie in dauernden Gebrauch nimmt. Zu diesem Zwecke schöpft man einige Zeit hindurch aus den Brunnen gröfsere Wassermengen, als sie auf die Dauer liefern sollen. Dadurch findet an den dem einströmenden Wasser zunächst be-legenen Stellen eine Ausspülung des Bodens statt und man kann als Regel annehmen, dafs das Wasser auf die Dauer klar bleibt, wenn es während des Versuchsbetriebs klar geworden ist. Gewöhnlich nimmt die Ergiebigkeit des Brunnens bei dieser Gelegenheit zu, weil infolge der kräftigen Wasserströmungen sich die Wasserkanäle erweitern und weil die Bildung eines natürlichen Filters in der Nähe der Filterschichten oder Filterkörbe eingeleitet wird. Bei Rohrbrunnen ist die Benutzung des Brunnenrohrs als Saugerohr diesen Vorgängen sehr dienlich, weil diese Anordnung hin- und hergehende und deshalb den Untergrund aus waschende Strömungen des spülenden Wassers zur Folge hat. Läfst man während des Versuchsbetriebs in kurzen Zwischenräumen Luft in das Saugerohr eintreten, so verstärken sich diese Strömungen und wirken dadurch gleichfalls auf eine Steigerung der Ergiebigkeit des Brunnens hin.

⁶⁷)    Gad, Über das Torpedieren von Ölbrunnen. Allg. österr. Chemiker- u. Techniker-Zeitung 1888, S. 742.

⁶⁸)    Wochenschr. d. österr. Ing.- u. Aroh.-Yer. 1889, S. 355.

¹

)    Deutsche Bauz. 1871, S. 110.

²

)    The Engineer 1869, S. 28. — Deutsche Bauz. 1875, S. 33.

³

) Gill, Brunnenanlage auf dem Grundstück der Berliner Wasserwerke. Deutsche Bauz. 1871, S. 98, 110-

⁴

) Nouv. ann. de la construction 1887, S. 19.

⁵

) Sonne u. Simons, Rohrbrunnen mit beweglichen Filterkörben. Darmstadt 1879. (Nicht im Buchhandel.) — Frühling, Brunnenanlage für Königsberg i. Pr. Wochenbl. f. Arch. u. Ing. 1881, S. 42, 65.

⁶

s8) Fink, Theorie und Konstruktion der Brunnenanlagen, Kolben- und Zentrifugalpumpen. 2. Auflage. Berlin 1878. S. 26.

⁷

) Smieker, Das Wasserwerk der Stadt Mannheim. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1891, S. 599. — Bis zum Jahre 1900 sind 40 Rohrbrunnen neben 8 gemauerten ausgeführt; gegenwärtig ist man mit der Anlage eines zweiten Wasserwerks beschäftigt.

⁸

)    v. Richthofen in der Österr. Zeitschr. f. Berg- und Hüttenwesen 1886, No. 36 u. 37. — Gad, Glaser’s Ann. 1888, S. 260. — Merckel, Die Ingenieurtechnik im Altertum. Berlin 1899, S. 472. — Teil IV, Bd. 2 dieses Handbuchs, 2. Aufl. 1903, S. 41.

⁹

)    Zentralbl. d. Bauverw. 1888, S. 420.

¹⁰

)    Engineering news 1892, I. S. 122.

16*

00

Literatur zu § 3 bis § 7

mit Ausnahme der in den Fufsnoten aufgeführten Werke und Abhandlungen.

Temperatur und Gehalt tief angebohrter Quellwasser. Dinglers polyt. Journ. 1863, S. 392.

Norton’s Rohrbrunnen. Daselbst 1868, S. 72.

Tiefbohrung nach Trinkwasser bei Heppens am Jadebusen 1867 — 69. Zeitschr. d. deutschen geol. Gesellschaft 1869, S. 458.

Brunnen nach dem System Donnet. Deutsche Industriezeitung 1869, S. 45.

W. Humber, Water-supply of cities and towns. London 1876.

Thometzeck, Dampfbagger zum Versenken eines Brunnens. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1876, S. 429. Salbach, Projekt einer Wasserversorgung der Stadt München aus den Quellen des Mangfall-Tals. Dresden 1878. Green, Das Potsdamer Wasserwerk. Deutsche Bauz. 1878, S. 425.

Über das Wasserwerk der Stadt s’Gravenhage in Holland. Wochenschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1879, S. 17. Lueger, Die Brunnenleitung der Stadt Freiburg i. B. Freiburg 1879.

Der artesische Brunnen zu Budapest. Rohrleger 1879, S. 149.

Le Grand und Sutcliff, Über Rohrbrunnen. Zeitschr. f. Baukunde 1880, S. 410.

Hottenroth, Über das Gesetz der Kostenzunahme mit wachsender Tiefe bei Ausführung von Brunnen. Zeitschr. f. Baukunde 1880, S. 395.

Mihatsch, Der Bau der Franz-Josephs-Hochquellenleitung. Wien 1881.

Salbach, Wasserversorgung des oberschlesischen Industriebezirks. Ann. f. Gew. u. Bauw. 1882, S. 2. Vincent, Die Drainage, deren Theorie und Praxis. 6. Aufl. Leipzig 1882.

Les puits artésiens de la Province de Constantine (Algier). Génie civil 1882, S. 157.

André, Distribution d’eau d’Albi. Génie civil 1883, S. 412.

Senken tiefer Brunnen mit Wasserdruck. Zeitschr. d. Ver. deutscher Eisenbahn-Verwaltungen 1883, S. 1330. Lueger, Die Wasserversorgung der Stadt Lahr. Lahr 1884.

Köbrich, Das englisch-kanadische Bohrverfahren. Zeitschr. f. d. Berg-, Hütten- u. Salinenwesen 1884, S. 319. Spon, Water supply. The present practice of sinking and boring wells. 2. Aufl. London 1885.

Glasenapp, Über Tiefbrunnen und Tiefbrunnenwasser der baltischen Provinzen und der angrenzenden Gouvernements. Rigaer Industrie-Zeitung 1885, S. 93.

Disselhoff, Das Quellwasserwerk in Hohenlimburg. Ann. f. Gew. u. Bauw. 1886, S. 144.

Mosmann, Distribution d’eau de Mulhouse. Bull, de la soc. ind. de Mulhouse 1886, S. 552.

Suindell and Burnell, Rudimentary treatise on wells and well sinking. London 1886.

Eiserne Brunnen. Wochenbl. f. Bauk. 1886, S. 231.

Grahn, Das Wasserwerk der Stadt Coblenz. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1887, S. 332.

Köhler, G., Lehrbuch der Bergbaukunde. 2. Aufl. Leipzig 1887.

v. Rziha, Der Wasserstollen zu Wiesbaden. Wochenschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1887, S. 336. Amerikanische Röhren- oder Abyssinierbrunnen. Zeitschr. f. Maschinenbau und Schlosserei 1887, S. 288. Becker, Über Trübungen bei Quellen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1887, S. 818.

Halavâts, Der artesische Brunnen bei Szentes. Budapest 1888.

Stang, Prise d’eau der s’Gravenhage’schen waterleiding. Tijdschr. van het koninkl. Inst, van Ing. 1888, S. 46. Lindley, Das Wasserwerk in Budapest. Schweiz. Bauz. 1889, S. 35.

The new Chicago waterworks. Scientific american 1889, S. 367.

Friedeberg, Die Anlage der Röhren- oder Abyssinierbrunnen. Fachbibliothek für Bau-, Kunst- u. Maschinenschlosser. Berlin 1890.

Salbach, Bericht über die Erfahrungen bei Wasserwerken mit Grundwassergewinnung. Dresden 1893. Ehlert, Verbesserung eines Brunnens. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1894, S. 690.

Freitag, Einlaufbrunnen im Michigan-See für die Trinkwasserversorgung von Chicago. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1894, S. 994.

Kor dt, Pneumatische Abteufung zweier Brunnen in Flehe. Zeitschr. d. Ver. deutschering. 1894, S. 1522, 1523. Schmidthauer, Gründung auf Brunnen in Triebsand. Zeitschr. d. Ver. deutscher' Ing. 1895, S. 1335.

B. Anlagen zur Reinigung des Wassers.

§ 8. Allgemeines. Bekanntlich führen die natürlichen Wasserläufe schon in ihrem Naturzustände grobe und feine Sinkstoffe oft in grofsen Mengen mit sich, aufser-dem aber viele lebende und abgestorbene organische Wesen. Diese Verunreinigungen werden in Kulturländern dadurch wesentlich gesteigert, dafs die AVasserläufe zur Aufnahme des Schmutzwassers der bewohnten Orte, der Fabriken u. s. w. dienen. Auf der anderen Seite wachsen aber auch die Ansprüche an die Reinheit des zur Versorgung dienenden Wassers, so dafs die Aufgabe, Verunreinigungen vor dem Gebrauche zu entfernen, sehr oft und in verschiedener Gestalt zu lösen ist. Am vollkommensten mufs die Lösung sein, wenn es sich um Wasser für Genufsz wecke handelt; aber auch in Fabrikbetrieben und bei vielen anderen Verwendungszwecken ist ein gewisser und oft grofser Grad der Reinheit erforderlich. Damit die Verunreinigung der natürlichen Wasserläufe nicht überhandnehme, verlangt man deshalb gegenwärtig mit Recht, dafs ihnen das Schmutzwasser der Städte und Fabriken nicht ohne weiteres, sondern möglichst geklärt zugeführt werde (vergl. Bd. IV, 2. Kap.).

Die Mittel zur Reinigung des Wassers lassen sich scheiden in solche, bei welchen chemische, und in solche, bei denen mechanische Vorgänge überwiegen. Zu jenen gehört das teilweise Niederschlagen (Fällen) der im Wasser enthaltenen Stoffe auf chemischem Wege oder durch Lüftung. Hier ist namentlich die Enteisenung des Wassers zu nennen, welche in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht hat und in § 10 eingehend behandelt wird.

Eine andere Teilung ergibt

Unter den Mitteln, bei welchen mechanische Verfahren überwiegen, sind zunächst das Erhitzen bis auf 100° C., ferner die auf S. 53 bereits erwähnte Destillation, sowie das Sieben des Wassers zu nennen. Das Erhitzen ist am Platze, wenn das Wasser von allen Krankheitserregern sicher befreit werden soll. Es erfolgt — meist in kleineren Mengen — in besonderen, mit Gegenstrom arbeitenden Kochern, in denen sich das aus-fliefsende Wasser wieder ab kühlt. — Die Destillation kommt namentlich auf Seedampfern, aber auch an regenlosen Küsten vor. Um das Destillat geniefsen zu können, ist das Einpressen von Kohlensäure oder ein Zusatz von Kaffee, Tee, Fruchtsäften u. s. w. erforderlich. Das Sieben des Wassers beschränkt sich manchmal nur auf die Anwendung von Gittern oder von sogenannten Rechen (vergl. Abb. 20 bis 23); man benutzt aber auch — so bei der Entnahme von Wasser aus natürlichen Seen — sehr feine Siebe, welche ähnlich wie Filter wirken. — Hier kommt hauptsächlich die Reinigung durch Ablagerung und die Reinigung durch Filterung in Betracht; doch spielt bei der Filterung auch die Tätigkeit der Kleinwesen eine Rolle, sich, wenn man die Mengen des zu reinigenden Wassers ins Auge fafst; für kleine Mengen sind Vorrichtungen und Filterstoffe am Platze, welche sich für grofse weniger eignen.

Die Bedingungen, unter welchen sich die Bewegung des Wassers in der Sandschicht eines Filters vollzieht, sind zuerst von Darcy näher untersucht und haben zu der Aufstellung des nach ihm genannten Gesetzes geführt, welches auch der Theorie der Grundwasserbewegung zugrunde liegt. Nach seinen Versuchen, welche später von anderen Forschern bestätigt sind⁶⁹), wächst die Geschwindigkeit, mit der sich das Wasser durch eine Sandschicht bewegt, in demselben Verhältnis wie die Druckhöhe. Wenn diese Beziehung auch nicht als eine unter allen Umständen genaue anzusehen ist (selbst bei den Darcy’schen Versuchen kommen nicht unwesentliche Schwankungen vor), so genügt sie doch für die hier vorliegenden Zwecke.⁷⁰)

⁶⁹)    Hagen, Wasserbaukunst. I. Bd., 3. Auf!., S. 253. Nach Hagen wachsen Geschwindigkeit und. Ausflufsmenge mit der um die Haarröhrchen-Anziehung (4' cm) verminderten Druckhöhe. — Weifs, Zivilingenieur 1865, S. 17. — Seelheim, Zeitschr. f. analyt. Chemie 1880, S. 387.

⁷⁰)    Abweichende Ansichten finden sich bei Grashof, Theoretische Maschinenlehre, I. Bd., Leipzig 1875, S. 540, Smreker, Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1878, S. 117, Oesten im Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1879, S. 407, 452, 515, 636 und Kröber, Versuche über die Bewegung des Wassers durch Sandschichten.

Reben den Vorrichtungen zur Bestimmung des Verhältnisses zwischen Druckhöhe, Geschwindigkeit und Ausflufsmenge, welche in den unten genannten Quellen beschrieben sind, mögen hier auch die Probefilter erwähnt werden, die vorzugsweise die reinigende Wirkung der beabsichtigten Filteranlage veranschaulichen sollen⁷¹), sowie die Einrichtungen zur Ermittelung des Klarheitsgrades des gefilterten Wassers.⁷²)

§ 9. Reinigen von Oberiläclienwasser.

1. Reinigung des Wassers für den Hausbedarf.

Wasserleitungen von Bedeutung werden, wenn das Wasser nicht vollständig gereinigt

Die Hausfilter können für

in die Leitung gelangt, sondern seine weitere Behandlung den Abnehmern überlassen wird; ihnen werden die Hausfilter entweder geliefert oder sie haben diese selbst «u beschaffen und zu unterhalten. Da eine genügende Beaufsichtigung der zahlreichen Verbrauchstellen unmöglich ist und man zugleich eine Verschmutzung des Leitungsnetzes bei dieser Einrichtung mit in den Kauf nehmen mufs, so ist diese Art der Reinigung als ein Rotbehelf anzusehen und in Deutschland fast gar nicht mehr, in England nur noch in wenigen Städten, in Rordamerika jedoch noch ziemlich häufig anzutreffen. Dagegen sind Hausfilter am Platze, wenn bestimmte Verwendungszwecke die Ausscheidung gewisser Stoffe aus einem im wesentlichen reinen und brauchbaren Wasser bedingen oder wenn eine Wasserleitung überhaupt fehlt.

Bei der vielfach vor-

Die Herstellung der Hausfilter, welche in zahlreichen Anordnungen Vorkommen, hat zwar in den letzten Jahren Fortschritte gemacht, doch besteht für die Mehrzahl noch der Übelstand, dafs sich der Zeitpunkt nicht genau erkennen läfst, wo ihre Reinigung erforderlich wird; auch ist die Beseitigung der zurückgehaltenen Schmutzstoffe ziemlich umständlich. Eine Auswechselung des Filters wird deshalb häufig zu lange hinausgeschoben, wodurch die Beschaffenheit des gefilterten Wassers leidet. Die Mehrzahl der Hausfilter ist so eingerichtet, dafs sie an den üblichen Zapfstellen einer Wasserleitung angebracht werden können, genommenen Prüfung auf Keimdichtigkeit wiesen früher gebrannter Ton und Asbest gegenüber den Filtern aus Sand- und Tuffstein, Eisenschwamm, Papier und Zellulose die günstigste AVirkung auf. Aber auch sie liefern nur eine Zeitlang keimfreies Wasser; alsdann tritt ein „Durchwachsen“ ein und die Filter lassen bei weiterem Andauern dieses Zustandes immer mehr an Ergiebigkeit und Reinigungsfähigkeit nach. Günstiger erhalten sich — namentlich nach den Untersuchungen von Plagge — die Kieselguhr-filter. Auch Koettstorfer hat mit einem (aus Kieselguhr hergestellten) Berkefeld-Filter nach 52 tägigem Betriebe bei 4*/2 at Filterdruck 200 bis 300 1 fast keimfreies Wasser erhalten. Im übrigen mufs wegen der Einrichtung der Hausfilter auf die unten mitgeteilten Quellen verwiesen werden.⁷³)

Zeitschr. d. Ver. deutscher. Ing. 1884, S. 593, 617. Kröber führt die ermittelten gröfseren Durchflufsmengen gegenüber Darcy darauf zurück, dafs von diesem der Sand in seinem natürlichen Zustande benutzt und nicht vorher gewaschen wurde.

⁷¹)    Kirkwood, Filtration- des Flufswassers zur Versorgung der Städte. Aus dem Englischen übersetzt von A. Samuelson. Hamburg 1876. S. 161. — Claufs, Wasserwerk der Stadt Braunschweig. Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Yer. zu Hannover 1869, S. 25. — Deutsche Vierteljahrsschr. f. öffentl. Gesundheitspflege 1890, S. 65.

⁷²)    Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1877, S. 544: 1878, S. 35; 1890, S. 11.

7S) Grahn und A. Meyer, Reisebericht über künstliche zentrale Sandfiltration und über Filtration in kleinem Mafsstabe. Hamburg 1876. — Kümmel, Über Klärung und Filtration von Flufswasser, besonders über die Filtration durch Sand, Wolle und Schwamm nach dem Verfahren von A. David. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 187 7, S. 522. — Gill, Über Filteranlagen zur Wasserversorgung (amerikanisches Filter für kleinen Be-

2. Reinigung des Wassers für gewerbliche Anlagen, Bahnhöfe u. s. w. Die zu

diesen Zwecken erforderlichen Wassermengen übersteigen zwar die Lieferungsfähigkeit eines Hausfilters erheblich, stehen aber anderseits gegen den Bedarf eines Wasserwerks zurück. In der Regel werden deshalb die Vorrichtungen zur Entnahme, Ablagerung und Reinigung in einem Bauwerke verbunden, während hierfür bei den Wasserwerken, getrennte Anlagen vorhanden sind. Handelt es sich nicht um eine vollständige Reinigung des Wassers, so können an Stelle der Filter feinere oder gröbere Siebe, unter Umständen auch gelochte Bleche oder Gitter treten, welche in zunehmender Feinheit hintereinander aufgestellt werden. Das Einbringen von Steinschlag oder Kies zwischen die aufrecht stehenden Gitter ist vielfach üblich, jedoch von zweifelhaftem Wert, weil die Reinigung umständlich ist und deshalb häufig unterbleibt; dann werden aber die Hohlräume der Füllung zu Ansiedelungsstätten zahlreicher Lebewesen und niederer Pflanzen. Die Siebe entsprechen denjenigen, welche zur Herstellung der Filterkörbe bei Rohrbrunnen dienen; sie werden sowohl als Gaze- wie auch als Köper- und als Tressengewebe (letzteres einem Flechtzaun vergleichbar) aus Kupfer- oder Messingdraht in grofser Feinheit (bis zu 40 Maschen auf 1 cm Länge) hergestellt. Sie erhalten eine Unterlage von Drahtgeflecht, welches bei gröfseren Flächen wieder auf Rahmen von stärkerem Eisen befestigt ist. Derartige feine Siebe halten den Sand gut ab, doch verstopfen sich ihre Öffnungen leicht beim Durchfliefsen von Oberflächenwasser infolge von Schleim- und Algenbildungen, welche nur mit Mühe zu beseitigen sind. Auch w'ird das Wasser selbst bei Anwendung der feinsten Kümmern nicht so klar, als wenn man Sandfilter anwendet, trieb). Daselbst 1882, S. 16 (nach Deutsche Bauz. 1881, S. 567, 572). — Household water filtration. Sanit. Eng. 1883 S. 317. — Frankland, Removal of micro-organisms from water. Proceed, of the Royal Society 1885, S. 379. — Nordtmeyer, Zeitschr. f. Hygiene, 10. Bd. S. 145 (1891). — R. Krüger, Die Filter für Haus und Gewerbe.

AVien 1886. — Einflufs einiger Wasserfilter auf die Zusammensetzung des Wassers. Polyt. Notizbl. 1888, S. 183.

Buchner, Ein Gutachten über die Breyer’schen Mikromembranfilter

Über das Breyer’sche Asbestfilter: Gesundh.-Ing. 1883, S. 626, 658; 1890, S. 417. — Breyer, Die Mikromembranfilter. Wien 1884.

1886, S. 306.

Filterung durch Porzellanzylinder: Finkelnburg, Das Filter Pasteur-Chamberland. Zentralbl. f. Gesundheitspflege 1886, S. 44. — Batterie filtrant l’eau sous pression, qui fonctionne au moyen des bougies en porcelaine dégourdie. Rev. ind. 1890, S. 458. — Filtre Chamberland, système Pasteur à nettoyage mécanique. Génie civil 1890 (Bd. 18), S. 368.

Über Zellulosefilter, insbesondere dasjenige von Piefke: Zentralblatt für Textilindustrie 1891, S. 687. — La cellulose pour la filtration de l’eau. Chronique industrielle 1888 (Bd. 11), S. 368.

Über Filter aus gebrannter Infusorienerde (Berkefeld-Filter): The Berkefeld-filter. Engineering 1891, S. 703. — Gesundh.-Ing. 1891, S. 443. — Deutsche Vierteljalirsschr. f. öffentl. Gesundheitspflege 1892, S. 50. Diese Filter liefern bei 26 cm Länge, 5 cm Durchmesser und 1 cm Wandstärke des Zylinders 4—7 Tage lang keimfreies Wasser in Mengen von 2—3 Liter i. d. Minute; die Reinigung erfolgt durch Abbürsten und längeres Kochen.

Kohlen filter haben sich im ganzen wenig bewährt, da sie nur im Anfang reinigend wirken, aber bald nachlassen und später sogar eine Verschlechterung des Wassers herbeiführen. Diese Übelstände soll ein Kohle-Mangan-Filter von Morris vermeiden. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 45.

Eine Vorrichtung zum Entkalken, Reinigen und Kühlen des Trinkwassers beschreibt Kramerius, Gesundh.-Ing. 1890, S. 229.

Kahrbel, G., Experimentelle Studien über Sandfiltration. Arch. f. Hygiene, Bd. 22, H. 4.

Koettstorfer, Versuche über die AVirksamkeit der Berkefeldfilter. Zeitschr. f. Nahrungsmittel-Unters., Hygiene u. Warenkunde IX, No. 8.

Plagge, Untersuchungen über AVasserfilter. Veröffentlichungen auf d. Gebiete des Militär-Sanitätswesens H. 9. Berlin 1895.

Eine übersichtliche Zusammenstellung mit Kostenangaben und Bezugsquellen gibt von Esmarch in seinem „Hygienischen Taschenbuch“ (3. Aufl., Berlin 190£).

cer.

to

welche deshalb für alle weitergehenden Zwecke den Vorzug verdienen. Wird eine Vorbehandlung des Wassers behufs Ausscheidung von Kalk, Eisen u. s. w. erforderlich, so gelangt eins der in § 11 erwähnten Verfahren zur Anwendung.

Die Anordnung einer Siebvorrichtung, verbunden mit einem in senkrechten Schichten angeordneten Filter, wird durch Abb. 75 vorgeführt. Das Bauwerk dient zur Entnahme des Wassers für die Wasserstation eines Bahnhofs aus einem Teiche. Zur Erläuterung der Zeichnung sei bemerkt, dafs angebracht sind (Reihenfolge von rechts nach links): eine Packung gröfserer, 7 bis 15 cm Durchmesser haltender Steine, — eine von eingeschlagenen Pfählen gehaltene Schicht gewöhnlichen Steinschlags,

— das Schütz zum Absperren des Wassers, — ein Holzgitter, dessen Stäbe 1,25 cm Abstand voneinander haben, — ein Gitter von B mm starken Eisendrähten, welche in 3 mm Abstand gestellt sind, — eine von Holzgittern eingeschlossene Schicht feinen Steinschlags und endlich ein Sieb von Kupfer- '"WZ%, blech mit Löchern von 0,5 mm Durchmesser. Der Gesamtquerschnitt dieser kleinen Löcher ist doppelt so grofs, wie der Querschnitt der Leitungsröhren.

Die Abb. 3a_e, Taf. V stellen eine Bach Wasserentnahme, verbunden mit Reinigungsvorrichtung, dar; auch in diesem Falle handelt es sich um die Versorgung einps Bahnhofs. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, tritt das Wasser zunächst in eine offene Klärkammer und sodann in eine bedeckte Kammer; in dieser befindet sich eine gemauerte Zunge, welche alle gröberen Sinkstoffe zurückhält.

Ein Überlaufkanal t u schliefst sich an die bedeckte Kammer an. Aus ihr kann das Wasser zu solchen Zeiten, in welchen es rein genug ist, mit Hilfe eines Rohres unmittelbar in die am anderen Ende des Bauwerks befindliche Sammelkammer geleitet werden, andernfalls fliefst es zunächst in eine mit groben Steinen gefüllte Vorkammer, von dieser in die Filterkammer und scliliefslich in die Sammelkammer. In der Sammelkammer befindet sich im Anschluls an die Rohrleitung ein feines Sieb; ein mit der Sammelkammer in Vex-bindung stehender Kanal bezweckt, diese und die Filterkammern nötigenfalls zu entleeren. — Anlagen dieser Art sind für die Brenner-Bahn und für die österreichische .Nordwestbahn ausgeführt.

3. Zisternen. Die schon in der Einleitung erwähnten Zisternen besitzen in ihrer Mehrzahl zugleich eine Einrichtung, um das aufgefangene Wasser zu reinigen, und gehören insofern gleichfalls hierher. In Abb. 76 ist eine Zisterne dargestellt, wie sie vor Einrichtung der Wasserleitung in Venedig üblich war.⁷⁴) Sie besteht aus

Abb. 75. Filter mit senkrechten Schichten für die Wasserleitung des Bahnhofs Dransfeld. M. 1:50.

Längenschnitt.

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i.

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Grundrifs.

ET

Nouv. ann. de la constr. 1862, S. Ill, T. 32. Venetianische Zisternen: Allg. Bauz. 1836, S. 159. —

⁷⁴) Bertrand, Note sur les citernes venetiennes.

Sonstige Literatur über Zisternen.

Comptes rendus 1860, S. 123, 490. — Zisternen anderer Art: Plate, Die Wasserversorgung der Istrianer und Dalmatiner Staatsbahn. Zeitschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1878, S. 64 (siehe S. 86, Kap. II). — Les citernes-filtres en Algérie. Génie civil 1881, Bd. I, S. 444.

Anlage von Zisternen mit besonderer Rücksicht auf den Eisenbahnbau im Karst-Gebiete. Zeitschr. d. österr. Ing.-u. Arch.-Ver. 1884, S. 59; 1885, S. 62. — Allens cistern. Scientific americ. 1887, Bd. 54, S. 114. — Restauration des citernes de Carthage. Génie civil 1885, Bd. 14, S. 162. — Acmes syphon cistern. Invent, and industr.

v. Finetti, Studien über die rationelle

Venetianische Zisterne. M. l : 100.

Abb. 76.

Durchschnitt.

0.15-0.20

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Abb. 77.

Amerikanische Zisterne.

Abb. 78.

Regenwasser Zisterne für den Bahnhof Geestemünde.

M. 1: 400.

Ansicht.

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Längenschnitt.

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Grundrifs.

einem brunnenartigen, etwa 4 m tiefen Schacht, welcher sich in der Mitte eines mil Sand gefüllten, durch Eichenholzschalung und Tonschlag gedichteten Behälters befindet. Das von den Dächern oder den sonstigen — möglichst rein zu haltenden — Auffange-flächen stammende Wasser gelangt mittels einer durchlochten Tonrohrleitung auf den Sand und tritt nach dessen Durchsickerung in die Öffnungen am Fufse des erwähnten Schachtes ein, aus welchem es durch Ausschöpfen oder Auspumpen entnommen wird. — Amerikanische Anlagen zeigen vielfach die Anordnung, dafs der überwölbte Sainmel-record. 1888, Bd. 10, S. 131. — Allgemeines: Hagen, Handbuch der Wasserbaukunst, 3. Aufl. Bd. I, S. 24. — Rai, Zisternen zur Filtration des Wassers. Dinglers polyt. Journal 1864, Bd. 171, 8. 197. — Meidinger, Eine Wasserzisterne mit Filter. Badische Gewerbezeitung 1877, S. 138. — Apparat zum Auffangen von reinem Regenwasser. Maschinenbauer 1883, Bd. 18, S. 187. — Weber, Anlage von Zisternen. Baugewerksztg. 1883, S. 816.

behälter selbst keinen Filtersand enthält. Vielmehr ist ein freistehender, remigungs-und auswechselungsfähiger Filterkorb angebracht (Abb. 77), in welchen das Saugerohr der Pumpen in ähnlicher Weise hinabreicht, wie der in Abb. 68 dargestellte Rohrbrunnen in die ihn umgebende Filterschicht; das Wasser wird also erst im Augenblick der Entnahme gereinigt. — Die in Abb. 78 dargestellte Zisterne für den Bahnhof Geestemünde hat Quermauern, welche im Bereich einer über dem Boden lagernden Sandschicht mit offenen Fugen gemauert sind. Die Entnahmestellen A oder Ax sind so angelegt, dafs das durch den Kanal CC zugeflossene Wasser die Sandschicht durchfliefsen mufs und auf diese Weise gereinigt wird.⁷⁵)

,    Der Fassungsraum einer Zisterne mufs so grofs sein, dafs er zwischen Ver

brauch und Zuflufs ausgleichend wirken kann; für seine Ermittelung sind deshalb die in Kap. I, § 3 dargelegten Grundsätze mafsgebend. Obwohl die eigentliche Heimat der Zisternen in den Ländern liegt, welche das JBecken des mittelländischen Meeres umgeben, so kommen sie doch auch bei uns in Gegenden vor, in denen das Grundwasser wegen torfiger oder brakiger Beschaffenheit ungeniefsbar ist (z. B. in den Regierungsbezirken Osnabrück und Aurich). Der in einer Hauszisterne anzusammelnde Vorrat mufs hier annähernd dem dreimonatlichen Bedarf entsprechen, während 100 qm Dachfläche im jährlichen Durchschnitt etwa 40 cbm liefern. Ein Hauswesen, welches täglich 150 Liter verbraucht, müfste also 15 cbm aufspeichern und über eine 140 qm grofse Auf-fangefläche verfugen. Diese ist möglichst rein und jedenfalls frei von Abgangsstoffen zu halten; deshalb sind z. B. Dächer von Häusern mit Dachwohnungen auszuschliefsen : ebenso liefern Dächer, welche mit Stroh oder Dachpappe gedeckt sind, kein zum Genufs geeignetes Wasser. In den Zulauf zur Zisterne wird zweckmäfsig ein Behälter eingeschaltet, welcher als Schlammfang oder zur Vorklärung dient. Die Abdeckung ist so hoch zu legen, dafs ein Zuflufs von der umgebenden Bodenfläche, namentlich von Dungstätten u. s. w. ausgeschlossen ist. Die Herstellung der Wandungen und der Sohle erfolgt am besten aus Zementmauer werk oder Beton mit glattem Zementputz an der Innenseite; auch ist stets ein rückstaufreier Überlauf anzubringen. Wird der ganze Raum der Zisterne mit reinem grobkörnigem Sande angefüllt und aus diesem das durch die obere Schicht gefilterte Wasser je nach Bedarf durch eine Rohrpumpe gehoben, so bleibt es bis zu seiner Entnahme der Einwirkung der Luft entzogen und entspricht in seiner Beschaffenheit annähernd der eines reinen Grundwassers. Mindestens ist eine solche Einrichtung für das eigentliche Genufswasser zu empfehlen, für welches man auch eine besondere Abteilung der Zisterne einrichten kann, die von dem übrigen Raume mittels einer Wand aus porösen Steinen getrennt ist.

4. Reinigungsanlagen für Wasserwerke.

A. Ablagerung. Dem Wasser der natürlichen Wasserläufe kann ein Teil seiner Sinkstoffe dadurch entzogen werden, dafs man die Geschwindigkeit des Wassers mäfsigt oder sie zeitweilig fast ganz aufhebt. Manchmal geschieht dies durch Anlage einer Bucht an der Entnahmestelle nach Art der Abb. 84, Kap. II, manchmal auch durch Aufstau, meistens aber durch besondere Ablagerungs- oder Klärbehälter, deren Verbindung mit dem Wasserlauf zum Zweck der Reinigung aufgehoben werden kann. Bei Flüssen, welche infolge sehr geringen Gefälles oder grofser Querschnittserweiterung wenig Sinkstoffe führen, kann von einer vorherigen Ablagerung abgesehen werden (Spree

Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu

zrs3

OÎ

7o) Kopeke, Wasserleitung für Bahnhof und Hafen Geestemünde. Hannover 1867, S. 95.

bei Berlin, Havel bei Tegel, Oder bei Stettin, Newa bei Petersburg); im Flutgebiete dagegen dürfen Klärbecken wegen des Schlickgehalts nicht fehlen (Elbe bei Hamburg und Altona).

Je gröfser der Inhalt des Beckens, desto vollkommener wird die Klärung. Natürliche Seen und grofse Sammelteiche liefern deshalb oft nahezu klares AVasser, welches z. B. in Genf, sowie in mehreren nordamerikanischen und einigen englischen Städten unmittelbar zur Versorgung dient. AVollte man das sinkstoffhaltige AArasser eines Flusses auch nur annähernd so klären, so würde man grofse Anlagekosten ohne entsprechenden Nutzen aufwenden, zumal Filter zur vollständigen Reinigung doch unentbehrlich sind. Auch leidet das AVasser durch längeren Aufenthalt in offenen Becken von mäfsiger Tiefe durch Erwärmung und Algenbildung. Hie Klärung kann entweder dadurch geschehen, dafs man das Becken mit AVasser füllt, und dieses lange genug ruhig stehen läfst oder dafs ein beständiger Zu- und Abflufs stattfindet. Da im ersten Falle die Zeit des Füllens und Leerens für die Klärung, sowie der A'orteil verloren geht, das AVasser stets aus der obersten, zuerst klar werdenden Schicht entnehmen zu können und auch die Hubhöhe eine gröfsere ist, so wird der zweiten Art in der Regel der Arorzug gegeben. Alan begnügt sich dann mit einer Durchflufsgeschwindigkeit von 1 bis 2 mm i. d. Sekunde, welche einen Querschnitt von 0,5 bis 1 qm f. d. Sekundenliter fordert; die Beseitigung der dann noch nicht abgelagerten feinen Beimengungen (namentlich tonigex-,Art) mufs den Filtern überlassen bleiben.⁷⁶) Ein gewisser Gehalt an Sinkstoffen im AVasser ist sogar bei Beginn der Filterung günstig, weil er zur Bildung der Filterhaut beiträgt.

Legt man ein Klärbecken so an, dafs es zwar den erforderlichen Inhalt und ausreichenden Durchfiufsquerschnitt besitzt, der Zuflufs A aber dem Abflufs B

(Abb. 79) gegenüber liegt, so bildet sich leicht eine vorherrschende Strömung in der Richtung A B aus, während das AVasser rechts und links weniger an der Erneuerung teilnimmt. Es empfiehlt sich deshalb, mehrere Zu- und Abflufsstellen mit Eintauchplatten nach Abb. 80 a u. b einzurichten oder den Zu- und

Abb. 79.

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Abflufs in ganzer Breite des Beckens stattfinden zu lassen (Abb. 81) und zugleich die von Lindley⁷⁷) auf Grund der an den Frankfurter Klärbecken gemachten Erfahrungen empfohlene stellbare Eintauchplatte anzubringen, durch welche im Sommer das untere, im AVinter das obere AVasser zum Ablauf gezwungen wird (Abb. 80 b).

Sohle und AVandungen der Klärbecken sind möglichst dicht herzustellen; ein Boden, welcher nicht 'deshalb häufig mit Tonschlag oder Beton bekleidet und die Seiten werden aufserdem zum Schutz gegen AAr eilenschlag durch Pflasterung geschützt (Abb. 82); es fehlt aber auch nicht an Anlagen, deren Seitenwände durch Alauern eingefafst sind (Abb. lb, Taf. V). Soll deren Länge bei gegebener Grundfläche möglichst klein sein, so erhält das Becken die Form eines Quadrats ; die Tiefe, welche gewöhnlich 3 bis 4 m beträgt, richtet sich nach den örtlichen Verhältnissen bezw. nach der Befestigungsart der Seiten-

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zur Vermeidung von AVasserverlusten an sich schon tonhaltig ist, wird

⁷⁶) Eine wissenschaftliche Begründung des Klärvorganges liefert Seddon, Journ. f. Gasbel. und Wasservers. 1890, S. 81. Nach dem Journ. of the Assoc, of Engn. Soc. 1889, No. 10, bearbeitet von Möller.

"“) Lindley, Die Nutzbarmachung des Flufswassers für Wasserversorgungen. Deutsche Vierteljahrsschr. f. ölfentl. Gesundheitspflege 1890, S. 191; Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1890, S. 535.

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b. Querschnitte.

Sommerstellung der Eintauchplatte.

Abb. 80. Klärbecken.

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a. Grundrisse.

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Winterstellung der Eintauchplatte.

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wände. Besonders grofs (17 m) ist die Tiefe des Klärbehälters zu Iglau⁷⁸), welcher neben der Klärung zugleich eine Abkühlung des warmen Teichwassers im Sommer bewirken soll. Werden die Behälter überwölbt, so treten bezüglich der Anordnung und Ausführung die nämlichen Verhältnisse ein, wie bei den Reinwasserbehältern (§ 13 u. 15). — Um stets geklärtes Wasser auf die Filter lassen zu können, sollte man von vornherein zwei Behälter anzulegen und die Anordnung so treffen, dafs sich eine Vergröfserung ohne Schwierigkeit ausführen läfst. Die Entnahme selbst erfolgt — wenn nicht eine Längsrinne nach Abb. 81 angeordnet wird

⁷⁸) Oelwein, Kühlschacht der Wasserleitung- zu Iglau in Mähren. Zentralbl. d. Bauverw. 1890, S. 316. Der in Felsboden stehende Schacht hat 10 500 chm Inhalt, gleich dem 1 7 fachen Tagesbedarf. Die Wärme des aus der Nähe der Sohle entnommenen Wassers blieb im Sommer 6,8 — 9° C. hinter der des Oberflächenwassers zurück.

versehenes, verschiebbares oder in einem Gelenk bewegliches Rohr, dessen Einlauf stets nahe unter dem Wasserspiegel gehalten wird (Abb. 80 b u. 90).

Mitunter bringt man die Klärbecken mit sogenannten Grobfiltern in Verbindung; bestehen diese aus einer von durchlässigem Mauerwerk oder von Gittern eingeschlossenen Masse von Kies oder kleinen Steinen, wie früher hei dem Altonaer Wasserwerk (Abb. la, Taf. V), so sind sie schwer zu reinigen und nützen deshalb wenig oder gar nicht. Besser sind wagerecht liegende Kiesfilter oder leicht auszuwechselnde Gitter, wenngleich auch diese zur Beförderung des eigentlichen Klärungsvorganges nur wenig beitragen.¹)

B. Sandfilter. 1. Wirkungsart. Der Hauptteil eines Filters besteht aus einer -wagerecht gelagerten Schicht von ziemlich feinem Sande, durch welche das Wasser langsam sickert. Die zwischen den Körnern einer solchen Schicht vorhandenen gewundenen Kanäle sind sehr eng und gestatten beispielsweise in einem Haufen kugelförmiger Körner von Vs mm Durchmesser nur Kügelchen von etwa ¹/äo mm den Durchgang. Dies hat zunächst zur Folge, dafs alle Körper, welche ein gewisses, sehr kleines Mafs überschreiten, zurückgehalten werden. Hierdurch bildet sich über der Sandschicht alsbald eine aus feinen Pflanzenfasern, den Überresten von Wassertierchen und aus den schwebenden Sinkstoffen des Rohwassers bestehende Decke, welche in noch höherem Grade reinigend wirkt und schliefslich auch die kleinsten im Wasser vorkommenden Teile zurückhält. Bis zu dem Augenblicke, wo dies geschieht, ist das in die Sandschicht dringende Wasser nicht ganz rein; es führt noch feine Beimengungen, die teilweise an den Körnern hängen bleiben oder sich darauf ablagern, zum Teil aber durch die Filter hindurch gehen und das gefilterte Wasser nicht ganz klar erscheinen lassen.

Es verstreicht also ein gewisser Zeitraum, bis ein frisch angelassenes Filter reines Wasser liefert und zwar ist dieser um so gröfser, je gröber der verwendete Sand und je feiner der vom Wasser mitgeführte Schlamm ist. Bei dem nahezu klaren Seewasser z. B., welches in Zürich gefiltert wird, findet die vollständige Ausscheidung der feinen Beimengungen manchmal erst nach mehreren Wochen statt, während beim Aufbringen von trübem Flufswasser oft schon nach wenigen Stunden brauchbares Wasser abläuft. Hieraus folgt weiter, dafs das Filter, um den Sand nicht in gröfserer Tiefe zu verunreinigen, vor der Benutzung von unten herauf bis etwas über die Höhe der Sandschicht mit reinem Wasser zu füllen, und mit der Benutzung des gefilterten Wassers so lange zu warten ist, bis sich aus dem aufgelassenen trüben Wasser eine Schlammschicht von entsprechender Stärke ausgeschieden hat.

Die Brauchbarkeit dieser Schicht — der sogenannten Filterhaut — zum Filtern des Wassers scheint wesentlich von der Tätigkeit von Kleinwesen abzuhängen. Piefke²) und Frankel³) weisen insbesondere gewissen schleimbildenden Bakterien eine entscheidende Rolle zu, indem diese die Sandkörner der Oberfläche mit einer Art Gallerte umhüllen, an welcher die feinsten Teilchen des Schlammes, sowie die übrigen im Wasser befindlichen Kleinwesen und ihre Keime gewissermafsen kleben bleiben. Tatsache ist, dafs bei vorsichtigem Filterbetrieb der gröfste Teil der im Wasser enthaltenen Klein-

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wesen zurückgehalten wird, während auf die Erlangung vollständig keimfreien Wassers nicht oder nur ganz ausnahmsweise gerechnet werden darf.

Mit der Verstärkung der Eilterhaut durch neu hinzukommende Schmutzstoffe wächst auch die Druckhöhe, welche erforderlich ist, um das Wasser in ausreichender Menge durch die immer enger werdenden und an Zahl abnehmenden Poren hindurchzuführen. Jedes Filter bedarf also einer Vorrichtung, welche eine Regelung jener Druckhöhe gestattet. Überschreitet diese eine bestimmte Grenze, so wird die Geschwindigkeit der durch die Poren tretenden Wasserfäden (die Arbeitsgeschwindigkeit“ des Filters) so grofs, dafs feine Schmutzteilchen oder abgelagerte Kleinwesen mitgerissen werden ; die Grenze, bei der dies geschieht, hängt von der Beschaffenheit des Rohwassers ab. Im allgemeinen wächst die Reinheit des gefilterten Wassers mit der Abnahme der Arbeitsgeschwindigkeit ; deshalb pflegt man diese Geschwindigkeit unter gewöhnlichen Verhältnissen höchstens bis auf 100 mm i. d. Stunde und dementsprechend die Druckhöhe nicht über 0,75 bis 1,0 m anwachsen zu lassen.⁸²) Das auf S. 52 mitgeteilte Beispiel der Filter des Züricher Wasserwerks bildet eine Ausnahme wegen der grofsen Reinheit des Rohwassers (dieses enthält nur einige hundert Keime in 1 ccm, während in den meisten Fällen eine viel gröfsere Zahl vorhanden ist)⁸³) und gestattet deshalb auch eine ungewöhnlich grofse Arbeitsgeschwindigkeit der Filter. Das nämliche gilt für die Filteranlagen in Petersburg und Mostar, welche nur geringfügige Verunreinigungen des zugeführten Wassers zu beseitigen haben.

Läfst die Leistung des Filters trotz Einstellung der gröfsten zulässigen Druckhöhe nach, so wird es aufser Tätigkeit gesetzt, die Haut nebst der darunter liegenden 1,5 bis 3 cm starken Sandschicht mit scharfen, breiten Schaufeln abgeschält, und sodann das Filter wieder angelassen. Um dieses Verfahren, welches je nach Beschaffenheit des Rohwassers, der Jahreszeit und der Bauart der Filter in Zwischenräumen von etwa 6 bis 80 Tagen erforderlich wird, ohne sofortige Erneuerung des Sandes mehrmals wiederholen zu können, mufs die vorhandene Sandschicht eine bestimmte Stärke haben. Schwächer als 30 cm darf sie aber selbst unter günstigen Verhältnissen nicht werden, wenn nicht die Beschaffenheit des gefilterten Wassers leiden soll. Die Ablagerung der feinsten Schmutzstoffe und der Kleinwesen setzt sich nämlich bis zu einer gewissen Tiefe fort⁸⁴) und die dort an-

⁸²) Die mittlere Arbeitsgeschwindigkeit der Filter von 16 deutschen Wasserwerken schwankt nach der

in Anm. 85 erwähnten Zusammenstellung zwischen 42 und 160 mm i. d. Stunde und betrug durchschnittlich 83 mm.

Die Fläche der 1892/93 ausgeführten Hamburger Filter ist nach einer Geschwindigkeit von 62,5 mm

(1,5 cbm täglich für jedes qm) berechnet, weil bei dieser die feinen Beimengungen des Elbwassers am vollständigsten ausgeschieden werden, während z. B. das Wasser der Themse und ihrer Nebenflüsse bei London eine schnellere Filterung gestattet. — Die Geschwindigkeit, mit der sich das Wasser durch die Poren des Filtersandes bewegt, ist — je nach dem Gesamtquerschnitt der Poren — etwa das 3 — 4fache der Arbeitsgeschwindigkeit.

⁸³)    Die Zahl der Keime betrug z. B. nach den von Wolffhügel ausgeführten Untersuchungen (Journ. -f. Gasbel. u. Wasservers. 1890, S. 516 — 519) in 1 ccm Rohwasser der ehemaligen Filter vor dem Stralauer Tore

zu Berlin 2520 —110740, in demjenigen der Tegeler Filter 60—13 220. Das Reinwasser der Tegeler Filter wies zwischen 10 und 1500 Keime auf. — Ähnliche Mitteilungen s. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1893, S. 161.

⁸⁴)    Es enthielt der Sand der Stralauer Filter in 1 kg nach Piefke bei einem frisch abgeschälten Filter

nach 10 Betriebsjahren 735 Mill.

nach 30 Betriebsjahren 1586 Mill. Bakterien 1751    „    „

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Kieslage unter der Sandschicht Es bedarf keiner näheren Begründung, dafs die untersten Schichten eines Filters, in welchen das gereinigte Wasser zum Abflufs gelangt, möglichst frei von Keimen gehalten werden müssen. In den oberen können diese

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gesiedelten Bakterien bewirken eine Umwandlung der fäulnisfälligen Stoffe in unschädliche, so dafs das gefilterte Wasser auch in seiner chemischen Beschaffenheit wesentlich besser geworden ist. Je unreiner das Rohwasser, desto mehr werden jene Ablagerungen in die Tiefe befördert und desto stärker sollte die Sandschicht des Filters genommen werden.⁸⁵)

Abb. 83.

Filtergruppe des Tegeler Wasserwerks bei Berlin. M. 1:4000.

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Abb. 84.

Anordnung der Filter und des JRein-wasserbeckens für Bideford.

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2. Allgemeine Anordnung. Aus der vorstehenden Darlegung ergeben sich die Hauptgesichtspunkte für die allgemeine Anordnung der Filteranlage. Der zeitweiligen Reinigung wegen müssen mindestens zwei, meistens mehr Filter vorhanden sein, welche für sich ein- und ausgeschaltet werden können und von denen das gereinigte Wasser einer Sammelstelle mit entsprechend tief liegendem Wasserspiegel zufliefst. Daran schliefst sich ein möglichst im Schwerpunkt der Anlage angeordneter Lagerplatz zur Aufnahme des verunreinigten und des wieder gewaschenen Sandes, auf dem sich auch die Sandwäsche befindet, wenn nicht die Beschaffung neuen Sandes sich billiger stellen sollte, als das Waschen des gebrauchten; aufserdem sind Flächen für die Erweiterung der Anlage vorzusehen. Die in Abb. 83 dargestellte Gruppe der Filter für die alten Wasserwerke zu Tegel bei Berlin zeigt eine kreisförmige Lage der Filter um die in der Mitte liegende Sandwäsche; in Abb. la, Taf. Y ist die Anordnung für das (inzwischen auf 10 Filter erweiterte) Altonaer, in Abb. 4a diejenige für das Königsberger Wasserwerk (s. auch Abb. 92 in Kap. II) dargestellt; in beiden Fällen bildet die Sammelstelle des Reinwassers zugleich den Hauptbehälter des Wasserwerks, während sie bei der Stral-jedoch nach den Versuchen von Piefke nicht entbehrt werden, da ein aus geglühtem Sande hergestelltes und deshalb keimfreies Filter anfangs völlig unbrauchbares und erst nach längerem Betriebe besseres Wasser lieferte.

Die Schichtenstärke

⁸⁵) Eine Zusammenstellung der Stärke der Filterbetten und ihrer Stützschichten bei 23 deutschen Wasserwerken gibt Kümmel in der Deutschen Vierteljahrsschr. f. Gesundheitspflege 1891, S. 88. Von demselben Verfasser findet sich eine Darstellung der Querschnitte von 14 deutschen und 16 englischen Filtern im Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1891, S. 531. Danach wechselt die Stärke der Sandschicht zwischen 0,30 und 1,25 m, die der Stützschicht zwischen 0,30 und 1,23 m; das Mittel beträgt 0,80 und 0,79 m. der holländischen Filter ist durchschnittlich geringer, siehe Halbertsma, Filteranlagen in den Niederlanden. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 43.

Den Anschlufs einer kleinen Filter-

sunder Anlage (Abb. 2a~c, Taf. Y) mit den Filtern zu einem Bauwerk vereinigt ist.⁸⁶) Dafs die Filter unmittelbar über dem Reinwasserbehälter angeordnet werden, kommt nur ausnahmsweise vor.⁸⁷) Bei Anordnung offener Filter empfiehlt sich aufserdem die Anlage eines Platzes, auf welchem im Winter die behufs Reinigung des Filters abzunehmende Eisdecke gelagert werden kann, anlage mit einem Reinwasserbecken an einen Sammelteich zeigt Abb. 84. Die Zuführung aus dem Sammelteich g nach den Filtern d geschieht hier mittels der Leitung 5, die Ableitung des gereinigten Wassers aus dem Behälter e mittels c, während f die Hauptrohrleitung und a den in das ehemalige Bachbett h einmündenden Überlauf bezeichnen. Die Anordnung ist so getroffen, dafs das Wasser auch ungefiltert in die Rohrleitung gelangen kann.

3. Einzelheiten. Im einzelnen ist folgendes zu besprechen:

a)    Das Filterbett mit den Stützschichten und Sammelkanälen.

b)    Höhe des Wassers im Filter und die Yorrichtungen zum Einlassen.

c)    Yorrichtungen zur Regelung des Drucks.

d)    Gröfse und Anordnung der Filterbecken.

e)    [Nebenanlagen und Betrieb.

a) Das Filterbett mit den Stützschichten und Sammelkanälen. Das Filterbett besteht aus reinem Sande, welcher von möglichst gleichmäfsiger Beschaffenheit sein und eine Korngröfse von J/³ bis 1 mm haben sollte.⁸⁸) In der Regel ist man jedoch auf bestimmte Bezugsquellen angewiesen und mufs dann etwaige Abweichungen in Gleichmäfsigkeit und Gröfse durch vorsichtigen Betrieb zu ersetzen suchen. Im allgemeinen wird ein mit feinem Sande beschicktes Filter rascher betriebsfähig, verstopft sich aber auch schneller und die Reinigung des schmutzigen Sandes ist schwieriger. Fast alle in der Natur vorkommenden Sandarten sind unrein und müssen vor dem Einbringen in das Filter gut durchgewaschen werden; insbesondere gilt dies von den stets mehr oder weniger lehmhaltigen Grubensanden. — Die Stärke der Filtersandschicht sollte aus den oben dargelegten Gründen auch bei sehr reinem Rohwasser nicht unter 0,5 m, wenn möglich aber 1 m betragen, um eine gewisse Sicherheit für den Betrieb und eine Gewähr für eine befriedigende Wirksamkeit des Filters zu erlangen.

Die Stützschichten haben, soweit bis jetzt bekannt, keinen Einflufs auf den eigentlichen Yorgang des Filterns, sondern nur den Zweck, in ihrem unteren möglichst durchlässigen Teile die Kanäle zum Sammeln des gereinigten AYassers aufzunehmen und ihnen dieses zuzuführen, während der obere Teil allmählich in feinere Schichten übergeht und dadurch das Eindringen des Filtersandes verhindert. Diese feineren Schichten sind um so sorgfältiger herzustellen, je geringer ihre Stärke ist. In Königsberg, wo die Beschaffung von Kies mit besonderen Schwierigkeiten verknüpft war, folgen auf

⁸⁶)    Siehe auch Plate, Die Wasserversorgung auf den Istrianer und Dalmatiner Staatsbahnen. Zeitschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1878, S. 57 (S. 59, Filteranlagen für Wasserstationen).

⁸⁷)    Vergl. z. B. Nouv. ann. de la constr. 1859, PI. 56; ferner Kirkwood, Filtration des Flufswassers. Übersetzt von Samuelson. Hamburg 1876. Taf. 26 u. 27 (Marseille), und die Wasserversorgung von Buenos-Ayres in den Ann. des ponts et chaussées 1878, II. S. 248.

⁸⁸)    Samuelson (Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 660) hält Sand von 1 mm Korngröfse am geeignetsten für Filterzwecke. In Königsberg ist sowohl gröberer Seesand wie feiner Grubensand zur Verwendung gelangt und in beiden Fällen ein guter Erfolg erzielt worden. Die Sandkörner bilden- eben nur die Träger der eigentlichen Filterhaut und es dürfte deshalb mehr auf Gleichmäfsigkeit als auf eine bestimmte Gröfse der einzelnen Körner ankommen, zumal die Beschaffenheit des Rohwassers je nach den Jahreszeiten und den Wasserständen des Flusses wechselt.

17

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Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

den Sand zunächst fünf Schichten in der geringen Dicke von 3, 3, 4, 5 und 8 cm und von der Gröfse eines Hirsekorns bis zu der einer AYallnufs. Die letzte noch etwas gröbere Schicht richtet sich in ihrer Stärke nach der Höhenlage des Filterbodens, welcher in einzelne Rücken von je 4,4 m Breite mit einem Quergefälle 1 : 10 eingeteilt ist (Abb. 4e, Taf. V); auf dem Rückenscheitel ist sie nur wenige Centimeter stark und wächst in der Nähe der in der Abflufsrinne liegenden Sammelrohre bis auf 25 cm. Hierdurch wurde die Kiesmenge herabgemindert und zugleich erreicht, dafs die AVasser-menge, welche sich nach den Sammelrohren bewegt, entsprechend ihrer Zunahme einen allmählich wachsenden Querschnitt vorfindet, den sie mit nahezu gleicher Geschwindigkeit durchfliefst. Demgemäfs wächst auch die AVeite der aus einfachen Drainrohren hergestellten Sammelleitungen von 10 auf 15 cm; genau genommen müfste der Durchmesser am oberen Ende gleich Null sein und allmählich zunehmen, doch ist mit Rücksicht auf etwa mögliche Sandablagerungen und die Abführung der Luft eine geringste AVeite von 10 cm gewählt. Eine ATersandung hat jedoch, wie durch Aufgraben nach achtjähriger Tätigkeit der Filter festgestellt wurde, nicht stattgefunden, auch fanden sich die Kieslagen noch völlig rein vor.⁸⁹) — Bei den Altonaer Filtern sind folgende fünf Schichten vorhanden: 3 von je 7 cm Stärke in Erbsen-, Bohnen- und Haselnufs-gröfse; eine 14 cm hohe Schicht von AVallnufs- und eine 21 cm hohe von Faustgröfse. Die kleinen Sammelkanäle sind 19 cm, der Hauptkanal ist 57 cm hoch und ebenso breit; er ist nur 36 cm in die Sohle des Filters versenkt.⁹⁰) — Eine beträchtliche Höhe der Stützschicht erfordert neben den gröfseren Kosten für Kies u. s. w. zugleich Mehrausgaben für Erdarbeiten und für die Emfassungswände, sowie eine gröfsere Hubhöhe des AYassers, ohne einen entsprechenden Nutzen zu gewähren. Vielmehr liegt die Gefahr vor, dafs das AVasser sich zu lange Zeit in einzelnen Hohlräumen aufhält und dadurch die A'ermehrung der aus der Sandschicht mitgerissenen Kleinwesen befördert.

Schon Hagen⁹¹) hat darauf aufmerksam gemacht, dafs die Unterstützung des Filtersandes sich auch durch übereinandergelegte Flachziegelschichten (jedoch mindestens

drei) erreichen läfst. Ziegel gewöhnlicher Sorte sind aber im Verhältnis zu ihrer Länge und Breite zu hoch, um dem nassen Sande die Ausbreitung unter dem sehr flachen natürlichen Böschungswinkel zu gestatten. Dagegen würden Dachpfannen oder Schieferplatten geeigneter sein, wenn man von der Verengung der Durchgangsquerschnitte des AVassers absieht. Hierher gehört auch die Anordnung von Aluir (Abb. 85), bei welcher Ziegel in Abständen von einer Steinbreite verlegt und durch eine Flachschicht mit offenen Fugen überdeckt sind. Dadurch entstehen Kanäle von rechteckigem Quer-

Abb. 85.

Abb. 86.

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⁸⁹) Eine auf ähnlichen Grundsätzen beruhende Anordnung¹ der Stützschichten behandelt Samuelson unter Betonung der Aachteile grofser, von ruhendem Wasser angefüllter Hohlräume im Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 660.

su) Die in den Abb. la—°, Taf. V dargestellte Filteranlage auf dem Bauersberge unterhalb Blankenese hat inzwischen 'eine wesentliche Erweiterung erfahren, ebenso sind 1894 — 96 zwei neue, unmittelbar an der Elbe liegende Klärbecken hergestellt. — Auch die Königsberger Anlage (Abb. 4a-d) ist inzwischen um zwei neue Filter vergröfsert.

⁹¹) A. a. O. Bd. I, 3. Aufl., S. 248.

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sclmitt, welche das gefilterte Wasser aufnehmen und es dem Sammelkanal zuführen. Eine solche Ziegelunterlage ist zuerst bei dem New river-'Wasserwerk zu London angewandt und hat später mehrfach Nachahmung gefunden: z. B. in Braunschweig (Abb. 86), Zürich und Warschau. Eine allmählich feiner werdende Lage von Kies zwischen der Oberfläche der Ziegel und dem Filtersande kann hier aber nicht entbehrt werden; diese ist bei dem erwähnten Londoner Filter 15, in Braunschweig, wo sie aus vier verschiedenen Schichten besteht, 20 cm stark. Derartige Kanäle haben vor un-regelmäfsigen Schüttungen den Vorteil, dafs das Wasser gezwungen wird, in vorgeschriebenen Richtungen zu fliefsen; es bleibt aber der Nachteil eines zu grofsen Querschnitts am oberen Ende und einer zu geringen Abflufsgeschwindigkeit daselbst bestehen. — In Holland wendet man vielfach die am Meeresstrande in grofser Menge vorkommenden Reste von Muschelschalen (sogenannten Muschelkies) zur Unterbettung des Sandes an (beispielsweise haben die Filter in Groningen 50 cm Sand, 30 cm Muschelschalen und 20 cm groben Kies). Bei dieser Anordnung lagert sich der durch die Zwischenräume der obersten Schicht gedrungene Sand unter seinem Böschungswinkel auf der Fläche der tiefer liegenden Muscheln und wird dadurch am Weiterdringen verhindert. — Sehr geeignet zum Zurückhalten des Filtersandes sind auch Schichten aus feinem Koks (sogenannte Koksasche): doch ist zu befürchten, dafs diese, da sie keine rein mineralische Beschaffenheit besitzen, der Entwickelung von Kleinwesen Vorschub leisten. — Die einfachste Anordnung eines Filterbettes würde die sein, dafs man durchlässige Rohre in bestimmten Abständen auf der Sohle verlegt und sie mit allmählich feiner werdendem Kies umgibt, während der übrige Raum mit Sand ausgefüllt wird. Der Querschnitt der in einen Hauptkanal mündenden Rohre müfste dann so bemessen werden, dafs das Wasser überall mit möglichst gleicher Geschwindigkeit abfliefst. Der Bewegungswiderstand ist zwar in diesem Falle etwas gröfser, als bei der üblichen Anordnung, doch fällt dieser Umstand auch bei grofsen Filtern nicht ins Gewicht.

b) Höhe des Wassers im Filter und die Vorrichtungen zum Einlassen. Eine bestimmte Wasserhöhe im Filter ist schon zum Ausgleich zwischen dem Zuflufs und der Lieferungsmenge des Filters, sowie zur beschleunigten Bildung der Filterhaut erforderlich. Bei nicht überwölbten Filtern ist es ferner wichtig, dafs im Winter noch

genügendes Wasser unter der Eisdecke verbleibt und diese nicht die Filterhaut durch Aufsitzen beschädigt. Aus diesen Gründen mufs die Wasserhöhe mindestens 0,9 bis 1,0 m betragen; bei den offenen Filtern pflegt sie in Deutschland eher noch etwas gröfser (etwa 1,20 m) zu sein, während sie in England und Holland vielfach niedriger ist. Die Erwärmung des Wassers in offenen Filtern wird gleichfalls durch die gröfsere Wassertiefe herabgemindert; doch ist dieser Punkt weniger wichtig, weil die Wärmezunahme infolge der kurzen Aufenthaltszeit des Wassers im Filter nicht erheblich ist (¹/2 bis 2° im Sommer).

Die Vorrichtungen, welche das Wasser den Filtern zuführen, dürfen merkliche Strömungen, welche die wagerechte Oberfläche des Filtersandes beeinträchtigen würden, in der Wasserschicht nicht aufkommen lassen. Vielfach wird

Abb. 87.

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eine durch die Mitte des Filters gehende Rinne angeordnet, über deren Ränder das Wasser abfliefst. In Abb. 87 ist diese, ebenso wieder Reinwasserkanal, aus Beton hergestellt und hat eine etwas

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über den oberen Rand vorstehende Fufsplatte, auf welche das Wasser fällt, wenn bis zu dieser Höhe der Sand abgeschält ist. Her Sammelkanal ist durch einen der Zuflufs-stelle gegenüberliegenden Einsteigeschacht zugänglich gemacht. Bei den Filtern für Stralsund (Abb. 2a_e, Taf. Y) verteilt sich das Wasser von dem Einlaufschacht aus über die Oberfläche des Sandes; bei anderen Anlagen (z. B. in Tegel) fällt das Wasser über den trompetenförmig gestalteten Rand des Einlaufrohrs und der Sand ist an dieser Stelle durch eine Lage von Pfannen gegen Wegspülung gesichert.

Die Regelung des Wassereinlaufs geschieht in den meisten Fällen durch den Wärter, welcher den betreffenden Schieber entsprechend stellt und es ist dann ein Über-laufrohr vorhanden, welches einen etwaigen Überschufs abfiihren kann. Besser ist die Speisung des Filters durch ein Schwimmventil, welches den Zuflufs bei Überschreitung eines bestimmten Wasserstandes selbsttätig abschliefst, weil dadurch ein etwaiger Wasserverlust vorgebeugt und das Filter stets gefüllt gehalten wird.⁹²) Bei der in Abb. 4a-d, Taf. Y dargestellten Anlage ist von jedem einzelnen Becken aus ein Rohr von etwa 2 cm Weite in gleichmäfsigem Gefälle nach dem nahegelegenen Maschinenraum geleitet, wo es in ein senkrechtes Glasrohr endet, welches eine Marke für den gewöhnlich inne zu haltenden höchsten Wasserstand trägt. Hierdurch kann der Maschinenwärter jederzeit die Wasserhöhe beobachten und den Pumpenbetrieb danach regeln.

c) Yorrichtungen zur Regelung des Drucks. Für die Filter in St. Louis wurde die Regelung des Drucks in der an die Filterwand stofsenden Abflufskammer durch einen in senkrechter Richtung beweglichen Schieber vorgesehen, dessen Oberkante vom Wasser überströmt wird (Abb. 5, Taf. Y). Auch bei den Filtern für Leeuwarden ist ein Überfall vorhanden; zur besseren Regelung wird hier jedoch der Wasserstand der Kammer durch einen Schwimmer auf einen an der Zahnstange der Schützwinde befestigten Pegel übertragen. Da sich Schwimmer und Schütz um das nämliche Mafs abwärts bewegen müssen, wenn die Überfallhöhe und damit die Arbeitsgeschwindigkeit des Filters gleich bleiben soll, so braucht jene Höhe nur festgestellt und dem Wärter mitgeteilt zu werden, der dann das Schütz von Zeit zu Zeit entsprechend zu stellen hat.

Eine andere Yorrichtung ist in Abb. 88 dargestellt. Der obere Teil des Abflufsrohres ist auf dem unteren verschiebbar und wird durch eine mit Handrad bewegte Schraube eingestellt. Ist das Rohwasser von gleichmäfsiger Beschaffenheit, so mufs die Überströmung des Randes stets in einer bestimmten Höhe stattfinden. Diese Höhe wird gröfser und dadurch leichter mefsbar, dafs man den Rand an einer Stelle ausklinkt und durch diese das Wasser eintreten läfst. — Bei der für die Filteranlagen zu Tegel und am Müggelsee getroffenen Einrichtung von Gill⁹³) iiberfliefst das gereinigte Wasser die Kante eines Überfalls in der vorher bestimmten Höhe h (Abb. 89); damit diese sich nicht ändere, überträgt ein Schwimmer den Wasserstand durch Kette und Rolle auf einen Zeiger t und der Wärter hat durch Bewegung des Schiebers s (dessen Stellung durch tx angezeigt wird) dafür zu sorgen, dafs der Zeiger stets auf einer Stelle bleibt; H ist dann die gröfste zulässige Druckhöhe. Hierbei ist vorausgesetzt, dafs das Rohwasser während des Betriebes sich nicht wesentlich ändert, was bei den Berliner Wasserwerken in Bezug auf den Sinkstoffgehalt auch zutreffen dürfte. Bei Entnahme aus Gewässern mit stärkerem Gefälle sind die Schwankungen in der Beschaffenheit des Rohwassers jedoch oft recht erheblich;

9a) Ein solches Schwimmventil ist u. a. abgehildet im Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 686 (Halbertsma, Über Filterregulierapparate und die Wasserleitung von Leeuwarden).

⁹³) Glaser’s Annalen für Gewerbe u. Bauwesen 1886, S. 50. — Deutsche Vierteljahrsschrift für Gesundheitspflege 1891, S. 60.

Abb. 88 bis 91. Vorrichtungen zur Regelung des Drucks.

Abb. 89.

Abb. 88.

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Abb. 91.

Abb; 90.

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beispielsweise bewegte sich der Klarlieitsgrad des Oderwassers, mit welchem die Breslauer Filter gespeist wurden, in den Jahren 1883—86 zwischen 15,2 u. 62,8 (Monatsmittel). In solchen Fällen mufs dann eine entsprechende Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit des Filters und der Lage des Zeigers eintreten.

Eine selbsttätige, von Lindley für die Warschauer Filter angegebene (später von Götze in Bremen vervollständigte) Yorrichtung zeigt Abb. 90. Hier bewirkt ein Schwimmer SS, dafs durch die Einlauföffnungen 0 0 stets die nämliche Wassermenge zum Abflufs gelangt; die tiefste Stellung des Schwimmers entspricht der gröfsten Druckhöhe. Ein an der angedeuteten Kette hängendes Gegengewicht ermöglicht durch Änderung des Auftriebs eine anderweitige Feststellung der Ahflufsmenge.

Bei der für die Filteranlage in Worms angewendeten Yorrichtung (Abb. 91) wird die Druckhöhe durch Schraube und Handrad eingestellt und der auf dem Spiegel des ungefilterten Wassers befindliche Schwimmer hat nur die Aufgabe, die Druckhöhe gleich grofs zu erhalten.

d) Gröfse und Anordnung der Filterbecken. Aus der Arbeitsgeschwindig-j keit der Filter und der zu reinigenden Wassermenge ergibt sich die erforderliche grüfste Betriebsfläche, welcher noch ein bestimmter Zuschlag für die in Reinigung und Wieder-1 auffüllung begriffenen Filter hinzuzufügen ist. Der Umfang dieses Anteils hängt von der kleinsten Betriebsdauer der Filter, von ihrer Gröfse und von dem Zeitaufwände der Reinigungsarbeiten ab. Jene kann in heifsen Sommermonaten und bei trübem Wasser bis auf 6 Tage hinuntergehen; was die Gröfse der einzelnen Filter anbetrifft, so nehmen ihre Kosten an sich mit der Ausdehnung ab, weil dann auf die Flächeneinheit eine geringere Länge der Umfassungswände kommt. Gröfse Filter haben aber einen starken Ausfall an der in Tätigkeit befindlichen Gesamtfläche zur Folge, wenn eins von ihnen ausgeschaltet werden mufs. Filter von 700 bis 1200 qm für kleinere, von 1200 bis 2000 qm für mittlere und von 2000 bis 3500 qm Fläche für gröfse Anlagen haben sich am zweckmäßigsten erwiesen⁴); im Durchschnitt kann man annehmen, dafs von 10 Filtern nur 7 gleichzeitig tätig sind, während eins in Entleerung, eins in Reinigung und eins in Wiederauffüllung begriffen ist.

Abb. 93.

Abb. 92.

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An Kosten der Umfassungswände wird nicht unwesentlich gespart, wenn die Filter gemeinschaftliche Mittelmauern besitzen. Soll die Gesamtlänge U der Mauern im Verhältnis zu der Gesamtfläche F am kleinsten werden, so hat man bei 2 Filtern (Abb. 92)

F— 2 x y und U=4x-\-3y — 4x -(-

= 0; F = y F = jxy x =

und für 3 Filter (Abb. 93) x — ²- y, für n Filter x =

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Die Kosten für Ausführung und Betrieb werden wesentlich davon beeinfiufst, ob offene oder bedeckte Filter wählt, wobei die Überdeckung entweder als Gewölbe oder als Bedachung hergestellt sein kann. Der Betrieb der offenen Filter leidet fast ohne Ausnahme bei -heifser Witterung unter der Bildung von Algen, zu denen unter Umständen auch Pflanzen höherer Ordnung, sowie verschiedene Wassertiere treten, deren Eier oder Larven mit dem Rohwasser auf die Filter gelangen. Ferner kann bei strengen Wintern die starke Eisbildung sehr lästig werden, indem sie wiederholte Entfernung der Eisdecke zur Lüftung und Reinigung der Filter erfordert und die Reinigung sehr erschwert.

Diese Übelstände werden durch Überwölbung der Filter beseitigt, welche das Wasser vor der Einwirkung des Sonnenlichts schützt, die Eisbildung verhindert und zugleich durch die Erdiiberdeckung die Einwirkung des Winterfrostes auf das Bauwerk aufhebt. Die oft betonte Abkühlung des Wassers in'gewölbten Filtern ist dagegen auch im heifsen Sommer nur sehr geringfügig, da das Reinwasser überwölbter Filter nur selten über einen Grad kühler ist, als das der offenen. Die Reinigung gestaltet sich zwar in der Frostzeit einfacher, sonst aber umständlicher, als bei offenen Filtern und die Anlagekosten sind erheblich (U/g bis 2 mal) höher⁵); auch ist im Sommer der für manche Wasserarten wünschenswerte Luftwechsel nicht kräftig genug, und der eine rasche Bildung der Filterhaut befördernde Luftzutritt manchmal unzureichend.⁶ 7) Die neueren Anlagen in Deutschland sind meistens überwölbt hergestellt (in Hamburg, wo der Winter weniger strenge ist, hat man mit Rücksicht auf die günstigen Erfahrungen mit den offenen Altonaer Filtern gleichfalls von einer Überdeckung abgesehen), während überwölbte Filter in England und Holland zu den Ausnahmen gehören. Eine Überdachung (Abb. 4b u‘ °, Taf. Y) ist wesentlich billiger, als eine Überwölbung, gestattet auch neben guter Lüftung den Zutritt einer ausreichenden Lichtmenge und ist namentlich im Sommer, sowie in Gegenden mit warmem Klima am Platze ; dagegen wird die Eisbildung

gegenüber offenen Filtern nur unwesentlich beschränkt, wenn man nicht eine ziemlich dichte und

was- unseres Wissens noch nicht versucht wurde — zugleich heizbare Überbauung anwendet, wodurch freilich die Kosten wieder entsprechend erhöht werden. Unter Umständen empfiehlt sich, wie bei der Stralsunder Anlage (Abb. 2a~c, ïaf. Y), eine Trennung in offene und überwölbte Filter, wobei dann die überwmlbten für den kleineren Winterbedarf ausreichen. Eine Trennung in überdachte und überwölbte Filter dürfte in manchen Fällen gleichfalls zu empfehlen sein.⁹’)

Abb. 95.

Begrenzung der Filter zu Liverpool.

Abb. 94.

Begrenzung der Filter zu Leeuwarden. M. l : 75.

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¹

)    Weiteres über Klärbecken findet man in dem unter Anm. 73 genannten Reisebericht von Grahn und A. Meyer, S. 141; ferner in Grahn, Zur Wasserversorgung Prags. Joum. f. Gasbel. u. Wasservers. 1877, S. 162, 299 und Humber a. a. O., S. 129. Über zweckmäfsige Gröfse der Klärbehälter vergl.: Gill und Fölsch, Hamburger Stadtwasserkunst. Gutachten. Hamburg 1881. S. 21.-

²

)    C. Piefke, Aphorismen über Wasserversorgung. Zeitschr. f. Hygiene 1889, S. 128.

³

)    Deutsche Vierteljahrsschr. f. öffentl. Gesundheitspflege 1891, S. 38.

⁴

) Eine Ausnahme bilden die Filter für Breslau (vier offene von 3850 bis 4900 qm und ein mit'Monier-Kappen überwölbtes von 4000 qm, welches jedoch durch Scheidewände in 4 ausschaltbare Teile geteilt ist); ferner diejenigen für Hamburg, wo 22 Becken von je 7650 qm ausgeführt sind. — Bei den Anlagen für Berlin am Müggelsee halten die einzelnen Filter 2330 qm.

⁵

)    Nach den in Zürich mit drei überwölbten und zwei offenen Filtern gemachten Erfahrungen sind jedoch die Gesamtkosten der Wasserreinigung in den überwölbten Becken um 10°/o niedriger, als diejenige in den offenen, was auf deren kürzere Betriebszeit zurückzuführen ist. Hierbei ist die Verzinsung mit 4 °/o, die Tilgung mit 2°/o berechnet; die offenen Filter stellten sich (anscheinend jedoch einschl. der gleichzeitig mit ausgeführten Pfeiler für spätere Überwölbung) nur 27‘/2°/o niedriger, als die bedeckten. (Vei*gl. Jahresbericht über die Wasserversorgung von Zürich und Umgebung. Zürich 1890. S. 43.)

⁶

)    Piefke (Deutsche Vierteljahrsschrift f. Gesundheitspflege 1891, S. 69) teilt z. B. mit, dafs nach den Untersuchungen von Wolffhügel das Wasser der offenen Stralauer Filter in den 10 Tagen vom 3. —12. September 1884 durchschnittlich nur 20, das der überwölbten 116 Keime in 1 ccm aufwies. — Eine vollständigere Darstellung der Wolffhügel’schen Untersuchungen findet sich im Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1890, S. 516 — 519.

⁷

)    Filter mit Überdachung: Allg. Bauz. 1873, S. 269 (Filter für die württembergische Station Aulendorf); desgl. für heifse Gegenden Nordamerikas: Fanning, Water-supply Engineering. New York 1877. S. 548, 555.

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§9.

Reinigen von Oberflächenwasser.

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Bei Anordnung⁻ der seitlichen Begrenzungen offener Filter ist zu berücksichtigen, dafs senkrechte oder nahezu senkrechte Mauern zwar eine leichtere Loslösung, aber eine schwerere Entfernung der Eisdecke gestatten, als geböschtes Pflaster, welches jedoch weniger wasserdicht ist. In Deutschland sind Mauern viel mehr üblich, als in England und Holland, wo man ein auf kräftigem Tonschlag liegendes und in Mörtel verlegtes Pflaster aus natürlichem Stein oder aus hartgebrannten Ziegeln sehr häufig findet. Abb. 94 zeigt den Durchschnitt durch die Wandung eines der Filter zu Leeuwarden (Holland); in ähnlicher Weise sind die Hamburger Filter hergestellt, nur dafs die Böschung noch flacher (1 :2) und dafs eine 60 cm starke, an der Unterseite drainierte Klaibodenschicht mit einer 10 cm dicken Lage von gestampftem Ton vorhanden ist, auf welcher ein hochkantig gestelltes Pflaster aus hartgebrannten Ziegeln aufliegt.¹) wird aus Ersparnisrücksichten die untere Böschung manchmal steiler hergestellt als die obere (Abb. 95), was wegen der teilweisen Aufhebung des Erddrucks durch den Filtersand und die Stützschichten auch zulässig erscheint. — Die Anordnung der Gewölbe überdeckter Filter mit den in die Gewölbescheitel eingefügten Lichtöffnungen zeigt Abb. 2a~°, Taf. Y; Abb. 96 stellt den Schnitt durch den Karrgang eines solchen Filters

In England

Abb. 96. Schnitt durch den Karr gang eines überwölbten Filters. M. 1:500.

dar (vergl. auch Abb. 4, Taf. VI)'. Im übrigen richtet sich die Ausführung des Bodens und der Seitenwände nach den im Abschnitt D. dieses Kapitels besprochenen Regeln für die Herstellung der Behältermauern; doch ist zu beachten, dafs infolge der häufigen Entleerung der Filter die einseitige Wirkung des äufseren Erddrucks öfter zur Geltung kommt und dafs dieser sich selbst bei mäfsiger Durchlässigkeit der Filterwände leicht in einen äufseren Wasserdruck verwandelt. Die Mauerstärken, insbesondere die der offenen Filter (bei denen unter Umständen auch auf die Wirkung der Eisbildung hinter den Mauern zu rechnen ist) sind deshalb in den oberen Teilen eher etwas gröfser zu machen, als die der längere Zeit gefüllt bleibenden Behälter. — Dafs der höchste Wasserstand in den Filtern möglichst unter dem tiefsten der Klärbecken und ihr niedrigster über dem höchsten des Reinwasserbehälters liegen mufs, möge nochmals hervorgehoben werden; gestatten es die Verhältnisse, so sind ferner die Filter so hoch zu legen, dafs sie ohne Zuhilfenahme von Pumpen vollständig entleert werden können. Auch empfiehlt es sich, die in einer Reihe liegenden Filter nicht sämtlich in gleicher Höhe, sondern absatzförmig entsprechend dem Gefalle der Abflufsleitung anzulegen.

e) Nebenanlagen und Betrieb. Die Rohrleitungen zwischen den einzelnen Filtern müssen so angeordnet werden, dafs nicht allein jedes von ihnen ausgeschaltet werden kann, sondern dafs auch eine unmittelbare Verbindung zwischen den Filtern und der aus dem Reinwasserbehälter abzweigenden Hauptrohrleitung möglich ist (Abb. 1, Taf. V). Unter Umständen wird auch eine Verbindung zwischen dem Klärbecken und der Hauptrohrleitung hergestellt, um im äufsersten Notfall (z. B. bei sehr starkem Verbrauch im Sommer oder bei Ausbruch von Feuer) ungefiltertes Wasser verwenden

05

zu können, was aber immer mit Gefahr für die Reinheit des Rohrnetzes verbunden ist. Aufser den erwähnten Leitungen ist noch eine solche für die Zuführung des Wassers zur Sandwäsche erforderlich (wenn diese ihren Bedarf nicht aus einem eigenen Brunnen bezieht), sowie ein Abflufsrohr, welches das durch die Wäsche verunreinigte Wasser nach erfolgter Klärung abführt und zugleich etwaiges Überlaufwasser der Filter aufnimmt.

Um die Filteranlage fortlaufend beaufsichtigen zu können, pflegt ein Wohnhaus für den Aufseher und unter Umständen auch für einige ständig beschäftigte Arbeiter nicht zu fehlen. Liegt der Rein Wasserbehälter, in welchen das gefilterte Wasser fliefst, nicht in unmittelbarer Nahe, so ist die Übertragung der Wasserstände nach der Wohnung des Aufsehers durch einen elektrischen Wasserstandsanzeiger erforderlich; desgleichen eine Fernsprechverbindung mit dem Betriebsleiter des Wasserwerks und mit dem Maschinenwärter, wenn sich das Pumpwerk nicht an die Filteranlage anschliefst. — Auch die Herstellung eines Schuppens zur Lagerung des gewaschenen und ungewaschenen Sandes im Anschlufs an die Sandwäsche ist zu empfehlen, weil die Lagerung im Freien oft Verluste durch Verwehung zur Folge hat.

Hie Betriebsarbeiten bestehen hauptsächlich in der Wartung der Pumpwerke, • in der Uruckregelung und Reinigung der Filter, sowie in regelmäfsiger Feststellung der Klarheitsgrade des Roh- und Reinwassers. Hierzu dient eine der in Anmerkung 72 erwähnten Vorrichtungen, wovon die einfachste von Samuelson angegeben ist und aus einem eingeteilten Glasrohr von 25 bis 30 mm Weite besteht, in der sich stopfbüchsenartig ein mit einem Zeichen versehener Stempel hin- und herschieben läfst. Dieser wird von dem Schauloch so lange entfernt, bis die zwischenliegende Wasserschicht das Erkennen des Zeichens noch eben gestattet, dann wird die Entfernung abgelesen und gebucht. Aufserdem ist in kurzen Zwischenräumen die Zahl der Keime des gefilterten Wassers und in längeren Zwischenräumen auch diejenige des Rohwassers festzustellen; . ferner ist es wünschenswert, wenn diese Feststellung von dem betreffenden technischen Beamten selbst, unter gelegentlicher Mitwirkung eines besonderen Sachverständigen geschehen kann. Eine chemische Untersuchung darf zwar auch nicht fehlen, ist jedoch weniger wichtig. Geht die Zahl der gefundenen Keime trotz sorgfältigen Betriebs über die zulässige Grenze hinaus"), so ist möglicherweise die im Laufe der Zeit eingetretene oder durch mangelhafte Herstellung veranlafste Verschmutzung der unteren Filter- und Stützschichten daran schuld. Das Filter ist alsdann zu entleeren, sein Inhalt gut zu lüften und darauf zu waschen. Ferner empfiehlt es sich, das aufserNTätigkeit gesetzte Filter stets vollständig von Wasser zu entleeren, weil die Keime, welche in dem zurückgebliebenen Wasser enthalten sind, sich bei dessen ruhigem Stehen rasch vermehren und dadurch zur Infizierung der Stütz^chichten beitragen. Die Entleerung befördert auch ein Durchstreichen der Luft durch die Reinwasserkanäle und die benachbarten Teile der Stützschicht. Man sollte deshalb möglichst nach dem Entleeren einige Tage mit dem Wieder anfüllen warten, was freilich bei dem starken Verbrauch der Sommermonate nicht immer möglich sein wird. Vielmehr ist dann eine rasche Wiederinbetriebsetzung erwünscht, welche durch die Einrichtung einer elektrischen Beleuchtungsanlage

") Vergl. die S. 269 abgedruckten Grundsätze für die Reinigung von Oberflächenwasser durch Sandfilter. — Die plötzliche und noch nicht ganz erklärte Steigerung der Keimzahlen des Wassers im Winter, welche in Tegel, Stralau, Altona, Warschau und Zürich beobachtet wurde, weist auf die Notwendigkeit möglichst häufiger bakteriologischer Untersuchungen auch im Winter hin, obgleich das Rohwasser gerade dann für das Auge am reinsten zu sein pflegt.

(wie sie sich z. B. in den Lübecker Filtern findet) befördert wird, weil diese die Einlegung von Nachtschichten und die bessere Ausnutzung der Arbeitszeit in den weniger hellen Abteilungen der überwölbten Filter gestattet. Aus demselben Grunde ist eine genügende Menge von gewaschenem Sande vorrätig zu Wiederergänzung einer bis zu der geringsten Dicke abgeschälten Sanddecke benutzt werden kann. Endlich kann auch eine künstliche Trübung der ersten Auffüllung durch etwas beigemengten Ton am Platze sein, wenn das Rohwasser sehr klar sein sollte und deshalb zu lange Zeit bis zur Bildung einer geeigneten Filterhaut verstreicht. Die Wiederanfüllung der Filterschichten mit reinem Wasser ist von unten her langsam vorzunehmen, damit die Luft durch die Sanddecke entweichen kann ; um dies zu befördern, empfiehlt es sich, die Decke von Zeit zu Zeit nach erfolgter Abschälung bis zu 30 cm Tiefe aufzulockern.

halten, damit dieser sofort zur

Abb. 97 a u. b. Sackbagger mit Schwimmer zur Abscliälung der Filterhaut unter der Eisdecke.

Abb. 97 a. Längenschnitt,

Abb. 97 b. Seitenansicht.

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Der Eintritt yon anhaltendem Frostwetter im Winter erschwert die Reinigung der offenen Filter sehr, da auch nach Entfernung der Eisdecke und nach Absenkung, des Wassers die Entfernung der oberen einfrierenden Sandschicht viele Arbeit verursacht. Man nimmt deshalb in Hamburg die Filterreinigung unter der Eisdecke mittels eines Schwimmbaggers (Abb. 97 a u. b) vor, indem ein Schwimmer von 700 kg Wasserverdrängung, der sich gegen die untere Fläche der Eisdecke legt und an welchem ein rechteckiger Baggerbügel mit eingespanntem Baggersack in zwei Hängeeisen hängt, an Seilen unter der Eisdecke auf dem Filter hin- und horgezogen wird. Die Schneide des Baggers räumt hierbei die Schlammschicht des Filters ab, welche der Baggersack aufnimmt. Am Ende seines Querweges durch das Filter wird der Sack entleert und um seine Arbeitsbreite weiter gerückt. Die erzielten Ergebnisse sollen befriedigend sein.

Der bei der Reinigung abgehobene schlammhaltige Sand wird in Haufen aufgesetzt und durch Karren aus dem Filter nach der Sandwäsche geschafft. Das Waschen des Sandes geschieht häufig mittels einer konischen, im Innern mit vorstehenden Eisen versehenen Trommel, welche langsam um die wagerecht liegende Achse gedreht wird (Bedarf D/2 bis 2 PS.). Die weite Öffnung der Trommel nimmt den Sand auf, während von der andern Seite aus unter mäfsigem Druck eine Anzahl von Wasserstrahlen eingeführt wird, so dafs der Sand beim Yorwärtsrücken mit immer reinerem Wasser in Berührung

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kommt.²) Die Unterbringung des sehr schmutzig³) ablaufenden Wassers ohne vorherige Klärung stöfst manchmal auf Schwierigkeiten; unter Umständen wird es möglich sein, es zur Düngung oder Berieselung anstofsender Grundstücke zu benutzen, abgehobene Sand läfst sich besser waschen, wenn er eine Zeitlang in flachen Schichten an der Luft gelegen hat; auch ist die Reinigung eines Sandes von nicht zu feinem und rundem Korn leichter, als diejenige eines solchen von entgegengesetzten Eigenschaften, bei dem nicht selten eine Wiederholung der Wasche erforderlich wird. — Die Kosten des Waschens betragen etwa 1,0 bis 1,50 M. f. d. cbm.

Gute Ergebnisse bei mäfsigen Betriebskosten liefert das in Hamburg und neuerdings auch in Königsberg und Posen, sowie in Kiel nach dem Vorbilde der East London Water works in Hamburg eingeführte Sandwaschverfahren, bei welchem Wasserstrahlpumpen verwendet werden. Diese sind in einer Reihe hintereinander aufgestellter gufs-eiserner Kästen angebracht. Durch die auf die Pumpen gesteckten Förderrohre wird das Gemisch von Sand und Wasser in hölzerne Rinnen übergeleitet, welche mit vielen eckigen Stiften versehen sind, um den abfliefsenden Strom möglichst zu zerteilen und die in den Strahlpumpen erzeugte wirbelnde und reibende Bewegung fortzusetzen. Durch den Wasserstrahl und die Rinnen wird der Sand zugleich aus einem Kasten in den nächstfolgenden und schliofslich gereinigt in einen Sammelkasten befördert, wo der schon fast reine Sand durch entgegengerichtete^ Brausen nochmals durcheinander gewirbelt wird. Für die Reinigung des Abraumsandes der vorhandenen 18 Filter mit zusammen 137000 qm Fläche sind im ganzen 4 Waschplätze mit je 4 Wasserstrahl waschen für je 4 cbm stündliche Leistung eingerichtet. Der Spülwasserverbrauch bei diesem Wasser verfahren, welcher etwa 20 cbm auf 1 cbm Sand beträgt, ist zwar höher als bei der Anwendung von Waschtrommeln, es stellt sich aber der Aufwand an Kraft, sowie Betriebs- und Unterhaltungskosten geringer als bei der Trommelwäsche. Abb. 98 a bis d zeigt Grundrifs, Längsschnitt und Querschnitte einer solchen Wasserstrahl-Sandwäsche.

Götze in Bremen benutzt (nach dem Vorgänge von Jackson in Trier) den überschüssigen Betriebsdruck des Spülwassers zum Antrieb der Waschtrommel mittels eines Peltonmotors, der oberhalb der Trommel aufgestellt ist und sowohl einen Sandelevator zum Beschicken der Trommel, wie diese selbst mittels Riemen treibt. Das Abwasser des Motors fliefst als Spülwasser in die Waschtrommel. 1 cbm Sand verbraucht 7,35 cbm AVasser von 23 m Druck und aufserdem 0,9 cbm Wasser zum Spülen der Einwurfsrinne.

Der Filterbetrieb beansprucht neben dem AVasser zur Sandwäsche noch solches zum Spülen der etwa vorhandenen Klärbehälter; auch mufs man das beim Leeren und Wiederanlassen der Filter abfliefsende Wasser (dieses wird gewöhnlich erst in 12 bis 48 Stunden für die Versorgung brauchbar) manchmal unbenutzt abfliefsen lassen, wenn keine Gelegenheit vorliegt, es wieder in den Pumpenschacht zurück zu leiten, oder es für die Kondensation der Maschinen u. s. w. zu verwenden. Mitunter treten hierzu noch Verluste infolge undichter Stellen in den Umfassungsmauern. Um diese aufzufinden, empfiehlt sich die Anlage einer mit Kies umhüllten Drainrohrleitung am äufseren Fufse der Mauern (oder aufserhalb des dichtenden Tonschlags), welche in bestimmten Abständen mit senkrecht nach oben führenden Beobachtungsrohren versehen

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Abb. 98 a—d. Wasserstralil-Sandwäsche.

Abb. 98 a. Längenschnitt.

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ist. Neben der Herbeiführung von Wasserverlusten können undichte Stellen auch dadurch nachteilig wirken, dafs das durch die Mauerrisse getretene ungefilterte W asser von der Rückseite aus in den Reinwasserschacht tritt und das darin befindliche Wasser wieder verunreinigt, wie dies z. B. in Rotterdam geschehen ist.⁴)

Der Gesamtverbrauch an Wasser einschliefslich desjenigen zur Bandwäsche, aber ohne die erwähnten Verluste, beträgt bei gut ausgeführten Anlagen und sparsamem Getriebe, sowie ziemlich reinem Rohwasser etwa 3 bis 4% der zugeführten Wassermenge,, ist aber unter ungünstigen Umständen oft erheblich gröfser.

Über Anlage- und Betriebskosten vorhandener Wasserwerke geben die in den Anmerkungen und am Schlüsse dieses Paragraphen angeführten Schriften Aufschlufs, ferner die Jahresberichte der Betriebsverwaltungen, welche zum Teil im Auszuge im Journal für Gasbeleuchtung und Wasserversorgung abgedruckt sind. Die Kosten von 1 qm der nutzbaren Fläche eines überwölbten Filters können durchschnittlich zu 60 bis 80, die eines offenen zu 40 bis 50 M. angenommen werden. Die beiden Filter I und II des Königsberger Wasserwerks (Abb. 4a, Taf. V), welche zuerst offen hergestellt und später überdacht wurden, konnten mit Rücksicht auf die günstigen Bodenverhältnisse eine sehr dünne Betonsohle (Abb. 4d, Taf. V) erhalten und erforderten nur einen Kostenaufwand von nicht ganz 20 M., während die überdachten (bei höheren Einheitspreisen) gegen 40 M. f. d. qm kosteten. Die Ausgaben für das Filtern von 1000 cbm Wasser belaufen sich auf 1,5 bis 3,5 M. je nach der Beschaffenheit des Rohwassers, der Höhe der Arbeitslöhne und den Kosten des Ergänzungssandes, sowie nach der Einrichtung und Ausdehnung der Anlage. Hierzu kommt noch der Betrag für Verzinsung und Tilgung des Anlagekapitals mit 4 bis 8 M. unter der Annahme, dafs 1 qm Filterfläche jährlich etwa 500 cbm Wasser liefert.

Die bereits erwähnten Versuche von Frankel und Piefke haben zu der Erkenntnis geführt, dafs Sandfilter nicht völlig „keimdicht“ arbeiten, und dafs der Grad ihrer Wirksamkeit sowohl von ihrer Anordnung, wie von der Betriebsweise untl der Filtriergeschwindigkeit abhängt. Da sich zugleich die Überzeugung immer mehr befestigte, dafs das Oberflächenwasser als ein Hauptträger und Verbreiter von Krankheitskeimen anzusehen sei, so ergab sich das Bedürfnis einer behördlichen Überwachung des Betriebs der im Deutschen Reiche vorhandenen städtischen Filteranlagen. 1893 wurden deshalb „Grundsätze für die Reinigung von Oberflächenwasser durch SandfiltratiorU’ aufgestellt und 1898 unter Mitwirkung hervorragender Hygieniker und Filtrationstechniker im Kaiserlichen Gesundheitsamt einer erneuten Prüfung unterzogen, die zu der folgenden Fassung führte:

Grundsätze für die Reinigung von Oberflächenwasser durch Sandfiltration.

§ 1. Bei der Beurteilung eines filtrierten Oberflächenwassers sind folgende Punkte zu berück

sichtigen :

05

a)    Die Wirkung der Filter ist als eine befriedigende anzusehen, wenn der Keimgehalt des Filtrats jene Grenze nicht übersteigt, welche erfahrungsgemäfs durch eine gute Sandfiltration für das betreffende Wasserwerk erreichbar ist. Ein befriedigendes Filtrat soll beim Verlassen des Filters in der Regel nicht mehr als ungefähr 100 Keime in 1 ccm enthalten;,

b)    das Filtrat soll möglichst klar sein und darf in Bezug auf Farbe, Geschmack, Temperatur und chemisches Verhalten nicht schlechter sein, als vor der Filtration.

§ 2. Um ein Wasserwerk in bakteriologischer Beziehung fortlaufend zu kontrollieren, empfiehlt es sich, wo die zur Verfügung stehenden Kräfte es irgend gestatten, das Filtrat jedes einzelnen Filtere täglich zu untersuchen. Von besonderer Wichtigkeit ist eine solche tägliche Untersuchung:

a)    Kach dem Bau eines neuen Filtere, bis die ordnungsmäfsige Arbeit desselben feststeht;

b)    bei jedesmaligem Anlassen des Filtere nach Reinigung desselben und zwar wenigstens zwei Tage oder länger bis zu dem Zeitpunkte, an welchem das Filtrat eine befriedigende Beschaffenheit hat ;

c)    nachdem der Filterdruck über zwei Drittel der für das betreffende Werk geltenden Maximal-hohe gestiegen ist;

d)    wenn der Filterdruck plötzlich abnimmt;

e)    unter allen ungewöhnlichen Verhältnissen, namentlich bei Hochwasser.

§ 3. Um bakteriologische Untersuchungen im Sinne yon § 1 zu a) veranstalten zu können, mufs das Filtrat eines jeden Filters so zugänglich sein, dafs zu beliebiger Zeit Proben entnommen werden können.

§ 4. Um eine einheitliche Ausführung der bakteriologischen Untersuchungen zu sichern, wird •das in der Anlage angegebene Verfahren zur allgemeinen Anwendung empfohlen.

§ 5. Die mit der Ausführung der bakteriologischen Untersuchung betrauten Personen müssen den Aachweis erbracht haben, dafs sie die hierfür erforderliche Befähigung besitzen. Dieselben sollen, wenn irgend tunlich, der Betriebsleitung selbst angehören.

§ 6. Entspricht das von einem Filter gelieferte Wasser den hygienischen Anforderungen nicht, so ist dasselbe vom Gebrauch auszuschliefsen, sofern die Ursache des mangelhaften Verhaltens nicht schon bei Beendigung der bakteriologischen Untersuchung behoben ist. Liefert ein Filter nicht nur vorübergehend ein ungenügendes Filtrat, so ist es aufser Betrieb zu setzen und der Schaden aufzusuchen und zu beseitigen.

§ 7. Um ein minderwertiges, den Anforderungen nicht entsprechendes Wasser beseitigen zu können (§ 6), mufs jedes einzelne Filter eine Einrichtung besitzen, die es erlaubt, dasselbe für sich von •der Reinwasserleitung abzusperren und das Filtrat abzulassen. Dieses Ablassen hat, soweit die Durchführung des Betriebes es irgend gestattet, in der Regel zu geschehen: 1. unmittelbar nach vollzogener Reinigung des Filters und 2. nach Ergänzung der Sandschicht. Ob im einzelnen Falle nach Vornahme dieser Reinigung bezw. Ergänzung ein Ablassen des Filtrats nötig ist und binnen welcher Zeit das Filtrat die erforderliche Reinheit wahrscheinlich erlangt hat, mufs der leitende Techniker nach seinen .aus den fortlaufenden bakteriologischen Untersuchungen gewonnenen Erfahrungen ermessen.

§ 8. Eine zweckmäfsige Sandfiltration bedingt, dafs die Filterfläche reichlich bemessen und mit genügender Reserve ausgestattet ist, um eine den örtlichen Verhältnissen und dem zu filtrierenden Wasser angepafste mäfsige Filtrationsgeschwindigkeit zu sichern.

§ 9. Jedes einzelne Filter soll für sich regulierbar und in Bezug auf Durchflufs, Überdruck und' Beschaffenheit des Filtrats kontrollierbar sein; auch soll es für sich vollständig entleert, sowie nach jeder Reinigung von unten mit filtriertem Wasser bis zur Sandoberfläche angefüllt werden können.

§ 10. Die Filtrationsgeschwindigkeit soll in jedem einzelnen Filter unter den für die Filtration jeweils günstigsten Bedingungen eingestellt werden können und eine möglichst gleichmäfsige und vor plötzlichen Schwankungen oder Unterbrechungen gesicherte sein. Zu diesem Behufe sollen namentlich Hie normalen Schwankungen, welche der nach den verschiedenen Tageszeiten wechselnde Verbrauch verursacht, durch Reservoire möglichst ausgeglichen werden.

§ 11. Die Filter sollen so angelegt sein, dafs ihre Wirkung durch den veränderlichen Wasser-^tand im Reinwasserbehälter oder Schacht nicht beeinflufst wird.

§ 12. Der Filtrationsüberdruck darf nie so grofs werden, dafs Durchbrüche der obersten Filtrierschicht eintreten können. Die Grenze, bis zu welcher der Überdruck ohne Beeinträchtigung des Filtrats gesteigert werden darf, ist für jedes Werk durch bakteriologische Untersuchungen zu ermitteln.

§ 13, Die Filter sollen derart konstruiert sein, dafs jeder Teil der Fläche eines jedes Filters möglichst gleichmäfsig wirkt.

§ 14. Wände und Böden der Filter sollen wasserdicht hergestellt sein, und namentlich soll die Gefahr einer unmittelbaren Verbindung oder Undichtigkeit, durch welche das unfiltrierte Wasser auf dem Filter in die Reinwasserkanäle gelangen könnte, ausgeschlossen sein. Zu diesem Zwecke ist insbesondere auf eine wasserdichte Herstellung und Erhaltung der Luftschächte der Reinwasserkanäle zu achten.

§ 15. Die Stärke der Sandschicht soll mindestens so beträchtlich sein, dafs dieselbe durch die Reinigungen niemals auf weniger als 30 cm verringert wird, jedoch empfiehlt es sich, diese niedrigste Grenzzahl, wo der Betrieb es irgend gestattet, auf 40 cm zu erhöhen.

§ 16. Es ist erwünscht, dafs von sämtlichen Sandfilterwerken im Deutschen Reiche über die Betriebsergebnisse, namentlich über die bakteriologische Beschaffenheit des Wassers vor und nach der Filtration dem Kaiserlichen Gesundheitsamt, welches sich über diese Frage in dauernder Verbindung mit der seitens der Filtertechniker gewählten Kommission halten wird, alljährlich Mitteilung gemacht wird. Die Mitteilung kann mittels Übersendung der betreffenden Formulare in nur je einmaliger Ausfertigung erfolgen.

Diesen Grundsätzen ist eine Anlage beigegeben, welche Anleitung zur Ausführung der bakteriologischen Untersuchung enthält und zwar:

1.    Zur Herstellung der Nährgelatine,

2.    zur Entnahme der Wasserproben,

3.    zum Anlegen der Kulturen,

4.    zur Züchtung der Keime.

Es ist nicht zu verkennen, dafs die Überwachung des Eilterbetriebes nach den vorstehenden Grundsätzen die Kenntnis des Eiltervorganges erweitert und vertieft und dadurch betriebstechnische Fortschritte angebahnt und gefördert hat.

So hat beispielsweise Reinsch durch 1’^jährige tägliche bakteriologische Untersuchung der Altonaer Filteranlage festgestellt, dafs die Zahl der Keime im Ablagerungsbecken mit der Tiefe zunimmt, weil die Keime mit den Unreinigkeiten zu Boden sinken, dafs daher mit dem Sinken des Wasserspiegels in solchen Becken eine Zunahme der Keime in dem auf das Filter gelangenden Wasser verbunden ist. Hieraus ergibt sich die Regel, in dem Ablagerungsbehälter einen möglichst hohen Wasserstand zu erhalten.

Piefke hat durch bakteriologische Beobachtungen ermittelt, dafs offene Filter bereits nach 12 bis 18 Betriebsstunden, überwölbte dagegen erst nach l¹/* bis 2 Tagen vorschriftsmäfsiges Wasser liefern und dafs die bakteriologische Untersuchung sicheren Aufschlufs über den Eintritt der vollen Leistungsfähigkeit eines Filters gibt. Die Reinigungskraft der Filterhaut wechselt je nach ihrer Zusammensetzung erheblich und zwar vermindert sich die Zahl der Bakterien in folgendem Verhältnis;

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Der Umstand, dafs ein frisch gereinigtes Filter zunächst Wasser von zu hoher Keimzahl gibt und dieses daher laut § 6 der „Grundsätze“ von der Verwendung auszuschliefsen ist, wodurch zeitweise erhebliche Wasserverluste entstehen, hat in Verbindung mit den Schwierigkeiten, welche die Beschaffenheit des Wassers der Weser bei häufig eintretendem Hochwasser der Erzielung eines Filtrates von genügender Reinheit bereitet, Götze in Bremen veranlafst, eine doppelte Filterung einzuführen. Über diese Betriebsweise, die gewonnenen Ergebnisse und die erforderlichen Einrichtungen hat Götze im Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1896 berichtet. Aus dem Bericht, den beigegebenen Tabellen und zeichnerischen Darstellungen kann man entnehmen, dafs der Gehalt des Weserwassers an Unreinigkeiten und Keimen in weiten Grenzen und aufserordentlich schnell wechselt, dafs die einfache Filterung bei ungünstigen RohwasserVerhältnissen nicht nur tage-, sondern wochenlang ein ungenügendes Ergebnis ergibt, dafs diesesjedoch nach wiederholter Filterung in der Regel ein befriedigendes wird. Dagegenlassen die Mitteilungen auch erkennen, dafs die zweite Filterung von geringer Wirkung bleibt, sobald die erste bereits eine annähernd ausreichende Reinigung des Wassers bewirkt hat. Es kommt sogar vor, dafs die Keimzahl des zweimal gefilterten Wassers andauernd gröfser geworden ist, was auf Keimbildung im Filter selbst und auf die Abgabe von Eigenkeimen des Filters an das Wasser zurückzuführen ist.

Hiervon abgesehen kann man nach Götze für die Kachfilterung unbesorgt sehr hohe Filtriergeschwindigkeiten in Anwendung bringen, wodurch es möglich wird, mit einem gegebenen Werk ohne Vergröfserung der Filterfläche 80°/o der überhaupt erreichbaren gröfseren Menge doppelt gefiltert abzugeben. Die hierzu erforderliche Einrichtung bedingt, dafs das Erzeugnis jedes einzelnen Filtors durch Heber oder andere Leitungen auf ein beliebiges anderes Filter geleitet werden kann. Die Triebkraft bildet das Gefälle des Wassers, welches dadurch gewonnen wird, dafs man den Spiegel des Rachfilters um die gewünschte Druckhöhe absenkt.

Abb. 99a u. b zeigt unter Zugrundelegung der Bremer Anlage die /Verbindung und Trennung zweier solcher Filter durch Rohrleitungen und Schieber.

Die Fortschritte, welche im Betriebe der Sandfilter gemacht sind, ermöglichen es, bei genügender Aufmerksamkeit alle Schwebestoffe bis auf verschwindende Reste zu entfernen und ein klares, von Verunreinigungen freies Reinwasser zu liefern. Das Verfahren versagt jedoch ganz oder fast ganz, wenn die Verunreinigungen aus im Wasser gelösten Stoffen bestehen. Solche Verunreinigungen können beim Oberfläckonwas8er wie beim Grundwasser vorübergehend oder andauernd aus den mannigfachsten Ursachen auftreten und verschiedener Kalur und Herkunft sein.

Abb. 99 a u. b. Doppelfilter in Bremen.

Abb. 99 a. Längenschnitt.

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So zeigte sich um die Mitte November 1895 das sorgfältig gefilterte Wasser der Tegeler Wasser

werke in Berlin einige Tage hindurch von widrigem Geruch und Geschmack und von hohem Ammoniak-gehalt. Der Teerdestillate

prüfende zuruck ;

Chemiker führte diese Erscheinung anfänglich auf eine Verunreinigung durch später wurde jedoch festgestellt, dafs sie in den gelösten Verwesungsstoffen einer massenhaften Ansammlung der Schafklaumuschel (Dreissena) ihre Ursache hatte.

Diese Muschel hatte sich in grofsen Mengen in dem Saugerohr der einen Tegeler Seepumpe angesiedelt und war darin dem Absterben und der Verwesung anheimgefallen, als dieses Pumpwerk während einer Reparatur aufser Betrieb gesetzt war. Die nach AViederinbetriebsetzung erfolgte Auslaugung der verwesenden organischen Stoffe bewirkte die Verunreinigung des Wassers, der gegenüber sich die Filtration als wirkungslos erwies.

Eine ähnliche Verunreinigung erfuhr das Wasser der Müggelsee-Wasserwerke im Dezember 1899. Auch hier verriet sie sich durch widrigen Geruch und Geschmack des Wassers. Die Herkunft dieser Verunreinigung ist nicht genügend aufgeklärt. Von der Verwaltung der Wasserwerke wurde angenommen, dafs sie den Abwässern einer Teerprödukten-Fabrik in Erkner zuzuschreiben sei, eine Annahme, die sich jedoch als nicht haltbar erwies.

Bekannt ist auch die bestehende Versalzung der Elbe bei Magdeburg durch die Grubenwässer der Mansfelder Gewerkschaft und der Kali-Industrie, auf welche die Sandfilterung naturgemäfs ohne Einflufs bleibt. Das Leitungswasser der genannten Werke wird infolge dieses Salzgehaltes in seiner Eigenschaft als Trinkwasser, sowie in seiner Benutzung zur Bereitung von Getränken zeitweise, namentlich bei Minderwasser der Elbe, merklich beeinträchtigt.

§ 10. Reinigen von Grundvvasser. Wie bereits auf S. 41 erwähnt wurde, zeigt das aus tieferen Bodenschichten gewonnene Grundwasser häufig eine Lösung von Eisen.QN.ydul, welches meistens an Kohlensäure, zuweilen an Phosphorsäure und mitunter auch an Huminstoffe gebunden ist. Diese Eisenverbindungen zerfallen, wenn das Grundwasser mit der Luft in Berührung gelangt, durch Umwandlung des Oxyduls in Oxyd. Es bildet sich in dem bei der Gewinnung völlig klaren Wasser ein Mederschlag von unlöslichem Eisenoxydhvdrat. welcher den Eindruck einer Verunreinigung des Wassers hervorruft. Ist das Eisen aufser an Kohlensäure auch an Huminstoffe (deren Natur chemisch noch nicht ganz klargestellt ist), oder ausschliefslich an diese gebunden oder enthält es derartige Stoffe ohne Eisen, so erscheint es im frisch geförderten Zustande zwar auch durchsichtig und klar, besitzt aber je nach dem Grade dieser Verunreinigung eine gelbliche bis kaffeebraune Färbung. '

Sehr häufig entwickelt sich in eisenhaltigem Wasser der zu den Spaltpilzen gehörige sogenannte Brunnenfaden, Crenothrix poły spora, der auch unter anderen Namen (Brunnenalge, Eisenalge, obwohl er nicht zu den Algen gehört) lange Zeit als die eigent-

liehe Ursache mancher AVasserverunreinigung gegolten hat, so namentlich auch bei der des Grundwasserwerks in Tegel 1879—83. Der Brunnenfaden kommt übrigens auch in eisenfreiem Wasser vor ; doch scheint dann Mangan die Stelle des Eisens zu vertreten.

Der Vorgang der Entstehung der Eisenlösung im Grund'wasser ist zuerst von Franz Hof mann in Leipzig an dem alten Connewitzer Grundwasserwerke in der Pleifseniederung 1875 beobachtet und erklärt worden. Die in Tegel von Finkener angestellten Untersuchungen führten schliefslich auch zu der Erkenntnis, dafs das Eisen die eigentliche Ursache der Verunreinigung und die Bildung der Crenothrix nur eine begleitende Nebenerscheinung sei. Da man aber damals ein Mittel zur Überwindung des Übelstandes, d. h. ein geeignetes Verfahren zur „Enteisenung“ des AVassers noch nicht kannte, wurden die Tegeler Brunnen verlassen. An Stelle des Grundwassers trat 1883 Oberflächenwasser aus dem Tegeler See, welches durch Sandfilter gereinigt wurde und erst jetzt wieder durch das von Eisen befreite Grundwasser ersetzt ist.

Die Aufgabe, eisenhaltiges Grundwasser nur durch Lüftung und Filterung zu reinigen, wurde zuerst durch die vom Verfasser 1888/89 vorgenommenen und in wissenschaftlicher Hinsicht von R. Koch und Proskauer 1888/89 überwachten Versuche gelöst.¹⁰³) Diese Arersuche gaben Aufschlufs über die oxydierende AVirkung der Lüftung desAVassers, die zulässige Filtergeschwindigkeit , die ausreichende Korngröfse der Eilterschicht, sowie über den Zeitraum, welcher bei einem AVasser mit mittlerem Eisengehalte zwischen der vollzogenen Lüftung und dem Beginn der Filterung verstreichen mufs, um das oxydierte Eisen in einen Zustand überzuführen, der sein Ausscheiden durch Filterung mit Erfolg gestattet.

Nach Alafsgabe dieser Versuchsergebnisse wurde eine grofse Anzahl von Enteisenungsanlagen ausgeführt, deren grundsätzliche Anordnung in Abb. 100 dargestellt ist. Das AVasser fällt als feiner Regen etwa 2 m hoch aus der Brause B auf den AVasser-spiegel des Filters dessen AVasser -höhe je nach der leichteren oder schwe- g reren Fällbarkeit des Eisens kleiner oder gröfser angenommen wird und zwischen den Grenzen von 0,5 bis 2,0 m liegt. Es durchsinkt, nachdem die Flockenbildung des entstehenden Eisenoxydhydrats genügend vorgeschritten ist, das 30 cm starke Kiesfilter /V, steigt als gereinigtes AVasser "in der Reinwasserkammer R auf und fliefst aus dieser durch das Rohr S zum Gebrauch oder in einen Reinwasserbehälter ab. In dem Alafse, als sich Eisenschlamm auf und in dem Kiesfilter ablagert, steigt die Filterdruckhöhe, bis der Spiegel des Filters die Überlauföffnung ü erreicht. Alsdann mufs das Filter gereinigt werden. Die gröfste Filterdruckhöhe beträgt 40 bis 50 cm, die Filtergeschwindig-

Abb. 100.

Enteisenung durch Ttegenfall (nach OestenJ.

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) Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1890, S. 1343. Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

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keit durchschnittlich 1 m. Es wird bei dieser Einrichtung also mit grofsem Porenquerschnitt und geringer Filterdruckhöhe gearbeitet. Um das Filter zu reinigen, werden nach Absperrung von S die Schlammentleerung E und das Spülrohr H geöffnet. Das zugeführte Wasser fliefst alsdann in die Reinwasserkammer R, dringt rückläufig durch das Filter K und fliefst durch die Schlammentleerung E ab, indem es hierbei den Eisenschlamm fortführt, dessen Ablösung von den Kieskörnern durch Umrühren des Filterkieses mit eisernen Hacken befördert wird. Das poröse Kiesfilter erweist sich als sehr aufnahmefähig für gröfsere Schlammmengen; bei mittlerem Eisengehalt ist daher eine Reinigung in der Regel erst nach mehr wöchentlichem Betriebe erforderlich.

Die Vorzüge dieses Enteisenungsverfahrens bestehen in der Einfachheit der Anlage und in der Leichtigkeit der Filterreinigung. Insbesondere ist hervorzuheben die Unveränderlichkeit des Regenfallcs und damit der Lüftung, die Beständigkeit der Filtermasse und ihre geringe Höhe, sowie die Art der Filterung, die nicht an der Oberfläche allein, sondern bis zu einer gewissen Tiefe in der Filtermasse stattfindet, endlich der Einflufs der Wasserhöhe auf den Filtervorgang. Es mag hierbei gleich einer eigentümlichen Erscheinung gedacht werden, welche an dem gelüfteten Wasser bei dem Vorgänge der Kiederschlagsbildung zu beobachten ist. Nachdem sich das Wasser während des Niederfallens und infolge der Zerstäubung auf dem Wasserspiegel des Filters mit Luft gesättigt hat, behält es seine Klarheit zunächst noch bei; allmählich erst beginnt es sich zu trüben und zwar anfänglich mit einem weifslichen Schein, der bald opalisierend wird; aber erst nach einem Zeitraum von */2 bis 1V2 Stunden färbt es sich gelb und es scheiden sich unlösliche Eisenoxydhydratflocken aus. In diesem Zustande kann das Wasser mit Erfolg und so gefiltert werden, dafs der Eisenschlamm auf der Oberfläche des Filters zurückbleibt, nicht aber unmittelbar nach der Oxydation, wo sich das Eisen vermutlich noch in einem kolloiden Zustande befindet, der erst nach einem gewissen und nicht bei allen Wässern gleich grofsen Zeitraum in einen unlöslichen übergeht.

Man darf daher das Wasser nicht sofort nach der Lüftung oder bei einer ungenügenden Wasserstandshöhe filtern wollen, ein Umstand, welcher die unbefriedigenden Ergebnisse der Enteisenungsversuche von Fischer und Pippig in Kiel und von T hi ein in Potsdam veranlafst hat.

Die vorbeschriebene Einrichtung wurde von Piefke dahin umgeformt, dafs statt des Regenfalls eine Rieselung des Wassers über Koksstücke und statt des Kiesfilters ein Sandfilter zur Anwendung kam. Diese Einrichtung stellt Abb. 101 dar. Der von Piefke¹⁰⁴) gegebenen Beschreibung entnehmen wir folgendes:

„Das von der Pumpe auf mehrere Meter Höhe über Terrain gehobene Brunnenwasser wird an ein grofses zylindrisches Gefäfs herangeführt und fliefst in eine achsial darüber angebrachte Tasse B frei aus. Yon hier fällt es, nachdem es sich glockenförmig ausgebreitet hat, auf die gelochte Platte C herab, wo es sich in zahlreiche Einzelstrahlen auflöst. Die Fallhöhe ist dabei nebensächlich und kann ganz gering gewählt werden; es wird nichts weiter beabsichtigt, als die Wassermasse einigermafsen gleichmäfsig über v den Querschnitt des Zylindergefäfses G zu verteilen. Dieses ist mit Koksstücken, deren Gröfse etwa einer halben Faust gleichkommt, angefüllt. Die Gesamtdicke der Koksschicht beträgt 1,5 bis 2 m; sie ruht auf dem gelochten Zwischenboden E, unter welchem sich noch die niedrige Kammer K befindet. Dicht über dem Boden ist die weite Abflufsröhre D angebracht. Nach dem Durchdringen der Koksschicht fällt das Wasser frei in die Kammer K herab, sammelt sich auf deren Boden und fliefst, ohne sich zu stauen’, dui’ch die weite Ausgufsröhre Z> ab und zwar ohne Verzug auf ein gewöhnliches Sandfilter, wo es mit grofser Geschwindigkeit filtriert wird.“

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Abb. 101.

Enteisenung durch Rieseler (nach Piefhe).

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Die stündliche Rieselungsmenge betrug 2 bis 4 cbm für 1 qm Querschnitt des Lüfters, die Filterung 0,5 bis 0,6 cbm für 1 qm Filterfläche und Stunde.

Nach dieser Anordnung wurden von Piefke im Aufträge der Stadt Berlin zunächst Einrichtungen für die Wasserversorgung der Genesungsanstalten in Blankenburg und Heinersdorf mit Erfolg ausgeführt und da sich auf Grund der erwähnten Versuche von Fischer und Pippig in Kiel Gill und Thiem gegen das Verfahren des Verfassers ausgesprochen hatten, wurden diese ersten Piefke’schen Einrichtungen Vorbilder für die Enteisenungsanlagen der Charlottenburger Wasserwerke am Teufelssee und am Wannsee, sowie für eine Reihe von anderen Ausführungen städtischer und privater Wasserwerke.

Bei der Enteisenungsanlage der Charlottenburger Wasserwerke in Beelitzhof am Wannsee für eine gröbste Tagesmenge von 30000 cbm¹⁰⁵) fällt das Wasser durch Siebe aus gelochtem Wellblech in Regenform auf die durch Wände umschlossenen Rieseler, die ursprünglich aus 3 m hohen Koksschüttungen bestanden und gelangt nach der Lüftung auf die Sandfiltör, welche es mit 1 m stündlicher Geschwindigkeit durch-fliefst. In den Rieselern findet die fünffache Durcbtiufsgescnwindigkeit statt. Die auf dem Filter sich bildende Schlammschicht wird mit dem unmittelbar darunter liegenden Sande etwa alle 8 Tage abgezogen. Der Sand wird in einer Sandwäsche gewaschen und nach vorgeschrittener Verminderung der Schichthöhe in gewaschenem Zustande wieder eingebracht. Die Koksfüllung der Rieseler ist später durch einen Einbau von Ziegelsteinen ersetzt worden, wodurch sich nach Wellmann die Wirksamkeit der Rieseler um 50% vermehrt hat.

Abb. 102 stellt den Schnitt durch ein Rieselergebäude mit Koksfüllung und Abb. 103 einen solchen durch einen Rieseler mit Steineinbau dar.

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Abb. 102. Kieselergebäude mit Koksfüllung in Charlottenburg.

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Abb. 103. Kieselergebäude mit Ziegeleinbau in Charlottenburg.

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Bei der in ein Grundwasserwerk umgebauten ersten Hälfte des Tegeler Seewasserwerks bei Berlin sind Rieseler und Sandfilter mit Vorklärbehaltern in Anwendung. Nach dem Entwurf für die Umwandlung der zweiten Hälfte des Tegeler Seewasserwerkes in eine Grundwasseranlage sollen die Rieseler nicht mehr wie früher mit festen Mauern umgeben, sondern vollkommen freistehend gebaut werden, so dafs die Luft auch seitlich in den Rieseler eintreten kann. Dazu ist der Umbau von 2 der vorhandenen Filter in.

Vorklärbecken in Aussicht genommen. Die Einrichtung eines solchen Filterbehälters als Vorklärbehälter soll sich bei der ersten Hälfte des neuen Tegeler Grundwasserwerkes als nützlich zur Entlastung der , . Filter bewährt haben.¹⁰⁶)

Die Enteisenungsanlage für das Versorgungswasser der Stadt Kiel¹⁰⁷), dessen Gehalt an Eisenoxydul anfänglich 2 bis 3 mg in 1 1, später 4 mg betrug, ist auf Taf. VI, Abb. 1 bis 5 dargestellt. Sie hat im Lüftergebäude 8 Schächte von je 25 qm Grundfläche, in Avelchen der Koks 3 m hoch auf eisernen Roststäben in angemessener Entfernung über dem Wasserspiegel zweier Absatzbecken ruht. Jedes Absatzbecken hat also 4 Rieseler. Das Wasser wird diesen durch Rinnen zugeführt und durch gelochte Wellblechdecken auf die Koksmassen verteilt. Jedes der beiden Absatzbecken nimmt den Abflufs der 4 über ihm liegenden Rieseler auf. Sie haben den Zweck, die Filter zu entlasten. Wenn z. B. die Pumpen die doppelte Menge, statt 300 cbm also 600 cbm liefern, so wird leicht Eisen aus der Koksschicht in solcher Menge durchgerissen, dafs hinter dem Filter sich 2 bis 3 mg in 1 1 befinden. Es ist anzunehmen, dafs die Filter sich bei einem solchen Eisengehalt ohne Absatzbecken rasch totlaufen worden. Mit den Absatzbecken ist je ein überwölbtes Vorbecken in Sohlenhöhe verbunden. Jedes Vorbecken steht durch einen Poncelet-Überfall mit einer gemeinschaftlichen Entnahmekammer in Verbindung, aus welcher die gleichmäfsige Verteilung auf die Filter mittels 5 kleiner vollständig gleicher Poncelet-Überfälle in 5 getrennte Schächte stattfindet.

Ein grofser Teil des durch Lüftung ausgeschjedenen Eisenschlammes setzt sich bereits auf der rauhen Oberfläche des Koks ab, ohne jedoch fest zu haften. Ein weiterer Teil bleibt auf dem Boden der Absatz- und Vorbecken liegen, so dafs das nach den Filtern gelangende Wasser nur noch ¹/ß bis ⁷/4 des ursprünglichen Eisengehaltes besitzt.

Abb. 1, Taf. VI zeigt im Grundrils die Anordnung der Lüfter, der Vorkammern und Filter, Abb. 2 u. 3 das Lüfter- oder Rieselergebäude im Längen-und Querschnitt, Abb. 4 einen Querschnitt durch die Filter und das Schieberhäuschen. Die Betriebsdauer der Lüfter hängt wesentlich von dem Eisengehalt des Rohwassers ab. Bei 4 mg Eisenoxydul hat es sich als zweckmäfsig herausgestellt, die eine Hälfte der Lüfter nach Verarbeitung von rd. 100000 cbm durch kräftiges Spülen zu reinigen. In gröfseren Zeiträumen wird die Reinigung oder Erneuerung der Koksfüllung der Schächte erforderlich, wobei die Herausnahme der Füllung nötig ist. Ob man es vorzieht, den verschlammten Koks zu reinigen oder ihn zur Feuerung zu benutzen und durch neuen zu ersetzen, ist lediglich eine Geldfrage. Versuche, die Koksfüllung der Rieseler durch Ziegelsteinpackung zu ersetzen, sollen sich in Kiel nicht bewährt haben. Zum Ein- und Auspacken der Füllung sind nachträglich Doppeltüren in den Wänden der Rieseler angebracht. Die inneren Türen bestehen aus Eisengittern, die äufseren aus Wellblech.

Die Filterung erfolgt von oben nach unten durch 70 cm Sand und 48 cm Packung aus Kies und Steinen von nach unten zunehmender Gröfse. Die Bedienung des Filters ist die gleiche, wie bei einem Flufswasserfilter. Der Filtersand wird in einer Gruppe von Wasserstrahlpumpen gereinigt (Abb. 5a-c, Taf. VI). Er wird zu ebener Erde nach der Einwurfstelle gekarrt und sinkt durch sein Gewicht mittels einer Schieberöffnung einem Blechkasten zu, dessen Boden eine 4seitige Pyramide bildet. An deren unteren Spitze tritt ein kräftiger Druckstrahl in ein senkrechtes Rohr und reifst den Sand bis zur Mündung des Rohres im Boden einer Holzrinne empor.

Koch durch 6 ähnliche Blechkasten und Rinnen steigt der Sand auf und ab, ehe er mittels einer höher gelegenen Rinne auf einer Bühne anlangt, wo ihn Bretter zurückhalten, während das Wasser noch einmal durch eine Holzrinne in die ersten Kästen zurückgeführt wird. Das Schmutzwasser fliefst durch seitliche Überfälle der Kästen in einen gemauerten Trog ab. Die Böden der Rinnen sind mit hervorstehenden Kägeln gespickt, um ein Durcheinanderarbeiten des darin fliefsenden Sandes und Wassers zu begünstigen.

Man ersieht hieraus, dafs die Bau- und Betriebsteile einer solchen Enteisenungsanlage bestehen in :

1.    den Gerinnen zur Verteilung des Wassers,

2.    den Rieselern,

3.    den Absatzbecken,

4.    den Vorbecken,

5.    den Filtern,

6.    der Sandwäsche,

) Teclm. Gemeindeblatt 1902, S. 215. — „Das Wasser“ 1902, S. 848.

¹⁰⁷) Deutsche Bauz. 1896, S. 445. — Pippig, Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1896, S. 650.

und dafs zur Instandhaltung des Betriebes folgende Arbeiten zu verrichten sind:

a)    die Spülung der Rieseler,

b)    die Erneuerung ihrer Füllung,

c)    die Austragung des Filtersandes,

d)    dessen Waschung,

e)    dessen Wiedereinbringung.

Rach dieser Anordnung sind aufser den genannten die Enteisenungsanlagen für die städtischen Wasserwerke in Halle a. S., Rendsburg, Sorau, Reu-Ruppin u. a. angelegt.

Abb. 104. Enteisenungsanlage für Landsberg a. d. Warthe.

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Das Wasserwerk der Stadt Landsberg a. W. hat Rieseler aus Ziegelstein-Aufbau wie Charlottenburg, statt der Sandfilter jedoch Wormser Plattenfilter. Abb. 104 gibt einen Querschnitt durch diese Anlage wieder. Filter und Reinwasserbehälter befinden sich unter der Oberfläche und sind nur durch Einsteigeöffnungen zugänglich. Über den hinteren Filterkammern stehen die Rieseler, welche ihren Zuflufs aus einem oberhalb angebrachten Yerteilungsbehälter mittels Rinnen und 7 Verteilungskästen für jeden Rieseler erhalten. Diese sind aus Ziegelsteinen 3 m hoch aufgebaut. Darunter stehen zunächst Sammel- und Absatzbehälter, aus welchen das gelüftete Wasser in die 4 Filterbehälter abfliefst. In diesen befinden sich je 6 Gruppen Wormser Plattenfilter, bestehend aus je 12 Elementen mit darüber liegendem Reinwasserrohr, welches zugleich zur Entlüftung der Plattenfilter dient. Der Filterdruck beträgt bis zu 1 m. Die Reinigung der Plattenfilter erfolgt durch Rückspülung mit einem Druck von 2,5 m ; der Eisengehalt des Wassers beträgt nach einer Untersuchung von Proskauer weniger als 0,5 mg Eisenoxydul, ist also sehr gering; trotzdem mufs eine Spülung sehr häufig stattfinden, weil die Plattenfilter, welche nur an der Oberfläche wirksam sind, sich schnell zusetzen. Die häufige Filterspülung erfordert einen erheblichen Aufwand an Spülwasser. Die durchschnittliche Tagesleistung der Anlage betrug im Betriebsjahre 1897/98 624 cbm.

Abweichend von dieser Art der Enteisenung durch Lüftung und Benutzung von Kies- oder Sandfiltern ist die Enteisenungsanlage des Wasserwerkes in München-Gladbach eingerichtet (Abb. 105), Patent v. d. Linde und Dr. C. Hefs, Krefeld. Die als stehende Kessel ausgebildeten schmiedeisernen Filterbehälter sind in die Druckleitung eingeschaltet und mit entharzten, mit Zinnoxyd getränkten Holzspänen gefüllt. Es soll nun der im Wasser als vorhanden angenommene gelöste Sauerstoff von dem Zinnoxyd auf das im Wasser gelöste Eisenoxydul übertragen und auf diesem Wege unlösliches Eisenoxydhydrat gebildet werden. Die chemische Wirkung der Filtermasse soll sich ständig erneuern.¹⁰⁸) In

Abb. 105. Enteisenungsanlage für München-Gladbach.

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Für eine Leistung von 300 cbm eisenfreien Wassers in der Stunde besitzt die Anlage 11 zylindrische Filterbehälter von 1250 mm Durchmesser und 2500 m Höhe. Der Eisengehalt des Wassers beträgt 2,3 mg auf 1 1, die Filterdruckhöhe 4 m. Die Reinigung der verstopften Filter erfolgt durch Rückspülung bei einem lOstündigen Betriebe dreimal täglich. Nach etwa zweimonatlicher Betriebsdauer mufs die Filtermasse ausgetragen, besonders gereinigt und zum Teil ersetzt werden. Die Betriebskosten der Anlage für Wartung, Filtermaterial, Wasserverbrauch für Spülung und Waschzwecke werden auf 0,637 Pf. für 1 cbm berechnet.

Nach dem Patent von Krölinke wird das eisenhaltige Wasser nach der Lüftung in geschlossenen zylindrischen Behältern durch Sand gefiltert. Behufs ihrer Reinigung werden die Filter, während das Spülwasser durch die Achse ein- und austritt, in Umdrehung versetzt. Die hierdurch hervorgerufene Durchschüttelung des Sandes wird durch Kugeln, welche ihm beigegeben sind, befördert. Infolge dieser Bearbeitung lösen sich die Eisenschlammteile von den Sandkörnern und werden von dem Spülwasser fortgeführt.

Eine Enteisenungsanlage mit diesen Filtern als Peripheriefilter ist von der Allgemeinen Städte-Reinigungsgesellschaft für die Wasserversorgung der Stadt Mylau gebaut worden. Sie wurde vor dem Hochbehälter in die Wasserzuleitung eingefügt, wobei nur w^enig Gefälle zur Verfügung stand. Abb. 106« u. b stellt diese Enteisenungsanlage im Längenschnitt und Grundrifs dar. Das YVasser fliefst zunächst in ein mit Überlauf und Entleerung versehenes Aufenthaltsbecken, aus dessen unterem Teile es auf‘2 mit durch-lochtem Wellblech bedeckte Koksrieseler und nach der Rieselung in das tiefer liegende zweikammerige Filterbecken gelangt. In jeder Kammer i3t ein sogenanntes Peripherie-Kröhnke-Filter auf drehbarer Hohlachse gelagert. Bei dieser Form des zylindrischen Filters ist die Stirnfläche geschlossen und die Mantelfläche durchlocht. Das Wasser dringt von der Mantelfläche aus durch die Kiesfüllung in den innen liegenden Hohlraum für Reinwasser und von da in die Hohlachse, durch welche es in die Rohrleitung zum Verbrauch abfliefst. Die Spülung der Filter erfolgt durch Rücklauf bei gleichzeitiger Drehung der Trommeln mittels eines Vorgeleges. Das Spülwasser wird dem Aufenthaltsbecken entnommen, ist also

Abb. 106 a u. b. Enteisenungsanlage nach KröhnTce für Mylau i. Vogtl.

Abb. 10Ca. Längenschnitt.

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ungereinigtes Wasser; es wird durch das mit dem Reinwasserrohr verbundene Spülrohr mittels geeigneter Schieberstellung dem Innern der Filter zugeführt. Durch einen besonderen Auslafs kann das erste Filtrat nach der Filterreinigung in die Entleerungsleitung abgeführt werden. Die durchschnittliche tägliche Leistung der Anlage beträgt etwa 250 bis 300 cbm Reinwasser.

Yon Lübbert¹¹⁰) wird eine Enteisenung des Grundwassers nach dem Patent von Stickel (Er. 74359) im Brunnen selbst empfohlen. Ein Brunnen wird in zwei konzentrischen Ringen, die einen Abstand von 10 cm haben, aufgemauert. In dem ringförmigen Zwischenraum und ebenso auf die Sohle

des Brunnens wird Kalk, der zuerst gelöscht, dann in dünner Schicht an der Luft getrocknet und zerbrochen ist, aufgeschüttet. Indem das eisenhaltige Wasser zwischen den Kalkstücken hindurchfliefst, schlägt sich auf ihm eine Schicht Eisenoxydhydrat nieder und unter dem Einflüsse der Kohlensäure verwandeln sich die obersten Schichten in Calciumkarbonat. Drei Körper sind es nunmehr, welche auf das gelöste Eisenoxydul einwirken und es zur Ausscheidung bringen : Das Kalkhydrat, das Karbonat und das Eisenoxydhydrat.

Leider liegen keine näheren Nachrichten über den Verlauf dieser chemischen Vorgänge bei dauerndem Betriebe und über das Endergebnis eines solchen vor. Da aber einerseits beständig etwas Kalkhydrat gelöst und anderseits Eisenoxydhydrat niedergeschlagen werden soll, so mufs schliefslich sowohl Erschöpfung als auch Verstopfung der Anlage eintretën, die bei ihrer unterirdischen Lage schwer zu beheben sein dürften. Es wird weiter unten noch von einer anderen Enteisenung im Untergrund und die. dabei gemachten Beobachtungen die Bede sein, auf welche hier hingewiesen sein mag.

Nach dem Verfahren des Verfassers sind die Enteisenungsanlagen der städtischen Wasserversorgungen inFreienwalde a. 0., Stade, Gumbinnen, Insterburg, Mittweida i. S., ferner die der militärfiskalischen Wasserleitung in Graudenz und solche zahlreicher Einzel-Wasserwerke ausgeführt.

Abb. 107 a u. b. Enteisenungsanlage für Freienwaläe a. 0.

Abb. 107 a. Längenschnitt.

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Abb. 107 a u. o gibt die Enteisemmgsanlage in Freienwalde a. 0. wieder. Während bei den bisher beschriebenen Anlagen das Wasser zum Zwecke der Lüftung und Filterung zweimal gehoben werden mufs, um gereinigt zu werden und in den Hochbehälter zu gelangen, findet bei der Wasserversorgung von Freienwalde nur eine einmalige Hebung des Wassers statt und zwar ist die Enteisenungsanlage „neben dem Hochbehälter angelegt. Der höchste Spiegel des Behälters liegt nur 40 cm unter dem des Filters. Dieser Höhenunterschied stellt zugleich die höchste Filterdruckhöhe dar. Das Wasser fällt aus 18 Brausen unmittelbar auf das Filter und wird sowohl durch dies Herabfallen, wie insbesondere auch durch das Aufschlagen und Zerstäuben auf der Wasserfläche ausreichend gelüftet. Die Stärke der filternden Kiesschicht

Abb. 107 b. Querschnitt.

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beträgt 30 cm ; die Schiebt liegt auf einem mit Messinggewebe bedeckten t ilterboden mit ausgelochten Monierplatten, die auf lose eingelegten Klötzen aus Zementbeton ruhen. Die Reinigung des Filters geschieht in der bereits beschriebenen einfachen Weise durch Rückspülung, wobei der Kies mit eisernen

Hacken umgehackt wird. Der dadurch abgelöste Eisenschlamm fliefst unmittelbar ins Freie. Das Filter liefert stündlich 1 cbm Reinwasser für 1 qm. Die Anlage ist seit Juli 1896 in Betrieb.

Bei der Enteisenung in S t ad e (Abb.108) ist Lüftung und Filterung in den vorhandenen Hochbehälter eingebaut, so dafs hier nur einmalige Hebung des Wassers stattfindet. Das gereinigte Wasser fällt durch Überfallrohre unmittelbar nach unten in den Hochbehälter.

Das 'Wasser der Stadt Mittweida i. S. besitzt nach der Untersuchung von Pros-kauer hohen Eisengehalt von 6,5 mg Eisenoxydul in 1 1. Es wird durch eine Mammutpumpe in der Menge von 355 1 aus den Brunnen in den Yerteilungskasten a (Abb. 109) gefördert und fällt durch die Regenbrausen auf den Wasserspiegel des Yorbehälters A, in welchem ein Teil des Eisenschlammes sich absetzt. Diese Vorreinigung ist des hohen Eisengehaltes wegen zweckmäfsig, um das Filter zu entlasten. Der am Boden der Vorkammer sich ansammelnde Eisenschlamm wird nach Bedarf durch einen Grundablafs ab-y„,y geblasen. Aus der Vorkammer fliefst das Wasser durch Schlitze in das Filter F, V/A&JyA welches überdeckt, sonst aber in gleicherweise wie die vorstehend beschriebenen Anlagen angeordnet ist. Zur bequemeren Reinigung des Filters sind hier durch die Länge der beiden Filterabteilungen fahrbare Arbeitsstege angeordnet.

Abb. 108. Enteisenungsanlage für Stade.

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Abb. 109. Enteisenungsanlage für Mittweida i. S.

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Eine Filterreinigung wird etwa alle 4 Wochen erforderlich. Zur Spülung wird hierbei gereinigtes Wasser aus dem Hochbehälter in die Reinwasserkammer eingeführt, um einer sonst allmählich entstehenden Eisenablagerung in den Reinwasserräumen vorzubeugen.

Es zeigt sieh bei diesen Anlagen, dafs die Lüftungseinrichtung mittels Regenfall von einer unveränderlichen Wirksamkeit ist, sofern nur für genügenden Zutritt frischer Luft gesorgt wird, ferner dafs ein in gleichmafsiger Korngröise hergestelltes Kiesiilter von 30 cm Stärke ausreicht und aufser-ordentlich aufnahmefähig ist. Obwohl die Eisenablagerung 50 mm und tiefer in das Filter eindringt (wenn auch der gröfste Teil des Eisens an der Oberfläche zur Ablagerung kommt), so ist das Filter doch leicht und mit sehr geringem Arbeitsaufwand zu reinigen. Ein Austragen, Wiedereinbringen, ein Erneuern des Kieskörpers findet überhaupt nicht statt, vielmehr bleibt dieses unbegrenzte Zeit hindurch brauchbar und wirksam.

Rach einer Mitteilung des Herrn Direktor Taubmann in Gumbinnen sind für die 7malige Filterreinigung der dortigen Enteisenungsanlage im Betriebsjahre 1888/89 im ganzen 30 M. an Arbeitslöhnen bezahlt, sonstige Aufwendungen aber nicht erforderlich gewesen. Die Reinigungskosten für 1 cbm betragen mithin 0,045 Pf., welche den für die Enteisenungsanlage in München-Gladbach berechneten Betriebskosten von 0,637 Pf. gegenüberstehen.

In Gumbinnen fliefst der Enteisenungsanlage artesisches Wasser zu. Die verfügbare Regenfallhöhe beträgt nur 1,25 m, der Eisengehalt 3,5 mg in 1 1. Da mit 90 qm Filterfläche im Jahre 1898/99 67 234 cbm Wasser von Eisen gereinigt sind, so hat 1 qm Filterfläche zwischen je zwei Reinigungen etwa 107 cbm Wasser gefiltert und 3,745 kg Eisen als Oxydul berechnet aufgenommen, was für die Leistungsfähigkeit eines solchen Filters spricht.

Während es bei dem Enteisenungsverfahren des Verfassers wesentlich darauf ankommt, dafs der Niederschlag des Eisens vollendet ist, bevor das Wasser in die Filtermasse eintritt (wodurch es möglich wird, eine vollkommene Filterwirkung mit der geringen Schichthöhe von 0,3 m zu erreichen), hat Thiem das Verfahren dahin abgeändert, dafs er statt einer gröfseren Anzahl kleinerer Brausen eine grofse tellerförmige Regenfallbrause anwendet und das gelüftete Wasser statt auf eine schwache Filterschicht mit höherem Wasserstande auf ein Grobkiesfilter von 2 bis 3 m Schichthöhe mit geringem,. Wasserstande bringt. Bei dieser Einrichtung mufs sich das Ende der Oxydierung und Niederschlagung erst in TTeF Kiesmasse selbst vollziehen. Eine Anlage dieser Art findet sich beim städtischen Wasserwerk in Dessau; sie ist seit August 1896 in Betrieb. Die Reinigung der Filter sollte hier in der Weise geschehen, dafs infolge des Öflhenseines Grundablasses das Wasser im Filter entsprechend der gesteigerten Druckhöhe mit grofser Geschwindigkeit durch die Filtermasse strömen und dadurch den auf und in ihr abgelagerten Eisenschlamm mit sich fortreifsen sollte. Dies Verfahren erwies sich jedoch alsbald

«als unwirksam, der Teil des Eisenschlammes, welcher sich auf der Oberfläche des Filters

abgelagert hatte, blieb dort liegen. Es wurde daher nachträglich noch eine Schlammentleerung oberhalb der Kiesfläche angelegt, um den oberen

Abb. 110. Enteisenung im Untergründe.

Schlamm fortzuspülen. Diese Fortspülung gelingt nur, wenn der Kies zugleich von oben mit einem kräftigen Wasserstrahl umgewühlt wird.

Da ein erheblicher Teil der Eisenablagerungen bei diesem Reinigungsverfahren doch in der filternden Kiesmasse zurückbleibt, so mufs diese jedes Jahr einmal vollständig ausgetragen und aufserhalb des Filters besonders gereinigt werden.¹¹¹)

Eine kurze Besprechung verdient auch ein Verfahren, bei welchem die Enteisenung bereits in der wasserführenden Schicht an der Entnahmestelle stattfindet. Es wurde zuerst in der Berliner städtischen Volksbadeanstalt in Moabit

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ausgeführt und ist daselbst eine Reihe von Jahren im Betriebe gewesen; auch wird es gegenwärtig in zwei anderen mit Grundwasser versorgten Badeanstalten in Berlin und Charlottenbui’g angewandt.

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Zur Verdeutlichung des dabei stattfindenden Vorganges benutzen wir die nebenstehende Abb. 110. Hier ist A ein gewöhnlicher Rohrbrunnen, E sein Filter, G bezeichnet den Grund wasserstand. Wenn man in diesen Rohrbrunnen von oben eine gewisse Menge lufthaltiges Wasser — in den vorliegenden Fällen Leitungswasser — einführt, so breitet sich dieses unter der Überdruckhöhe h von dem Filter ab im Erdboden aus, indem es das natürliche Grundwasser aus einem Raum verdrängt, der, gleichmäfsige Bodenbeschaffenheit vorausgesetzt, aus einem Zylinder und 2 Halbkugeln vom Halbmesser r besteht und zwar entspricht die Gröfse dieses Raumes der Menge des zugeleiteten Wassers. Der mit dem Wasser eingeführte Sauerstoff teilt sich dem Grundwasser mit, oxydiert

nl) Man vergl. auch: Rother, Das Wasserwerk der Stadt Leipzig, insbesondere dessen Enteisenungsanlage. Zeitschr. f. Arch. u. Ingenieurwesen 1900, Heft 2.

das in ihm enthaltene Eisen und bringt es zum Niederschlag. Wenn man diesem Oxydationsvorgange die erforderliche Zeit gestattet, so kann man nach dessen Verlauf eine gröfsere Menge eisenfreies Wasser aus dem Brunnen entnehmen, als man lufthaltiges Wasser zugeleitet hat. Da der Erdboden als Filter ■wirkt, bleibt das niedergeschlagene Eisen in ihm zurück.

Wenn das Grundwasser 2,5 mg Oxydul in 1 1 enthält und das in den Brunnen geflossene Wasser mit Sauerstoff gesättigt war, so ergibt die Rechnung, dafs man mit 1 cbm Zuflufswasser etwa 34 cbm Grundwasser eisenfrei machen kann. In der Berliner Volksbadeanstalt in Moabit wird dies Verfahren in der Weise angewandt, dafs während 4 Stunden 16 cbm lufthaltiges Wasser in die vorhandenen zwei Rohrbrunnen von 12 m Tiefe eingelassen werden. Bleiben diese dann 3 Stunden in Ruhe, so lassen sich den Brunnen etwa 250 cbm eisenfreies klarbleibendes Wasser entnehmen.

Das geförderte Grundwasser kann auch, nachdem es sich in einem Behälter genügend mit atmosphärischer Luft gesättigt hat, zur Einlassung in den Brunnen wieder benutzt werden.

Dieses Verfahren der Grundwasserenteisenung erscheint als das denkbar einfachste und würde allgemeine Anwendung finden müssen, wenn es nicht mit mehreren Übelständen behaftet wäre. Da nämlich die Ablagerung des Eisenschlammes in dem als körperliches Filter wirkenden Boden um den Brunnensauger stattfindet, so mufs, wie bei jedem anderen Filter, nach längerem Gebrauche eine Verstopfung eintreten, welche sich zunächst durch eine Verminderung der Ergiebigkeit des Brunnens äufsert, schliefslich aber zu dessen gänzlichem Versagen führt. Da eine Reinigung der verschmutzten Bodenschichten nicht ausführbar ist, so bleibt nur übrig, die Brunnenanlage zu verlassen und eine neue auszuführen. Aufserdem hat sich gezeigt, dafs die bei der Oxydation im Untergründe frei werdende Kohlensäure, welche zum Teil jedenfalls mit dem angesogenen Wasser durch das Metallgewebe des Filters streicht, dieses angreift und zerstört, so dafs eine Erneuerung des Brunnens auch aus diesem Grunde stattfinden mufs.

Immerhin erscheint dieses Verfahren der Grundwasserenteisenung mit Vorteil da verwendbar, wo es sich um eine vorübergehende Wasserversorgung handelt, wie z. B. bei Ausstellungen u. s. w.

Eine ähnliche Erscheinung der Verstopfung des Filters eines Rohrbrunnens durch Eisenniederschlag zeigt sich bei seinem Betriebe durch eine sogenannte Mammutpumpe. Diese fördert das Wasser durch Einblasen von Prefsluft in den Rohrbrunnen an seinem tiefsten Punkt. Das hierdurch entstehende Gemisch von Wasser und Luft ist leichter als Wasser, es steigt daher in dem Brunnenrohr bis zu einer Höhe, welche dem Unterschied der Gewichte entspricht. Die eingeblasene Luft gibt aber Sauerstoff an das G rund wasser ab und bildet dadurch, wenn dieses eisenhaltig ist, Niederschläge von Eisenoxyd-* hydrat, die sich am Brunnenfilter ablagern. So ist z. B. in Oppeln nach vierjährigem Betriebe eines Rohrbrunnens durch eine Mammutpumpe seine starke Verschmutzung durch Eisenniederschlag festgestellt worden.⁵) Auch in Mittweida hat sich die gleiche Erscheinung nach dreijährigem Betriebe des Wasser-werksbrunnens durch eine Mammutpumpe in auffallend starkem Mafse herausgestellt.

Zum Schlüsse sei noch erwähnt, dafs der Eisengehalt des Grundwassers nicht nur in ziemlich weiten Grenzen schwankt, sondern dafs auch das Yerhalten des Eisens in Bezug auf leichtere oder schwerere Fällbarkeit verschieden ist. Ein Gehalt von 2 bis 3 mg Eisenoxydul in 1 1 kommt bei dem Grundwasser der norddeutschen Tiefebene ziemlich häufig vor; doch sind bereits Enteisenungsanlagen ausgeführt, welche AVasser mit 20 g Eisenoxydul in 1 1 zu reinigen haben.

§ 11. Wasserreinigung mittels Ozon. In der Regel fällt das Eisen durch die Lüftung mittels Regenfall oder Rieseler leicht heraus. Rur wenn es ganz oder zum Teil an Huminstoffe gebunden ist, wächst der Widerstand, welchen es der Oxydation durch die atmosphärische Luft entgegenstellt. In solchen Fällen hat sich die Anwendung des Ozons als wirksam erwiesen und da dieses gegenwärtig von der Firma Siemens u. Halske, A.-G., nach einem besonderen Verfahren in grofsen Alengen und billig hergestellt werden kann, so ist seine ausgedehntere Anwendung in der Folge um so mehr zu erwarten, als es zugleich ein wirksames Mittel ist, die im Wasser enthaltenen Bakterien abzutöten.

112

Das Bestreben, Ozon zur Vernichtung von Bakterien im Wasser zu benutzen, ist nicht neu. Bereits 1895 hatte Tyndall auf der Pariser Hygiene-Ausstellung eine derartige Einrichtung zur Reinigung von Seine-Wasser ausgestellt. Die Anwendung dieses Verfahrens im grofsen erwies sich jedoch aus wirtschaftlichen Gründen nicht als ausführbar; dagegen soll dasjenige von Marmier und Abraham geeigneter sein.

In den letzten Jahren haben Siemens & Halske ihre früheren Arbeiten über Verwendbarkeit des Ozons zur Trinkwasserreinigung mit Erfolg wieder aufgenommen und ihr Verfahren wiederholt zur betriebsmäfsigen Anwendung gebracht.

Das benutzte Ozon wird aus atmosphärischer Luft hergestellt, indem man diese der sogenannten stillen elektrischen Entladung in besonderen Apparaten aussetzt, wobei sich ein Teil des in der Luft enthaltenen inaktiven Sauerstoffs (0₂) in Ozon (0₃) oder aktiven Sauerstoff verwandelt. Bringt man hierauf das Wasser in feiner Verteilung mit einem Ozonluftstrome in Berührung, so oxydiert das aufgenommene Ozon einen Teil der vorhandenen organischen Bestandteile; zugleich tötet es aber die im Wasser enthaltenen Keime und zwar insbesondere die schädlichen (pathogenen) Arten; bald darauf verschwindet es, indem es sich zu gewöhnlichem Sauerstoff zurückbildet.

Abb. 111. Versuchsanlage für Ozonbehandlung des Wassers in Martinikenfelde h. Berlin.

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Beim Filtern: A u. D offen, B u. C geschlossen „ Reinigen : A u. C offen, B u. D geschlossen „ Einarbeiten : B u. D offen, A u. C geschlossen.

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Den Ausgangspunkt für die technische Ausbildung und Prüfung dieses Verfahrens bildet eine seit mehreren Jahren in Betrieb befindliche Versuchsanlage, welche von der genannten Firma auf ihrem Grundstücke in Martinikenfelde bei Berlin mit einer stündlichen Leistung von 10 cbm keimfreien Wassers errichtet worden ist. Als Rohwasser dient hier das Wasser der Unterspree, welches stark verunreinigt ist, da es bis zu 600000 Keime in 1 ccm enthält.

Die Versuchsanlage in Martinikenfelde zeigt in ihren wesentlichen Teilen die in Abb. 111 dargestellte Anordnung uud besteht:

1.    aus einer Förderpumpe für Rohwasser,

2.    aus einem Behälter für Rohwasser und einem desgleichen für vorgefiltertes Wasser,

3.    aus den zwischen beiden liegenden Schnellfiltern,

4.    aus dem gemauerten, rd. 5 m hohen Sterilisationsturin,

5.    aus dem Sammelbehälter für ozonisiertes Wasser mit Unterlauf,

6.    aus dem Ozonapparat mit Plattenelementen,

7.    aus der Lufttrocknungsvorrichtung,

8.    aus der Luftpumpe für die Luft der Ozonapparate.

Die beiden Schnellfilter nach den Patenten von Kröhnke bestehen aus einem zylindrischen eisernen Behälter auf drehbaren Achsen, die als Zu- und Abflufsleitung dienen. Im Innenraum des Behälters befindet sich der Filterkörper aus Sand von gleichmäfsigem mittelgrobem Korn zwischen gelochten verzinnten und mit Messinggewebe bedeckten parallelen Scheidewänden. Diese Filter dienen nur dazu, das Rohwasser vor seinem Eintritt in den Ozonturm von den Schwebestoffen zu reinigen, eine wesentliche Menge von Bakterien halten sie dabei nicht zurück. Sie leisten bei Druckunterschieden von 0,2 m bis 2 m Wassersäule auf 1 qm Filterfläche 5 Kubikmeter in der Stunde. Nach eingetretener Verschlammung werden die Filter durch Rückspülung unter gleichzeitiger Kurbeldrehung gereinigt.

Als Füllmasse für den in Zement gemauerten Ozonturm von I qm Grundfläche haben sich Steine (Findlinge) von Faustgröfse, besser noch von Wallnufsgröfse, bewährt. Während das durch eine Brause verteilte Wasser von oben durch die Steinpackung rieselt, streicht die Ozonluft ihm von unten nach oben durch den Turm entgegen, gibt das Ozon an das auf grofser Oberfläche verteilte Wasser ab und entweicht durch die Turmmündung.

Die Ozonbildung erfolgt durch Plattenpaare, zwischen denen die Luft der stillen (blauen) Entladung eines Wechselstroms von 10000 bis 15 000 Volt ausgesetzt wird. Zwei solcher Plattenpaare erfordern zu ihrem Betriebe eine Pferdestärke und geben für jede Pferdekraft-Stunde im Mittel eine Ozonmenge von 25 bis 30 gr, wenn der durch den Entladungsraum gehende Luftstrom so gewählt wird, dafs eine für die Wasserbehandlung geeignete Ozonmenge von rund 3 gr in 1 cbm Wasser vorhanden ist.

Die keimtötende Wirksamkeit des Ozons ist an dieser Versuchsanlage durch berufene Sachkundige im März bis Juni 1901 eingehend geprüft. Als Endergebnis wurde folgendes festgestellt:

1.    Die Behandlung des Wassers mit Ozon bewirkt eine weitgehende Vernichtung der Bakterien; in dieser Hinsicht übertrifft das Ozonverfahren dasjenige der Abscheidung der Bakterien durch Sandfilter,

2.    im Wasser aufgeschwemmte Bakterien der Cholera und des Typhus werden durch das Verfahren vernichtet,

3.    in chemischer Beziehung wird das Wasser durch das Verfahren nur insofern beeinflufst, als eine Abnahme der Oxydierbarkeit und eine Zunahme des freien Sauerstoffs eintritt ; beides bedeutet eine Verbesserung des Wassers,

4.    das Ozon, welches bei dem Verfahren das Wasser in Lösung nimmt, ist in technischer und gesundheitlicher Beziehung belanglos, da es sehr rasch in die Form von Sauerstoff übergeht,

5.    durch Zerstörung färbender Bestandteile wird das Wasser verbessert, während es

6.    keinen fremdartigen Geschmack oder Geruch annimmt.

Das Ozonverfahren ist somit befähigt, für die zentrale Reinigung des Trinkwassers in geeigneten Fällen in Wettbewerb mit den übrigen bekannten und erprobten Reinigungsverfahren zu treten. Wie bei jedem anderen Verfahren wird man auch bei diesem auf die Beschaffenheit des Rohwassers Bedacht nehmen und insbesondere die Höhe der Oxydierbarkeit berücksichtigen müssen.

Eine weitere Prüfung wurde von dem Koch ’sehen Institut für Infektionskrankheiten vorgenommen. Sie war wesentlich darauf gerichtet, die Wirkung des Ozons auf Keime von Krankheitserregern zu beobachten. Zu diesem Zwecke behandelte man das Wasser, nachdem ihm grofse Mengen von Cholera- und Typhus-Bakterien beigemengt waren, nach seiner Ozonisierung im Brütschrank und durchsuchte es darauf nach diesen Keimen. Das Ergebnis war, dafs bei einer Füllung des Ozonturmes mit genügend feinkörnigem Material (Kiesel von etwa Taubeneigröfse), eine vollständige Vernichtung jener Keime durch das Ozon festgestellt werden konnte.

Auf Grund der so gewonnenen Ergebnisse ist im Jahre 1902 das Ozonwasserwerk Schierstein der Stadt Wiesbaden und bald danach das Ozonwasserwerk der Stadt Paderborn erbaut worden.

Die Schiersteiner Anlage entnimmt das Wasser aus flachen, kein völlig reines Wasser liefernden Brunnen längs eines Rheinarms; sie hat eine Leistungsfähigkeit von 250 cbm in der Stunde, wird gewöhnlich. aber nur mit 125 cbm in der Stunde in Anspruch genommen. Die Gesamtanlage ist daher in 2 selbständig arbeitende Hälften von je 125 cbm Stundenleistung zerlegt; jede hat ihre eigene Dampfmaschine mit Pumpen und Gebläse, sowie ihre eigene Gruppe von Strom- und Ozonerzeugern nebst Ozontürmen. Neben der Durchführung der Zweiteilung der gesamten Anlage sind noch Vorkehrungen getrolfen, die ein Umschalten des elektrischen Primärstromes der einen Hälfte auf die Strombahnen der anderen, sowie ein rasches Umstellen des durch die Ozonerzeuger und Türme gehenden Luftstroms von der einen Hälfte auf die andere Hälfte ermöglichen.

Die nachfolgende kurze Besprechung an der Hand der Textabb. 112 u. 113, sowie der Abb. 6 bis 8, Taf. YI folgt der Veröffentlichung von Erl wein, „Über Trinkwasserreinigung durch Ozon.“ Leipzig 1904.

Maschinenhalle. In der einstöckigen Maschinenhalle stehen zwei 60pferdige, mit Kondensation arbeitende Wolf’sche Lokomobilen, 2 Wechselstrom-, 2 Gleichstrom-Maschinen, 2 elektrisch angetriebene Zentrifugalpumpen, sowie 2 Gebläse mit Elektromotorantriob für die Luft der Ozonapparate; auch befindet sich dort das Hauptschaltbrett. Jede der beiden Lokomobilen gibt auf ihre Gruppe ab : 27 PS. für den Betrieb der Ozonapparate und 22 PS. für den elektrischen Betrieb der dazu gehörigen Zentrifugalpumpe, die eine stündliche Wassermenge von 125 cbm von den tief gelegenen Schiersteiner Rheinbrunnen 18 m hoch (6 m Sauge- und 12 m Druckhöhe) zu fördern hat, wovon nur 4 m zum Heben auf die Ozontürme entfallen. Der Rest der Kraft dient zum Betrieb der Kesselspeisepumpe und zur Erzeugung von elektrischem Licht.

Abb. 112. Ozon-Erzeuger nach Siemens u. Hal she.

¹

) F. Andreas Meyer, Die Filtrations-Anlagen der Stadtwasserkunst zu Hamburg. Deutsche Bauz. 1892, S. 519, sowie die am Schlüsse dieses Abschnitts erwähnte Schrift desselben Verfassers. — Die seitdem neu hinzugekommenen 4 Filter haben in der oberen Hälfte .Betonplatten statt der Ziegelschicht erhalten; ihr Boden besteht aus 3 Lagen: unten Betonplatten, dann Tonpackung und darüber eine Ziegelrollschicht.

²

ilter und Dampf-Sandwäsche des Wasserwerks Liegnitz. Deutsche Bauz. 1880, S. 399. — Sandwäsche des Wasserwerks zu Tegel. Glaser’s Ann. f. Gewerbe u. Bauw. 1886, IL S. 63.

³

) Nach Piefke enthielt 1 kg der abgenommenen Deckschicht der Stralauer Filter vor der Wäsche 6420, nachher etwa 61 Mill. Bakterien. Die Sandwäsche erzeugte daselbst täglich 250 cbm Schmutzwasser, welches durch Zusatz von schwefelsaurer Tonerde geklärt wurde.

⁴

) H. de Vries, Die Pflanzen und Tiere in den dunklen Räumen der Rotterdamer Wasserleitung. Jena 1890.

⁵

ourn. f. Gasbel. u. Wasservers. 1902,'S. 851.

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A — Oberer Deckel.

B = Unterer Deckel.

C — Mittelstück.

D = Innenpol.

E = Glaszylinder.

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E = Isolier-Glasplatte.

G = Zuflufsrohrd.Wasserkühlung. 11 — Abflnfsrohr d.Wasserkühlung J = Leitung für die Ozonluft.

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Raum für Ozonerzeuger. Der 2stockige Raum enthält im Erdgescliofs aufser einem gemeinsamen Schaltbrett 48 Ozonerzeuger und im ersten Stock 6 Umformer (Transformatoren), welche den niedrig gespannten Wechselstrom umformen und die für den Betrieb der Ozonerzeuger erforderliche Hochspannung liefern. Die 48 Erzeuger (Abb. 112) sind in 2 selbständigen Gruppen von je 24 Erzeugern aufgestellt und mittels eines Durchgangs voneinander getrennt; in jeder Gruppe stehen je 6 Stück in 4 Reihen übereinander. Auf 8 Erzeuger jeder Gruppe entfällt ein Umformer, von denen also in jeder Betriebshälfte 3 Stück vorhanden sind. Längs jeder Hauptgruppe von Ozonerzeugern liegen 2 Hauptrohrleitungen, wovon die eine für Luftzuleitung und die andere für die Abführung der Ozonluft in die Türme bestimmt ist. Yen der Hauptluftleitung aus erhalten die Ozonerzeuger ihre Betriebsluft durch eine Anzahl paralleler Rohrabzweigungen; in gleicher Weise gelangt die Ozonluft in die Sammelleitung. Die

Abb. 113. Anlage zur Wasserreinigung durch Ozon in Paderborn.

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zur Klasse der Siemens’sclien Metallrobrapparate gehörigen Erzeuger sind so eingerichtet, dafs eine der Entladungsflächen -während des Betriebes durch umlaufendes Wasser gekühlt wird. Sie sind in gufs-eisernen Kästen untergebracht, die aus einem in der Mitte liegenden Behälter mit den eingefügten 8 Ozonrohren und einem oben und unten luftdicht angesetzten kastenförmigen Ansatz bestehen. Dieser an dem eigentlichen Ozonerzeuger angebrachte obere und untere Ansatz dient einerseits als Sammelbehälter für die zuzuführende Luft und das abzuführende Ozon und anderseits dazu, den nicht geerdeten Hochspannungspol gut zu isolieren und gegen Berührung zu schützen. Die obere Fläche und die Grundfläche des Kastens, sowie die dem Beschauer zugekehrte Fläche seines mittleren Teiles bestehen aus eingelegten dickwandigen Spiegelglasscheiben, so dafs das für das richtige Arbeiten der Apparate bezeichnende blaue Leuchten der sogenannten stillen elektrischen Entladung von drei Seiten des Kastens deutlich beobachtet werden kaiin, ' zumaGSer Raum in der Regel dunkel gehalten wird. Die in den mittleren Teil des Kastens eingelassenen 8 in Parallelschaltung arbeitenden Ozonrohre bestehen aus Glas. Sie werden durch Wassergekühlt und enthalten konzentrisch eingefügte Metallrohre, welche mit einem ozonbeständigen Überzug versehen sind. Die mit dem Eisengehäuse fest verbundenen, vom Wasser gekühlten Glaszylinder liegen an einem Pol der Hochspannung, der durch das Wasser geerdet ist, während die konzentrischen Metallzylinder in Parallelschaltung mit dem anderen Hochspannungspol verbunden sind. Die nicht geerdeten Leitungen von den Umformern zu den Ozonapparaten sind in den allseitig geschlossenen senkrechten Säulen des Gerüstes isoliert befestigt. Von dieser durch Eisenhülle geschützten Hochspannungsleitung tritt der Strom in die Ozonapparate durch Leitungen, die in dickwandigen Porzellanrohren liegen, welche ihrerseits mit Kontaktenden tief in die vor Hochspannung schützende Eisensäule reichen. Dadurch, dafs das Gehäuse des Ozonapparates als eih Pol mit der Erde verbunden und die andere Hochspannungsleitung vollständig unzugänglich eingebaut und mit grofser Sicherheit isoliert ist, können die Apparate während des Betriebes an allen zugänglichen Stellen ohne jede Gefahr berührt und ausgewechselt werden. Die Luft, welche ungetrocknet in die Ozonapparate geschickt wird, bewegt sich im Kreislauf durch Ozonapparate und Sterilisationstürme, so dafs das nichtverbrauchte Ozon immer wieder in die Apparate gelangt. Durch eine zweckmäfsig angebrachte Frischluft-Saugeleitung wird dem Kreislauf der in den Sterilisationstürmen verbrauchte Sauerstoff wieder zugeführt.

Turmraum. Durch einen Gang getrennt, sind in dem Turmraum Reihen aus Beton gefertigter Sterilisationstürme aufgestellt. Jede Reihe besteht aus 4 Türmen, wovon einer als Aushilfe dient. Auf jedem Turm steht ein Behälter für das zu reinigende Wasser, welches für je 4 zu einer Turmreihe gehörige Behälter aus einem gemeinsamen Kanal zufliefst, der von den Zentrifugalpumpen gespeist wird. Jeder Turm ist durch gemauerte Zwischenwände in 4 Schächte geteilt, die ihr Wasser aus den darüber liegenden Behältern durch einen Zuflufs erhalten, der sich erst im Turm in 4 Arme verzweigt. Die Absperrung des Zuflusses erfolgt selbsttätig, sobald in der Reihe von Ozonapparaten, die für den Turm arbeiten, eine Betriebsstörung eintritt. Die 4 m hohen Türme sind mit einer rd. 2 m hohen Schicht von Grobkies gefüllt, durch die das Wasser in feiner Verteilung rieselt, während die Ozonluft im Gegenstrom im Turm emporsteigt. Die Ozonluft wird den Türmen und zwar jedem einzelnen Schacht, unter geringem Überdruck durch von der Hauptluftleitung abgezweigte, mit Regelungsvorrichtung versehene Rohre zugeführt. Auf jeden Yollfcurm mit 4 Schächten arbeitet eine selbständig schaltbare Reihe von 8 Ozonapparaten. Durch jeden Turmschacht gehen stündlich 10 cbm Wasser und 20 cbm Ozonluft. Das ozonisierte Turmwasser sammelt sich in den am Pufs der Türme liegenden Behältern, von wo aus es durch Überlauf in eine gemeinsame Sammelleitung zum Sammelbrunnen abfliefst.

Die Betriebsstörungen, denen die Anlage ausgesetzt ist und welche das Hineingelangen von unbehandeltem bakterienhaltigem Wasser in das Leitungsnetz zur Folge haben würden, können durch 2 Möglichkeiten herbeigeführt werden:

1.    Durch Ausbleiben des elektrischen Stromes in den Zuleitungen zu den Umformern und

2.    durch Ausbleiben von Luft in den Ozonerzeugern oder von Ozonluft in den Türmen infolge Stillstehens des Gebläses.

Diesen Störungen ist durch folgende Sicherheitsvorrichtungen begegnet. Geht kein Strom durch die Zuleitungen zu den Transformatoren, so wird durch den herunterfallenden Hebel eines in die Leitung eingeschalteten und stromlos gewordenen Elektromagneten eine Vorrichtung in Betrieb gesetzt, die das Herabfallen eines in der Schwebe gehaltenen Verschlufsventils und dadurch das Abschliefsen des Wasserzuflusses bewirkt. Versagt die Luft oder vermindert sich der Luftstrom in erheblicher Weise infolge eines Fehlers im Ventilator, so fällt eine Windklappo, die in der Luftzuführung angebracht ist und bei regelmäfsigem Betrieb durch den Luftstrom angehoben wird, aus ihrer Betriebslage zurück, legt sich an einen Kontakt und schliefst einen Stromkreis, der wieder sofort selbsttätig die Wasserzuführung zu den Türmen abschneidet. Zugleich fällt bei einer dieser Störungen in einem Klappenschrank eine Klappe nieder, welche Ort und Art der eingetretenen Störung anzeigt und es ertönt ein Läutesignal so lange, bis die Betriebsstörung beseitigt ist. Auch bei den Einzelozonapparaten sind Sicherungen und Läutevorrichtungen ähnlicher Art angebracht.

Die Betriebskosten dieses Ozonwasserwerkes betragen bei voller Leistung der Anlage unter Berechnung von 4°/o Verzinsung und 3 bis 10°/o Tilgung für die verschiedenen Teile der Anlage etwa 2 Pf. für 1 cbm sterilisiertes Wasser, wovon auf Kohlenverbrauch für Ozonerzeugung 0,4 Pf. entfallen.

Mit dem Schiersteiner Ozonwasserwerk sind von sachverständiger Seite eingehende Versuche vorgenommen. Hierbei wurden in das Rohwasser Bakterien in reicher Menge eingesät, welche in ihrer Art und Widerstandsfähigkeit den Typhus-, Ruhr- und Cholerabazillen möglichst nahe stehen. Es ergab sich auch hier volle Übereinstimmung mit den Befunden an der Versuchsanlage.

Eine ähnliche Einrichtung wie in Schierstein hat das in Abb. 113 dargestellte Ozonwasserwerk in Paderborn erhalten. Es besitzt eine stündliche Leistung von 50 bis 60 cbm, enthält 2 vierteilige Sterilisationstürme und 9 in Gufseisenkasten untergebrachte Ozonerzeuger, welche in 3 selbständigen Gruppen angeordnet sind, deren jede an die Sekundärleitungen eines der 3 Umformer angeschlossen ist. Unterhalb der Türme sind hier stufenförmige Überläufe zur Abscheidung des Ozons aus dem behandelten Wasser angebracht. Die Betriebskosten für 1 cbm ozonisiertes Wasser einschliefslich Verzinsung und Tilgung der Anlagekosten werden von Siemens & Halske auf 1,7 Pf. berechnet.

§ 12. Sonstige Reinigungsarten. Man hat wiederholt versucht, bei den Filteranlagen für AVasserwerke statt des Sandes andere Stoffe einzuführen, nachdem diese sich hei der Filterung in kleinem Mafsstabe als zweckmäfsig erwiesen hatten. Insbesondere ist Kohle und zwar meistens in der Form von Knochenkohle zur Anwendung gekommen, teils in senkrecht stehenden Platten, teils in wagerechten, mit 30 bis 50 cm Sand überdeckten Schichten. Das durch Glühen gleicher Teile Roteisenerz (Hematit) mit Sägespänen hergestellte Eisenkarbiir ist, mit einer Sandschicht bedeckt und mit Sand vermischt, für die Stadt AVakefield, Eisenschwamm (Hammerschlag) für Antwerpen längere Zeit verwendet worden. Durch die Einbringung von Kohle und Eisen in die Filter bezweckte man eine erhöhte chemische AVirkung auf das Rohwasser und nahm zu diesen Stoffen namentlich dann Zuflucht, wenn es sich um die Reinigung eines moorigen oder durch die Abgänge von Fabriken stark verunreinigten AVassers handelte.¹¹³)

19

t 11S) Literatur: G. Bischof, Filtration durch Eisenschwamm. Dinglers polyt. Journ. 1873, Bd. 210, S. 40; Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1874, S. 27, 37, 65; Deutsche Vierteljahrsschrift f. öffentl. Gesundheitspflege 1877, S. 627; Anwendung bei der Antwerpener Wasserversorgung. Engng. 1880, April, S. 309; Journ. Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

Genügenden und zugleich dauernden Erfolg hat bis jetzt keine jener Einrichtungen gehabt; ebenso halten die schon früher erwähnten und bei englischen und nordamerikanischen Anlagen mehrfach verwendeten Drahtsiebe¹¹⁴) in ihrer Wirkung keinen Vergleich mit derjenigen der oben beschriebenen Sandfilter aus. Dasselbe dürfte von den neuerdings in Nordamerika mehrfach und bis zu Tagesmengen von 40000 cbm angewendeten Warren-Filtern¹¹⁵) gelten, obwohl sie gleichfalls Sandfilter sind. Bei ihnen ist aber der Sand in eiserne Behälter gefüllt und das Wasser fliefst unter Druck hindurch, während die obere Schicht von Zeit zu Zeit durch sich drehende Messer beseitigt und durch von unten eingelassenes Wasser fortgespült wird.¹¹⁶) Die Torrent-Filter¹¹⁷) sind ähnlich; da sie aber nur den 20 bis 40sten Teil der Grundfläche gewöhnlicher Sandfilter besitzen, mufs das Wasser mit grofser Geschwindigkeit durclifliefsen und es kann von der Bildung einer Filterhaut im Sinne der gewöhnlichen Sandfilter, sowie von einer vollständigen Reinigung des Wassers nicht die Rede sein.

Das Patent-Trommelfilter von Kröhnke, dessen bereits bei der Enteisenungsanlage der Stadt Mylau (Abb. 106), bei der AAasserversorgung von Lennep, sowie bei dem Ozonverfahren von Siemens & Halske (Abb. 111) gedacht wurde, ist in Abb. 114« bis c in derjenigen Anordnung dargestellt, in welcher es in Lennep zur Reinigung des aus einem

Abb. 114a—c. Filteranlage nach Kröhnke für die Stadt Lennep. M. l : 80.

Abb. 114 a. Längenschnitt.

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f. Gasbel. u. Wasservers. 1883;

Daselbst

Grahn, Eisen als Material zur Wasserfiltration für Hamburg.

1879, S. 625. — Kirkwood (Anwendung von Eisenkarbür) a. a. O. S. 238; Noreck, Billige und rationelle Versorgung mit reinem und klarem Wasser. Doppelte Filtration nach System Gerson. Hamburg 1882 (Filterung durch Wolle und Schwämme, die mit eisenhaltiger Lösung getränkt sind); Balcke, Wirkung der Gerson’schen Wasserfilter. Wochenschr. f. Brauerei 1884, S. 76.

¹¹⁴)    Humber, Water supply 1876, S. 131 u. 137 (Drahtsiebe für das Wasserwerk der Stadt Bombay). — Neville, Siebraum der Dubliner Wasserwerke. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1879, S. 362.

¹¹⁵)    Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 83.

¹¹⁶)    Beschreibung von Filtern, bei welchen die Reinigung gleichfalls durch von unten einströmendes Wasser erfolgt, findet man in den Nouv. ann. de la constr. 1870, S. 34 und in der Allg. Bauz. 1873, S. 296.

¹¹⁷)    Engineering 1891, Bd. 52, S. 6 u. 7.

Abb. 1146. Querschnitt.

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Sammelbecken entnommenen Wassers verwendet wird. Hier sind 4 solche Filter in einen gemauerten Rohwasserbehälter eingebaut. Hie Bodenflächen der Trommeln sind siebartig durchlöchert, sie bilden zugleich den äufseren Abschlufs der beiden in jeder Trommel vorhandenen zwei Filterkammern, die mit Kies oder Sand von gleichmäfsigem Korn gefüllt und durch eine mittlere Reinwasserkammer getrennt sind, so dafs die Filterfläche jeder Trommel aus der Summe beider Trommelbodenflächen besteht. Die Trommeln sind auf einer drehbaren Hohlachse gelagert, durch welche der Abflufs des gefilterten Wassers aus den * Reinwasserkammern stattfindet. Die Reinigung erfolgt, indem man gefiltertes Wasser unter Druck zunächst in die Reinwasserkammer und von hier rückläufig durch die Filtermasse treten läfst. Während der Spülung werden die Filtertrommeln mittels des Rädervorgeleges in Drehung versetzt, wodurch der die Filterkammer-Trommeln nicht ganz ausfüllende Kies oder Sand durchgeschüttelt wird, während ihn zugleich das Spülwasser durchströmt und den abgelagerten Schlamm fortführt. Diese Filter arbeiten mit einer Filtergeschwindigkeit von 3 bis 4 m in der Stunde. Sie können demgemäfs Bakterien nur in beschränktem Mafse zurückhalten, sollen aber in Lennep die Reinigung des Staubeckenwassers in befriedigender Weise bewirken.

An dieser Stelle sind auch die Wormser Blattenfilter von F. Fischer zu erwähnen, deren bereits in der 3. Aufl. (S. 289) gedacht wurde. Eine der wenigen seitdem bekannt gewordenen Anwendungen ist aus Abb. 104 ersichtlich. Anscheinend haben sich die auf diese Platten gesetzten Hoffnungen¹¹⁸) nicht verwirklicht. — Auf ähnlichen Grundsätzen beruhen die Steinfilter von Kurka (Frankfurt a. M.), bei denen das Rohwasser unter mäfsigem Überdruck durch die Wandungen stehender Hohlzylinder aus Steinmasse tritt.

Handelt es sich um die Verwendung eines sehr unreinen Rohwassers, so kann sich eine Vorbehandlung empfehlen, an welche sich die Filterung anschliefst. Von den zu diesem Zwecke angewrendeten Mitteln haben sich noch am besten die folgenden bewährt:

a)    Behandlung mit metallischem Eisen (nach Anderson). Das Wasser wird hier in einer sich drehenden Trommel mit einer grofsen Zahl von kleinen Eisen-stücken in Berührung gebracht und nimmt dadurch Eisen auf. Durch Zuführung von Luft scheidet sich das Eisen wieder in Oxydform aus; bei seinem Niedersinken wird ein Teil der organischen Stoffe und der vorhandenen Kleinwesen mit zu Boden gerissen, so dafs das Wasser nach erfolgter Filterung eine wesentlich bessere Beschaffenheit erhält, als wenn man sich auf das Filtern allein beschränkt hätte. Anwendung u. a. in Antwerpen und Dordrecht.¹¹⁹)

b)    Behandlung mit Kalk (in der Form von Kalkmilch oder Kalkwasser) bezweckt in erster Linie das Weichmachen zu harten Wassers, indem sich der zugesetzte Ätzkalk mit den Bikarbonaton. rifts Kalks und der Magnesia zu unlöslichen Karbonaten verbindet; in dem entstandenen Niederschlage finden sich aber auch zahlreiche Kleinwesen und organische Stoffe. Für die an Säuren gebundenen Kalksalze (z. B. schwefelsauren Kalk) empfiehlt sich die Anwendung von kohlensaurem Natron (Soda) und für die entsprechenden Magnesiumsalze Ätznatron. Jeder Grad der beim Kochen verschwindenden Härte (S. 40) erfordert für 1 cbm Wasser 10 g Kalk, jeder Grad der bleibenden

11-

) Deutsche Bauz. 1892, S. 591, 606. — Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1892, S. 664.

llp) W. Anderson, The Antwerp waterworks. Engineer 1883, Bd. 55, S. 62. — Gesundh.-Ing. 1885r S. 357. — Journ. f. Gashel. u. Wasservers. 1888, S. 636. — The purification of water by means of metallic iron. Journ. of the Franklin Inst. 1890, Bd. 129, S. 449. — W. Anderson, The revolving purifier for treatment of potable waters by mean of metallic iron. Verhandlungen des Hygiene-Kongresses in London 1891.

Härte 20 g kohlensaures Natron. Die Ermittelung der Zusatzmenge erfolgt auf Grund der von Zeit zu Zeit zu wiederholenden Wasseruntersuchungen, folgt der Zusatz in der Form von Kalkwasser; die Härte wird hier von 14,4 auf 4,8 Grad h er abgemin dert. ¹²°)

In Southampton er-

c) Der Zusatz von Alaun zum Wasser bewährt sich zur Beseitigung der braunen oder yelbîîcïïen FârEe des aus Moorgegenden stammenden Wassers und ist z. B. in Groningen¹³¹) in Anwendung, wo der Zusatz etwa ¹/sooo und in Leeuwarden¹³²), wo er Viooooo vom Gewicht des Wassers beträgt, während in Schiedam nur 725000 verwendet wird. Die Tonerde des Alauns wird im Klärbecken oder bei der Filterung in gallertartigen Flocken ausgeschieden, saugt den Farbstoff des Wassers auf und führt zugleich den gröbsten Teil der organischen Stoffe in den Bodensatz über. — Auf einem Zusatz von Alaun in Verbindung mit Lüftung und Filterung beruht auch das von Hyatt angewendete Reinigungsverfahren¹³³); doch liefert dieser Zusatz nur ausnahmsweise keimfreies Wasser. Typhusbazillen werden durch ihn nicht geschädigt, Cholerabazillen lassen sich damit, wenn auch langsam, abtöten. Nach Halbertsma hat sich die Reinigung von moorigem Wasser durch Alaunzusatz in mehreren holländischen Städten bewährt. In Leeuwarden wird die Alauniösung 'durch eine mit der Förderpumpe verbundene besondere kleine Pumpe in stets gleichem Verhältnis dem aus einem See stammenden braungefärbten Rohwasser zugeführt. Der Erfolg dürfte hier in der stets gleichmäfsigen Beschaffenheit des Seewassers begründet sein. Eine Anwendung des Vorfahrens auf Flufswasser mit stetig wechselnder Menge der Trübungskörper würde eine entsprechende Änderung der Menge des Alaunzusatzes bedingen und damit nicht unerheblichen Betriebsschwierigkeiten begegnen. — Unter Umständen kann sich auch eine inäfsige Beifügung von Kalk empfehlen.

Die Versuche, durch Zusatz von Chlorkalk (Traube’sches Verfahren) genufs-fähiges keimfreies Wasser zu erhalten, haben zu keinem völlig befriedigenden Ergebnis geführt. Besser scheint Bromkali (1 kg auf 16 cbm Wasser) zu wirken, da es nach Schumburg fast sämtliche Wasserbakterien und Krankheitserreger abtötet. Es wird durch Zusatz von Ammoniak oder von Natriumsulfat und Natriumkarbonat für den Ge-nufs unschädlich gemacht. — Am sichersten erfolgt jene Tötung durch Abkochen des Wassers, für welches von verschiedenen Firmen geeignete Vorrichtungen geliefert werden.¹³⁴)

Literatur

.über Sandfilterung und die dazu gehörigen Anlagen, sowie über Enteisenung (mit Ausnahme der in den Fufsnoten

angeführten Schriften).

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¹²⁴) z. B. von der deutschen Kontinental-Gesellschaft in Dessau („Sterilisator“), D. Grove, Siemens u. Halske, Schaffer u. Walcker in Berlin, Pape u. Henneberg, C. A. Schmidt Söhne in Hamburg. 1 cbm Wasser erfordert 5 bis 8 cbm Gas oder die entsprechende Kohlenmenge.

121

122

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Weitere Versuche mit dem Ozon als Wassersterilisationsmittel im Wiesbadener

C. Anlagen zur Wasserförderung.

§ 13. Pumpwerke. In § 7 des II. Kapitels sind bereits die Gesichtspunkte für die örtliche Lage, die allgemeine Anordnung und die Bestimmung der Hauptabmessungen eines Pumpwerkes erörtert. Demgemäfs bleibt noch die Behandlung der Bauart der Pumpwerke übrig; doch soll nur auf diejenigen Punkte eingegangen

werden, auf welche der Wasserversorgungsingenieur Einflufs ausüben darf, ohne in das Arbeitsgebiet des Maschineningenieurs überzugreifen.

Als die ersten städtischen Wasserversorgungsanlagen in Deutschland entworfen und ausgeführt wurden, war es Sache des den Entwurf bearbeitenden Wasserleitungsingenieurs, auch über die Einzelheiten des Pumpwerks Bestimmung zu treffen. Es geschah dies meist an der Hand der hergebrachten Regel, dafs die mittlere Kolbengeschwindigkeit einer Pumpe etwa 0,6 m betragen müsse und auf keinen Fall das Mafs von 1 m überschreiten dürfe. Inzwischen hat nicht nur der allgemeine Maschinenbau wesentliche Fortschritte gemacht, sondern es ist namentlich der Bau von Pumpwerken von besonderen Fachmännern so entwickelt worden, dafs der Wasserleitungsingenieur sich darauf beschränken mufs, die allgemeine Anordnung des Pumpwerkes unter Betonung der wichtigsten technischen und wirtschaftlichen Bedingungen festzustellen, während die eigentliche Lösung der Aufgabe dem Maschineningenieur verbleibt.

Die Betriebssicherheit, auf welche gerade bei einem Pumpwerk besonders Wert zu legen ist, hängt wesentlich ab von der Festigkeit der einzelnen Maschinenteile und von ihrer Formänderung durch den Betrieb. Bei langsam laufenden Maschinen werden gröfsereMassen bewegt, als bei schneller gehenden von gleicherLeistung. Bei jenen sind daher die Triebkräfte gröfser, und die richtige Abmessung aller Teile nach Mafsgabe ihrer Beanspruchung ist erheblich schwieriger als bei diesen, welche raschen Gang mit geringerem Kräfteaufwande verbinden. Der rasche Gang bezieht sich natürlich nur auf die Kolbengeschwindigkeit und auf die innerhalb des Pumpenzylinders bewegte geringe Wassermenge, während die Bewegung der Wassermassen im Sauge- und Druckrohr beliebig verlangsamt werden kann. Bei einer langsam gehenden Pumpe kann bei jedem Hube eine gröfsere Wassermenge fortbewegt werden, als bei einer schneller laufenden von gleicher Leistung; die Beschleunigungsdrücke sind daher entsprechend gröfser und ebenso liegt die Gefahr des Entstehens von Brüchen näher. Es ist daher nicht zu ver- * kennen, dafs die Bedingung der Betriebssicherheit von den früheren schweren und langsam gehenden Maschinen ab- und auf kleinere schnell laufende Pumpwerke hinweist, um so mehr, als für diese auch die leichtere Handhabung spricht, welche für die Betriebssicherheit wesentlich ins Gewicht fällt. Eine weitere Bedingung, welche ein gutes Pumpwerk zu erfüllen hat, ist die sichere und bequeme Instandhaltung. Hierzu gehört vor allen Dingen die Zugänglichkeit zu allen einzelnen Teilen und die Genauigkeit ihrer Ausführung. Die Zugänglichkeit bedingt, dafs alle bei einer Prüfung oder Instandsetzung zu bewegenden Teile (Yerschlufsdeckel, Kolben, Yentile u. s. w.), in ihren Abmessungen und Gewichten möglichst gering ausfallen und möglichst leicht zu handhaben sind, wodurch zugleich die Genauigkeit der Ausführung erleichtert wird.

Zur Sicherung des Betriebes ist auch das Pumpwerk so einzurichten, dafs es sich den veränderlichen Betriebsanforderungen anzupassen vermag. Ferner soll es geringe Anlage- und geringe Betriebskosten erfordern, wobei für die Anlagekosten in vielen Fällen auch der Wert der erforderlichen Grundfläche eine Rolle spielt. Eine Pumpenanlage von geringerem Raumbedürfnis ist deshalb bei gleicher Güte anderen auf gröfserer Grundfläche vorzuziehen. Bei Dampfmotoren erfordert der Dampf den gröfsten Anteil an den Betriebskosten; es ist daher seine möglichst vorteilhafte Ausnutzung anzustreben.

Alle diese Erwägungen führen unverkennbar zu dem Ziel, welches in Deutschland von Riedler und anderen seit Jahren mit Erfolg angestrebt wird, an die Stelle der früheren Pumpwerke mit langsamem Gange und gröfser Masse schnelllaufende

Pumpen mit gesteuerten Yentilen anzuwenden. Die Entwickelung der Wasserwerksmaschinen in den letzten zwei Jahrzehnten zeigt daher eine Zunahme der Kolbengeschwindigkeit, sowie der Benutzung von Yentilen mit Zwangsschlufs.

An der Hand einiger Beispiele aus neuerer und neuester Zeit, welche dem unten genannten

Werke von Riedler¹²⁵) entnommen sind, wird sich am deutlichsten die Richtung erkennen lassen, in welcher die Fortschritte des Wasserwerks-

Pumpenbaues sich bewegen. Die Abb. 115 u. 116 stellen das Dampfpumpwerk der Gemeinde Lichtenbergb.Berlin dar, welches von G. K uhn-Stuttgart ausgeführt ist. Die beiden liegend angeordneten Druckpumpen bestehen aus je 2 einfachen Pumpen mit gesteuerten Yentilen und gemeinschaftlichen Tauchkolben, welche 1,7 cbm auf 53 m bei 60 Umdrehungen fördern. Der Durchmesser des Pumpenkolbens ist 180 mm, der Hub 600 mm. Sie werden von der Kolbenstange des Dampfzylinders unmittelbar angetrieben. Eine zweite Kurbel der Schwungradwelle treibt die Brunnenpumpen, welche das Wasser aus den Brunnen auf die Enteisenungsanlage heben. Diese Pumpen sind stehend in einem Schacht angeordnet und haben ebenfalls gesteuerte Yentile. Abb. 115 a zeigt den Antrieb der stehenden Pumpe, Abb. 116 . die Einzelheiten der Druckpumpe.

Als Beispiel eines aus neuerer Zeit stammenden liegenden Pumpwerks für gröfsere Leistung ynit Verbunddampfmaschine mögen die neuen Hochdruckpumpen des Wasserwerks in Hagen i. W. angeführt werden, welche von der Sächsischen Maschinenfabrik iii Chemnitz gebaut wurden. Die Leistung der Pumpen beträgt 14 cbm minütlich auf 140 m Gesamthöhe bei 44 Umdrehungen; sie erfolgt-durch 2 Differentialpumpen von 44 und 310 mm Plungerdurchmesser und 1100 mm Hub. Der Hochdruckzylinder hat 620 mm, der Niederdruckzylinder 1030 mm Durchmesser. Die liegende Verbundmaschine ist durch Zugstangen mit dem vorderen Teile der Differentialpumpe verbunden. Die Stopfbüchse des grofsen Kolbens ist beiden Pumpenseiten gemeinsam, was einerseits Baulänge, anderseits eine Dichtung erspart. Es ist nur eine Reibung erzeugende Dichtung vorhanden, die zweite Dichtung ist eine festliegende. Infolge der Differentialanordnung der Pumpe sind die Pumpenventile nur im hinteren Pumpenkörper angebracht und gut zugänglich. Die Zwangsschlufssteuerung mit Vordrängerkolben mündet seitwärts in die Pumpe. Der Antrieb erfolgt von der Steuerwelle durch Vermittelung einer Kurbelschleife. Die Steuerhebel entlasten die Druckventile in

Abb. 115 u. 116.

Wasserpumpwerk cler Gemeinde Lichtenberg b. Berlin-Abb. 115. Allgemeine Anordnung der Anlage.

Abb. 115 a. Querschnitt.

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Abb. 115&. Grundrifs.

) Riedler, Schnellbetrieb. Erhöhung der Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit der Maschinenbetriebe. Berlin 1899 u. 1900.

Abb. 116. Einzelheiten der Anlage. M. 1:37,5.

Abb. 116 a. Seitenansicht der Druckpumpen mit Steuerung.

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Abb, 116 c. Längensehnitt durch die Druckpumpen.

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dem Zeitpunkt der Öffnung und die Feder belastet die Saugeventile, wenn sie sich im Hubwechsel schliefsen sollen. Abb. 117 a zeigt den unmittelbaren Antrieb einer solchen Steuerung von der Welle aus für eine einfach wirkende oder Differentialpumpe, Abb. 117 & die Anordnung für doppeltwirkende Pumpen, bei welchen der Kolben so gelegt ist, dafs er, ohne die Steuerung und die Ventile zu beeinflussen, herausgezogen werden kann.

Abb. 117 a u. b. Pumpensteuerung mit Verdrängerkolben. M. 1:37,5.

Abb. 117 b.

Abb. 117 a.

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Bei dem Bau liegender Pumpwerke ist wohl stets der richtige Grundsatz befolgt worden, dafs Dampfmaschine und Pumpe durch das Maschinengestell starr verbunden waren. Bei den älteren Pumpwerken stehender Anordnung war dies nicht der Fall. Abgesehen von den Hubmaschinen ohne Schwungrad und mit Kataraktsteuerung war das Vorbild eines stehenden Dampfpumpwerkes früher die Balanciermaschine mit dem stehenden Dampfzylinder an dem einen und dem Triebwerk am anderen Ende des Balanciers, von dem aus die Pumpen mit entsprechend vermindertem Hube angetrieben wurden. Die einzelnen Maschinenteile waren ohne festen Zusammenhang. Das Fundament war früher Konstruktionsteil der Maschine, hatte den Verband der einzelnen Teile untereinander herzustellen und alle Kräfte aufzunehmen, die vom ersteren nicht aufgenommen wurden. Bei den neueren stehenden Pumpwerken dient das Fundament nur noch als Masse und alle Triebwerks- und Gegenkräfte werden durch das Maschinengerüst selbst aufgenommen und ausgeglichen.

Da es sich bei Gewinnung von Grundwasser manchmal um gröfsere Saugehöhen handelt, so bietet die stehende Anordnung mit tief liegender Pumpe und zu ebener Erde stehenden Dampfzylindern oftmals grofse Vorteile. Vorbildlich für die mit Balanciermaschinen arbeitenden Pumpwerke ist die in Abb. 118 dargestellte Leipziger Anlage geworden, deren Pumpen wegen der erforderlichen starken Absenkung des Grundwasserspiegels tief zu stellen waren. Die Maschinen sind nach dem Verbundsystem gebaut; der Durchmesser des Hochdruckzylinders beträgt 430 mm, der des Kiederdruckzylinders 660 mm, der Hub 1000 mm, der Plungerdurchmesser 310 mm und die Zahl der Umdrehungen 40 bis 50. Die Pumpenventile werden gesteuert. Je zwei Verbundpumpen vermögen täglich 15 000 cbm zu fördern; eine Ver-gröfserung derUmdrehungszahl gestattet eine gröfsere Leistung. Die Anfangsspannung des Dampfes beträgt 6 Atm.; der vorteilhafteste Dampfverbrauch findet bei einer Umdrehungszahl von 52 in der Minute statt. Ähnlich gebaut sind die neueren Pumpwerke in Hamburg, Kopenhagen, Dresden u. s. w.

Abb. 118. Pumpwerksanlage für die Stadt Leipzig bei Naunhof.

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Ein stellendes Pumpwerk ohne Balancier ist in den Abb. 119 u. 120 wiedergegeben. Der Dampfzylinder ist unmittelbar über dem Kurbellager aufgebaut, die Schubstange treibt die Kurbel von der Führung an der Pumpe nach aufwärts, eine Anordnung, welche nur geringe Bauhöhe beansprucht.

Das Bedürfnis von Pumpen, welche mehr als 50 bis 60 Umdrehungen machen, ist vorhanden beim Antrieb durch Turbinen, Gas- und Elektromotoren. In solchen Fällen wendete man bisher eine Übersetzung zwischen Motor und Pumpe, in der Regel durch Räder oder Riemen an. Als Beispiel einer solchen Ausführung diene die Wasserwerkspumpe der Stadt Bautzen (Abb. 121 a u. b). Die Leistung dieser Differentialpumpe ist 2 cbm i. d. Minute auf 74 m Förderhöhe bei 60 Umdrehungen. Die Durchmesser des Pumpenkolbens sind 200 und 155 mm. Der Antriebsgasmotor hat 360 mm Zylinderdurchmesser und macht minütlich 140 Umdrehungen. Zwischen Motor und Pumpe findet eine Räderübersetzung 3 : 7 statt. Auch hier werden die Ventile gesteuert.

Bei elektrischem Antrieb wurde bisher gleichfalls an dieser Zwischenübersetzung für Kolbenpumpen festgehalten, weil man sich nicht getraute, den Kolbenpumpen gleiche Umdrehungszahlen mit den elektrischen Motoren zu geben. Leichter war dies für Drehpumpen nach der Bauart von Jäger, Näher, Lehmann u. s. w., sowie für Schleuderpumpen ; doch erweist sich diese mehrfach ausgeführte Anordnung für gröfsere Förderhöhen wenig wirtschaftlich. Den elektrisch — oder auch durch Dampfturbinen — angetriebenen Kolben-Pumpwerken mit Räderübersetzung aber haften noch die Mängel an, welche die Zwischenübersetzung mit sich bringt: Kraftverlust, gröfsere Anlagekosten, gröfseres Raumbedürfnis. Von Riedl er ist in neuester Zeit die Aufgabe gelöst, Kolbenpumpen herzustellen, welche unmittelbar durch einen Elektromotor von 200 minütlichen Umdrehungen angetrieben werden können. Diese „Exprefs-Pumpen“ sollen auch im Dauerbetrieb den gestellten schwierigen Anforderungen besser als langsam laufende Pumpen entsprechen, hohen Wirkungsgrad haben und geringen Ventil widerstand bieten. Es scheint dies auch erklärlich, wenn man berücksichtigt, dafs für dieselbe Fördermenge und dieselbe Bewegungsgeschwindigkeit in der Rohrleitung durch eine kleine rasch laufende Pumpe viel geringere Wassermengen mit einem Male bewegt und in ihrer Bewegung unterbrochen werden, als in einem grofsen Pumpwerke mit hohem Hub, grofsem Kolbendurchmesser und langsamer Bewegung grofser Wassermengen.

Abb. 119 u. 120. Stehende Wasseriverksmaschine. M. l : 120.

Abb. 120.

Abb. 119.

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Der grofse Vorteil, den die Ausnutzung hoher Geschwindigkeiten für Wasserwerksanlagen und für den Pumpenbetrieb verspricht, kommt zur Anschauung, wenn man die Mafse einer alten Wasserwerkspumpe mit einer Exprefspumpe von gleicher Leistung in Zeichnungen von demselben Mafsstabe nebeneinander stellt. So zeigt Abb. 122 a u. b eine grofse Maschine des Hamburger Wasserwerks in Rothenburgsort mit einer Differentialpumpe von 848 und 1200 mm Kolbendurchmesser und 8000 mm Hub, Abb. 123 a u. b in demselben Mafsstabe die gleichwertige Exprefspumpe mit Dampfmaschine.

Abb. 124 zeigt die Druckpumpe der langsam laufenden Hamburger Maschine, Abb. 125 die entsprechenden Teile einer Exprefspumpe von gleicher Leistung mit Pumpenkolben, Saugeventil, Ventilkasten und Saugewindkessel.

Von den 222 Wasserversorgungen, auf welche sich die Statistik des Deutschen Vereins der Gas-und Wasserfachmänner z. Z. erstreckt, benutzen zur Hebung von Wasser:

3 Elektromotoren, 1 Wassermotor, 3 Windmotoren,

2 Petroleum- und Benzinmotoren.

169 Dampfmaschinen,

18 Wasserräder und Turbinen,

26 Gasmotoren,

Pumpen mit Zwangssteuerung der Ventile sind bei 36 Wasserwerken in Gebrauch und Schleuderpumpen neben Kolbenpumpen bei 10 Wasserwerken. — Zur Hebung kleiner Wassermengen wird in geeigneten Fällen auch wohl der Stofsheber (hydraulischer Widder) verwendet.

Abb. 121 o u. b. Wassenverkspumpe der Stadt Bautzen. M. l : 60.

Abb 121 a. Ansicht.

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Abb. 1216. Grundrifs.

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Literatur.

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Abb. 122 a u. b. Pumpmaschine des Wassenverlcs Hamburg. M. 1:200.

Abb. 122 a. Ansicht.

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Abb. 122 b. Grandrifs.

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Abb. 124.

Abb. 123 a u. b.

Exprefspumpe mit Dampfmaschine, gleichwertig mit Abb. 122 a u. b.

Abb. 123 a. Ansicht.

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Druckpumpe der Pumpinaschine in Abb. 122.

M. 1 : 75.

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Abb. 123 b. Grundrifs.

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Abb. 125. Exprefspumpe. M. 1:75.

Pumpmaschinen für die Berliner Wasserwerke am Müggelsee. Daselbst 1898, S. 1401.

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D. Anlagen zur Aufspeicherung des Wassers (Behälter).

§ 14. Allgemeines.

Die Behälter, welche zur Aufspeicherung des Wassers dienen, zerfallen in zwei Klassen; bei der einen sind Boden und Mantel ganz, bei der

anderen nur teilweise auf künstlichem Wege hergestellt. Über die zur zweiten Klasse gehörigen künstlichen Sammelbecken ist bereits in § 4 dieses Kapitels näheres mitgeteilt. Es sei hier noch bemerkt, dafs bei Herstellung solcher Becken nur ausnahmsweise Arbeiten zum Dichten des Bodens und der Seitenwandungen Vorkommen, weil sich die undurchlässige Schicht, auf welcher der Staudamm ruht, auch noch weiter oberhalb in der Ausdehnung des zukünftigen Behälters fortsetzt, so dafs ein Entweichen des angestauten Wassers nicht stattfinden kann. Dagegen sind solche Dichtungsarbeiten bei den meisten gegrabenen Behältern erforderlich und bestehen in der Regel aus einer Tonbekleidung, welche unter Umständen noch mit einer Betonschicht oder einem in Mörtel verlegten oder auf Beton ruhenden Pflaster versehen ist (Abb. 82 u. 94 dieses Kapitels). Das Pflaster bildet gewissermafsen den Übergang zum Mauerwerk, dessen Verwendung die Herstellung steiler Seitenwände und die Über-wölbung der Behälter gestattet. Mit zunehmender Höhe des Wasserspiegels über dem Boden versagt jedoch auch das Mauerwerk den Dienst und das Eisen oder der Eisenbeton tritt an seine Stelle, da beide die bei gefülltem Behälter auftretenden Zugkräfte besser aufnehmen können, während sie zugleich die Ausführung wasserdichter Wandungen gestatten. Hölzerne Behälter sind zwar nicht ausgeschlossen, doch beschränkt sich ihre Verwendung wegen der geringen Dauer des Holzes mehr auf vorübergehende und untergeordnete Zwecke; auch sind sie nicht ganz einwandfrei, wenn das Wasser dem Genüsse dienen soll.

Die Behälter mit künstlich hergestellten Wandungen, zu welchen auch die Klärbecken, Filter, Brunnenstuben, Becken für Springbrunnen u. s. w. zu rechnen sind, dienen in überwiegendem Mafse der Wasserversorgung, wenngleich zahlreiche Ausführungen auch für die Zwecke der Industrie Vorkommen; beispielsweise gehören dahin die mit Wasser gefüllten unteren Teile der Gasbehälter.

Ein weiteres Eingehen auf die gegrabenen Behälter ist mit Rücksicht auf die bereits gemachten Ausführungen nicht mehr erforderlich; es wird deshalb im folgenden nur noch von den Herstellungen aus Mauerwerk, Beton, Eisen und Eisenbeton die Rede sein.

§ 15. Fassungsraum und Form der Behälter. Wahl der Baustoffe und Ermittelung der günstigsten Abmessungen.

1. Fassungsraum und Form der Behälter.

Nachdem der nutzbare Fassungsraum eines Behälters ermittelt ist, mufs das Bauwerk so angeordnet werden, dafs Bau- und Betriebskosten möglichst niedrig werden.

Dabei ist zunächst zu bemerken, dafs der nutzbare Inhalt nicht immer gleichbedeutend mit dem Ge^amtinhalt ist. Dient der Behälter zur Ablagerung, so ist der in den untersten Schichten vorhandene Wasservorrat wegen seines Gehalts an Sinkstoffen nur wenig brauchbar. Aber auch in Behältern, denen das Wasser in völlig klarem Zustande zugeführt wird, pflegen sich im Laufe der Zeit Niederschläge meist pflanzlicher Natur zu bilden, die, wenngleich oft nur geringfügig, doch die Be-

20

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

nutzung der untersten Wasserschicht zu Genufszwecken beeinträchtigen. Damit ferner bei starkem Zuflufs der Überlauf in Tätigkeit treten kann, mufs das Wasser bis zu einiger Höhe über dessen Kante ansteigen können. Bei frei liegenden Behältern und Sammelteichen kommen aufserdem die bei starkem Winde sich bildenden Wellen in Frage, welche die Höhenlage des Abhufsdammes oder auch der Seitenwandungen beeinflussen.

AVas die zweckmäfsigste Form der Behälter anbetrifft, so mufs von der Anwendung der Yollkugel, welche bei gegebenem Inhalt die kleinste Oberfläche besitzt, aus praktischen Gründen abgesehen werden. Dagegen kommen Halbkugel oder Kugelabschnitt eher in Frage, allerdings mehr für Behälter aus Eisen und Eisenbeton, während die Zylinderform auch für Mauerwerk und Beton geeignet ist. Sie wird deshalb oft angewandt, zumal sie auch den Anforderungen der Festigkeit und denen des Betriebes gerecht wird. Insbesondere gilt dies für eiserne Behälter; gröfsere Anlagen in Mauerwerk bevorzugen mehr die rechteckige Grundrifsform, weil diese sich besser durch Gewölbe überdecken läfst.

2. Wahl der Baustoffe und Ermittelung der günstigsten Abmessungen.

a) Behälter aus Mauerwerk oder Beton. Es ist wichtig, dafs die Sohle derartiger Behälter auf dem gewachsenen Boden aufliegt; auch ist die Anordnung so zu treffen, dafs die Seitenmauern sich so weit als möglich gleichfalls an gewachsenen Boden anschliefsen. Ferner ist für genügende Bedeckung zum Schutze gegen Frost Sorge zu tragen. Die gleichzeitige Anwendung von Mauerwerk und Beton zu den Umfassungswänden oder zu den Gewölben erfordert wegen des verschiedenartigen Verhaltens dieser beiden Baustoffe Vorsicht, auch wenn die Inanspruchnahmen und Wärmeschwankungen nur in mäfsigen Grenzen wechseln.

Abb. 126.

Geradlinig begrenzte Behälter mit einer Abteilung sollten im Grundrifs möglichst die Form eines Quadrats erhalten, weil dieses die gröfste Fläche bei kleinstem Umfang besitzt. Um die nutzbare Tiefe h (Abb. 126) zu finden, welche man einem solchen offenen Behälter geben mufs, damit der Gesamtaufwand K sich fur einen aufzuspeichernden Wasservorrat Q möglichst niedrig stellt, werde angenommen, dafs die Kosten der Umfassungswände mit dem Quadrat von li wachsen, also = m h² sind, wenn m einen von den örtlichen Verhältnissen abhängigen Wert bezeichnet. Ferner sei

r der auf 1 qm des fertigen Behälters entfallende Aufwand für Bodenaushub,

s der Kostenaufwand für 1 qm Bodenbefestigung,

„    1 qm Grund und Boden,

x eine Seite des Behälters,

so wird

K — 4 m h²

K = 4 x m h² + x² (r -f- s + w).

Q i

-=— und x =

h

— Am— V~Q h -

Da Q — x* //, also x² =

Q

-, so ergibt sich

Q

— (r + s + w),

(r + s + w) VQ

cl K-

h2 ■(»• + * + *®) = 0

16,

6 m

⁵/ Q, (r + N -t- tu)2 V 36 m*

Die günstigste Höhe wächst demnach unter sonst gleichen Umständen wie die fünfte Wurzel aus der aufzuspeichernden Wassermenge. Ist beispielsweise der Querschnitt der Umfassungsmauern = 0,4 h²,

17,

die Sohlonstärke 0,35 m und kostet 1 cbm Mauerwerk 32 M., so wird s = 11,20 und m — 12,8. Kostet ferner 1 qm Bodenaushub 1,50 M., so ergibt sich bei w — 2 M. für Q = 500 cbm

= <J

500 1,79

Für Q — 2000 cbm und r — 2,5 M. ist h — 2,4 m und x = 28,9 m.

Die Reinwasserbehälter sind in der Regel zweiteilig, damit eine Reinigung ohne Unterbrechung des Betriebes stattfinden kann. Sie bilden dann zwei Rechtecke mit gemeinschaftlicher Mittelmauer (Abb. 127). In diesem Falle wird

h = 1,79 m und x

= 16,75 m.

K = (4 x + 3 y) m h² + 2 x y (r + s -f- w)

oder, da das günstigste Verhältnis von

= ³ ist (S. 262)

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' 3 Q

8P y =

Q = 2 x yh — ³ x² Ji und x = \J

sowie

K = h³l* 8 m

3 Q,

Q?

(r + s + u;).

Setzt man wieder

= 0, so ergibt sich

18.

bj Q (r + s + io)’1 v 54 m²

Abb. 127.

Abb. 128.

Abb. 129.

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In ähnlicher Weise erhält man für einen kreisförmigen, oben offenen Behälter aus Mauerwerk (Abb. 128)

li =

,s/ Q (r + s + ic)²

9 re m

19.

und für einen ebensolchen Behälter, der durch eine Quermauer in zwei Teile geteilt ist (Abb. 129)

s / Q n (»• + s + iv)2 z—'

20,

9 (it m + nii)

wenn m und nn die Herstellungswerte für Umfassungswand und Quermauer bezeichnen. Während bei den rechteckigen Behältern annähernd m — nn gesetzt werden kann, ist dies bei den grofsen ringförmigen Behältern nicht mehr zulässig, weil die Stärke der Umfassungsmauer und danach der Wert von m hier verhältnismäfsig geringer wird. Überhaupt stellen sich die Gesamtkosten eines zylindrischen Behälters aus Mauerwerk niedriger, als diejenigen eines rechteckigen; diesem Vorzüge steht jedoch der Kachteil gegenüber, dafs das Mauerwerk durch die Wasserfüllung auf Zug beansprucht wird und dafs die Überwölbung schwieriger ist, als bei rechteckigen Behältern.

Die Formeln 17 und 18 sind auch für gewölbte rechteckige Behälter brauchbar, wenn m für Umfassungsmauern und Mittelwand entsprechend gröfser genommen und der Wert von s um die Mehrkosten für Gewölbe nebst Erddecke und für die zugehörigen Stützpfeiler erhöht wird. Die Kosten der zur Aufnahme des Gewölbeschubes dienenden Mauern sind zwar in der Regel etwas gröfser, als die der übrigen Wände, doch fällt dieser Unterschied mit Rücksicht darauf, dafs es sich hier nur um vorläufige Ermittelungen handelt, nicht ins Gewicht.

Beispielsweise sei für einen überwölbten Behälter, dessen beide Abteilungen je 4000 cbm fassen, s für Gewölbe, Pfeiler und Erddecke vorläufig zu 27 M. und für die Sohle zu 15 M. angenommen. Die Ausgabe für Bodenaushub möge 4,50 M., der Wert des Grund und Bodens 1,50 M. f. d. qm betragen und m sei durchschnittlich = 14. Dann wird nach Gl. 18 :

20*

⁵/ 8000 (27 + 15 + 4,5 + 1,5)²

= 4,45 m.

54 . 14²

Rechnet man dann jeder Abteilung 200 cbm für die im Wasser stehenden Pfeiler u. s. w. hin-

= 944 qm und für die kurze Seite \J944 = 26,6 m, für

4200

zu, so ergibt sich als Grundfläche 4

die lange — . 26,6 = 35,5 m.

Bei der vorstehenden Berechnung wurde angenommen, dafs Rücksichten auf die Kosten der Wasserhebung nicht zu nehmen sind. Eine solche Hebung in einen gemauerten Behälter finde jedoch

statt und es trete das Wasser an der tiefsten Stelle der nutzbaren Wasserschicht ein (Abb. 130), so dafs sich die Hubhöhe nach dem Stande des Behälterspiegels richtet und im Mittel zu H + ~

angenommen werden kann. Bezeichnet man dann mit k die Anlage- und kapitalisierte Betriebskosten für jedes mkg, welches in 1 Sekunde geleistet wird und mit q die in jeder Sekunde zu hebende Wassermenge in Litern, so betragen die Kosten der Hebung q ^H    k und die Gesamtkosten für Hebungsarbeit und Anlage

des Behälters, unter Voraussetzung einer quadratischen Grundrifsform :

4,45

Abb. 130.

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K = li³i* 4 mV Q -f-

demnach

(l K

Vhb =

^ (r + s + io) + q ^H -)---J k

(r + s + w) + y fc q h² k

2 Q —

(r + s 4- w) Q

21.

Vergleicht man diesen Ausdruck mit Gl. 16, so ergibt sich, dafs li einen kleineren Wert erhält, als bei Nichtberücksiehtigung der Hebungskosten. Die Ermittelung von Ji erfolgt am einfachsten auf dem Wege des Versuchs, weil die genaue Lösung zu umständlich wird.

In gleicher Weise findet man für einen Behälter mit Mittelwand (Abb. 127)

q h² k

vv> =

(r -f s -f w) Vq

13 m V Q,

m V54

Der Wert von k richtet sich nach den örtlichen Verhältnissen. Für Fürth veranschlagt Thiem das Anlagekapital für 1 mkg geleistete sekundliche Arbeit zu 12 M>, das zugehörige Betriebskapital zu 152 M.¹²⁶), so dafs k = 164 sein würde. Unter Anwendung dieses Wertes auf einen gewölbten Behälter mit zwei Abteilungen von je 10 000 cbm Inhalt, für welchen r -f- s -f- w = 58 M. betragen möge, ergibt sich bei Förderung einer sekundlichen Wassermenge von 300 1 und für m = 14

58 V20 000 14 V54

oder 1t — 4,45 m. Ohne Berücksichtigung künstlicher Hebung würde man h = 5,8 m finden, so dafs deren Einflufs auf die Form des Bauwerks ein erheblicher ist. Er wird um so gröfser, je kleiner man den Fassungsraum des Behälters im Verhältnis zu der durchschnittlichen Tagesleistung der Pumpen annimmt.

Örtliche Verhältnisse, z. B. die Höhe des Grundwasserstandes, die Beschaffenheit des Untergrundes, der Preis des Grund und Bodens, die Form der zur Verfügung stehenden Baustelle und andere Umstände sind nicht selten Veranlassung, dafs man gezwungen ist, von den nach obigen Regeln ermittelten günstigsten Abmessungen abzuweichen; immerhin gewähren sie einen Anhalt für die erste Bearbeitung des Entwurfs und gestatten auch eine weitere Ausbildung durch entsprechende Änderung der mafsgebenden Werte.

Vhb =

300 h² 164

13. 14 V20 000

126

) Entnommen aus der Abhandlung von Forchheimer über die günstigste Weite der Druckrohrleitangen in der Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1889, S. 365. Das Anlagekapital dürfte in vielen Fällen etwas höher, das Betriebskapital etwas niedriger anzunehmen sein.

b) Eiserne Behälter. Das Eisen kommt insbesondere bei Behältern zur Anwendung, welche mit ihrer Sohle über dem Boden stehen und zwar wählt man gegenwärtig fast ausschliefslich das Schmiede- oder Walzeisen, weil dieses sich mehr als das Gufseisen zur Aufnahme der durch den Wasserdruck entstehenden Zugspannungen eignet. Für die Seitenwandungen bietet ein Zylindermantel die günstigste Form, weil jene Spannung in allen Punkten des Mantels, welche in einer wagerechten

Ebene liegen, die nämliche Gröfse besitzt und sich die zugehörigen Bleche leicht herrichten und nieten lassen.

Besteht der Zylinderboden aus einer Ebene und setzt man für den ganzen Behälter eine gleiche Blechstärke voraus, so wird die Oberfläche bei einem gegebenen Fassungsraum am geringsten, wenn die Höhe gleich dem Bodenhalbmesser ist. Da jedoch die Ebene keineswegs die günstigste Form für den Boden ist und es sich nicht blofs um den Behälter selbst, sondern auch um den Unter- und Überbau und um seine Ummantelung, sowie' um die gröfsere oder geringere Hubhöhe des Wassers handelt, so wird man vielfach auf andere Yerhältnisse kommen (vergl. § 18).

Die Anwendung von Gufseisen beschränkt sich auf kleine Behälter, aber auch diese werden gegenwärtig immer mehr aus Walzeisen hergestellt. Eine gemeinsame Verwendung von Gufs- und Schmiedeisen zur Herstellung der Behälter Wandungen ist nicht zwreckmäfsig. Früher kam es wohl vor, dafs man Behälter aus Gufsstücken herstellte und sie mit schmiedeisernen Bändern versah; doch ist diese teure und wenig zweckmäfsige Anordnung längst verlassen.

c) Betonbehälter mit Eiseneinlage. Aufser den oben genannten Baustoffen wird gegenwärtig auch vielfach und mit Erfolg Beton mit Eiseneinlage (Eisenbeton, armierter Beton) zur Herstellung von Behältern benutzt. Da Zement am Eisen fest haftet, die Ausdehnung Aron Eisen und Zementmörtel innerhalb — 5U und -f- 25° nicht wesentlich voneinander abweicht und das von Mörtel umhüllte Eisen zugleich gegen Rost geschützt ist, so hat der Eisenbeton Eigenschaften, welche ihn zur Herstellung von auf Zug beanspruchten Behälterwandungen gleichfalls geeignet machen. Die Zugspannungen werden vom Eisen aufgenommen, dessen Einbettung anscheinend auch eine wesentliche Erhöhung der Dehnungsfähigkeit des anhaftenden Mörtels zur Folge hat. Doch bedarf die Herstellung besonderer Sorgfalt und Vorsicht, damit der Zutritt des Wassers zum Eisen und damit dessen Rosten auf die Dauer verhindert wird.

§ IG. Wasserdichtheit. Die Wasserdichtheit der Behälter ist ihre wichtigste Eigenschaft, welche sowohl durch das Eintreten von Rissen, wde durch mangelnde Sorgfalt bei Ausführung der Behälterwandungen beeinträchtigt werden kann. Die nachteilige Einwirkung des Frostes auf offene Behälter ist bereits näher erörtert; hier sei noch darauf hingewiesen, dafs Risse auch in überdeckten Behältern aus Mauerwerk oder Beton entstehen können, beispielsweise durch verschiedenartige Beschaffenheit des Untergrundes, durch Bewegungen infolge starker Wärmeänderung des Wassers, durch unzureichende Stärke oder unrichtige Form der Wandungen, durch Änderung der Spannungen infolge der Spiegelschwankungen, durch seitliche Bodenbewegungen oder aus anderen Ursachen. Ihr Vorhandensein läfst sich oft erst nach genauer Untersuchung feststellen; doch ziehen sie stets Wasserverluste nach sich. Was die Herstellung der Wandungen an sich betrifft, so kann nur sehr sorgfältige Arbeit zum Ziele führen. Wasserdichtes Mauerwerk im eigentlichen Sinne des Wortes läfst sich zwar nicht herstellen, da sowohl die meisten natürlichen und künstlichen Bausteine, wrie die zur Verwendung kommenden Mörtel-

Sorten eine gewisse Durchlässigkeit für Wasser besitzen, die namentlich bei stärkerem Drucke bemerkbar wird. Eine sorgfältige Ausführung trägt jedoch wesentlich dazu bei, die Durchlässigkeit einzuschränken; hierzu gehört die Yerwendung möglichst dichter Bausteine und eines guten hydraulischen Mörtels, der die Steine in der Form eines ununterbrochenen Gewebes umhüllen mufs. Natürliche Steine dürfen nicht zu grofs sein (bei Herstellung von Bruchsteinmauerwerk sollte ein Mann den einzelnen Stein bequem handhaben können), sie müssen eine rauhe und reine Oberfläche haben und sind in vollen Mörtel zu betten, auch ist darauf zu achten, dafs kein vermauerter Stein nachträglich in seiner Lagerung gestört wird. Es ist deshalb nicht zulässig, dafs die zu vermauernden Steine auf dem Mauerwerk zugerichtet werden. Der Mörtel darf nur das zu seinem Abbinden erforderliche Wasser enthalten; dagegen sind die Steine gut anzufeuchten und an ihrer Oberfläche vor dem Austrocknen zu schützen. Am besten ist es, den Mörtel in die Fugen zu stampfen und diese deshalb nicht zu klein zu machen. Klinkerhart gebrannte Ziegel gestatten bei Yerwendung eines genügend fetten Mörtels noch am ersten die Herstellung eines wasserdichten Mauerwerks im gewöhnlichen Sinne und man verkleidet deshalb manchmal das Bruchsteinmauerwerk an der Innenseite mit einer solchen Klinkerschicht. Indessen darf auch dann ein guter Überzug aus Zementmörtel an der Innenseite des Behälters nicht fehlen, da er das geeignetste Mittel zur Erzielung der Wasserdichtheit bildet. Ein solcher Putz wird nach vorheriger Reinigung der Wand- und Bodenflächen in 2 bis 3 Lagen von je 3 bis 5 mm Stärke aufgetragen, mit einem Richtscheit abgezogen und mit einer hölzernen Reibscheibe abgerieben. Der Mörtel besteht aus 1 Teil Zement und 2 bis 2¹/2 Teilen Sand nebst etwas Fettkalk in der Form von Kalkmilch, wodurch er dichter und geschmeidiger wird; auch kann etwas feingemahlener Ton hinzugefügt werden (bei blofser Yerwendung von Zement und Sand ist der Sandzusatz auf D/ä bis 2 Teile zu verringern). Schliefs-lich wird noch eine vierte dünne Schicht von reinem Zementmörtel aufgebracht und mit einer Filzscheibe geglättet; ein Glätten mit Eisen oder Stahl ist nicht zu empfehlen, weil dadurch leicht feine Risse entstehen. Bei der Sohle verwendet man an Stelle des reinen Zementmörtels aufgestreutes Zementpulver, welches in den noch feuchten Putz eingerieben wird.¹) — Ein solcher Putz, welcher nur von geschulten Arbeitern hergestellt werden darf, hat auch den Yorteil, dafs auf seiner glatten Oberfläche Algen und sonstige Pflanzen niederer Ordnung fast gar nicht haften und dafs er die gründliche Reinigung des Behälters erleichtert. — Zur Herstellung einer wasserdichten Sohle eignet sich ferner der Asphalt, der aber durchaus einer trockenen und festen Unterlage bedarf. Erfolgt seine Aufbringung in zwei Lagen, so hat man eher die Sicherheit, dafs etwaige kleine Risse in der unteren Schicht überdeckt und geschlossen werden.

Bei englischen und amerikanischen Anlagen findet man nicht selten die gleichzeitige Yerwendung von Tonschlag und Mauerwerk. In diesem Fall hat das Mauerwerk vorzugsweise die Bestimmung, eine schützende Schale oder eine ebene Oberfläche herzustellen, während die Wasserdichtheit mehr auf dem Tonschlage beruht. In England ist man der Meinung, dafs Wasserdichtheit durch Tonschlag leichter und vollständiger zu erreichen sei, als durch Beton und bringt ihn deshalb sehr oft zur Anwendung. Es empfiehlt sich, den Ton nicht in reinem Zustande zu benutzen, sondern ihn

127

bis zur Hälfte der ganzen Masse mit Sand zu vermischen oder mit Kies und Sand zu einer Art Tonbeton zu verarbeiten; ein solcher Tonbeton ist u. a. bei den Filteranlagen in Tegel und Warschau verwendet. Der Ton mufs in ähnlicher Weise durchgearbeitet werden, wie es bei der Herstellung von Ziegeln geschieht; der Tonschlag oder Tonbeton wird lagenweise eingebracht, abgeglichen und gestampft.¹²⁸) welche befolgt werden müssen, um zielen, sind bereits in Bd. II gelegentlich der Besprechung der Staudämme erwähnt. Es sei deshalb hier nur noch des wasserdichten Anschlusses von Eisenteilen an Mauerwerk oder Erde und von Mauerwerk an Erde gedacht, weil ein solcher bei ' den Anschlufsstellen der Zu- und Ableitungen in Frage kommt. Um diese möglichst dicht zu gestalten, pflegt man den Eisenteilen oder dem Mauerwerk eine Anzahl scharfkantiger Vorsprünge zu geben, welche, in die Umgebung hineingreifen. Wenn sich trotz dieser Vorsprünge Wasseradern bilden, so fällt doch der in ihnen vorhandene Wasserdruck um so geringer aus, je gröfser die Anzahl scharfer Ecken ist, welchen das Wasser begegnet, und ein etwaiges Ausfliefsen erfolgt mit wesentlich verminderter Geschwindigkeit. Bei Mauerwerk aus natürlichen Steinen pflegt man die dem Erdreich zugekehrten Stirnen der Steine unbearbeitet zu lassen, wodurch eine rauhe, mit Vorsprüngen versehene Aufsenfläche des Mauerwerks entsteht. Selbstverständlich mufs das Material, welches Eisen oder Mauerwerk umgibt, gut angedichtet werden. Ein Mantel aus Tonschlag leistet hierbei gute Dienste, weil der Tonschlag sowohl an Baustoffe, wie an die Erde dicht anschliefst.

¹

ohlensäurehaltiges Wasser übt unter Umständen eine lösende Wirkung auf den Kalkgehalt des Zementputzes aus und kann dadurch seine Zerstörung herbeiführen. Als Schutzmittel scheint ein Anstrich mit Siderosthen zuwirken; auch wird das Tränken mit kieselsauren Lösungen (Kefsler’schen „Fluaten“) empfohlen. Vergl. Schweiz. Bauz. 1896, S. 87; Tonindustrie-Zeitung 1899, S. 554; Technisches Gemeindebl. 1900, S. 203.

Die Mafsregeln, bei Erdkörpern möglichste Wasserdichtheit zu er-

§ 17. Behälter aus Mauerwerk, Beton oder Beton mit Eiseneinlage. Aus

dem Umstande, dafs alle Behälter schon der Wasserdichtheit wegen mit besonderer Sorgfalt ausgeführt werden müssen, folgt, dafs man an die Festigkeit des Mauerwerks höhere Anforderungen stellen darf, als bei gewöhnlichen Ausführungen und dafs es somit gestattet ist, seine Abmessungen vergleichsweise einzuschränken. Dies gilt auch von den überdeckten Anlagen, da bei ihnen der Einflufs des Frostes nicht zur Geltung kommt. Die offenen Behälter dagegen bedürfen einer gewissen, nicht zu unterschreitenden Stärke, welche oft gröfser ist, als sie infolge des vorhandenen Erd- und Wasserdrucks zu sein braucht.

1. Behälter von rechteckiger Grundrifsform. Sind diese offen, so wird die Wirkung des Frostes namentlich dann nachteilig, wenn der Hinterfüllungsboden mit Wasser durchtränkt wird. Der in Abb. 131 angedeutete gefrorene Boden wirkt infolge seiner Ausdehnung in der Dichtung von S schiebend auf die Mauer. Da das gefrorene Erdreich an der Rückseite der Mauer fest haftet, so entsteht weiter die Kraft M, welche auf Bildung einer Trennungsfuge parallel zur Oberkante hinwirkt; eine solche Fuge bildet sich, wenn die Zugfestigkeit des Mauerwerks jener Kraft nicht gewachsen ist und läfst dann Wasser aus dem Becken in die Hinterfüllung treten, wodurch der Ubelstand noch verstärkt wird. Ihm kann durch entsprechende Abmessung der Mauer oder durch Einlegen von senkrechten Ankern entgegengewirkt werden; aufserdem empfiehlt sich eine gute Abdeckung des Hinterfüllungs-bodens und eine Schüttung aus Kies oder grobem Sande an der Rückseite, welche in ausreichender Tiefe an eine Sickerleitung anschliefst (Abb. 132). Eine solche Anordnung ist auch zweckmäfsig, wenn man zur Vergröfserung der AVasserdichtheit einen

) Hagen, Handbuch der Wasserbaukunst, II. Teil, 3. Bd., 3. AufL, S. 563 u. 633.

Tonschlag an wendet, hinter den dann Kiesfüllung und Sickerleitung zu legen sind (Abb. 133), ebenso, wenn die Wandungen des Behälters durch auf Tonschlag gelagertes und in Mörtel verlegtes Pflaster gebildet werden.

Handelt es sich um kleine Behälter, so kann man die Ecken als feste Punkte ansehen, zwischen welche die Mauern eingespannt sind und ihre Stärke kann schwächer genommen werden, als sie sich durch den Erd- und Wasserdruck ergeben würde; bei Verwendung von Ziegeln sollte man jedoch auch für die kleinsten Anlagen nicht unter 1¹/2 Stein, für gröfsere (von etwa 4 m Länge ab) nicht unter 2 Stein herabgehen. Bei grofsen offenen Behältern ist ferner zu berücksichtigen, dafs ein Zusammenziehen der Mauern in kalter Jahreszeit eintritt, welches unter ungünstigen Umständen zur Bildung von Querrissen führen kann.¹) Der auf diese Weise auftretenden Zugkraft²) wird eine

Abb. 134. Grundrifs.

§1

Mauer um so besseren Widerstand leisten, je gröfser ihr Querschnitt (namentlich in dem der Wärmeänderung am meisten ausgesetzten oberen Teile) ist. Auch eine Verstärkung der Ecken ist geeignet, der Bildung von Querrissen an diesen Stellen entgegenzuwirken. — An den Stellen, wo Schächte in den Behälter gefügt sind wirken die oben erwähnten Schubkräfte auf Bildung einer Fuge ab (Abb. 134) hin; das Mauerwerk ist deshalb nicht zu schwach herzustellen und nötigenfalls durch die punktiert angedeuteten Anker zu sichern.

Die Eisdecke, welche sich auf dem Wasser eines freistehenden Behälters im Winter bildet, sucht infolge ihrer Ausdehnung gleichfalls einen wagerechten Schub auf die Umfassungsmauern auszuüben, welcher demjenigen des gefrorenen Hinterfüllungsbodens entgegengesetzt ist; doch kommt diese Schubkraft bei grofsen Behältern wegen des Ausweichens der Decke nach oben und wegen des schwankenden Wasserspiegels nur wenig zur Geltung.

Im übrigen haben die Umfassungsmauern, soweit sie aufserhalb des Frostbereichs liegen, nur der Einwirkung des Erd- und Wasserdrucks zu widerstehen. Jener ist

129

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Abb. 131.

Abb. 132.

Abb. 133.

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bei leerem Behälter am gröbsten ; er kann sieh jedoch mehr oder weniger in einen Wasserdruck verwandeln, wenn die Mauer nicht dicht und zugleich an der Rückseite nicht entwässert ist. Ferner ist je nach den örtlichen Yerhältnissen zu erwägen, ob auf die volle Wirkung des Schubes des Ilinterfüllungsbodens sicher gerechnet werden darf oder ob es sich nicht empfiehlt, ihn nur teilweise in Ansatz zu bringen.

Offene Wasserbehälter aus Mauerwerk werden bei Ablagerungsbecken und Filteranlagen angewendet, in Gegenden mit strengen Wintern aber mehr und mehr durch überdeckte Behälter ersetzt. Zur Aufspeicherung von gefiltertem Wasser oder von Quellwasser sind offene Behälter nicht geeignet, weil die Ansiedelung von Tieren oder Pflanzen schwer zu vermeiden ist und durch den ungehinderten Lichtzutritt befördert wird.

Behälter mit schützender Erddecke sind den Angriffen des Frostes nicht ausgesetzt, demnach in der Unterhaltung billiger und zugleich haltbarer. Allerdings stellen sich auch die Anlagekosten höher, doch können diese durch Vermeidung überflüssiger Gewölbe- und Mauerstärken wesentlich herabgemindert werden. Die Gewölbe lassen sich verhältnismäfsig schwach herstellen, weil fast nur ruhende Lasten in Frage kommen. Die Umfassungsmauern, Umfassungswand und Gewölbe des welche den Schub der Gewölbe aufzunehmen haben, sind bei den älteren Ausführungen von rechteckigem oder trapezförmigem Querschnitt (Abb. 135), bei den neueren jedoch von bogenförmiger Gestalt, entsprechend dem Verlauf der Stützlinie (Abb. Ie u. 2b, Taf. VII, sowie Abb. 136), wodurch eine wesentliche Ersparnis erzielt und zugleich der Fassungsraum vergröfsert wird. Mauern in Stampfbeton lassen sich in ihren Abmessungen den wirkenden Kräften besser anpassen, als solche aus Ziegeln, welche eine absatzweise Verstärkung bedingen ; mit aus diesem Grande sind Betonbehälter in neuerer Zeit in grofser Zahl zur Ausführung gelangt.

Abb. 136. Behälter für das neue Wasserwerk zu Leipzig. M. l : 180.

Querschnitt.

Abb. 135.

gemauerten Behälters zu Halle a. S.

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Längenschnitt.

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Von der Art der Überwölbung hängt es ab, ob es besser ist, den Widerlags-mauern in ihrer ganzen Länge den nämlichen Querschnitt zu geben oder sie an einzelnen Stellen durch Pfeiler zu verstärken. Werden Gurtbögen zur xÄnwendung gebracht, so ergeben sich solche Pfeiler an der Anschlufsstelle der LTmfassungsmauern von selbst wobei es zweckmäfsig sein kann, diese gleichfalls in einer der Stützlinie entsprechenden

Form verlaufen zu lassen (Abb. 2e, Taf. Y, Abb. 2d, Taf. YII und Abb. 136). Die Behälter zu Wiesbaden¹³¹), Nürnberg und Chemnitz haben statt der Gurtbögen und Pfeiler volle Wandungen erhalten, in denen Yerbindungsöffnungen von mäfsiger Gröfse ausgespart sind (Abb. lau-b, Taf. YII). Diese Anordnung wurde gewählt, weil sie sich billiger stellte und eine bessere Druckverteilung gestattete.

Erlangung der Wasserdichtheit mit mehreren Ziegelschichten iiber-

zur

Die Herstellung des Bodens erfolgte früher ziemlich allgemein nach derjenigen der Pfeiler und Umfassungsmauern, um diesen Zeit zum Setzen zu geben. Bei verschiedenen neueren Ausführungen hat man es jedoch vorgezogen, die Sohle zuerst und zwar in nicht zu geringer Stärke anzulegen, damit sie eine festere Yerbindung der einzelnen Bauteile untereinander herstellt und zugleich zur besseren Druckverteilung beiträgt; doch ist es fraglich, ob diese Anordnung stets den Yorzug verdient. Bei dem Wiesbadener Behälter (Abb. la~°, Taf. YII) ist die 25 cm starke Sohle nachträglich ausgeführt; sie bildet hier gewissermafsen nur eine Schale des aus sehr festem Ton bestehenden Baugrundes. Die 77 cm starke Betonsohle des Niederbehälters zu Halle (Abb. 135) ist

deckt, während man bei neueren Ausführungen sich mit einem unmittelbar auf den Beton aufgetragenen Putzüberzug begnügt. — Falls der Untergrund nicht genügend gleichmäfsig und tragfähig ist, empfiehlt sich auch unter Umständen anstatt der durchgehenden Bodenplatte aus Beton die Anordnung von Spannbögen zwischen den die Überwölbung tragenden Pfeilern und eine entsprechende Form für die Abdeckung des Bodens.¹³") — Die Stärke der Abdeckung über dein Scheitel des Gewölbes sollte je nach dem Klima 0,80 bis 1,5 m betragen. Bei dem Behälter in Koblenz wurde aus militärischen Gründen eine Bedeckung von 8 m Stärke nötig.

. Der besseren Entleerung und Reinigung wegen erhält der Boden des Behälters ein mäfsiges Gefälle nach einer an der Aufsenwand liegenden und zur Entleerungsleitung führenden Rinne (Abb. lau‘b, Taf. YI) ; auch sind unterhalb der Entleerungsrohre vertiefte Stellen anzuordnen, welche etwa vorhandene Sinkstoffe aufnehmen. Die Gewölbe der Behälter siüd mit einem Überzug aus Zementmörtel, dem noch ein Goudron-Anstrich gegeben werden kann, sowie mit Entwässerung zu versehen ; ebenso empfiehlt sich die Einlegung einer Drainleitung am Fusse der Umfassungsmauern, wie in Abb. 136, nach welcher in Leipzig drei Behälter von 8000, 80C0 und 4000 cbm hergestellt sind.¹³³)

Dient das auf gespeicherte Wasser zu Genufsz wecken, so ist es nicht gleichgiltig, in welcher Weise die Zu- und Ableitung erfolgt, weil das Yorhandensein ruhender Wassermassen die Bildung von Kleinwesen befördert. Eigentlich sollten alle Teile des Behälters mit möglichst gleichmäfsiger Geschwindigkeit durchflossen werden ; es liegt demnach eine ähnliche Aufgabe vor, wie bei den Klärbehältern, wenngleich der Zweck ein anderer ist. Dafs Mittel nach Art der auf S. 253 beschriebenen angewmndet sind, ist uns nicht bekannt geworden; es unterliegt aber keinem Zweifel, dafs die Art der Durchströmung mancher Behälter zu wünschen übrig läfst. Die Anordnung der Wasserwege nach Abb. 137 ist einigęrmafsen geeignet, das Wasser in steter Bewegung zu erhalten, die etwas gröfseren Anlagekosten, sowie die geringe Mehrarbeit bei der Reinigung dürften nicht ins Gewicht fallen. Zur Erlangung des nämlichen Zwecks wird bei dem von Salbach erbauten Behälter für Olmütz das Wasser durch eine Rohrleitung

1S1) Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1883, S. 567, 611, 650; 1884, S. 407.

¹³²) Bezüglich der Berechnung solcher Spannbögen ist zu vergleichen: M. Ko en en, Über Form und Stärke umgekehrter Fundamentbögen. Zentralbl. d. Bauverw. 1885, S. 11.

) Leipzig und seine Bauten. Leipzig 1892. S. 582. — Deutsche Bauz. 1892, S. 397-.

Abb. 138. Behälter für Olmütz. VÆ///////ÆV/////////Æ^^^^

Abb. 137.

— ' m Austritt

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- i ^ ■ Eintritt

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Z = Zufluss telle E * Entleerung^. A=Ablaußtelle S - Schieber ^ U= Eeöer'lauf K= Klappe

dem möglichst weit von der Abflufsstelle A belegenen Punkte Z zugeführt, so dafs das zum Abflufs gelangende Wasser den Behälter der ganzen Quere nach durchfliefsen mufs

(Abb. 138).³) Diese Anordnung verdient jedenfalls den Yorzug beispielsweise vor derjenigen des Wiesbadener Behälters (Abb. la-c, Taf. YII), wo Zu- und Abflufs an der nämlichen Stelle stattflnden. Bei dem Behälter für Minden (Abb. 2a_d, Taf. VH) vermittelt gleichfalls eine Rohrleitung den Zuflufs des Wassers; es erfolgt aber der Abflufs durch die nämliche Öffnung, so dafs das Wasser nicht zur Bewegung durch den Behälter gezwungen wird.

Durch grofse innere Höhe (9,3 m von der Sohle bis zum Gewölbe-scheitel) zeichnet sich der 8700 cbm fassende und aus 6 Kammern bestehende, 1895 erbaute Behälter der Stadt Altona aus. Die Überschüttungshöhe der Gewölbescheitel beträgt hier 1,35 m, die Stärke der Gewölbe im Scheitel 0,25 m. Um die Gewölbe und Widerlager gegen einseitigen Schub der. überdeckenden Erdmasse zu sichern, sind die Längswände mittels einer durchbrochenen, in der Mitte des Behälters liegenden Querwand abgesteift; die Baukosten ohne Erdarbeit haben 167000 M. betragen.

zu öffnen, da der Behälter der Bildung von grünen Algen keinen

Die Zu- und Ableitung des Behälters, sowie den Überlauf und die Entleerungsleitung ordnet man so an, dafs die zugehörigen Verschlüsse möglichst übersichtlich in einem durch Tageslicht erhellten und bequem zugänglichen Raume, der sogenannten Schieberkammer, zusammenliegen. Ferner mufs der Behälter zugänglich gemacht und dafür gesorgt werden, dafs die Luft beim Füllen des Behälters entweichen und sich erneuern kann. Diesem Zwecke dienen die aus den Abbildungen ersichtlichen, in den Gewölben angebrachten Öffnungen, welche so zu überdecken und durch kleinmaschige Gitter zu schützen sind, dafs Frösche, Mäuse u. s. w., sowie Insekten nicht hineingelangen können. Lichtschächte sind nur während der Reinigungsarbeiten während des Betriebes dunkel zu halten ist, um Vorscbub zu leisten.

Während der Reinigung erfolgt die Versorgung der Stadt unmittelbar durch die Speiseleitung des Behälters oder dieser wird besser in zwei Abteilungen zerlegt, von denen die eine den Dienst während der Säuberung der anderen übernimmt, und zwar ist es erwünscht, wenn auch nicht gerade erforderlich, dafs die beiden Abteilungen gleiche Gröfse haben.

Hier sind auch die Behälter zu erwähnen, welche in vereinzelten Fällen in dichtem Felsboden ausgesprengt sind. Dahin gehört u. a. der Tunnelbehälter des Wasserwerks Elberfeld und die Anlage unter der Nürnberger Burg. Auf dem Harz hat man gleichfalls derartige Behälter für die Zwecke der Wasserbewältigung ausgeführt.¹³⁶)

2. Behälter mit zylindrischen und halbkugelförmigen Wandungen. Gemauerte Behälter dieser Art kommen nur vereinzelt vor, wohl infolge einer gewissen Scheu vor den in den Zylinderwandungen stets auftretenden Zugspannungen. Dagegen sind Ausführungen in Beton häufiger, nachdem man sich daran gewöhnt hat, diesen Baustoff' unter bestimmten Verhältnissen auch derartige Spannungen von inäfsiger Gröfse aufnehmen zu lassen. Beispielsweise legt die Firma Dyckerhoff & Widmann bei Be rechnung der Abmessungen der mit Wasser gefüllten zylindrischen Becken der Gasbehälter eine Zugfestigkeit von 3,5 bis 4,5 at (kg/qcm) zu Grunde; dabei ist der Zementzusatz vergleichsweise gering (1 Zement, 6 bis 7 Kies und Kiessand, 8 Steinschlag). Bei dieser Mischung, welche ähnlich auch für die rechteckigen Behälter angewandt wird, ist die Absicht mafsgebend, den Beton nicht vollständig dicht herzustellen, damit seine Bewegungen sich bei Wärme- und Feuchtigkeitsänderungen in engen Grenzen halten. Die eigentliche Wasserdichtheit wird durch den Putzüberzug erreicht, der aus 1 Zement und 2 Sand besteht. Die Ausführung mufs mehr noch, wie die der übrigen Behälter mit besonderer Vorsicht erfolgen, namentlich wenn der Baugrund nicht unbedingt sicher sein sollte ; sie darf deshalb nur in die Hände einer im Betonbau erfahrenen Firma gelegt werden. Wichtig ist das Um- und Aufbringen einer gegen die Einwirkung von Frost und Hitze schützenden Erdhiille ; auch sollte das zufliefsende Wasser möglichst immer den nämlichen Wärmegrad haben.

Die Abb. 3 u. 4, Taf. VII zeigen zwei zylindrische Behälter von 200 und 500 cbm Inhalt, deren Wandungen aus Beton mit Eiseneinlage bestehen. Die Wandstärke des gröfseren Behälters beträgt bei 14,6 m Durchmesser und 3 m Wassertiefe in der Nähe der Sohle 0,16 m und nimmt nach oben auf 0,08 m ab. Einer der gröfsten Behälter dieser Art dürfte derjenige zu Chatillon (Seine) sein, der bei 32 m Durchmesser und 5 m Tiefe 4000 cbm fafst; seine mittlere Widerlagerstärke beträgt nur 0,12 m. — Als Beispiele gemauerter zylindrischer Behälter für Versorgungszwecke sind u. a. diejenigen in Croydon und Canterbury anzuführen. Der letztgenannte hat bei 18,3 m Durchmesser und 5,3 m Wassertiefe eine mittlere Wandstärke von 1,13 m.¹³⁶)

Halbkugelförmige Behälter, die sich auf einer Grundplatte aufbauen, sind zur Aufspeicherung nicht zu grofser Wassermengen ganz geeignet und deshalb wiederholt in Beton mit Eiseneinlage zur Ausführung gekommen.¹³⁷) — Uber Hochbehälter aus Eisenbeton vergleiche die Bemerkung am Schlüsse von § 18.

) V. Schneider, Die Rheintal-Wasserleitung für Elberfeld. 1881, S. 17. — Dumreicher, Wasserwirtschaft des nordwestlichen Oberharzes.

1 :r

Clausthal 1868. S. 30.

¹³⁶) Humber, Water supply of, cities and towns. London 1876, Bd. 46. — Über einen ringförmigen Behälter mit Abteilungen in Franklin (Nordamerika) vergl. Engng. news 1892, I. S. 329, sowie Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 665.

137

) Vergl. z. B. Baugewerkszeitung 1890, S. 769. Die Abbildung zeigt einen kuppelförmigen Behälter von 10,5 m Sohlendurchmesser und 10,25 m Höhe.

§ 18. Eiserne Behälter. Die ältesten eisernen Behälter wurden aus verschraubten gufseisernen Platten mit ebenem Boden hergestellt und bedurften aus Festigkeitsrücksichten einer inneren Verankerung. Bei den dann folgenden schmiedeisernen Behältern mit zylindrischer Aufsenwand⁴) fiel zwar die für Reinigung und Unterhaltung lästige Verankerung fort; doch blieb der ebene Boden, der einer kräftigen Stütze durch Träger bedurfte, welche die Kosten erhöhten und die Unterseite des Bodens unzugänglich machten. Behälter dieser Art finden sich beispielsweise in Halle (ältere Anlage), Frankfurt a. O., Königsberg i. Pr.

Abb. 139.

2r

Jfl-

Die erwähnten Nachteile werden vermieden, wenn man durchhängende Böden an wendet, weil diese einer Zwischenstütze nicht bedürfen und die Unterseite völlig frei lassen. Gibt man ihnen die Form eines Kugelabschnittes, so liegt das Auflager in der durch Zusammentreffen des Zylindermantels und des Kegelbodens gebildeten Kreislinie (Abb. 139). Den Vorteilen dieser Anordnung stehen jedoch auch Nachteile gegenüber. So wirken am Umfange des ^    ^

Kugelbodens wagerechte Kräfte Pf, welche die Anschlufs-niete auf Abreifsen beanspruchen, dadurch die Dichthaltung der Fuge erschweren und auf Verbiegung des Mantels hinwirken. Bei kleinen Behältern kommen diese Einflüsse wenig in Betracht oder sie bleiben ganz unbemerkt; gröfsere Abmessungen bedürfen aber eines besonderen Druckrings, welcher auch nicht völlig bewegungslos bleibt, weil er die Ringspannung II r aufzunehmen hat. Er verengt sich beim Füllen des Behälters und nimmt bei der Entleerung wieder seine ursprüngliche Gröfse an und diese Bewegungen übertragen sich auf die Unterstützungsfläche, welche dadurch ebenfalls eine Inanspruchnahme erfährt.

Abb. 141.

Abb. 140.

-y-

CO

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-------

---h----

f----

Um über das Mafs dieser Einwirkung urteilen zu können, ist die Kenntnis der auftretenden Kräfte erforderlich. Der auf einen Punkt der inneren Haubenfläche wirkende Wasserdruck p (Abb. 140) zerlegt sich in die Seitenkräfte s und m; die Seitenkraft s tritt in der Richtung des Längenkreises (Meridians) auf; die wagerechte Kraft m erzeugt in dem Parallelkreise, in dessen Ebene sie liegt, eine Ringspannung m y.

Zur Ermittelung' von s denke man sich nun das untere Stück des Bodens wagerecht abgeschnitten (Abb. 141). Das auf dem abgeschnittenen Bodenteile ruhende Wassergewicht Q mufs dann den senkrechten Seitenkräften von s entsprechen, d. h. es mufs sein:

138

2y ns sin& = Q: s = a    — 2 y it sin ß

Q ergibt sich aus dem Inhalt des Kugelabschnittes und des darüber liegenden Zylinders. Der

Inhalt des Kugelabschnittes ist -- (3 jR — x) ir, der des Zylinders (h — x) y²n. Setzt man zugleich

sin ß = so wird B

[o — x)y² + g (3 B — x)J

22.

wenn y das Wassergowicht einer Kubikeinheit bezeichnet.

Demnach nimmt s mit abnehmendem x zu und erreicht den Gröfstwert für x — 0 (also für die tiefste Stelle des Bodens, der y — 0 entspricht) mit

Y B li

5max

‘J

23.

während der Kleinstwert sich für x = B (also für den obersten Band eines halbkugelförmigen Bodens, für welchen y = B wird) zu

5min —

berechnet.

* f ('•

Ï)

24.

Die in den wagerechten Schnitten des Kugelbodens (in den Parallelkreisen) entstehende Ringspannung t — my würde nach Abb. 140 ==

Abb. 142.

(,h — x)

^ sin ß

selbe Bedeutung haben, wie in Abb. 141. Indessen bildet sich noch eine be-

py

sin ß

B sein, wenn B und ß die-

sondere Ringspannung wu y dadurch, dafs der Meridiankreis stetig seine Richtung ändert (Abb. 142). Wegen Ermittelung ihrer Gröfse, welche an dieser Stelle zu weit führen würde, vergleiche man die unten angeführte Quelle¹³⁹); bei Berücksichtigung von mi erhält man für die Ringspannung den Wert t — y (h — x) B — s

25.

Für x = 0 wird

von Gl. 24 zu

train ergibt sich durch Einsetzen von x

tm - Y ^ ^ “ Smax Oder, da Y B Jl — 2 Smax

tm —- Siü ax    ...........

B, also für die Halbkugel, unter Berücksichtigung

26.

tmin - Y

(h - 4R)

27.

Beispielsweise ist für B = 13 m und h = 7,3 m nach Gl. 23 und 26

— 47 450 kg für 1 m

Smax - tmax - 1000 .

13.7,3

oder 475 kg/cm.

Ist der Durchmesser des Behälters = 16 m und die Pfeilhühe des Bodens = 2,76 m, so wird 5 für den Parallelkreis an der Verbindungsstelle zwischen Boden und Mantel nach Gl. 22

1000.13

2.8²

fermer nach Abb. 139:

[(7,3 — 2,76) 8² + —g⁶- (3.13 — 2,76)J = 38854 kg/m,

(13 — 2,76)

= 30 607 kg/m

II = 38 654

und die in dem Verbindungsring auftretende Druckspannung

30607.8 = 244856 kg/m oder 2449 kg/cm.

Yon den Ausführungen grofser zylindrischer Behälter mit kugelförmigem Boden ist vielleicht die älteste diejenige zu Chaillot (Paris), deren zylindrischer Teil 2,5 m Höhe hat; die 1877 in der ersten Auflage dieses Teiles gegebene Abbildung ist deshalb in diese Auflage wieder mit aufgenommen (Abb. 13, Taf. YIIj. Der oben offene Behälter, der auf gepumptes und für öffentliche Zwecke bestimmtes Seinewasser auf-

13

¹³⁹) M. Foerster, Die Eisenkonstruktionen der Ingenieur-Hochbauten. Ergänzungsband zum Handb. d. Ing.-Wissensch. 2. Aufl. Leipzig 1903. S. 459.

zunehmen hat, ist durch seinen grofsen Durchmesser (20 m) bemerkenswert. — Ein neuerer Behälter von 1200 cbm Inhalt nach Art der Abb. 139 ist in Abb. 5, Taf. YII dargestellt; seine Abmessungen entsprechen denen des vorhin berechneten Zahlenbeispiels. Die Blechstärke des Mantels schwankt zwischen 6 und 12 mm; das Steigerohr ist mit einer Ausdehnungsvorrichtung A versehen.¹⁴⁰) Die Anordnung des Druckrings und Auflagers ist ähnlich, wie diejenige des 2000 cbm fassenden Hochbehälters in Essen, welche in Abb. 143 in gröfserem Mafsstabe dargestellt ist. Die wasserdichte Ausführung erfordert grofse Sorgfalt, namentlich das Biegen der stumpfwinkligen Winkeleisen in genauer Kreislinie, da Biegungsachse und biegende Kraft nicht rechtwinkelig zu einander stehen; auch ist die Zugänglichkeit der Kiete an der Unterseite des Bodens in der Anschlufsstelle erschwert. — Abb. 144 zeigt eine von Thiem angegebene und in der Werkstatt von Klönne ausgeführte Anordnung, welche den Behälter von dem Lagerring unabhängig macht, indem er an diesen mittels eines unbelasteten Kegels angehängt ist. Das Wandern des Ringes auf der Unterlage wird hier durch Gleiten in den Lagerschuhen L (Abb. 144a) und durch Kippen um seine Unterkante verhütet; doch ist dafür das Biegen und Zusammenarbeiten der abgeknickten Kegelbleche K in den Kauf zu nehmen. — Einige andere Anordnungen ähnlicher Art sind in der unten angegebenen Quelle¹⁴¹) dargestellt und besprochen.

Abb. 144.

Abb. 143.

./SO

Abb. 145.

350cbw.

kl

Abb. 144 a.

MÈÊÊÈÊSk

TA

JA Az X

Einen wesentlichen Fortschritt in der Ausbildung der Bodenform der Behälter erzielte Intze, indem er den Boden nach Abb. 145 aus Kugelabschnitt und Kegel so zusammensetzte, dafs ein Ausgleichen der wagerechten Seitenkräfte stattfindet und der Stützring somit nur senkrechte Kräfte auf seine Unterlage zu übertragen hat (D. R, P. Ko. 23187).

Was die in einem Kegelboden aufti’etenden Spannungen betrifft, so möge wieder das für den Kugelboden eingeschlagene Verfahren benutzt werden. Nach Abb. 146 wird

2 y Tz s sin a. — Q

140

) Deutsche Bauz. 1882, S. 412.

¹⁴¹) G. Barkhausen, Neuere Formen für Flüssigkeitsbehälter. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1900, S. 1594 u. 1681.

Abb. 146,

Abb. 147,

SCVSCC    y    * V

f G

-r --

si

x:

soûlot

•s

/f

'S

oder, da sina — ^ und Q = •; £(7*. — x) y²n + y² j ,

•~ï7

</(?>-} *)

28,

wenn h wieder die gröfste Wassertiefe bezeichnet. Die Ringspannung t ergibt sich aus

(h — x) s rit a.    y

t y y (h ~x)

29

Meridian- und Ringspannung sind also in der Spitze gleich Null und nehmen nach dem Auf

lager hin zu.

Diese "Werte gelten für den hängenden Kegelboden; wird dieser über das Auflager hinaus verlängert oder das Auflager weiter eingerückt, so entstehen an Stelle der Zugkräfte s Druckspannungen si (Abb. 147), deren Gröfse sich aus der Beziehung ermitteln läfst

2 y Tc Si sin a = Qi,

wenn Qi das Gewicht des in dem äufseren Behälterring befindlichen Wassers bezeichnet, si ist also gleichfalls von der Neigung der Kegelerzeugenden abhängig und man hat es durch deren Wahl, sowie durch Annahme von B (Abb. 145) in der Hand, H und Hi für jeden Durchmesser des Stützrings so zu bestimmen, dafs sie gleich grofs werden und sonach — abgesehen von dem Einflüsse des Wärmewechsels — ein spannungsfreier Zustand des Auflagers für die in Betracht kommenden Füllhöhen des Behälters eintritt. Auch kann man von einem bestimmten Winkel zwischen Kegel- und Kugelboden (beispielsweise von dem rechten, welcher die Herstellung des Ringes vereinfacht) ausgehen und ihm den Durchmesser des Auflagers anpassen.

Abb. 149.

Abb. 148.

Abb. 150.

te

\.

tu

fco’

Dafs der Durchmesser des Auflagers A B (Abb. 145) kleiner wird, wie der des Behälters E (?, sich aber in erheblichen Grenzen ändern läfst, ist ein weiterer Vorteil dieser Anordnung. Der spannungslose Zustand des Stützrings besteht auch dann noch fort, wenn man nach Abb. 148 den Gegenboden als Kegel ausführt oder nach Abb. 149 dessen mittleren Teil als hängende Kugelhaube herstellt. Dadurch vergröfsert sich der nutzbare Inhalt und es kann die Absteifung fortfallen, welche für gröfsere stützende Kugelhauben und die einer Druckspannung ausgesetzten Teile der Kegelböden erforderlich wird. Auch kann an Stelle des Kegels ein gekrümmter Bodenteil treten (Abb. 150), welcher

-0,75

Behälter dieser Art sind in den letzten zwanzig Jahren in grofser Zahl ausgeführt. Eine der zeitlich ersten Ausführungen ist der Hochbehälter zu Remscheid (Abb. 10, Taf. VII), dessen Boden nach Abb. 145 geformt ist. Der tragende Mauer-zvlinder hat in seinem oberen Teile nur einen äufseren Durchmesser von 3 m, während der Behälter einen solchen von 7,5 m aufweist; hierdurch wurde es möglich, das zum Tragen bestimmte Mauerwerk mit mäfsigen Kosten besonders sorgfältig herzustellen und ihm ein sicheres Fundament zu geben. Das von aufsen sichtbare Mauerwerk dient lediglich zur Ummantelung des Behälters, um welchen eine (in der Abbildung nicht angegebene) Treppe nach dem mit Holzzement abgedeckten Dache führt. — Eine ähnliche Anordnung des Bodens zeigt der 2100 cbm fassende Behälter in Lübeck; hier beträgt der untere Durchmesser des Kegelstumpfs 8 m, der des zylindrischen Teiles

19,5 m. — Der Behälter für Szegedin (Abb. 9, Taf. VII) zeigt einen kegelförmigen Gegenboden mit einem in der Mitte eingefügten Treppenzylinder, dessen Gewicht bei Berechnung der Spannungen im Gegenboden nicht unberücksichtigt bleiben darf. — Der Wasserturm für Diedenhofen (Abb. 6, Taf. VII) ist als Doppelbau in der Ausbildung eines Stadttores ausgeführt. Jede der beiden Abteilungen fafst 500 cbm und besteht aus einem Behälter mit hängendem Gegenboden nach Art der Abb. 149. Diese Anordnung ermöglicht es, dafs die eine Hälfte während der Reinigung der anderen an deren Stelle treten kann oder dafs sich zuerst die eine für das derzeitige Bedürfnis ausreichende Hälfte und erst später die zweite zur Ausführung bringen läfst. — Bei dem 2100 cbm fassenden Behälter der Stadt Mannheim (Abb. 8, Taf. VII) ist für den Boden die in Abb. 153 dargestellte Anordnung gewählt. Hier bildet der innere Teil des Bodens einen nach unten hängenden Kugelabschnitt, der äufsere einen kegelförmigen

21

die Verwendung rechtwinklig geformter Winkeleisen zum oberen Teile des Stützrings eher zuläfst, sobald nur der Bedingung genügt wird, dafs die wagerechten Seitenkräfte H und H₁ sich gegenseitig aufheben (was allerdings nicht immer vollständig bei jedem Füllungsgrade möglich ist), obere Mantel allmählich unter Vermeidung einer Eckverbindung in den unteren Teil übergeht und in Abb. 152 ist diese Verbindung rechtwinklig geformt und nach aufsen Verlegt, so dafs sie auch bei gefülltem Behälter zugänglich bleibt.

Abb. 151.

Abb. 151 zeigt eine Form, bei welcher zugleich der

Abb. 153.

jt-

0,5-

^E

o,.;

Abb. 152.

1 25mm.

ĘWI9mk

WÂ

E,

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

Gegenboden, so dafs die wagerechten Spannungen im AuHagerring aufgehoben werden; gleichzeitig ist für möglichste Zugänglichkeit aller Teile Sorge getragen.¹⁴²)

Mit den Yorzügen der sogenannten „Intzebeliälter“ müssen einige Unbequemlichkeiten in den Kauf genommen werden, von welchen hier das Biegen der verschiedenartig gestalteten Bodenbleche, die immerhin nicht einfache Herstellung des Stützringes und das Auftreten von Druckspannungen in einzelnen Teilen des Bodens erwähnt werden mögen. Abb. 154 zeigt eine vergleichsweise häufig vorkommende Ringform; diejenige des Behälters in Abb. 155 ist einfacher, obwohl das Biegen des U-förmigen Eisens und das Yerstemmen der Riete in der Rahe des Mauerwerks noch immer schwierig bleibt. Bei Abb. 156 fällt der Knick über dem Auflagerring fort, auch ist der Boden leichter herzustellen; dagegen ist der Ring nicht mehr druckfrei, er wird deshalb etwas schwerfällig und ist auch unbequem auszuführen.

Abb. 156.

Abb. 155.

Abb. 154.

-//

JL

JL

Eine einfachere Herstellungsart des Bodens läfst sich jedoch erreichen und zugleich die Ringbildung vermeiden, wenn man den Boden als Halbkugel formt und diese hängend an dem Zylindermantel des Behälters befestigt. Diese Anordnung setzt voraus, dafs der Mantel seinerseits das Gesamtgewicht auf eine Unterlage überträgt ; dazu ist er aber ganz geeignet, weil er sich durch Absteifungen über den Stützen, sowie durch das Anbringen oberer und unterer Gurtungen leicht als Träger ausgestalten läfst. Die sich auf diese Weise ergebende Anordnung ist zuerst von Barkhausen angegeben (D. R. B. Ko. 107 890) und nach Art der Abb. 12au-b, Taf. YII mehrfach zur Ausführung gelangt.

Abb. 157.

* R 7i~ i

Ein weiterer Yorteil dieser Herstellungsweise besteht darin, dafs das Auftreten von Druckspannungen in irgend einem Teile des Behälters vermieden werden kann, sobald ein bestimmtes Yerhältnis der Zylinderhöhe zu dem Bodenhalbmesser innegehalten wird. Dies ist aber, wie aus den Gleichungen 24 und 27 hervorgeht, möglich, sobald man (nach Gl. 27) dafür

^    5

sorgt, dafs h > ^ R ist, denn der nach Gl. 24 erforderlichen JR

Bedingung, dafs h 7> . , wird stets Genüge geleistet. Es mufs demnach der Zylinder-^ . 2

förmige Teil mindestens eine Höhe hx = R haben (Abb. 157), d. h. es darf der

2 ^

Inhalt des Zvlinders nicht unter R³ iz oder unter den Fassungsraum des halbkugel-

. 2

förmigen Bodens herabgehen, da dieser ebenfalls = “ R³ 7i ist. Bezeichnet man den Inhalt des Behälters mit J, so mufs demnach

J₂ und R = 0,62 v J

ł*—

142

) Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1891, S. 599 u. f. — Zeitschr. f. Bauw. 1892,’ S. 141. — Eine Besprechung der Wettbewerbspläne für diese bemerkenswerte Anlage — jedoch mehr in Bezug auf die Ausbildung des Gebäudes — gibt Stubben im Wochenbl. f. Bauk. 1886, S. 16.

sein. Bei diesen Abmessungen entstehen nur bei teilweiser Füllung des Behälters im Oberteile des Halbkugelbodens Druckspannungen ; doch halten sich diese in mäfsigen Grenzen, da bei niedrigen Wasserständen die Gesamtbeanspruchung des Bodens sinkt. Auch übertreffen dann die Zugspannungen s die negativen Werte von t erheblich und

wirken dadurch ihrer Neigung zur Knickwirkung entgegen.

Das Auf hängen des Behälters erfolgt durch Befestigung des Zylindermantels an Einzelstützen (deren Zahl in Abb. 12au-b, Taf. YII zwanzig beträgt), welche auf dem Mauerwerk aufgestellt sind. Das den Rand des Zylinders umfassende und ohnedies nötige Winkeleisen dient als obere und das Eisenzeug des Umgangs als untere Gurtung, deren Stärke stets ausreichend grofs ist. Wie die genannte Abbildung, welche der Ausführungsart verschiedener Behälter von 100 bis 350 cbm Inhalt entspricht, erkennen läfst, sind sonstige ringförmige Aussteifungen nicht vorhanden.

Die sich rechnungsmäfsig ergebende Wandstärke ist nur gering. Beispielsweise

5

erhält man für einen Behälter nach Abb. 157 von 5 m Halbmesser, wo hl— ' . 5 — 8,33 m ist (entsprechend J = 520 cbm bei voller Füllung) nach Gl. 23 und 26 als stärkste Bodenspannung

1000.5.8,33

= 20800 kg/m

oder 208 kg/cm. Bei 800 kg zulässiger Blechspannung und 75% Nutzwirkung der Nietverbindungen würde also eine Blechstärke von

= 0,35 cm

208

800.0,75

genügen, die jedoch der Rostbildung wegen auf mindestens 6 mm zu erhöhen ist. Die Wandstärken der nach Abb. 12

hergestellten Behälter liegen zwischen 6 und 8 mm; dafür, dafs die Dicke der Bodenteile gröfser genommen wird, wie die des oberen Zylinders, spricht neben der stärkeren Inanspruchnahme auch, dafs sie dem Rosten mehr ausgesetzt sind.

Für die Anordnung der tragenden Mauern eines Hochbehälters ist nicht selten der Umstand mafsgebend, dafs die Räume unterhalb des Behälters zum Auf stellen der Maschinen, sowie zu Wohnungs- oder Lagerzwecken benutzt werden sollen. Die den Behälter umgebende Wand, welche bei den Intzebehältern mehr oder weniger gegen die stützenden Mauern vorspringt, braucht nur so stark zu sein, dafs sie das Gewicht des Daches aufzunehmen vermag¹⁴³) (wenn sie nicht, wie in Abb. 10, Taf. YII und mehreren anderen Fällen für sich zur Erde geführt ist); sie kann deshalb aus Fachwerk von Holz oder Eisen hergestellt werden, dessen Füllung aus Wandungen von mäfsiger Stärke und schlechtem Wärmeleitungsvermögen, z. B. Rabitzwänden, Zementdielen oder Moniertafeln mit dazwischen liegender Luftschicht besteht. Bei Yersorgung mit Flufswasser bildet sich in kalten Wintern (namentlich nachts) leicht eine Eisdecke, wenn nicht für Heizung Sorge getragen ist; diese gestaltet sich vergleichsweise einfach, sobald der Abdampf der Pumpmaschinen dazu verwendet wird. Wird Grundwasser aufgespeichert, so mufs für Auffangen und Ableiten des bei warmer Aufsenluft abtropfenden Schwitz-wassers Sorge getragen werden.

Es ist nicht notwendig, dafs die Behälter auf gemauerten Wänden ruhen, vielmehr können diese auch durchs eiserne Standgerüste ersetzt werden, die dann entweder

a u. b

14S) Bei dem oben erwähnten Behälter für Lübeck, der ähnlich ausgeführt ist, wie der für Remscheid, •dessen oberer Durchmesser jedoch 19,5 m beträgt, stehen auf dem Ring zwischen Kegel und Kugelabschnitt zugleich Stützen, welche den Dachträgern als Auflager dienen.

21*

frei bleiben, oder in den Zwischenfeldern mit Mauerwerk ausgefüllt oder von einer gemauerten Wand umschlossen sind. Dient das Wasser zu Yersorgungszwecken, so hat das Gerüst zugleich die Bedachung und die Ummantelung des Behälters mit zu tragen. In Abb. 7a_c, Taf. YII ist ein solches Standgerüst dargestellt, welches einen für die Zeche „Minister Stein“ dienenden, nicht mit Dach versehenen⁵) Hochbehälter trägt. Der Grundrifs des Gerüstes ist quadratisch; zwischen den vier Stielen sind im oberen Geschosse noch 4 Stützpunkte zweiter Ordnung geschaffen. Im ganzen nehmen also 8 Stützpunkte die Last des Behälters und seines Wasserinhaltes auf, welche durch an der Aufsenwand befestigte U-Eisen (Abb. 7C, Schnitt A—B) übertragen wird, während in Abb. 12 zu diesem Zwecke Winkeleisen benutzt sind. Zwischen den Stützpunkten dient die in der oben beschriebenen Weise durch Gurtungen verstärkte Zylinderwand als Träger. Die Zugänglichkeit zu dem oberen Umgang wird durch eine Leiter vermittelt; auch ist unter dem Behälter eine Bühne angebracht, von der aus eine Untersuchung u. s. w. der Aufsenseite des unteren Behälterkörpers vorgenommen wrerden kann.

Abb. 158.

Da der Grundrifs des Gerüstes gröfser ist, wie der des Behälters, so genügt selbst für gröfsere Höhen eine senkrechte Führung der Stiele.⁶)

R;/

An Stelle des Halbkreises kann auch eine andere Körperform für den tragenden Teil des Behälters treten, beispielsweise diejenige der Abb. 158, welche infolge ihrer geringeren Gesamthöhe zur Yerminderung der Hebungsarbeit beiträgt, jedoch in der Herstellungsart des Bodens unbequemer ist.

Eine verschiedentlich ausgeführte, mehr für gewerbliche Zwecke geeignete neuere Behälterform⁷) ist in Abb. 11, Taf. YII dargestellt; sie bedarf ebenfalls keiner Spannringe und es treten in ihr fast ausschliefslich Zugspannungen auf. Den eigentlichen Fassungskörper bildet hier eine beiderseits an liegende I-förmige Längsträger genietete Blechmulde; die Träger sind durch die Steifen b gegenseitig abgesteift, die seitlichen Abschlüsse bestehen aus lotrechten, etwas ausgebeulten Blechen. Wird der Behälter in dieser Form über Kesselhäusern u. s. w. ausgeführt, so ersetzt er zugleich deren Decke ; als Schutz gegen Verunreinigung des Wassers durch Rufs und Staub kann ein Wellblechbogendach dienen, wmlches sich auf die Längsträger bei c stützt und zugleich die Steifen b entlastet, die dann leichter hergestellt werden können.

Eiserne Behälter sind zum Schutze gegen Rost mit einem Anstrich zu versehen, der erst nach sorgfältiger Reinigung der Oberfläche aufgebracht werden darf. Er besteht zweckmäfsig aus einer Mennigegrundierung und einem Deckanstrich aus 8 Teilen Steinkohlenteer, 2 Teilen gebranntem Kalk und 1 Teil Terpentin oder Erdöl.

Yon der Teilung eines eisernen Behälters in zwei Teile oder von der Aufstellung mehrerer Behälter sieht man bei Wasserversorgungsanlagen der Kosten wegen gewöhnlich ab und sucht sich während der Reinigung oder Erneuerung des Anstrichs durch entsprechende Regelung des Maschinenbetriebes oder des Zuflusses zu helfen. Das Vorhandensein eines bestimmten Wasservorrats zu jeder Zeit des Betriebes ist jedoch ein nicht zu unterschätzender Vorteil und um so mehr erwünscht, je häufiger die Beschaffenheit des Wassers eine Reinigung des Behälters erforderlich macht.

Auch besondere Einrichtungen zur Beförderung des Wasserumlaufs pflegen bei eisernen Behältern nicht getroffen zu werden. In der Regel handelt es sich zwar um weniger grofse und deshalb häufiger erneuerte Wassermengen, als bei den gemauerten Behältern, immerhin empfiehlt es sich, diesen Punkt nicht ganz unbeachtet zu lassen und z. B. Ein- und Ablaufstelle möglichst entfernt voneinander anzulegen. Bezüglich der Einrichtung der Zu- und Ableitungsvorrichtungen ist auf Kap. II, § 6 zu verweisen.

geteilt ;

gröfseren Eisenmassen der Anlage, sowie mit der Abflufsleitung zu verbinden.

Die Ansichten über die Kofwendigkeit von Blitzableitern bei Wassertürmen sind am sichersten dürfte es sein, solche anzubringen und sie zugleich mit den

Ferner werde noch auf die schon in Kap. II kurz berührten, in Kordamerika vielfach üblichen Behälter in Rohrform hingewiesen, welche in der Mitte zwischen Standrohren und eigentlichen Behältern stehen; die Standfestigkeit derartiger Anlagen ist oft nur gering und ihre Wandstärke ungenügend, so dafs es schon wiederholt zu Un-fallen gekommen ist.¹⁴¹)

Endlich sei auch an dieser Stelle noch kurz der schon in § 17 erwähnten Bauweise in Eisenbeton gedacht, da diese bei den über der Erde stehenden Behältern ebenfalls Verwendung gefunden hat. Sie sind bereits mehrfach zur Ausführung gelangt, ohne dafs Klagen über mangelnde Dichtigkeit bekannt geworden wären. Beispielsweise befindet sich ein Behälter dieser Art von 7,2 m Durchmesser und 220 cbm Inhalt in Sayda (Erzgebirge), dessen Boden als Flachkuppel hergestellt ist. Er besitzt eine lichtabschliefsende Abdeckung in Form einer Flachkuppel; die Zugänglichkeit wird durch eine in der Abdeckung liegende Einsteigeöffnung vermittelt. — In La Madeleine (bei Lille) dienen 2 Hochbehälter von je 11,8 m Durchmesser und 500 cbm Inhalt zur Aufspeicherung des Leitungswassers für die etwa 12000 Einwohner zählende Stadt. Ebenso war der Hochbehälter der Pariser Ausstellung von 1900 aus Eisenbeton hergestellt.

§ 19. Kosten der Behälteraiilagen. Einen Anhalt über die Kosten von Betonbehältern gibt folgende kleine Zusammenstellung, in welche auch einige Angaben über die Unterbauten von Gasbehältern aufgenommen sind, da ihre Herstellung derjenigen der Behälter für Versorgungszwecke sehr ähnlich ist. Es kosteten

Bezeichnung der Behälter

Inhalt

[Kosten für 1 cbm Inhalt

cbm

M.

Reinwasserbehälter für Nürnberg......

„ Wiesbaden......

„ Chemnitz......- .

„ Minden .......

Gasbehälter für Nürnberg, zylindrisch, oben offen .

„ Wiesbaden.........

„ Chemnitz

8 148 4 275 4 012

r)

900

10 357

7    996

8    842

o O    GO^

-rtT of    CO*    GO    W    l>    H

Ol tH    rH    tH    tH    t—I

ZO O Z£> GO

¹⁴⁷) Engineering news 1888, II. S. 272. Der 1885 geborstene standrohrartige Behälter für Lexington z. B. hatte 46 m Höhe, 6,7 m Durchmesser und 12,7 mm Wandstärke; die Beanspruchung der unteren Schichten betrug deshalb bei gefülltem Behälter etwa 1200 kg f. d. qcm;, dieser stand auf einem 15,5 m hohen Unterbau von sechs gufseisernen Säulen. — Über einen 30 m tiefen Behälter von 9 m Durchmesser, aufsen mit Wendeltreppe, siehe Engineering news 1892, I. S. 346.

Die Abweichungen erklären sich durch örtliche Verhältnisse, insbesondere durch die verschiedenen Preise der Rohstoffe (Steinschlag, Kies und Sand). Die Ausführung in Mauerwerk wird sich in den meisten Fällen etwas teurer stellen, als diejenige in Beton.

Die Kosten eiserner Hochbehälter schwanken erheblich je nach ihrer Höhe über dem Erdboden, nach ihrer Anordnung und äufseren Ausstattung, sowie nach der Beschaffenheit des Untergrundes und auch nach dem inneren Ausbau. Den Angaben von Forchheimer¹⁴⁸) sind die Zahlen der unten stehenden Zusammenstellung entnommen.

Oberkante des Daches), welcher vier zylindrische Behälter mit

zur

Die Gesamtkosten des neuen Wasserturms in Mannheim (für 2000 cbm) stellen sich nach der Angabe von Smrek er¹⁴⁹) auf 449 200 M., also auf 224,6 M. f. d. cbm; das Auflager liegt hier 15,5 m hoch und die Ausstattung des Gebäudes ist eine besonders reiche. — Die Ausgaben für den Wasserturm des Strafsburger Hauptbahnhofs von 21 m Gesamthöhe (bis

freihängenden, nach einem Kugelabschnitt hergestellten Böden von zusammen 424 cbm Inhalt besitzt, beliefen sich auf 97 000 M., demnach auf 218 M. f. d. cbm; auch liier ist auf gute Durchbildung des xiufseren besonderer Wert gelegt; die Fundamente mufsten hier in 4 m Tiefe ausgeführt werden. — Der neue Wasserturm für Worms mit 21,2 m über dem Boden liegendem Auflager ist als Zylinder von 12,25 m Durchmesser mit freihängendem Kugelboden hergestellt; er fafst etwa 1000 cbm und kostet 211619 M.¹⁸⁰)

Kosten eiserner Hochbehälter.

Bezeichnung der Behälter

Inhalt

Höhe des Auflagers über dem Boden

Kosten für 1 cbm Inhalt

cbm

M.

„ Bremerhaven............

584

600

1200

2000

400

7>

fl

fl

27

85

31

11

20

11

110

125

90

95

500

550

660

25

40

18,5

80

109

75

14S) Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1884, S. 716. ¹⁴⁹) Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1891, S. 599. ¹⁵°) Zentralbl. d. Bauverw. 1892, S. 1.

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Forchheimer, Die Berechnung ebener und gekrümmter Behälterböden. Zeitschr. f. Bauw. 1894. Auch als Sonderdruck erschienen.

Wasserturm in Loredo (Texas). Eng. news 1894, I. S. 206.

R. Bergfeld, Der Wasserturm der Berliner Gewerbeausstellung 1896. Zeitschr. d. Yer. deutscher Ing. 1896, S. 505. Wasserbehälter für 500 cbm auf hohem Eisengerüste aus Stahlblech. Eng. record 1897, I. S. 273.

August Klönne-Dortmund, 1898, „Hochbehälter und Hohlkörper“, mit Nachtrag vom Jahre 1899. Zusammenstellung ausgeführter und geplanter Anlagen und der von der Firma erworbenen Patente.

Thometzeck, Der neue Hochbehälter des Wasserwerkes für die Städte Mülheim a. Rh., Deutz-Kalk. Zeitschr.

d. Yer. deutscher Ing. 1899, S. 98.

Der Turm des Wasserwerks in Thorn. Deutsche Bauz. 1899, S. 50.

Der Turm des Wasserwerks in Kiel. Deutsche Bauz. 1899, S. 68.

G. Barkhausen, Neuere Formen für Flüssigkeitsbehälter. Zeitschr. d. Yer. deutscher Ing. 1900, S. 1594 u. 1681. Angaben über die Behälterbauten französischer Wasserwerke finden sich auch in Debauve, Distributions d’eau. Paris 1897, Bd. II, Kap. XVIII und im Annuaire statistique et descriptif des distributions d’eau de France u. s. w. von Imbeaux, Hoc, van Lint und Peter. Paris 1903.

Behälter aus Eisenbeton sind u. a. beschrieben in Paul Christophe, Le béton armé et ses applications. II. § 9, S. 355 u. f. (Eine deutsche Übersetzung dieses Buches wird der Zeitschrift „Zement und Beton“ beigegeben.)

¹

eispielsweise ist dies geschehen hei der Ufermauer des Freihafens zu Bremen. Deutsche Bauz.

1888, S. 123.

²

ie Ausdehnung von Ziegelmauerwerk für 1° Celsius beträgt etwa ¹/i9oooo—¹/i2oooo, diejenige von Zementmörtel ¹/100000—'/ 70000.

³

) Jöurn. f. Gasbel. u. Wasservers. 1891, S. 249.

⁴

ereinzelt sind auch zylindrische Behälter aus Gufseisen hergestellt, so in Altona (Rombergs Zeitschr. f. prakt. Baukunst 1866, S. 21); Kümmel, Das Wasserwerk der Stadt Altona; ferner in Lübeck (Zeitschr. f. Bauw. 1870, S. 298). Anderseits finden sich auch rechteckige Behälter aus Schmiedeisen, so in Breslau (2 Abteilungen von je 6,28 m Höhe und 2100 cbm Inhalt), sowie in Bremen (Länge 22,2, Breite 9,2, Höhe 3,4 m). Zeitschr. f. Bauw. 1876, S. 343.

⁵

)    Zeichnung eines bedachten Behälters auf Standgerüst (2000 cbm Inhalt) findet sich in der unter Fufsnote 141 genannten Abhandlung von Barkhausen, der auch Abb. 7 u. 12 der ïaf. VII entnommen sind.

⁶

)    Über die Berechnung der Standgerüste eiserner Hochbehälter vergl. Foerst er a. a. 0. Daselbst ist auch (S. 461) ein Standgerüst für einen Intzebehälter mitgeteilt.

⁷

)    D. R. P. 91 776.

IV. Kapitel.

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Nach der von F. Linclce, Geheimer Baurat und Professor an der Technischen Hochschule in Darmstadt bearbeiteten 3. Auflage ergänzt von

Cjt. Oe st eit,

Ziviling-enieur in Berlin.

(Mit 16 Textabbildungen.)

Die Tätigkeit der Betriebsleitung eines Wasserwerks ist in erster Linie eine beobachtende, die durch Untersuchungen, Messungen und Versuche ergänzt wird. Ihre Darstellung schliefst sich zweckmäfsig an die im III. Kapitel gegebene Einteilung an, erstreckt sich also auf die Anlagen zur Gewinnung, Förderung, Reinigung, Aufspeicherung und Verteilung des Wassers.

§ 1. Betrieb der Gewinnungsanlagen. Handelt es sich um die Versorgung mit Quellwasser, so sind die Fassungen der Quellen in regelmäfsigen Zwischenräumen von dem Quellenwärter nachzusehen. Der in der Quellkammer (Brunnenstube) etwa abgelagerte Sand ist zu entfernen, gleichzeitig die Spiegelhöhe über der Sohle des Ab-fiufsrohres zu beobachten und die Wasserwärme zu messen. Bei nicht zu ausgedehnten Anlagen hat der Quellenwärter auch die Strecken der Zuleitung regelmäfsig zu begehen, die Beobachtungen über Wasserdruck und Wasserwärme an geeigneten Stellen (hauptsächlich an den höchsten und tiefsten Punkten der Leitung, wo sich Luftsammler und Schlammkästen in zugänglichen Schächten befinden) zu messen und in die Tageslisten einzutragen. Ferner hat er die Entlüftungen und Spülungen vorzunehmen und etwaige Unregelmäfsigkeiten sofort dem Betriebsamt zu melden (möglichst durch Fernsprecher). Die zu Ausbesserungen erforderlichen Frsatzstücke und Werkzeuge sind stets bereit zu halten, damit die zur Abwendung ernstlicher Betriebsstörungen erforderlichen Schritte schnell ein geleitet werden können. Durch derartige Vorkehrungen ist zum Beispiel bei der Zuleitung der Frankfurter Quell Wasserversorgung das Einsetzen eines neuen Rohres innerhalb acht Stunden möglich. Während dieser Zeit hilft der Hochbehälter aus, so dafs ein Rohrbruch keine Unterbrechung der Wasserabgabe bedingt. Das Absperren der Zuleitung mufs um so langsamer erfolgen, je länger die Strecke bis zur Stelle des Abschlusses ist, damit die bedeutende lebendige Kraft des zufliefsenden Wassers durch Drosselung mit geringer Drucksteigerung allmählich aufgezehrt und ein Zersprengen der Rohrleitung vermieden wird. Für lange Zuleitungen sind zu diesem Zwecke selbsttätige Ventile (Armstrongventile, siehe Kap. V) zu empfehlen.

Alle yorkommenden Schäden sind nach Ort, Art und Umfang in das Tagebuch einzutragen; ebenso die mit ihnen in Zusammenhang stehenden Umstände, damit die Ursachen ausfindig gemacht werden können.

Trotz der Druckbeobachtungen (welche gewöhnlich mittels der nicht sehr genauen Federmanometer erfolgen) können ziemlich bedeutende Wasserverluste an nicht sichtbaren undichten Stellen stattfinden, weshalb von Zeit zu Zeit Wassermessungen am Anfang und am Ende der Leitung vorgenommen werden sollten. Hierzu eignen sich Überfälle in der Quellenkammer, Beobachtungen am Hochbehälter, in die Hauptleitung eingeschaltete AVnturi-Wassermesser (Abb. 11) oder auch Messungen mit offenen Rohren, wie solche z. B. an der Danziger Zuleitung von Lampe eingerichtet wurden.¹)

Die Gewinnung von Grundwasser durch Brunnen bedingt die regelmäfsige Beobachtung der Spiegelabsenkungen während des Betriebes. Erfahren diese durch Anwachsen des Wasserverbrauches eine stetige Zunahme, so ist rechtzeitig auf Erweiterung der Anlage oder auf Vergröfserung der Filterfläche der vorhandenen Brunnen Bedacht zu nehmen. Eine bei gleichbleibender Wasserentnahme sich einstellende allmähliche Senkung des Grundwasserspiegels kann ihre Ursache sowohl in der beginnenden Erschöpfung des aufgeschlossenen Grundwasserbeckens, als — was nicht selten der Fall ist — in der verminderten Durchlafsfähigkeit der Filterfläche haben. Diese wird manchmal hervorgerufen durch Eisen- oder Kalkniederschläge, welche sich durch Hinzutritt von Sauerstoff oder durch Entweichen von Kohlensäure aus dem Wasser bilden und die Durchgangsfläche des Filters verengen. Ist der Filterkorb beweglich (Abb. 63 u. 67, Kap. III) so läfst sich seine Reinigung oder Erneuerung leicht bewirken. Sonst ist Ausbürsten und kräftiges Durchspülen unter Druck oft von Erfolg, oder es mufs ein Herausziehen des Filterrohres aus der Erde und späteres Wiederversenken vorgenommen werden.

Die zeitweise Untersuchung der Dichtheit der Saugerohrleitung des Brunnens durch Messung der Luftleere und die Abstellung etwa gefundener Mängel ist wie bei jedem Pumpwerk unerläfslich. Bei Heberrohrleitungen sind die Entlüftungseinrichtungen stetig zu beaufsichtigen.

Bei der Wassergewinnung aus oberirdischen Wasserläufen und Wasserbecken mufs sich die Betriebstätigkeit meistens darauf beschränken, die Einlafsstelle vor Beschädigung und Verunreinigung zu schützen und für rechtzeitige Reinigung der etwa vorhandenen Rechen und Siebe Sorge zu tragen.

Der Betrieb von Talsperren erfordert die stete Beaufsichtigung des Sammelgebietes und die möglichste Fernhaltung seiner Verunreinigung.

Dafs Sandfilter, — gleichviel, ob sie offen oder überdeckt sind — einer sorgfältigen und ununterbrochenen Überwachung ihres Betriebes bedürfen, ist schon in § 9 des vorigen Kapitels hervorgehoben. Vor allen Dingen sind Zu- und Ablauf zu beobachten, damit die Filtriergeschwindigkeit das vorgeschriebene Mafs nicht übersteige. Da die Betriebsdauer je nach Beschaffenheit des Rohwassers in weiten Grenzen schwankt (z. B. in Berlin zwischen 150 und 5, in Hamburg zwischen 90 und 10 Tagen) und im Sommer bei plötzlich auftretender Algenbildung ein schnelles Verstopfen der Filterfläche eintreten kann, ist dafür zu sorgen, dafs stets genügende Filterfläche zur Aushilfe bereit ist. Ferner ist darauf zu halten, dafs stets genügender Vorrat an reinem Sande vorhanden ist, um jederzeit das Auffüllen eines Filters vornehmen zu können, wenn dessen Sandschicht sich bis auf das zulässige Mindestmafs vermindert hat.

ł) Siehe Civilingenieur 1873, S. 1 u. 83. (Messungen von Druck und Geschwindigkeit an der Danziger Wasserleitung). Man vergl. auch Abb. 31, S. 127.

' Über die Gröfse der in Benutzung befindlichen Filterfläche, die Filtriergeschwindigkeit, die Betriebsdauer eines Filters zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Reinigungen, über Wasser- und Luftwärme, sowie über besondere Betriebsvorgänge während der Filterung' sind fortlaufende Aufzeichnungen zu machen, ebenso über die bakteriologischen Untersuchungen, welche nach den S. 269 mitgeteilten „Grundsätzen“ vorzunehmen sind. In gröfseren Zeiträumen sind chemische Untersuchungen des Roh- und des Reinwassers auszuführen und zu verzeichnen, um etwaige Veränderungen in seiner Zusammensetzung feststellen zu können.

Bei der Reinigung von Grundwasser kommt in erster Linie dessen Enteisenung in Frage. Wird die Lüftung durch Brausen bewirkt, so ist darauf zu achten, dafs die Brausenlöcher sich durch sonstige Unreinigkeiten im Wasser nicht verstopfen. Bei Anwendung von Rieselern aus Koks, Steinen oder anderen Stoffen dürfen die Ansammlungen von Eisenschlamm in den kleineren Hohlräumen nicht zu grofs werden, weil sonst das Wasser nur noch in gröfseren geschlossenen Adern den Rieseler durch-fliefst und die zur vollkommenen Sauerstoffaufnahme erforderliche feine Zerteilung des Wassers verloren geht. Die Rieseler müssen daher zeitweise mit starker Wasserströmung ausgespült und sobald dies sich nicht mehr als genügend wirksam erweist, ausgetragen und ausgewaschen werden.

^ Erfolgt die Filterung des gelüfteten Wassers durch Sandfilter, so werden diese auf die in Kap. III (§ 9) beschriebene Weise gereinigt. Bei Benutzung von Kiesfiltern mit geringer Schüttungshöhe geschieht das Reinigen durch Rückspülung unter gleichzeitigem Durchrechen der Kieskörner, bei dem Kröhnke-Filter unter Drehung der Filtertrommel.

Die Kiesfilter bedürfen einer grofsen Gleichmäfsigkeit der Körnung, weil dadurch die Schlammablagerung über die Oberfläche gleichmäfsig verteilt und die Reinigung durch Rückspülung erleichtert wird. Wenn möglich, findet diese mit gereinigtem Wasser statt. Die Filtriergeschwindigkeit bei Enteisenungs-Kiesfiltern kann auf das lOfache der bei Sandfiltern für Oberflächenwasser üblichen und unter Umständen selbst noch mehr gesteigert werden.

empfiehlt

Die zeitweise bakteriologische und chemische Untersuchung des natürlichen und des gereinigten Grundwassers — auch wo es als Quelle zu Tage tritt sich da, wo die Möglichkeit des Zutritts von verunreinigtem Oberflächenwasser in die Grundwasser- oder Quellfassung nicht vollkommen ausgeschlossen ist, ebenso regelmäfsige Messung der AVasserwärme. Über die Beschaffenheit des AVassers, die Gröfse der benutzten Filterfläche, die Filtriergeschwindigkeit, die Betriebsdauer der Filter sind in gleicher AVeise regelmäfsige Aufzeichnungen zu machen, wie bei der Reinigung von Oberflächenwasser durch Sandfilter.

Der Betrieb bei Anwendung von Ozon zur Reinigung des AV assers erfordert die Erhaltung des zugeführten elektrischen Stromes in der erforderlichen Stärke und Spannung, sowie eine ununterbrochene Luftzuführung. Bei dem Ausbleiben des einen oder der anderen mufs eine Sperrung des AVasserzuflusses vorgenommen werden, sofern diese nicht selbsttätig eintreten sollte.

§ 2. Betrieb (1er Pumpwerke. Ein vollständiger Einblick in den Betrieb eines Pumpwerkes wird durch Tagesberichte erlangt, welche über Folgendes Auf-schlufs zu geben haben :

Hubzahl der Pumpen. Sie wird durch selbständige Hubzähler (meistens Schaltwerke) ermittelt: aus ihr können die täglich geförderten Wassermengen berechnet

und nach Abb. 3 u. 4, S. 19 zusammengestellt werden. Auch ergibt sich aus der Anzahl der stündlichen Pumpenhübe und der zugleich beobachteten Hebung oder Senkung des Behälterspiegels die Ziffer des stündlichen Yerbrauchs.

Luftleere im Saügerohr der Pumpe. Zu ihrer Messung dienen Quecksilberoder Federmanometer, mitunter auch beide, indem man jenes zu zeitweisen Probemessungen benutzt. — Den Wasserspiegel im Saugeschacht liest man entweder an einem daselbst angebrachten Pegel ab oder überträgt ihn an einen bequemer gelegenen Ort. — Die Ermittelung des Wasserdrucks vor der Pumpe oder im Druckwindkessel erfolgt durch Federmanometer, deren Angaben durch Schreibzeug und Uhrwerk — ebenso wie die Wasserstände im Saugeschacht — fortlaufend aufgezeichnet werden können.

Speisewasserverbrauch. Zu seiner Feststellung dient entweder ein geeichter Behälter oder es wird ein Wassermesser in das Speiserohr eingeschaltet; hierzu eignet sich zweckmäfsig ein Kolbenwassermesser (vergl. § 5). Bei genaueren Messungen sind auch die Wasserstände im Kessel zu Anfang und zu Ende des Tagesbetriebs, sowie die Wärmegrade des Speisewassers zu berücksichtigen.

Dampfdruck im Kessel, ferner Dampfdruck im Schieberkasten der Dampfmaschine werden gleichfalls durch Druckmesser beobachtet.

Gewicht des verbrauchten Brennstoffes. Aus ihm berechnet sich der Kohlenverbrauch für 1 cbm des gehobenen Wassers. Die regelmäfsige Ermittelung und zugleich die möglichste Einschränkung des Kohlenverbrauchs bilden einen wichtigen Teil des Betriebs der Dampfhebewerke. Yergleichende Zahlenwerte dieser Art und Yersuchsergebnisse finden sich namentlich in den Beschreibungen ausgeführter Wasserwerke und in den Jahresberichten des Journ. f. Gasbeleuchtung und Wasserversorgung, sowie in der Literatur über Pumpwerke (S. 159, 302—304). Es empfiehlt sich ferner, die Beschaffenheit der Kohlen durch Abwiegen der Aschenrückstände sowie durch Feststellung des von Regen oder sonstigen Benetzungen herrührenden Wassergehaltes fortgesetzt zu prüfen.

Sieht man von der vollständigen Eintragung der vorgenannten Ermittelungen aus bestimmten Gründen ab, so sollten die Tagesberichte doch mindestens über folgende Punkte Aufschlufs geben:

1.    Tägliche Arbeitszeit jeder einzelnen Maschine.

2.    Anzahl der Hübe oder Umdrehungen.

3.    Geförderte Wassermenge.

4.    Yerbrauchsmenge an Brennstoff.

5.    Dampfspannung im Kessel und im Schieberkasten der Dampfmaschine.

6.    Wasserdruck im Druckwindkessel.

In regelmäfsigen Zwischenräumen sind Indikator versuche an den Dampfmaschinen und den Pumpen¹) vorzunehmen, um die Wirksamkeit der Steuerungen und der Pumpenventile zu prüfen; die Yerdampfung für 1 kg Kohle unter Berücksichtigung ihres Heizwertes und Aschengehaltes ist festzustellen; ferner der Kohlenverbrauch für eine bestimmte Leistung der Dampfmaschine und der Pumpen.

Die AVasserlieferung eines Hubes läist sich leicht ermitteln, indem man den Hochbehälter als Eichgefäfs benutzt und die Anzahl der Hübe der Pumpe zählt, die für eine bestimmte Erhebung des Spiegels erforderlich sind.

£ se>.

Bezeichnet Qs die sekundliche Wasserlieferung der Pumpmaschine in cbm und a die angezeigte Förderhöhe in Atmosphären, so berechnet sich die Pumparbeit in Pferdestärken (in sogenannten AVasserpf erdestärken) zu

10 000 ~

75    « Qo

sofern eine Atmosphäre gleich 10 m Wasserdruck gesetzt wird.

Die angezeigte Förderhöhe ist

1h -f“ î)s + hd + fyd

« = ^-Id-^

wenn hB die Saugehöhe, hA die Druckhöhe, also h — hs -f- hd die wirkliche Förderhöhe, d. h. den Abstand zwischen dem Wasserspiegel im Hochbehälter und demjenigen im Saugebecken der Pumpe bedeutet, ferner die Widerstandshöhe (Druckhöhenverlust) in der Saugeleitung, fyd diejenige in der Druckleitung nach dem Hochbehälter, sämtlich in Meter.

c/yD

Die Widerstandshöhe t)s ergibt sich mittels des Luftleeremessers als Unterschied der Wassersäule, welche der mittleren Luftleere im Saugerohr an der Pumpe während des Ganges entspricht und der von derselben Stelle bis zum Saugewasserspiegel hinab gemessenen Wassersäule. Anderseits gibt der in der Druckleitung vor dem Windkessel angebrachte Druckmesser die wirkliche Druckhöhe hd -f- t)d in Atmosphären an.

Die AViderstände der Bewegung des Wassers durch die Pumpe selbst stehen hierbei aufser Rechnung; über sie geben Pumpendiagramme Aufschlufs. Der gesamte AVirkungsgrad 7]e der Pumpmaschine entspricht dem Verhältnis des stündlichen Dampf-Verbrauchs (G{ kg) für jede angezeigte Pferdestärke zum stündlichen Dampf verbrauch (Ge kg) für jede AVasserpf erdestärke, d. h. es ist

Gi

^ Ge '

Beispielsweise wurde bei Erweiterung des Pumpwerkes der Darmstädter AVasserleitung der höchste zulässige stündliche Dampf verbrauch für jede Pferdestärke Gi zu 7,6 kg und für jede Wasserpferdestärke Ge zu 10 kg durch Vertrag mit der ausführenden Maschinenfabrik festgestellt. Dies bedeutet also einen AVirkungsgrad von 7]e = — = 76°/o, d. h. es dürfen von der geleisteten Dampfarbeit höchstens 24% durch die Arbeitsverluste in der Dampfmaschine und der Pumpe verloren gehen. Hierbei ist die Speisewassermenge der Kessel nach Abzug des aus der Dampfleitung abgehenden Kondensationswassers für den Dampfverbrauch der Pumpmaschine mafsgebend.

Um Störungen in der AVasserversorgung durch unerwartete Beschädigungen der Alaschinenanlage möglichst zu vermeiden, ist von Zeit zu Zeit eine Abstellung und sorgfältige Untersuchung der einzelnen Abteilungen des Pumpwerkes, sowie regelmäfsig wiederkehrender Ersatz der starker Abnutzung ausgesetzten Teile erforderlich; es empfiehlt sich deshalb, die wichtigsten Ersatzstücke in Bereitschaft zu halten.

Eine Draht- oder Fernsprech-Verbindung zwischen Feuerwehr und Pumpwerk mufs vorhanden sein, damit im Notfälle die Pumpen bei nächtlichem Stillstände rasch in Gang gesetzt werden können oder eine Steigerung ihrer Tätigkeit möglich ist.

Vereinfachend auf den Betrieb wirkt die Anwendung von Gasmaschinen, wenn diese von einer ^bestehenden Gasfabrik gespeist werden können. Die Dampferzeuger

fallen fort und an Stelle der Ermittelung des Dampf- und Kondenswasserverbrauchs tritt die Feststellung der verbrauchten Gas- und Kühlwassermenge.⁸)

Auf den seltener vorkommenden Betrieb von Pumpwerken durch Wasserkraft braucht hier nicht näher eingegangen zu werden, zumal als er sich in der Kegel sehr einfach gestaltet. Beispiele bieten u. a. die Wasserwerke von Zürich, Genf⁴) und Augsburg.

§ 3. Der Betrieb der Hochbehälter beschränkt sich im wesentlichen auf regclmäfsige Reinigung, Bedienung der Absperrvorrichtungen und Beobachtung des Wasserstandes, sowie der Wärme des Wassers.

Abb. 1. Tageskurve der Wasserstände im Hochbehälter zu Dresden.

Abb. 1 zeigt eine Tageskurve des Wasserstandszeigers am Dresdener Hochbehälter. Auf einem durch ein Uhrwerk mit gleich bleibender Geschwindigkeit bewegten Papierstreifen verzeichnet ein Stift, welcher mit dem Schwimmer des elektrischen Wasserstandszeigers verbunden ist und ¹/so der Bewegung des Behälterspiegels ausführt, eine fortlaufende, den Schwankungen entsprechende Kurve. Bleibt der Spiegel unverändert, so ergibt sich eine Parallele zur Zeitlinie.

Die elektrischen Wasserstandszeiger sind entweder so eingerichtet, dafs die vom Schwimmer in Drehung versetzte Kettenrolle Induktionsstriche erzeugt, die auf einen elektromagnetischen Zeigerapparat wirken (Siemens & Halske), oder man benutzt Batterieströme, die durch Drehung der Rolle gesteuert werden und gleichfalls auf ein Zeigerwerk wirken (Hipp, Hiller u. a.). Die Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft (Berlin) verwendet die dem Drehstrom eigentümliche Schaltung bei ihrem Drehfeld-Anzeiger. Der Hebel des Gebers wird durch den Schwimmer bewegt; da der im Empfänger angebrachte Zeiger gleichzeitig (synchron) die nämliche Drehung innerhalb des Magnetfeldes ausführt, so ist der jezeitige Stand an den mit Empfängern versehenen Stellen ablesbar.

Über elektrische Wanderstandszeiger siehe:

Elektrischer Wasserstandszeiger von W. E. Fein, Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1881, S. 42.

L. Kohlfürst, Die elektrischen Wasserstandszeiger. Berlin 1881.

Hefner-Altene ck, Über elektrische Wasserstandszeiger. Elektrotechn. Zeitschr. 1881, S. 84.

Über den neuen elektrischen Wasserstandszeiger von Siemens & Halske, Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1882, S. 322. Zeitschr. d. Ver. deutschering. 1901, S. 177 und verschiedene Aufsätze in der Elektrotechnischen Zeitschrift.

Morgen

n.

Mittag

Abend

Mitternacht Morgen

§ 4. Beim Betrieb des Rohrnetzes-.handelt es sich hauptsächlich um dessen regelmäfsige Untersuchung und Instandhaltung. Manche während der Verlegung des Aetzes unbemerkt gebliebene Mängel zeigen sich erst beim Betrieb in der Form von LMdichtheiten und Rohrbrüchen, andere werden durch Bewegungen des Erdreichs herbeigeführt. Derartige Bewegungen treten namentlich nach der Ausführung tief gelegener unterirdischer Leitungen auf ; in solchen Zeiten ist deshalb das Rohrnetz mit doppelter Aufmerksamkeit zu beobachten und zu untersuchen (vergl. auch S. 11 u. 12).

³) Über Wasserwerksbetrieb mit Gasmotoren siehe: E. Grahn, Die Pumpstation des städtischen Wasserwerks in Koblenz. Festschr. d. Ver. deutscher Ing. Koblenz 1886. — H. Kullmann, Die Pumpstation des Wasserwerks der Stadt Fürth i. B. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1888, S. 374.

Wasserversorgung der Stadt Oberlahnstein a. Rh. Ems 1890; ferner Druckschrift der Aktien-Gesellsch. Gebr. Körting in Hannover: „Moderne Wasserversorgungs- und Entwässerungsanlagen“ 1900.

⁴) S. Schiele, Ausnutzung der Wasserkräfte der Rhone. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1892, S. 1001.

Max Hessemer, Die

Rieht selten bleiben selbst starke Wasserverluste im Leitungsnetz lange Zeit unbemerkt, weil sich nicht immer zuverlässig entscheiden läfst, inwieweit der Unterschied zwischen der Ermittelung der Wassermenge an der Zuführungs- oder Hebestelle und zwischen den Angaben der Wassermesser auf deren Ungenauigkeit zurückzuführen ist.

Um undichte Stellen des Retzes durch die sich einstellende Druckabnahme rechtzeitig aufzufinden, empfiehlt sich das Anbringen selbstschreibender Druckmesser an wichtigeren Punkten des Rohrnetzes, ferner die Messung der in bestimmten Bezirken verbrauchten Wassermengen durch die schon (S. 11) erwähnten Bezirkswassermesser. Zu diesem Zwecke wird der betreffende Bezirk nachts (meistens von 12 bis 3 Uhr) so abgesperrt, dafs der Zuflufs nur durch die Mefsstelle erfolgen kann. Läfst der hier aufgestellte Wassermesser einen gleichmäfsigen Verbrauch erkennen oder verzeichnet der mit ihm verbundene Selbstzeichner eine gerade Linie ohne jeden Ruhepunkt, so ist die Wahrscheinlichkeit sehr grofs, dafs die Leitung undicht ist. Zum Auffinden der undichten Stelle wird die Leitung „abgehorchtu ; es pflanzt sich nämlich das Geräusch des ausfliefsenden Wassers durch die Rohrleitung bis auf einige Entfernung fort, so dafs es beispielsweise mittels eines an die Leitung gehaltenen Schraubenschlüssels auf 20 bis 30 m hörbar ist. Wichtige Leitungen (Beispiel: Hochdruckwasserleitung der Kraftübertragung für die elektrische Beleuchtung des Zentralbahnhofs in ' Frankfurt a. M.) werden zum Abhorchen von vornherein in bestimmten Entfernungen mit leicht zugänglichen Eisenstäben versehen. Mit gutem Erfolge hat man sich auch des Mikrophons bedient; siehe Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1886, S. 865, 926 und Schreyer, Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1887, S. 601.

Abb. 2. Taqeskurve der Druckhöhen an einer Stelle des Bohrnetzes in Frankfurt a. M.

Morgen

Mittag

Abend Mitternacht Morgen

Die zur Beobachtung der Änderungen des Wasserdruckes^ in der Stadt dienenden Vorrichtungen beruhen auf der Verbindung eines Uhrwerks mit einem Wasserdruckmesser, dessen Einrichtung im wesentlichen mit derjenigen eines Dampfdruckmessers übereinstimmt. Abb. 2 zeigt in verkleinertem Stundenmafsstab eine Tageskurve vom Wasseramt in Frankfurt a. M., bei deren Verzeichnung der Schreibstift sich den Druckänderungen entsprechend in senkrechter Richtung bewegt, während der auf einem Zylinder befestigte Papierstreifen von einem Uhrwerke aus wagerecht eine drehende Bewegung von gleichbleibender Geschwindigkeit erhält, so dafs die Ordinaten der Kurve den Wasserdruck der Verbindungsstelle angeben.

Die vorkommenden Rohrbrüche und deren nähere Umstände werden genau eingetragen und in einer Übersichtstafel, auf welcher sämtliche Rohrstrecken dargestellt oder aufgeführt sind, nebst allen sonstigen Unterbrechungen verzeichnet.

Die zur Beseitigung abgestandenen Wassers, sowie zur Reinigung der Rohre erforderlichen Spülungen an den Endpunkten und den tiefsten Stellen des Leitungsnetzes sind in regelmäfsiger Reihenfolge vorzunehmen. Derartige Spülungen genügen bei guter Beschaffenheit des Wassers zur Reinhaltung der Leitung; hat man es jedoch mit unreinem Wasser zu tun, so sind Fahrlöcher mit Schlufsdeckeln in der Leitung vorzusehen, um Schaber, Kratzbürsten oder andere Reinigungswerkzeuge an biegsamen Stäben oder mittels Ketten einbringen zu können. Bei harten Ablagerungen kann selbst die

vorherige Anwendung chemischer Lösungsmittel nötig werden. Wegen der herbeigeführten Verengung des Rohrquerschnitts können bei Versorgungen mit ungefiltertem Flufswasser oder sehr kalkhaltigem Quellwasser derartige Reinigungen schliefslich geradezu notwendig werden; aber selbst bei noch hinreichender Leistung des Netzes sind die Niederschläge störend, weil sie Trübungen verursachen und auch durch teilweise Wiederauflösung der Ablagerungen die Wasserbeschaffenheit nachteilig beeinflussen können.

Kommen Verstopfungen der Leitung vor, so müssen, wenn die Druckbeobachtungen an den längs der Leitung vorhandenen Ausflüssen keinen hinreichenden Auf-schlufs über den Ort der Verstopfung geben, versuchsweise Anbohrungen an verschiedenen Stellen vorgenommen werden.

Literatur über das Reinigen von Wasserleitungsrohren:

Cleaning Water Mains. Engineer 1874, I. S. 296.

Reinigung der Leitung von Brisbam. Engineer 1874, I. S. 68.

Desinkrustation von Wasserleitungsröhren; mechanisch-physikalisches und chemisches Verfahren von G. Leuschner.

Bayr. Ind.- u. Gewbl. 1876, S. 347.

Scraping Machine for Cleaning Water Mains. Engineer 1880, I. S. 404. — Glaser’s Ann. f. Gew. 1881, II.

S. 127, 226.

Merz, Die Reinigung der Wasserleitungsrohre. Deutsche Bauz. 1883, S. 270.

Oesten, Daselbst 1890, S. 588.

Bei strenger Winterkälte ist das Festfrieren der in den Strafsen liegenden Deckel von Absperrschiebern und Wasserpfosten zu verhüten, damit sie jederzeit, besonders bei Feuersgefahr, benutzbar bleiben. Zu diesem Zwecke überstreut man die Deckelfugen mit denaturiertem Kochsalz; auch hat sich die Einfettung der Deckel mit sogenanntem Metallfett bewährt. Im Falle des Einfrierens von Leitungsteilen taut man diese durch Koksfe*aer oder durch Löschen von Kalk (Weifskalk) auf. Leitungen an Brücken u. s. w. sind durch eine die Wärme schlecht leitende Schutzhülle gegen Einfrieren zu sichern; auch ist bei gröfserer Länge ein besonderer Abflufs anzubringen, durch dessen Öffnung das Wasser in den Nachtstunden (oder bei grofser Kälte auch während der Tagesstunden) in Bewegung erhalten werden kann.

Erweiterungen des Hauptleitungsnetzes können ohne Betriebsstörung ausgeführt werden, wenn entsprechende Abzweigungen mit Absperrschiebern vorgesehen sind, an welche neue Leitungen sich ohne weiteres anschliefsen lassen. Sonst wird eine Ausschaltung der Anschlussstelle mittels der benachbarten Abschliefsungen wenigstens so lange nötig, bis eine Verbindung der gelegten neuen Leitung mit dem bestehenden Strang eingefügt ist.

Für Unterhaltung und kleinere Erweiterungen des Rohrnetzes, sowie für die Herstellung von Hausanschlüssen ist eine Werkstatt einzurichten, die mit einem Lager von Rohren, Leitungsgegenständen und Dichtungsstoffen in Verbindung steht. Dort pflegt man auch die Prüfungsstelle für Wassermesser, unter Umständen auch eine solche für die Rohre unterzubringen.

Zur Erlangung einer Übersicht über die Entwickelung des Stadtrohrnetzes und der Hauszuleitungen, sowie über die vorgekommenen Instandsetzungen sind zu buchen: Alle Neuverlegungen, Auswechselungen und Änderungen der Rohrstrecken, Schieber, Wasserpfosten, Luftventile, sowie deren Gehäuse und Deckel, ferner alle Ausbesserungen infolge von Rohrbrüchen und undicht gewordenen Arerbindungsstellen endlich alle Wiederinstandsetzungen von Hydranten, Schiebern und Hausleitungen, geordnet nach deren einzelnen Bestandteilen.

Ferner ist zu verzeichnen die Zahl der ausgewechselten Wassermesser, die Ursache der Auswechselung (ob Stillstand, Minderangabe, Beschädigung, Undichtheit u. s. w.). Uber den Bestand des Rohrnetzes am Schlüsse eines Betriebsjahres ist unter Berücksichtigung aller Zu- und Abgänge eine Gesamtübersicht aufzustellen. Der Yerbleib des dem Versorgungsgebiet zugeführten Wassers ist sorgfältig zu überwachen und seine Menge soviel als möglich durch Messung mittels Wassermesser festzustellen.

Hierbei ist auseinanderzuhalten: das für öffentliche Zwecke (in der Regel unentgeltlich gelieferte) und das nach Wassermesser oder einem andern Verfahren verkaufte Wasser. Die Abgabe an Wasser für öffentliche Zwecke wird in gröfseren Verwaltungen zweckmäfsig zu trennen sein nach dem Verbrauch:

a)    für die Bewässerung öffentlicher Park- und Gartenanlagen,

b)    zur Speisung öffentlicher Springbrunnen,

c)    zur Versorgung öffentlicher Bedürfnisanstalten,

d)    zur Spülung von Rinnsteinen und Kanälen,

e)    für Feuerlöschzwecke,

f)    zur Strafsenbesprengung,

g)    für etwaige andere öffentliche Zwecke.

Die Summe der gefundenen Verbrauchsziffern ergibt die Gesamtmenge des im Betriebsjahre durch das Rohrnetz verteilten Wassers, wobei manchmal — z. B. für den Verbrauch unter e) — die Schätzung an Stelle der Messung treten mufs. Vergleicht man die so ermittelte Wassermenge mit der zugeführten, so wird sich in der Regel ergeben, dafs diese gröfser ist. Wie schon früher angedeutet, hat dieser Unterschied seine Ursache zum Teil in Verlusten durch undichte Stellen des Rohrnetzes, manchmal auch in der unvollkommenen Messung der Zulaufmenge, vorzugsweise aber in der Minderangabe der Wassermesser. Da diese Minderangabe mit der Betriebsdauer der Wassermesser zunimmt, so ist deren rechtzeitige Auswechselung sehr wichtig.

Aus der zugeführten Tagesmenge und der Ziffer der versorgten Bevölkerung ergibt sich der Wasserverbrauch für Kopf und Tag. Dieser ist für jeden Kalendertag des Betriebsjahres zu ermitteln; doch braucht die Jahresübersicht nur den gröfsten, kleinsten und durchschnittlichen Monats-, Wochen- und Tagesverbrauch zu enthalten.

Die Verwendung des Wassers zu den vorhin unter a) bis f) auf geführten Zwecken erfordert gewisse Rücksichten beim Betriebe des Rohrnetzes, von denen diejenigen auf das Feuerlöschwesen hervorgehoben werden mögen. Wichtig ist namentlich die stete Betriebsfähigkeit der Wasserpfosten und Schieber; abgesehen von den Erkennungsschildern, welche in leicht bemerkbarer Weise an Gebäuden u. s. w. anzubringen und deren Ziffern stets in lesbarem Zustande zu halten sind, müssen der Verwaltung der Feuerwehr auch Pläne zur Verfügung gestellt werden, in welche sämtliche Wasserpfosten und Schieber nach laufenden Kümmern nebst den Rohrweiten eingetragen sind; auch ist sie über etwaige Änderungen und vorkommende Schäden auf dem Laufenden zu erhalten. Dafs das Betriebsamt des Wasserwerks und insbesondere der die Pumpen bedienende Wärter vom Ausbruch eines Feuers sofort Kenntnis erhalten mufs, möge nochmals erwähnt werden.

§ 5. Wassermesser. Bei beliebiger Entnahme des Wassers durch die Benutzer der Leitung ist die Bestimmung der bezogenen Wassermengen eine der wichtigsten Aufgaben des Betriebes, deren praktische Lösung nur bei allgemeiner Anwendung von Wassermessern mit einiger Sicherheit möglich ist. Um die Kosten der Wassermesser

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Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd, 4. Aufl.

zu ersparen, begnügt man sich in manchen Städten noch mit Einschätzungen, doch geht man mit den auf S. 7 genannten Gründen immer mehr zur durchgängigen Einführung der Wassermesser über.

Ein guter Wassermesser soll die durchflossene Wassermenge richtig angeben und diese Eigenschaft möglichst lange beibehalten. Die Angabe des Zählwerks geht bis auf Liter, meistens aber nur bis auf Dekaliter herab; wenn auch bei den gewöhnlichen V asser-preisen das Hektoliter als kleinstes Mafs für die Berechnung der Abgabe genügen würde, so bietet doch die genauere Anzeige Gelegenheit, jederzeit den Messer durch Entnahme geringer Mengen auf seinen Gang prüfen zu können. Die Angabe erfolgt durch ein Schaltwerk entweder in einer einzigen Ziffernreihe oder auf verschiedenen Scheiben für Liter, Dekaliter, Hektoliter und Kubikmeter, deren Ablesung dann etwas mehr Aufmerksamkeit erfordert. Um die Angaben der Wassermesser sowohl bei der Anfertigung als auch bei späteren Prüfungen bequem berichtigen zu können, sind Regelungsvorrichtungen vorhanden, die meistens auf der Veränderung der Durchgangsquerschnitte einer oder mehrerer Nebenöffnungen beruhen; doch mufs eine solche Regelung durch den Verbraucher ausgeschlossen sein. Die meisten Wassermesser sind nur für eine bestimmte, äufserlicli durch Pfeile bezeichnete Durchgangsrichtung des Wassers benutzbar (Abb. 9 u. 16) und daher unter Beachtung dieser Angabe in die Leitung einzubauen.

Der Unterschied des Wasserdrucks vor und hinter dem Wassermesser, d. h. das zu seiner Bewegung erforderliche Gefälle, soll möglichst gering sein. Leichter Gang bedingt entsprechende Empfindlichkeit des Messers und hat zugleich zur Folge, dafs die Durchflufsgeschwindigkeit, bei welcher der Messer infolge seiner Reibungswiderstände noch still steht, sehr klein und somit die Wassermenge, welche betrügerischer Weise durch ununterbrochenen schwachen Ausflufs entnommen werden kann, sehr mäfsig ist. Ferner soll die Bewegung des Wassers durch den Wassermesser mit tunlichster Gleichmäfsigkeit erfolgen; weiter ist Wert zu legen auf bequeme Ausschaltung zum Zwecke der Untersuchung oder Instandsetzung. Dauerhaftigkeit gegen die Einwirkung des Wassers wird durch Verwendung von Messing, Bronze, Delta-Metall (Messing mit etwa 3% Eisen) und Hartgummi sowie durch Verzinnung erzielt; zu den Spurzapfen wird auch Achat verwendet. Eisen bildet leicht Ansätze von Rostknollen. Ein wesentliches Erfordernis ist, dafs der Wassermesser, wenn er aus irgend einem Grunde zum Stillstände kommt, den Wasserzuflufs zur Hausleitung nicht abspenrt. Zur Abhaltung von Unreinigkeiten dienen Schlammsäcke und Siebe (die allerdings etwas Druckverlust bedingen); gleichwohl soll eine gewisse Unempfindlichkeit gegen trotzdem noch eintretende kleine Körper vorhanden sein. Da auch Preis, Gewicht und Gröfse des Wassermessers im Verhältnis zur Leistungsfähigkeit in Betracht kommen, so erklärt sich aus der Schwierigkeit der gleichzeitigen Erfüllung dieser Bedingungen die grofse Zahl der Erfindungen auf diesem Gebiete.

Die Übertragung der lebendigen Kraft des Wassers auf das Zählwerk kann auf jede bei den Wassertriebwerken vorkommende Art erfolgen. Demnach gibt es Wassermesser, welche auf der Anordnung der Kolbenmaschinen beruhen und dann mit oder ohne Hilfsdrehung zur Überwindung der Totlagen der Kurbel ausgestattet sind; ferner solche mit Kapsel-, Zellen-, Stofs- oder Flügelrädern und zwar kommen die letztgenannten am häufigsten vor.

In Deutschland wurden Flügelradwassermesser zuerst von Werner Siemens hergestellt und seit 1858 von Siemens & Halske in Berlin auf den Markt gebracht. EinenMesser älterer Ausführung dieser Firma zeigt Abb. 3« u. b. Das äufsere Gehäuse besteht aus Guts-

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eisen, welches man früher auch für kleinere Abmessungen benutzte, während gegenwärtig die Messer von 7 bis 40 mm Ansclilufsweite ganz aus Bronze gefertigt werden. Das bei A zuflies-sende Wasser tritt zunächst durch das Sieb BC, dann durch die Öffnungen E des Flügelradgehäuses D in schiefer Richtung gegen da^

Flügelrad F, dieses durch Stofs bewegend, und entweicht hierauf oben durch die Öffnungen G nach dem Ausflufs H. Der Raum I, nach welchem hin die Hauptwelle durch eine dicht schliefsende Büchse geht, wurde zur Erzielung leichten Ganges und zur Verhinderung des Einfrierens mit Öl gefüllt. K ist der Raum für das Zählwerk,

L die Zählscheibe. Die kleinste Einteilung entspricht einer Wassermenge von 10 Liter für jede Teilung. Um den Wassermesser regeln zu können, sind bei dieser Anordnung die den Einströmungskanälen E entgegen gerichteten Öffnungen M angebracht, durch deren Einschränkung oder Erweiterung die Radgeschwindigkeit vermehrt oder vermindert werden kann. — Ein derartiger Messer für 25 mm Rohrweite wiegt 15,25 kg; die Umdrehungszahl des Flügelrades für 1 cbm Wasser beträgt über 11000. Diese grofse Ziffer, welche je nach der verschiedenen Anordnung der Flügelräder etwa zwischen 6000 und 30000 schwankt, weist darauf hin, wie wichtig eine sorgfältige Lagerung der Flügelwelle für den Bestand des Wassermessers sein mufs.⁵)

Abb. 4 zeigt die gegenwärtige vervollkommnete Bauart der Siemens-Wassermesser für 2 bis 20 cbm stündliche Durchflulsmenge. Von der Ölfüllung der Zählkammer ist abgesehen, da diese (ebenso wie eine Füllung mit Glyzerin) nicht lange anhält, der Zähler gehört demnach zu den sogenannten Trockenläufern. Damit das Gehäuse weniger leicht rostet, besteht es aus Bronze; ferner kann derSchmutzkasten,welcher ein wagerechtes Sieb von grofser Durchgangsfläche hat, abgenommen und gereinigt werden, ohne den Wassermesser aus der Leitung entfernen zu müssen. Die Vorrichtung zur Berichtigung des Messers (D. R. P. 116930) weicht von der älteren darin ab, dafs das Berichtigen nicht auf Kosten der Leistungs-

s) Vergl. u. a. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1896, S. 759, wo neben verschiedenen Spurzapfenanordnungen auch die Regelungsvorrichtungen der Wassermesser von Rosenkranz & Droop, Mein ecke, Bopp & Reuth er und Lux beschrieben sind.

Abb. Sa u. b.

Älterer Wassermesser von Siemens & Halsiee.

Abb. 3'a. Durchschnitt.

Abb. 3&. Grundrifs der Flügelkammer.

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Abb. 4.

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fähigkeit erfolgt und in weiteren Grenzen wirkt. Der Wassermesser, dessen Ein- und Ausflufsstutzen in gleicher Höhe liegen, entspricht den von dem Deutschen Yerein der Gas- und AYasserfachmänner aufgestellten Grundsätzen, die sich in der Hauptsache auf bestimmte Baulängen für abgestufte Durchlafsmengen bei 10 m Druckhöhe und auf das Gewinde der Yerschraubungen beziehen. Solche Wassermesser werden gegenwärtig als „Normalmesser“ bezeichnet.

Über die Genauigkeit eines Siemens-Wassermessers mittlerer Gröfse für den Hausgebrauch und die Druckverluste gibt Abb. 5 Aufschlufs, in welcher nach den Yersuchsergebnissen und der Darstellungsweise von Salb ach auf der Abszissenachse die stündlichen Durchflufsmengen in Kubikmeter und auf den oberen Ordinaten die zugehörigen Druckverluste in Meter Wassersäule abgetragen sind. Auf den unteren Ordinaten sind in Prozenten der wirklichen Wassermenge die Abweichungen der vom

Abb. 5. Druckverlust- und Fehlerkurven des Siemens-Wassermessers (Abb. 3a u. b).

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Zählwerk angegebenen Wassermengen (Anzeige weniger Lieferung, geteilt durch Lieferung) dargestellt. Die ausgezogenen Kurven gelten für einen Wasserdruck von 13 m. die gestrichelten für einen solchen von 40 bis 50 m. Beide Kurvenpaare zeigen, dafs der Druck keinen bedeutenden Einflufs auf die Wirksamkeit des Messers hat, vielmehr der Druckverlust der Wassermenge annähernd proportional ist. Die ohne Bewegung des Flügelrades durch-fliefsende, die Empfindlichkeit des Wassermessers ausdrückende stündliche Wassermenge (bei welcher also die Angabe des Zählwerks um 100% fehlerhaft ist) ergab sich zu 80—90 1. Der Fehler bei 1,5 bis 5 cbm stündlicher Entnahme beträgt nahezu 1%, wie aus der mit der Abszissenachse in geringem Abstand ziemlich parallel laufenden Strecke der Fehlerkurve hervorgeht; doch gilt dieser Wert nur für den neuen Messer und vergröfsert sich bei dessen längerer Benutzung. Die Ermittelungen beziehen sich zwar auf die ältere Anordnung nach Abb. 3, gelten aber auch für die neueren Wassermesser; aus ihnen geht hervor, dafs bei der Auswahl der Gröfse der Flügelradmesser mit Yorsicht zu verfahren ist, weil gröfse Messer bei kleiner Entnahme erhebliche Minderangaben machen und zu kleine Messer namhafte Druckverluste verursachen; dieser beträgt im vorliegenden Falle bei 5 bis 6 cbm i. d. Stunde (1,5 sl) bereits 8 m.

Die Faller'¹ sehen Wassermesser aus den Fabriken von A. C. Spanner in Aachen, Wien u. a. O. gehören gleichfalls zur Klasse der Flügelradmesser, unterscheiden sich jedoch von den vorhin beschriebenen dadurch, dafs die Kammer, in welcher das Zählwerk läuft, mit dem Leitungswasser in Yerbindung steht und sich somit unter Druck befindet. Solche Wassermesser nennt man „Nafsläufer“ im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Trockenläufern, sie bedingen eine wasserdichte und kräftige Glasdecke und klares Wasser. Bei dieser Anordnung braucht die Flügelradwelle keine Abdichtung durch Stopfbüchse zu erhalten, deren Keibung den Gang des Zählers etwas — wenngleich nicht erheblich — erschwert. Die Zifferscheiben der Faller’schen Messer sind nicht, wie sonst üblich, feststehend, sondern an den Wellen des Zählwerks befestigt, mit welchen sie sich drehen, während die sonst erforderlichen Zeiger durch Schlitze.

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im Gehäusedeckel ersetzt sind, welche durch die darunter befindliche Glasplatte hindurch die Ablesung des Standes der Zifferblätter gestatten.

Die Regelung der Faller’schen Wassermesser geschieht mittels einer von aufsen zugänglichen verstellbaren Drosselschraube, welche in einen Kebenkanal des Wasserzulaufes nach dem Flügelrade hin, ihn mehr oder weniger verengend, hineinragt. Die Regelung ist somit ohne Öffnung des Wassermessergehäuses möglich.

Abb. 6. Wassermesser von Mein ecke.

Abb. 7. Wassermesser von Lux (Nafsläufer).

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Dem Siemens’schen Wassermesser ähnlich und viel verbreitet ist derjenige der

Aktiengesellschaft von H. Meinecke (Abb. 6) in Breslau und Carlowitz. — Der (SchinzePsche) Flügelradmesser der Lux’sehen Industriewerke A.-G. in Ludwigshafen a. Rhein (Abb. 7) wird meistens als Aafsläufer gefertigt. Zur Verhinderung der Grünspanbildung ist das äufsere Gehäuse innen verzinnt; das innere Gehäuse des eigentlichen Messers besteht aus Hartgummi, welcher sich frei von Ablagerungen hält. Das Flügelrad ist teilweise entlastet, die Triebe sind aus Deltametall, die eingreifenden Räder aus Hartgummi hergestellt.

Einen Einsatz von Hartgummi verwenden auch Dreyer, Rosenkranz & Droop in Hannover. — Weitere Verbreitung haben aufser den vorstehend genannten ferner die Flügelradmesser von Karl Andrae in Stuttgart, von Bopp u. Reuther in Mannheim, sowie diejenigen von Spanner, von der Deutschen Wasserwerks-Gesellschaft in Höchst

Abb. 8. Rückschlagventil von Hillenbran d.

u. a. gefunden.

Eine Unvollkommenheit der gebräuchlichen Flügelwassermesser besteht darin, dafs sie nur die Menge des in einer Richtung durchhiefsenden Wassers richtig angeben; fliefst die nämliche Wassermenge in entgegengesetzter Richtung hindurch, so bleibt sie entweder ganz ohne Einhufs auf das Zählwerk oder die Flügel machen wegen ihrer Form eine geringere Zahl von Umdrehungen und das Zählwerk zeigt zu wenig an. Hierauf beruht die auf S. 12 (Anm. 14) bereits erwähnte Erscheinung, die sich jedoch durch Einschaltung geeigneter Ventile, z. B. durch das Liebeno w’sche Nebenschlufsventil (D. R. P. 69024 u. 70604) oder durch die Rückschlagventile von Hillenbrand (D. R. P. 81427) oder von Siemens u. Halske (D. R. P. 91872 u. 102343) vermeiden läfst. Das Ventil von Hillenbrand (Abb. 8) wird durch eine Feder von unten gegen den Sitz

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Abb. 9. Rückschlagventil von Siemens & Halske.

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gedrückt. Der Raum über dem Sitz steht mit der Zuleitung, der unter dem Sitz befindliche mit dem Hausrohr in Verbindung; das Ventil schliefst also rücklaufendes Wasser ab, öffnet sich aber bei Benutzung einer Zapfstelle. Der über dem Ventil liegende Windkessel dient als Ausgleich für die Druckschwankungen. — Das Ventil von Siemens u. Halske ist in Abb. 9 dargestellt. Es schliefst den Messer gleichfalls gegen rückströmendes Wasser ab, liebt sich beim Offnen einer Zapfstelle, schliefst sich aber wegen des unten angebrachten Kolbens mit Kugelventil erst allmählich. 0 bezeichnet den in der Hausleitung entstandenen Luftsack, der bei Druckschwankungen das Zurücktreten des Wassers durch den Messer veranlafst. — Übrigens werden gegenwärtig, z. B. von Siemens & Halske, sowie von Bopp & Reuther in Mannheim (Patent Andrae, Ko. 89077) Flügelradwassermesser hergestellt, bei welchen eine Rückwärtsströmung auch mit einem der Durchflufsmenge entsprechenden Zurückgehen des Zählwerks verbunden ist.

Kolbenwassermesser (nach Dennert-Lind, Frost, Kennedy, Schmid, Körper u. a.) wirken wie umgekehrte Kolbenpumpen, aus deren Hubzahl die Durch-fiufsmenge bestimmt wird, sie sind dauerhaft und verhältnismäfsig genau, jedoch nicht ganz stofsfrei. In Frankreich und Belgien, zum Teil auch in England, werden sie mehrfach benutzt; ihrer allgemeinen Verwendung steht der hohe Anschaffungspreis, ihre geringere Handlichkeit gegenüber den Flügelmessern, sowie der Fmstand entgegen, dafs ihr Stillstand den Wasserzufiufs zum Grundstück verhindert. — Koch kleiner ist der Verbreitungskreis der von Bofshardt, C. 0. Müller, Parkinson u. a. ausgebildeten Kap sei wassermess er.

In neuerer Zeit werden in Kordamerika AVassermesser gebaut, welche sich in Deutschland unter dem Kamen Scheibenwassermesser eingeführt haben, während sie in ihrer Heimat die ihnen von den Herstellern gegebenen Bezeichnungen Bee-(Bienen), Kash-, Trident-, Disc- oder Kiagara-Messer tragen. Einen solchen Scheibenwassermesser, der bei uns eine weitere Ausbildung erfahren hat, zeigt Abb. 10. Er besteht im wesentlichen aus einem festen Hohlkegel, in welchem sich die an einer Kugel befestigte gewundene „Scheibe“ abwälzt, indem sie von dem durch den Hohlkegel fliefsenden AVasser bewegt wird. Die Bewegungsübertragung auf das Zählwerk erfolgt durch einen in die Kugel e schräg eingesetzten Stift, dessen obere Spitze g einen Kreis beschreibt und der bei dieser Kreisbewegung durch einen Alitnehmer/die vertikale Hauptantriebswelle h des Zählwerks dreht.

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Da dieses Zählwerk also angibt, wie oft die Leerung einer Wasserkammer c von bestimmtem Inhalt stattgefunden hat, so gehört der Wassermesser zu der Klasse der Raummesser. Er teilt bei sorgfältiger Ausführung deren gute Eigenschaft, auch kleine Durchflufsmengen genau zu messen; ferner kann er in jeder beliebigen Lage eingebaut werden und gibt sowohl das vor- wie rückwärts durchfliefsende Wasser an. Sein Preis entspricht etwa demjenigen eines gleichwertigen Flügelmessers.

Zum Messen grofser unter Druck liiefsender Wassermengen dienen verschiedene Anordnungen, von denen hier diejenige von Deacon⁶), ferner der Kolbenmesser der Berliner Maschinenfabrik vormals L. Schwartzkopf und der Yenturi-Messer von Clemens Herschel genannt sein mögen. Der genannte Kolbenmesser besteht aus 3 im Winkel von 120° zu einander verstellten Zylindern, in denen 3 einfach wirkende Kolben durch das AVasser hin und her bewegt werden. Sie übertragen ihre Bewegung mittels Pleuelstangen an eine Kurbel, deren Umdrehungszahl durch das Zählwerk gemessen wird.

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Abb. 10.

Der Yenturi-Messer beruht auf der Yerschiedenheit der Geschwindigkeitshöhen, welche beim Durchfliefsen der nämlichen AYassermenge durch ein Bohr von verschiedenem Querschnitt entstehen (Abb. 11). Sieht man von einem Reibungsverlust auf der kurzen zwischen den beiden Alefsstellen A und B belegenen Rohrstrecke ab, so ist der hydrostatische Druck hh gleich dem hydraulischen /?, vermehrt um die zugehörige Geschwindigkeitshöhe d. h.

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und hg = h₂ + 2 = ht — h₂

unter der Yoraussetzung, dafs der Reibungsverlust auf der zwischen den beiden Alefsstellen liegenden Rohrstrecke vernachlässigt werden kann. Ist v₂ = n so wird

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Abb. 11. Venturi-Messer.

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woraus sieli die Wassermenge Q mit v\ ₄ ergibt. Durch Messung von hl — //₂ kann also Q gefunden oder durch ein mit der Mefsstelle in Verbindung stehendes Zählwerk von besonderer Einrichtung abgelesen werden; auch läfst sich eine fortlaufende Aufzeichnung der Durchflufsmengen einrichten.

Eine Vorrichtung zum Aufzeichnen, wie sie von Siemens & Halske für ihre Flügelmesser geliefert wird, die aber auch für jede andere Messerart benutzbar ist. zeigt Abb. 12. Das hierfür eingerichtete Zählwerk des Messers (welcher der Vorrichtung Abb. 12 als Unterlage dient) verzeichnet auf einem durch Uhrwerk mit Zeitteilung versehenen Papierbande eine Marke, sobald eine bestimmte Menge (vielleicht 10 cbm) den Messer durchflossen hat. Auch eine durch elektrischen Strom wirkende Fernanzeige (mit oder ohne zeichnerischer Darstellung des Verbrauchs) läfst sich mit dem Zählwerk des Messers in Verbindung bringen.

Wechselt in einem angeschlossenen Grundstück die Entnahme stark, so verwendet man bei Benutzung von Flügelmessern zweckmäfsig den in Abb. 13a u. b dargestellten Verbund-Wassermesser ( „Wassermesser - Kombination“ oder „Wassermesserverbindung“). Läfst die Durchflufsmenge nach, so schliefst sich das in dem Ventilkasten untergebrachte belastete Ventil selbsttätig und öffnet den Zugang zu dem kleinen Messer, dessen Zählwerk die geringere Durchflufsmenge genauer verzeichnet, als der grofse Messer.

Abb. 12. Uhrwerk zur Bestimmung der zeitlichen Verteilung des Wasserverbrauchs.

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Die AVassermesser sind an frostfreier Stelle so einzubauen, dafs ihre Herausnahme oder Auswechselung jederzeit ohne Schwierigkeit vorgenommen werden kann. Für den Fall, dafs eine frostfreie Aufstellung nicht möglich sein sollte, wenden Siemens & Halske metallene Hohlkörper A, B, C (Abb. 14) an, welche in den Messer so eingesetzt werden, • dafs sie seine Leistungsfähigkeit nicht beeinträchtigen.

Von den AIessern für besondere Zwecke mögen hier nur diejenigen erwähnt werden, welche dieAVassermenge zu messen haben, die einem Hydranten durch Standrohr entnommen wurde (Abb. 15a u. è, S. 346); ferner diejenigen, welche unmittelbar an der Zapfstelle angebracht sind, wenn es an einem geeigneten Aufstellungsorte des Alessers fehlen sollte (Abb. 16).

In gut geordneten Betrieben werden die AVassermesser vor ihrer Einsetzung in die Hausleitung, sowie nach ihrer Auswechselung, unter Umständen auch — z. B. auf Antrag des AVasserabnehmers — während der Zeit ihrer Benutzung geprüft. Hierzu ist eine Vorrichtung erforderlich, mit welcher die in einer gewissen Zeit durch den Messer geflossene AATassermenge gemessen und der Grad seiner Genauigkeit für verschiedene Durchflufsmengen bestimmt werden kann. AVie oben erwähnt, pflegt für die mittlere Durchflufsmenge die zulässige Abweichung der angezeigten AVassermenge von der wirklich

Abb. 13a u. b. Verbund-Wassermesser.

Abb. 13 a. Ansicht.

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Abb. 13 6. Grundrifs.

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Abb. 14. Wassermesser mit FrostschutzJcôrpern.

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Abb. 15 a u. b. Standrohr- Wassermesser.

Abb. 15 a. Durchschnitt.

Abb. 15 5. Ansicht.

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durchflossenen zu ± 2 °/₀ angenommen zu werden. Zugleich wird der hydraulische Druck in der Leitung vor und hinter dem Wassermesser gemessen. Eine solche Vorrichtung besteht daher in der Hauptsache aus einem geeichten Mefsgefäfs mit Pegel,

der ZuHufsleitung mit Absperrventil, einem Wassermesser in Verbindung mit der Zapfstelle. Tisch mit den Verschraubungen, in welche

der zu prüfende Messer eingeschraubt wird, der Leitung zur Einführung des Wassers in das Mefsgefäfs und den nötigen Druckmessern.

Alle Wassermesser verlieren allmählich infolge von Abnutzung, Verschmutzung u. s. w. an Empfindlichkeit⁷), die durch Minderangabe zum Ausdruck kommt. Erfolgt die Abgabe deshalb ausscliliefslich oder vorzugsweise nach Wassermessern, so ist ein Einnahmeverlust unvermeidlich, wenngleich dieser durch Verwen-dung zuverlässiger Messer und deren rechtzeitige Auswechselung wesentlich herabgesetzt werden kann. Dem steht jedoch nicht selten der Umstand entgegen, dafs die zuständige Gemeindebehörde die billigsten der angebotenen Wassermesser vorzieht, obwohl diese an Dauerhaftigkeit und Zuverlässigkeit manchmal zu wünschen übrig lassen. Wie sehr dieser Umstand ins Gewicht fällt, kann man sich an einem Zahlenbeispiel leicht klar machen.

Eine Stadt von 100000 Einwohnern verbrauche im täglichen Durchschnitt 75 1 f. d. Kopf und Tag. Der Wasserpreis betrage 15 Pf. f. d. Kubikmeter, dann würde bei voller Vergütung der Gesamtmenge die Jahreseinnahme betragen

⁷) In Bezug auf die Empfindlichkeit schreibt die Stadt Wien z. B. vor, dafs bei einem Wasserdrücke von lJ4—5 at bei sehr verschiedenen Auslaufweiten und gewöhnlicher Entnahme die Abweichungen höchstens + 2°/o, bei einer Stundenentnahme von nur 60 1 höchstens + 10°/o betragen dürfen.

Abb. 16.

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Der Einnalimeverlust durch Minderangabe erreicht bei geringer Güte der Wassermesser leicht 10 °/₀ und selbst noch mehr; er läfst sich aber durch Verwendung sorgfältig gearbeiteter Messer auf 5 °/₀ und weniger herabmindern, so dafs es sich um eine jährliche Mehr- und Mindereinnahme von etwa 20000 M. handeln kann. Ist nun beim Ankauf der erforderlichen 4000 Stück Wassermesser dem Mindestfordernden der Auftrag erteilt und dadurch eine Ersparnis von 10 M. an jedem Messer, im ganzen also eine solche von 40000 M. erzielt, so entspricht dieser scheinbar hohe Betrag doch nur einem jährlichen Gewinn an Zinsen von etwa 1600 M., welcher gegenüber den oben berechneten 20000 M. kaum ins Gewicht fällt.

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Freemann, Wassermessung mittels Mundstücken. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 292.

Der Venturi-Wassermesser. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1893, S. 12; 1894, S. 131; 1897, S. 553. Rautert, Trocken- oder Nafsläufer. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1893, S. 174.

Scheibenwassermesser der Thomson Meter Company in Newark. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1895, S. 408. Einheitliche Methoden zur Prüfung von Wassermessern. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1896, S. 51. Rosenkranz, Zur Wassermesserfrage. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1897, S. 154, 457.

Lux, Zur Wassermesserfrage. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1897 und Ludwigshafen a. Rh. 1897.

Bur, Zur Frage der Beseitigung des Einflusses von Druckschwankungen im Rohrnetz auf die Angaben der Wassermesser. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1898, S. 399.

Falkenroh, Über die Beeinflussung von Wassermessern durch Durchschwankungen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1899, S. 126.

Venturi-Wassermesser mit Zählwerk. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1899, S. 565.

Bodmer, Über Venturi-Wassermesser. München und Leipzig.

W. Müller, Hydrometrie. Hannover 1903.

§ (j. Kosten der Wasserversorgung. Bei der Berechnung der Selbstkosten des AYassers kommen in Betracht: Besoldung der Beamten, Löhne der Arbeiter, Kosten des Maschinenbetriebs (Yerbrauch an Brennstoff, Schmieröl u. s. w.), die Unterhaltung der ganzen Anlage und der Geräte, Heizung und Beleuchtung, ferner die Ausgaben für das Rechnungswesen, endlich die Tilgungsquote (etwa 2 °/₀ für die Anlage und 5 °/₀ für das bewegliche Inventar) und die Höhe der Rücklage für Erneuerung und Ausbau des AYerks. Einen erheblichen Einflufs auf die Höhe der Selbstkosten hat auch die Art, in welcher sich die Entwickelung und Ausnutzung der Anlage vollzieht und diese wieder ist davon abhängig, in wie weit die Besitzer der Grundstücke zum Wasserbezug aus der Leitung verpflichtet sind. Im übrigen spielen die örtlichen Verhältnisse eine ausschlaggebende Rolle, so dafs sich allgemein gültige Angaben nicht wohl machen lassen. Doch kann als ungefährer Anhalt dienen, dafs die Selbstkosten bei AVasserwerken mit einer Leistungsfähigkeit von 3500 bis 15000 cbm täglich einschliefslich Zinsen und Abtragung des Anlagekapitals sich auf 5 bis 10 Pf. für 1 cbm zu stellen pflegen. Wird besondere Reinigung nötig, so erfordert diese einen Aufwand von 0,5 bis 1,5 Pf. für 1 cbm; ferner tritt eine Steigerung ein, wenn die Gewinnung schwierig und die Hubhöhe eine grofse ist.

In Bezug auf Betriebsergebnisse sei auf die Angaben der Jahresberichte und auf die Veröffentlichungen im Journal für Gasbeleuchtung und AVasserversorgung verwiesen, sowie auf die vom deutschen Verein der Gas- und AVasserfachmänner jährlich herausgegebene statistische Zusammenstellung der Betriebsergebnisse von AA'asserwerken, endlich auf das schon mehrfach genannte Werk von E. Grahn über die städtische AVasserversorgung im deutschen Reiche.

Manchmal kann es zweckmäfsig sein, verschiedene Betriebsergebnisse zeichnerisch darzustellen, wie dies u. a. gelegentlich der 1883 er Hauptversammlung des Vereins deutscher Ingenieure für das Wasserwerk Dortmund geschehen ist. Jahre und Monate gibt man auf einer Abszissenachse an und trägt die Abnehmerzahl u. s. w. als Ordinaten auf. Die Kurven, welche sich durch die Endpunkte der Ordinaten festlegen, werden farbig dargestellt; der Rohüberschufs, als Unterschied zwischen Gesamteinnahme und den Kosten der Versorgung, kann durch Strichelung hervorgehoben werden. Aus einer solchen Darstellung lassen sich die Fortschritte des Betriebes leicht erkennen.

Einige das genannte Wasserwerk betreffende Hauptzahlen mögen hier noch Platz finden.

4588

28733 cbm 0,842 Pf.

2802

19067 cbm 0,870 Pf.

939

Es betrugen in den Jahren:

1873

1883

1892

die Abnehmerzahl .

der Jahresdurchschnitt des täglichen Wasserverbrauches 4049 cbm der durchschnittliche Kohlenpreis für 1 cbm Wasser 4,879 Pf.

Ferner ergab sich im Jahre 1892 bei der erweiterten und besseren Maschinenanlage der Kohlenverbrauch zu 0,64 kg für 1 cbm Wasser bei einer von dem Pumpwerke zu bewältigenden Gesamtwiderstandshöhe von 113 m, so dafs auf 1 kg Kohle eine Arbeitsleistung von 210428 mkg entfiel. Dies macht ungefähr 7 °/o der nach dem Heizwert der Kohlë verfügbaren mechanischen Arbeit aus. Früher betrug der Kohlenvorbrauch für 1 cbm Wasser beinahe das Doppelte. Der Selbstkostenpreis ausschliefslich Verzinsung und Abtragung des Anlagekapitals stellte sich im Jahre 1893 auf 2,015 Pf. für 1 cbm Wasser.

Angaben über Anlagekosten sind in einer gröfseren Zahl der in den Literaturangaben genannten Schriften, sowie namentlich in dem Gr ahn’sehen Werke enthalten. Sie betragen f. d. Kopf der Bevölkerung selten weniger als 12 bis 15 M., durchschnittlich . 18 bis 30 M., in besonderen Fällen (London, Marseille, New York) 45 bis 60 M. Hierin sind die Beträge für die Anschlüsse der Grundstücke und die inneren Hauseinrichtungen nicht mit enthalten. Diese schwanken in weiten Grenzen, je nach den gestellten Ansprüchen und je nachdem man aufser den einfachen Ausgufsbecken mit ihren Abflufs-leitungen noch Badeanlagen, Spülabtritte u. s. w. zu einer solchen Einrichtung rechnen will fvergl. auch Bd. 4, S. 390 u. f.); der Mindestbetrag ist auf 15 bis 20 M. für jeden Einwohner anzunehmen.

In denselben Schriften sind auch Verträge mit Unternehmern für Wasserwerke, Anweisungen für die in verschiedenen Dienstzweigen der Wasserversorgung tätigen Beamten sowie Vorschriften für die Abnehmer zu finden.

Literatur über Wasserwerksbetrieb.

Mitteilungen über Wasserwerksbetrieb finden sich in der Mehrzahl derjenigen bereits an anderer Stelle genannten Schriften,.

welche die Beschreibung ausgeführter Wasserwerke zum Gegenstand haben, ferner in zahlreichen Aufsätzen über Wasserversorgung, hauptsächlich aber in den Jahresberichten städtischer Wasserwerke, auf deren Auszüge im Journal für Gasbeleuchtung und Wasserversorgung zu verweisen ist. Hier mögen noch folgende Veröffentlichungen besonders genannt werden :

Bürkli, Anlage und Organisation städtischer Wasserversorgungen. Zürich 1867.

Berkowitsch, Über die Prinzipien der Wasserabgabe aus öffentlichen Leitungen. Wochenschr. d. österr. Ing.-u. Arch.-Ver. 1876, S. 35.

W. Kümmel, Einige Resultate des Wasserversorgungsbetriebes der Altonaer Wasserwerke. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1876, S. 302.

F. C. Much all, Über Undichtheiten am Rohrnetz eines Wasserwerks und Mittel zur Entdeckung derselben. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1877, S. 267.

Graphische Darstellung der Betriebsergebnisse der Wasserwerke. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1877, S. 598.

Über die Undichtheiten im Röhrennetz des Görlitzer Wasserwerks. Der Rohrleger 1878, S. 125.

La consommation et les pertes dans les distributions d’eau, par J. H. Harlow, traduit par Gariel. Ann. des ponts et chaussées 1878, I. S. 168.

Grohmann, Über einheitliche Tabellen für Betriebsergebnisse von Wasserwerken. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1878, S. 469, 506.

Betriebsresultate des neuen Wasserwerks der Stadt Augsburg. Vortrag von D. En dres. Wochenschr. d. Ver. deutscher Ing. 1881, S. 367.

Per is si ni, Bestimmung der Temperatur des Wassers in den Leitungen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1884, S. 310; 1885, S. 191, 273, 292; 1888, S. 669.

Kümmel, Über Wasserverluste und deren Auffindung. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1886, S. 685.

Iben, Reinigung inkrustierter Wasserleitungen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1887, S. 716.

Wein, Über Abkühlung des Wassers in Leitungen. Wochenschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1888, Ko. 21.

Freemann, Wasserbewegung in Feuerwehrschläuchen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1890, S. 619, 637, 662.

B i eg a’s Rohrbruchmelder. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1890, S. 442.

Elektrischer Wasserstandsanzeiger von Kix u. Genest in Berlin. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1891, S. 419. Migula, Die bakteriologische Wasseruntersuchung. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 116. Feuerschutz und Wasserleitung in Amerika. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1893, S. 13.

G. Afsmann, Die Bewässerung und Entwässerung von Grundstücken im Anschlufs an öffentliche Anlagen dieser Art. München 1893.

Gr ahn, Ausrechnung von Betriehszahlen für Pumpwerke. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1897, S. 238, 271. Grahn, Die städtische Wasserversorgung im Deutschen Reiche, sowie in einigen Nachbarländern: I. Bd. Königreich Preufsen, II. Bd. Die deutschen Staaten aufser Preufsen. Berlin u. München 1898 u. 1902. Imbeaux, Hoc, van Lint u. Peter, Annuaire statistique et descriptif des distributions d’eau de France, Algérie, Tunisie, Belgique, Suisse et Grand-Duché de Luxembourg. Paris 1903.

Schnell, Erfahrungen heim Aufsuchen von Wasserverlusten im Rohrnetz. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1900, S. 773.

Wasserstands-Fernzeiger. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1901, S. 177.

¹

) Über Pumpendiagramme siehe: C. Bach, Die Konstruktion der Feuerspritzen. Stuttgart 1883. Anhang: Theorie der Kolbenpumpen. — G. Oesten, Indikatordiagramme von Pumpen. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1880, S. 325. — Ferner Teil IV des Handb. d. Ingenieurw. (Die Baumaschinen). 2. AufL, I. Kap. Wasserhebemaschinen.

Y. Kapitel.

Ausführung der Kohrleitungen und Wasserversorgung

der Gebäude.

Nach der von F. Lin ehe, Geheimer Baurat und Professor an der Technischen Hochschule in Darmstadt bearbeiteten 3. Auflage ergänzt von

A. Frühling,

Geh. B&urat und Professor an der Techn. Hochschule in Dresden.

(Mit 117 Textabbildungen.⁻)

§ 1. Festigkeit zylindrischer Rohre.¹) Für die unter innerem Druck stehenden Wasserleitungen bildet der Kreis in Bezug auf Widerstandsfähigkeit, Materialaufwand und IleibungsVerlust die günstigste Querschnittsform. Da auch ihre Herstellung mit keinen Schwierigkeiten verbunden ist, so bestehen die zur Verwendung kommenden Rohre aus kreisförmigen Hohlzylindern mit den zu ihrer Verbindung erforderlichen Ansätzen. Es sei

I) = innerer Rohrdurchmesser in cm,

8 = Wanddicke in cm, kz = Materialspannung in kg/qcm,

Kz = Zugfestigkeit (absolute Festigkeit) des Rohrmaterials in kg/qcm,

K'z = Zugtragmodul (Spannung an der Grenze der vollkommenen Elastizität) in kg/qcm,

⁰ “ ~YZ

Pi = innerer Druck in kg/qcm oder Atmosphären = at (meistens ist p{ = Flüssigkeitsdruck vermehrt um den Atmosphärendruck),

— Bruchsicherheit,

p& = äufserer Druck in kg/qcm (gewöhnlich der atmosphärische Druck, d. h. P » = 1)»

p Pi — p& — innerer Überdruck in kg/qcm.

Für den achsialen, am stärksten beanspruchten Längsschnitt des Rohres gilt bei 1 cm Rohrlänge die Festigkeitsgleichung :

D p, - (D + 2 a) p. = 2 8 h, I

demnach ist das Verhältnis der Wanddicke zum Durchmesser:

1\

_    1 pi — Pa

D 2 kz + p&

x) Wie in den früheren Kapiteln dieses Bandes, so soll auch hier unter „Köhre“ der zur Leitung des Wassers dienende Hohlraum, unter „Rohr“ der zur Umschliefsung dieses Hohlraums dienende Körper verstanden werden.

und die Spannung:

kr = \ (Pi —Pr) y

Wenn im Vergleiche zu k₇ sehr klein ist, darf näherungsweise gesetzt werden:

1    p

2    kz

und man erhält

1L.

2a.

2b,

Die in den kreisförmigen Querschnitten auftretende Länsspannung ist nur etwa halb so grofs, wie die Tangentialspannung und deshalb für die Bestimmung der Wandstärke nicht mafsgebend. Dies gilt auch von der Druckspannung, welche durch die. Ausdehnung des Rohres hervorgerufen wird.

Vorstehende Formeln tragen jedoch der Elastizität des Rohres und der Verschiedenheit der Spannungen in den nach Richtung des Halbmessers aufeinanderfolgenden Teilen des Querschnitts keine Rechnung, weshalb sie nur bei Rohren angewendet werden dürfen, deren Wanddicke im Verhältnis zum Durchmesser sehr klein ist. Für gröfsere Weiten und stärkeren innendruck gelten nach Bach²) unter Berücksichtigung jener Verschiedenheit sowie der durch den Überdruck eintretenden Längenausdehnung die Formeln:

o/

/ 1 + 0,4 -ü

3\

+ 0,4

J)

v-p

J-¹

3\

+ 2> V+ 0,4

3C.

k₇, bedeutet die gröfste, nämlich die an der inneren Kreisringschale der Rohrwandung auftretende Tangentialspannung. Aach aufsen hin, d. h. mit wachsendem Halbmesser, nimmt die Spannung ab und ist in der äufseren Wandungsschicht am kleinsten.

Sehr verbreitet war früher die Rechnungsweise nach Lamé³), bei welcher jedoch auf die bereits hervorgehobene Längenausdehnung des Rohres keine Rücksicht genommen wird:

kr. — Pi + 2 pa

4ft.

²) Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1880, S. 283, 363, 488. — C. Bach, Elastizität und Festigkeit.

C. Bach, Die Maschinenelemente. 9. Aufl. Stuttgart 1903. S. 740. — Von

Berlin 1889 — 1890, S. 341. den gleichen Voraussetzungen ausgehend hat Winkler bereits 1860 eine derartige Formel, jedoch mit etwas

anderen Beiwerten abgeleitet; siehe Zivilingenieur 1860, S. 348.

³) Scheffler, Die Elastizitätsverhältnisse der Röhren und die Bestimmung der Wanddicke derselben. Organ f. Eisenbahnwesen 1859. Als Separatabdruck (Wiesbaden 1859) erschienen. In dieser Arbeit wird auch der Einttufs umgelegter Bänder (Verstärkungsringe) untersucht. — Vergl. ferner : Scheffler, Die Festigkeit der Gefäfs-wände. Braunschweig 1862. — Launhardt, Über die Beanspruchung von Wasserleitungsröhren. Zeitschr. d.

Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1873, S. 139. — Die Eisenbahn 1877 II. S. 25. -—• Dwelshauvers-Dery, Über die Berechnung der Wandstärke von Rohren. Revue univ. 1874, Bd. 35, S. 73. — Grashof, Festigkeitslehre. 2. Aull.

Berlin 1878.

Wegen der noch älteren Formeln von Brix und Barlow vergleiche man die

3. Aufi. dieses Kapitels.

Obwohl die der Formel von Bach zugrunde liegende Voraussetzung der ungehinderten Längenausdehnung des Rohres bei Wasserleitungen nur selten völlig zutrifft, sondern die Längenausdehnung hei festen Endpunkten der Leitung nur insoweit stattfinden kann, als seitliche Ausbiegungen des Stranges möglich sind, empfiehlt es sich zur Sicherheit doch, nach dieser Formel zu rechnen.

In der Bach’schen Formel 3a ist die wichtige Beziehung enthalten, dafs für

1,3

P =

die Wandstärke o unendlich grofs sein müfste; nach Lamé hingegen für p = fcz —3. Demnach würde nach Bach z. B. ein unendlich dickes Rohr aus Grufseisen von einer Zugfestigkeit Kz = 1300 kg/qcm und einem Zugtragmodul Az' = 750 kg/qcm bei einem Überdrucke von 1000 at bersten und bei 577 at bleibende

Ausweitung erfahren. Fordert man zehnfache Bruchsicherheit, so ergibt sich für Gufseisen mit fcz =

= 130 kg/qcm der Höchstwert des zulässigen Flüssigkeitsdruckes zu p = 100 at; bei endlicher Wandstärke ist der zulässige Druck weit geringer.

Nach Formel 3b berechnet sich kz für gegebene Leitungen, nach Formel 3C hingegen der Druck, durch welchen eine gestattete Spannung kz erzeugt wird, insbesondere der Probedruck, welcher bei Prüfung mittels der Druckpumpe ohne dauernde Schädigung der Rohrwandungen ausgeübt werden darf.

Wegen der Ungleichmäfsigkeit des Materials und der Wandstärken sowie wegen vorkommender Wasserstöfse wird bei Wasserleitungen die Bruchsicherheit o ziemlich hoch genommen. Beispielsweise berechnet sich für ein Normalrohr von D — 750 mm und S = 20 mm (vergl. die Tabelle auf S. 356) die Zugspannung bei einem Probedruck von 20 at nach Bach zu kz =170 kg/qcm, demnach für einen Betriebsdruck von 10 at zu kz = 85 kg/qcm, was bei besonders gutem Gufseisen etwa einer 20fachen Sicherheit entspricht. Am gröfsten pflegt (aus Herstellungsgründen) a bei kleinen Rohren zu sein.

Was die Beanspruchung der Wasserleitungsrohre durch äufseren Druck betrifft, so ist diese nur selten so grofs, dafs eine Verstärkung der mit Rücksicht auf den Innendruck und die Herstellungsart sich ergebenden Wandstärken notwendig würde. Kommt ein solcher Fall vor, so kann die Näherungsformel la benutzt werden, indem man für kz die Druckspannung kd des Rohr materials einsetzt. Bei entsprechender Wahl der Vorzeichen für p& und ergibt sich

5,

1 Pa — Pi

D 2    — pi

Genauer gilt nach Bach für reine Druckbeanspruchung:

6,

J)

wobei zu berücksichtigen ist, dafs Flanschen, Böden oder Anschlüsse an Gefäfswände die Festigkeit des Rohres erhöhen (Forchheimer, Berechnung des zulässigen Aufsendruckes bei Ringen und Röhren. Zeitschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1899, Nr. 29. — Föppl, Technische Mechanik. 3. Band, Festigkeitslehre. 2. Aufi. S. 315).

23

coo

rH

fc, -

(1 + 2 z>") (pi~

0-À)-

4b.

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

§ 2. Gufseiserne Wasserleitungsrohre. Rohre aus Gufseisen, welche gegenwärtig bei Wasserleitungen weitaus am meisten verwendet werden, wurden zuerst im 17. Jahrhundert in greiserem Umfange hergestellt, doch scheute man sich bei dem damaligen Stande der Gielsereitechnik vor gröfseren Weiten und Baulängen. So besafs das 1682 in Betrieb gesetzte Wasserwerk zu Marly sechs nebeneinander liegende Stränge von 8 Zoll und 6 Zoll Durchmesser und 3 Fufs Baulänge, deren Verbindung durch Flanschen oder durch hölzerne, mit Eisenringen verstärkte Muffen erfolgte und nur sehr allmählich wurden die noch zu Beginn des vorigen Jahrhunderts allgemein gebräuchlichen Leitungen aus Holz, Ton und Blei (abgesehen von der Verwendung der Bleirohre für Hausleitungen) durch solche aus Gufseisen verdrängt.

Das Giefsen der Rohre geschah früher in Lehmformen, jetzt wendet man allgemein getrocknete Sandformen an. Yoch ist es nicht gelungen, eine Aviederliolt verwendbare, feuerfeste Form herzustellen. Den Gufs der Rohre in wagerechter Lage hat man wegen der leicht entstehenden Exzentrizität des Kerns der Form und wegen des schwierigeren Entweichens der entstehenden Gase gänzlich verlassen. Besser ist die geneigte, am zweckmäfsigsten die senkrechte Stellung der Form, bei welcher die genannten Übelstände nahezu vollständig vermieden werden.

Die für Bestimmung der Wandstärke 5 mafsgebende Zugfestigkeit Kz des Gufs-eisens soll mindestens 1200 kg/qcm betragen; bei vorzüglicher Beschaffenheit kann sie bis 2000 kg ansteigen und durch Zusatz von Aluminium, welches die im Gufseisen enthaltenen verschiedenen Oxyde aufnimmt und in flüssige Schlacke verwandelt, selbst auf 2400 bis 3000 kg/qcm gebracht werden. p& wird dem Atmosphärendruck, also p — jh —lh dem Druck der Wassersäule, gleich gesetzt. Zwar erleiden die Rohre durch den Bettungsboden auch einen äufseren Druck, doch würde dieser eine Verminderung der Wandstärke nicht rechtfertigen.

Gegenüber dem Wasserdrücke allein erscheint zwar eine zehnfache Bruchsicherheit genügend, denn die während des Betriebs vorkommenden stofsweisen Drucksteigerungen übersteigen selten eine halbe Atmosphäre; doch fallen die hiernach aus den Formeln hervorgehenden Wanddicken für kleine Durchmesser viel zu gering aus, als dafs sie den Stöfsen beim Transport und Verlegen, sowie später den Biegungsbeanspruchungen durch das sich setzende Erdreich gewachsen wären. Auch ist auf die unvermeidlichen Ungenauigkeiten bei der Erzeugung der Rohre Rücksicht zu nehmdn, ferner die Frage zu beantworten, ob die im übrigen genügenden Wandstärken für eine billige Massenherstellung zweckmäfsig sind, d. h. ob sie nicht beim Giefsen oder beim Prüfen der Rohre zuviel Ausschufs ergeben. Für die solchen Rücksichten Genüge leistende Wandstärke gilt die rechnerische Ermittelung nur als Grenzwert und zwar stellt sich heraus, dafs S für p — 8 und n = 10 erst bei D = 300 bis 400 mm gröfser wird, als die für einen guten Giefsereibetrieb einzuhaltende Ausführbarkeits-Wandstärke.⁴) Man rechnete deshalb früher vielfach mit Erfahrungsformeln; so nach Reuleaux:

und nach Schmidt⁵)

w +8 mm

⁴)    Siehe auch den Abschnitt: „Entstehungsgeschichte der alten empirischen Formeln“ in 0. Wertheims Denkschrift über das Rohrnetz der Wiener Hochquellenwasserleitung, mit zahlreichen geschichtlich-literarischen Hinweisen. Leipzig 1872, und Westendarp, Wandstärke gufseiserner Rohre. Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1872, S. 495. — Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1873, S. 8.

⁵)    Über die Fleischstärke von Wasserleitungsrohren. Von Prof. Gustav Schmidt in Prag. Zeitschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1871, S. 267. Mit einer wertvollen tabellarischen Zusammenstellung von vierzig ver-

CO0

to

8 =    + 7 mm für p < 6 at,

™ -|- 7 mm für p > 6 at.

Gegenwärtig werden gufseiserne Wasserleitungsrohre hei uns vorzugsweise nach den Abmessungen hergestellt, welche 1873 von dem Verein deutscher Gas- und Wasserfachmänner zusammen mit dem Verein deutscher Ingenieure festgesetzt und 1882 einer Nachprüfung unterzogen wurden. Bei dieser Nachprüfung sind die früher festgestellten äufseren Rohrdurchmesser beibehalten, um den Giefsereien die Anfertigung neuer Modelle zu ersparen. Indessen wurde eine Vermehrung oder Verminderung der Wandstärke je nach besonderem Bedürfnis, der Genauigkeit der Herstellung und der Festigkeit des Gufseisens zugelassen, die aber mindestens 1200 kg/qcm betragen soll; es können sich hiernach bei ein und demselben Modelle verschiedeneTHnnere Durchmesser ergeben. Als unveränderlich gilt die innere Muffenform, die Art des Anschlusses an das Rohr, sowie die Bleifugen weite.

Die vereinbarten (normalen) Wandstärken, welche annähernd durch die Formel

W + ⁷’5 mm

ausgedrückt werden, gelten für Rohre, welche einem Betriebsdrucke von höchstens 10 at und einem Probedrucke von höchstens 20 at ausgesetzt sind und hauptsächlich Wasserleitungszwecken dienen. Für einen Betriebsdruck von 4 bis 7 at ist eine Verminderung der Wandstärken um 5 bis 15°/₀ zulässig; ferner sind aus Ilerstellungsgründen bei geraden Rohren Abweichungen von den Rechnungsgewichten (bei denen das spezifische Gewicht des Gufseisens zu 7,25 angenommen ist), bis ± 3 °/₀ zu gestatten.*)

Die Festsetzungen, welche in der Tabelle auf S. 356 zusammengestellt sind, erstrecken sich auf Muffenrohre von 40 bis 1200 mm Lichtweite mit 2 bis 4 m Baulänge; doch werden bei den Ausführungen sowohl Rohrdurchmesser wie Baulängen manchmal überschritten. Der Tabelle liegt der Muffenquerschnitt Abb. 1 zu Grunde.

Die Muff en Verbindung kommt gegenwärtig für Gufseisenrohre in überwiegen-dem Mafse zur Anwendung. In den erweiterten Hals (Muffe) des einen Rohres steckt man das Ende (Schaft- oder Schwanzende) des anderen, stampft zunächst Teerstrick in den Zwischenraum bis ungefähr zur Hälfte der Muffentiefe und giefst hierauf die vordere Hälfte unter Zuhilfenahme eines vorgebauten Abschlusses mit Blei aus, welches darauf verstemmt wird. Die Verpackung soll in erster Linie das Einfliefsen des Bleies in das Innere des Rohres verhindern, hat jedoch auch für den Fall, dafs die Bleidichtung be-

Abb. 1. Deutsche. Normalmuffe.

inm

fZZ

_A_

HÄ

hmroi- 2 o

a—

ri

r7'

schieden en Formeln, welche teils von Autoren aufgestellt, teils von Prof. Schmidt aus bestehenden Wasser

leitungen abgeleitet wurden.

⁶) Nach den Vereinbarungen des Vereins deutscher Eisenhüttenleute sind Gewichtsabweichungen von

-I- 5°/o zulässig.

23*

Abmessungen gufseiserner Muffenrohre

nach den Festsetzungen des Vereins deutscher Ingenieure und des Vereins der Gas- und Wasserfachmänner

Deutschlands (Abb. 1).

Lichter Durch-3 messer d. Rohres

Normale

3 Wandstärke

Äufserer Durch-3 messer d. Rohres

Dx

Stärke der 3 Dichtungsfuge

Innere

3 Muffenweite

*<1

Innere

3 Muffentiefe

g Dichtungstiefe

tl

Übliche

3 Nutzlänge des Rohres

Gewicht

^ eines glatten w Rohrstücks von 1 m Länge

Gewicht der Muffe

Gewicht eines Rohres ^ von vorstehend. Nutzlänge

Gewicht f. d. lfd. Meter bei vorstehender Nutzlänge

Gewicht f. d. lfd. Meter bei vorstehender Nutzlänge, abgerund.

Gewicht

w des Bleiringcs*

40

56

50

66

60

8,5

77

65

8,5

82

70

8,5

87

75

8,5

92

80

98

90

108

100

118

125

144

150

175

200

225

250

275

300

325

350

O O

T-H r—i

11

11,5

13

13,5

14

170

196

222

248

274

300

326

Oi Oi Oi Oi Oi Oi Oi Oi Oi Oi Oi

68

69

70

70

72

74

77

79

81

to

-!— -fr-<N CU

375

14

4^ co za O H Ü1

co co to

400

425

450

475

G< Oi

15

15,5

429

454

480

506

CO ^    J*⁵    <X> CO

Oi Oi Oi Oi Oi

238

264

291

317

343

369

395

421

100

100

103

103

105

105

107

107

83

83

84

84

85

85

86

86

500

16

532

550

600

650

700

CO CO Oi

583

634

686

738

750

20

790

800

21

842

900

22,5

945

1000

1100

1200

24

26

28

1048

1152

1256

"oi    'oi 'oi    ”oi ~Oi *Oi 'oi

448

473

499

525

552

603

655

707

760

812

866

970

1074

1178

1282

110

110

112

112

115

117

120

122

125

127

130

88

88

89

89

91

92

94

95

96

97

98

135 101 140 104 145 106 150 108

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44,36 52,86 61,95 71,61 81,85 92,68

104,08 116,07 124,04

136.89

145.15 158,87 173,17 188,04

212.90

238.90 273,86

311.15

350.76 392,69

472.76

559.76 666,81

783.15

12,00

14,41

16.89 19,61 22,51 25,78 28,83 32,23 34,27

39.15 41,26

44.90 48,97 54,48 62,34

71.15 83,10 98,04

111,29

129,27

160,17

195,99

243,76

294,50

396.50    99,13 445,15 111,29

496.51    124,13

530.43    132,61 j)86,71 146,68 621,82 155,46 680,38 170,10 741,65 185,41 806,64 201,66 913,94 228,49

1026,75 256,69 1178,54 294,64 1342,64 335,66 1514,33 378,58 1700,03 425,01 2051,21 512,80 2435,03 608,76 2911,00 727,75 3427,10 856,78

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0,69

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133

147

155

170

185

202

228

257

295

336

379

425

513

609

728

857

1,05

1,15

1,35

1,70

2,14

2,46

2,97

3,67

4,30

4,69

5,09

5,16

5,53

6,64

7,46

7,89

8,33

8,77

10,1

11,7

13,3

14,4

15,5

17,4

20,2

24,7

29,2

34,0

39,0

* Gewicht des Teerstrickes rd. 0,1 vom Gewichte des Bleirmges.

j 50 und 60 mm-Rohre können auch in 3 m, 200 mm weite auch in 4 m Länge geliefert werden.

schädigt ist, als Hilfsdichtung eine gewisse, wenn auch geringe Bedeutung.⁷) Behufs Beschleunigung der Legungsarbeit sind auch fertige Halbringe aus Blei zur Anwendung

⁷) Das Dichtungsverfahren von Beinhauer vermeidet (in geraden Strecken) die Verwendung des Hanfstricks, indem in die Verbindungsstelle ein mit Asbestüberzug versehener Gummizylinder eingebracht und durch eine Luftpumpe aufgetrieben wird, so dafs er sich gegen die Innenwandung legt und das Eindringen des geschmolzenen Bleies in die Rohrleitung hindert (Bd. 4 dieses Teiles, S. T63).

gekommen, die ohne weiteres eingeschoben und verstemmt werden können oder man wickelt von vorrätigen Bleistreifen Abschnitte zu Ringen zusammen.

Die Muffendichtung zeichnet sich durch Haltbarkeit und Billigkeit aus; bis zu einem gewissem Grade gestattet sie die Herstellung gekrümmter Leitungsstrecken, ohne undicht zu werden, was von grofsem praktischem Werte ist. Der leichteren Längsverschiebbarkeit wegen wurde auch bei der Muffe der Abb. 1 die früher allgemein gebräuchliche Yerstärkung am Schwanzende (Bund, Mandelring) fortgelassen. Obgleich die Muffe gröfsere Wandstärke erhält, als das Rohr und aufsen durch einen Wulst verstärkt wird, bildet sie im allgemeinen doch den schwächsten Teil des Rohres; sie sollte sich deshalb beim Giefsen stets unten befinden, um möglichst dicht auszufallen. Ferner wird zur Erlangung dichten Gusses an dem dann oben befindlichen Schwanzende ein verlorener Kopf angegossen, welcher jedoch mit dem Rohrende zweckmäfsig nur durch einzelne Stege (Läufe) zusammenhängt, so dafs er sich nach dem Erkalten leicht ab-schlagen läfst. Auch ist es zweckmäfsig, am Schaftende noch 8 bis 10 cm Rohrlänge auf der Drehbank abzustechen, wodurch sich zugleich die Baulänge genau innehalten läfst.

Die sogenannte Normal muffe (Abb. 1) hat auf der tiefsten Stelle einen Vorsprung zum Zentrieren der Rohre (Zentrierring). Um bei schiefem Ineinanderstecken zu verhindern, dafs das aus dem Schaftende tretende Wasser gegen die vorspringende Muffenkante stofse, ist der Rohrdurchmesser nach der Muffe hin etwas erweitert; dadurch wird auch eine den Giefsereianforderungen entsprechende schlanke Form gewonnen.

Von sonstigen Muffenformen, die zum Teil bei einem über 10 at hinausgehenden Betriebsdruck verwendet werden, sei Abb. 2 erwähnt, mit einer Rinne zum Festhalten des Bleirings, die u. a. in Wien, Braunschweig, Dortmund und Kiel zur Anwendung gekommen ist. Gegenwärtig legt man einer solchen Rinne weniger Wert bei, als früher, hält vielmehr die Reibung zwischen Blei und der (nicht asphaltierten) Innenfläche für ausreichend; auch wird der Ring beim Verstemmen leicht abgeschert.

Abb. 2.

Abb. 3. Berlin.

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Zuverlässiger als die Rinne ist eine schwalbenschwanzförmige Verjüngung der Muffeninnenfläche in ihrer zur Aufnahme des Bleirings bestimmten Endzone. Diese von Lindley 1884 in Warschau angewendete und neuerlich für Kanalisationsrohre vorgeschlagene Anordnung¹) bedingt einige Vorsicht beim Einstampfen des Hanfzopfes, indem das Stemmeisen sich leicht gegen die innere Abstufung der Muffe setzt; weniger ist dies der Fall bei der in Abb. 3 dargestellten Berliner Muffe und noch weniger bei. einer Muffenform, die sich in ihrer Endzone konisch verengt. Rohre mit derartigen ' Muffen werden von den v. Roll’sehen Werken in Choindez für Wasserdrücke bis zu 16 at hergestellt und mit gutem Erfolg verwendet.

Die Frankfurter Muffe (Abb. 4) bietet in Verbindung mit dem Mandelring gröfsere Sicherheit gegen das Eindringen von Dichtungsmaterial in das Innere der Rohre, namentlich beim schiefen Ineinanderstecken der Rohre in kurvenförmigen Strecken; auch erhöht

der Mandelring nicht unwesentlich die Festigkeit des. Schwanzendes, doch gestattet er nicht dessen Beseitigung beim Vorhandensein eines Gufsfehlers.

Abb. 5. Konische Muffe (Liverpool').

Abb. 4. Frankfurt a. M.

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In Liverpool hat man die Schwanzenden konisch abgedreht und in entsprechend ausgebohrte Muffen gesteckt (Abb. 5). Die Legung geht schnell vor sich, der Bedarf an Dichtungsmaterial ist gering und der Schlufs, allerdings auf Kosten der Beweglichkeit der Leitung, recht befriedigend; der Kegel der Berührung darf aber nur kurz sein, wenn die Leitung nicht zu steif ausfallen soll. Diese Rohrverbindung ist auch in mehreren Städten des Kontinents mit Erfolg angewendet worden (vergl. z. B. J. ÄVein, Wasserversorgung von Budapest 1883, S. 48).

Einen hohen Grad von Beweglichkeit besitzt die gleichfalls in Liverpool zur Anwendung gekommene kugelförmige Verbindung (Abb. 6). Auch bei der gewöhnlichen unbearbeiteten Muffe läfst sich dieser Vorteil dadurch erreichen, dafs man das Schwanzende aufsen nach einer schmalen Kugelzone bildet und die Muffe entsprechend aushöhlt.

Abb. 8.

Abb. 6. Kugelförmige Muffe (Liverpool).

Abb. ,7. Drehmuffe.

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Die Drehmuffe (Abb. 7) ist von Oberingenieur Paulus für zahlreiche AVasser-verso r g un ge niWihiip r&7ichTi’cli österreichischer Bahnstationen, mit gutem Erfolg in Anwendung gebracht worden. Zwei mit Talg getränkte, in Teer getauchte Hanfseile werden in den Löchern a der zu verbindenden Rohre befestigt und durch die Löcher b der Drehmuffe gezogen, diese wird hierauf mittels eines langarmigen, zwischen die angegossenen Vorsprünge greifenden Schlüssels gedreht, bis ihre Hohlräume durch die mehrfachen Seilwickelungen stramm ausgefüllt sind, wobei die Rohre gegen Mitdrehen besonders festgehalten werden müssen. Nach dem Abschneiden der überschüssigen SeilläDgen ver-giefst und verstemmt man die Löcher b mit Blei. Vermöge der Elastizität der Verbindung können Längsverschiebungen und Senkungen derartiger Leitungen erfolgen, ohne Undichtheiten oder Brüche zu verursachen.

Bei Hochdruckleitungen (16 bis 60 at) wenden die v. Roll’sehen AVerke die oben erwähnte Muffenform in Verbimlung mit Sicherungsringen an (Abb. 8), die je nach

dem Rohrdurchmesser zwei- oder dreiteilig sind und mittels Ankerschrauben durch entsprechende Angüsse an der Muffe festgehalten werden.

Abb. 9. Muffe mit Gummiring.

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Abb. 11.

Abb. 10 a u. h. Rohr Verbindung von Petit.

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Für rasch zu legende Leitungen mit niedrigem Betriebsdruck eignet sich die Muffendichtung mit eingerolltem Kautschukring (Abb. 9). Der elastische Ring, ursprünglich von kreisförmigem Querschnitt, wird über den Mandelring hinweg auf das Rohr gebracht; bei dem Einschieben des Schwanzendes in die Muffe rollt er teils in diese hinein, teils am Schwanzende zurück und wird zugleich flach geprefst. Längsverschiebungen der Rohre können bei dieser Yerbindung leicht stattfinden. — Eine ähnliche Rohrverbindung, bei welcher zum besseren Halt des Gummiringes Rinnen in der Muffe und am Schwanzende angebracht sind, wird von der Firma Budde & Goehde in Berlin verwendet. — Abb. 10« u. & stellen die Rohrverbindung von Petit dar. Die Rohrenden lassen Raum zum Einlegen eines Gummirings, der nach dem Überlegen der schmiedeisernen Bügel beim Eintreiben der Verbindungsbolzen stark zusammengeprefst wird. — Eine andere Yerbindung mit Gummiring, welcher in der aus Abb. 11 ersichtlichen Weise gegen den Muffengrund geprefst wird, liefert das v. Roll’sehe Hüttenwerk. Ähnlich ist die Yerbindung, welche bei dem Wasserleitungsnetz für Basel verwendet wurde.²) — Die Rohrverbindung der Abb. 12 mit Überschiebmuffe und beiderseits an-geprefsten Kautschukringen, welche sich bei Druckproben bis 12 at bewährt hat und rasch (in einer Viertelstunde) erneuert werden kann, ist bei der Druckluftleitung für Offenbach, aber auch für Wasserleitungszwecke in Erlangen angewandt.³)

Die in Abb. 13 dargestellte Doppel- oder Überschiebmuff e ist zur Ausbesserung beschädigter Rohre geeignet, indem an der Sprungstelle ein Rohrstück von solcher Länge herausgenommen wird, dafs das Einbringen der Überschiebmuffen möglich ist. Besteht die Muffe aus einer oberen und einer unteren Hälfte, welche durch Schrauben verbunden werden (Abb. 14« u. &), so kann sie unmittelbar um die beschädigte Stelle

Abb. 12 a u. b.

Abb. 12 a. Durchschnitt.

Abb. 13.

Doppel- oder Über schiebmuffe.

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UFF

Abb. 14a u. b. Geteilte Überschiebmuffe.

Abb. 14 a. Durchschnitt.

Abb. 12 6. Grundrifs.

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Abb. 14 6. Ansicht.

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gelegt werden. Bei der Hilfsmuffe von Reuther fallen auch die Schrauben fort, indem die beiden Hälften o und u schwalbenschwanzförmig ineinander geschoben, dann von t aus mit Blei vergossen und hierauf verstemmt werden. Abb. 15a u. b zeigt eine solche Hilfsmuffe für das beschädigte Rohr, Abb. 16 a u. b für die beschädigte Muffe des Leitungsrohrs.

Zu den Doppelmuffen gehören in gewissem Sinne auch die sogenannten Expansionsmuffen, in denen sich die Rohrenden stopfbüchsenartig bewegen können. Sie werden da angewendet, wo gröfsere Längenverschiebungen infolge von Wärmeschwankungen vorauszusehen sind. Abb. 17 a u. b zeigen die Anordnung der Expansionsmuffen, mit welchen die drei über die grofse Weserbrücke in Bremen geführten schmiedeisernen Wasserleitungsrohre von 356 mm Durchmesser versehen sind. Zur Verhinderung des Festrostens der Rohrenden sind diese mit sorgfältig aufgedichteten Messingschuhen versehen, welche in den beiden zugehörigen Messingringen der Stopfbüchse und der durch Anziehen der Schrauben verdichteten Packung gleiten können.

Abb. 15a u. b. Reutlier’sehe Hilfsmuffe für den Rohrkörper.

Abb. 15 a. Längsschnitt u. Ansicht,

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Abb. 15 b. Querschnitt.

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Abb. 16 a u.b. Hilfsmuffe für eine beschädigte Verbindungsstelle.

Abb. 16 a. Längsschnitt u. Ansicht.

Abb. 16 b. Vorderansicht.

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Abb. 18.

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Abb. 17 a u. b. Expansionsmuffe.

Abb. 17 cf. Längenschnitt.

Abb. 17 i. Ansicht u. Querschnitt.

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Das Auseinandernehmen einer Leitung, welches aus verschiedenen Gründen notwendig werden kann, läfst sich durch Ausschmelzen der Bleidichtungen bewirken. Weniger umständlich und vorteilhafter ist das Herausziehen der Rohre aus den Dichtungsstellen durch eine Hebelvorrichtung (für Leitungen bis zu 200 mm Lichtweite) oder mittels Druckwasser, welches von einer Handdruckpumpe geliefert wird und die Prefs-kolben zweier an den Seiten des Rohres befestigter Druckzylinder in Bewegung setzt (anwendbar bis zu Weiten von 1000 mm).

Die Flanschverbindung war ursprünglich für gufseiserne Wasserleitungen sehr/

verdrängt, zumal die gewöhnliche Flanschverbindung nur das Verlegen in geraden Strecken gestattet. Das Legen selbst, wie auch der Ersatz eines schadhaften Rohres geht jedoch schneller vor sich, auch kann durch Vachziehen der Schrauben eine Lndichtheit der Verbindung leichter beseitigt werden; ferner ist einige Nachgiebigkeit durch Anwendung elastischer .Dichtungsringe erzielbar. Bei stark fallenden oder senkrechten Leitungen, bei Dükern und Hebern, bei Überführungen und ähnlichen Anlagen verdient die Flanschverbindung als die zuverlässigere jedenfalls jlen Vorzug ; aus diesem Grunde ist sie auch für die VerteilungsTeitüngon verschiedener Wasserwerke, z. B. in Karlsruhe, Salzburg und bei den Anlagen der Rauhen Alb angewendet.

Abb. 18 zeigt die den Vereinbarungen des Vereins deutscher Ingenieure und des Vereins der Gas- und Wasserfachmänner Deutschlands entsprechende Flanschenform. Die Werte für D, D1? Z)₂, 5, §„ è, h und d ergeben sich aus der umstehenden Tabelle.

Um die Schrauben dem Schraubenschlüssel besser zugänglich zu machen und um ihr Rosten durch das nach unten herabsickernde Wasser zu mindern, gilt für die Anordnung der Schraubenlöcher die Regel, dafs die Vertikalebene durch die Achse des Rohres die Entfernung zwischen den beiden untersten Schraubenlöchern halbiert.

Die Arbeitsleiste ist nur bei abzudrehenden Flanschen notwendig; nicht selten werden die Flanschen roh gelassen.

Als Dichtim^seinlagen sind ringförmige Platten aus Pappdeckel, mit Leinöl getränkt, vorwiegend gebräuchlich; daneben auch Dichtungsringe aus Holzstoff’. Für Rohrleitungen, welche Erschütterungen ausgesetzt sind, insbesondere bei Überschreitung von Brücken, empfiehlt sich die Anwendung von Dichtungsscheiben aus gutem Kautschuk.

Abmessungen gufseiserner Flanschrohre

nach den Vereinbarungen des Vereins deutscher Ingenieure und des Vereins der Gas- und Wasserfachmänner

Deutschlands (Abb. 18).

g Lichter Durchm. des Ruhres

CI

Normale Wandstärke

g Äufserer Durchm. des Rohre3

Di

g Durchmesser des Flansches

ra

Dicke des Flansches

8t

g Breite der Dichtungsleiste

g Höhe der Dichtungsleiste

Lochkreisdurchmesser

Anzahl der Schrauben

Stärke der Schrauben

Länge der Schrauben

mm y/engl.

Ë Durchm. des Schraubenlochs

Übliche Baulänge

Gewicht eines glatten Rohrstücks von 1 m Länge

Gewicht eines Flansches nebst Anschlufs

Gewicht eines Rohres von vorstehender Baulänge

Gewicht f. 1 m bei vorstehender Baulänge

150 10 175 : 10,5 200 11

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21,28

25,96

45,70

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62,40

69,61

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99,82

124,70

151,00

180,00

207,89

312,40

* 200 und 225 mm-Rolire können auch in 4 m Länge geliefert werden.

welcher seine Elastizität nicht verliert. Blei ist in solchen Fällen wegen seiner Nachgiebigkeit nicht zuverlässig; deshalb ist auch das Nachziehen der Schrauben ohne dauernden Erfolg. Durch öfteres Nachziehen wird aber der Bleiring schliefslich aus der Flanschenfuge heraus und auch in den Innenraum des Rohres gequetscht, so dafs noch mifsliche Querschnittsverengungen eintreten können. Bleiringe mit Kautschukeinlage hingegen haben sich gut bewährt, indem der dichtende Anschlufs des Bleies, welches auch bei nicht abgedrehten Flanschen sich passend anprefst, vermöge der Elastizität des Kautschukkerns erhalten bleibt, während dieses gegen die schädigenden Einwirkungen der Luft und unreinen Wassers durch die Bleihülle geschützt ist.

Bei sehr genauen Ausführungen leisten Kupferringe gute Dienste, welche man entweder als Drahtringe nach Abb. 19 zwischen die glatt abgedrehten Flanschen oder nach Abb. 20 in eingedrehte Nuten legt, so dafs beim Anziehen der Flanschenschrauben vermöge der Keilwirkung des Drahtrings in der Rinne zweifache Dichtungsanlage erzielt wird. Gröfsere Elastizität besitzen Götze’s profilierte Kupferringe (Abb. 21).

Abb. 22.

Abb. 23.

Abb. 24.

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Abb. 19.

Abb. 20.

Abb. 21.

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Die linsenförmigen Dichtungseinlagen von Wöhler (Dichtungslinsen) aus Kupfer oder Rotgufs (A5bT22) werden nach zwei Kugelflächen abgedreht und in die entsprechend angedrehten Rohrenden passend eingeschliffen. Vermöge der in beliebigen Richtungen möglichen Drehung der beiden Rohre um die der Dichtungslinse zugehörigen Kugelmittelpunkte verhält sich diese Anordnung wie eine gelenkige Kette, so dafs die Ausführung' nicht geradlinig verlaufender Rohrstränge sehr erleichtert wird und auch bei Lagenänderungen der Rohre der dichte Schlufs sich durch Nachziehen der Schrauben wieder gut herstellen läfst.

Als geeignet für hohen Druck und bei Beanspruchung durch Erschütterungen mögen die seinerzeit von Lincke vorgeschlagenen wellenförmigen Dichtungseinlagen (Dichtungsmeinbranen), welche für alle vorkommenden Dichtungen an Flanschen, Muffen, Stopfbüchsen, Kolben u. s. w., in verschiedenen Formen anwendbar sind, hier noch angeführt werden. Vermöge ihrer Wellenform wird, wie z. B. die in Abb. 23 dargestellte Flanschenverbindung zeigt, in den beiderseitigen Dichtungsfugen eine gröfsere Zahl von Dichtungskanten gebildet, welche selbst bei ungenauer Oberflächen beschaff enheit der Flanschen einen guten Schlufs sichern, indem die etwa über den ersten Wellenscheitel vordringende Flüssigkeit in den weiter folgenden Hohlräumen wiederholte Druckver-minderung erfährt.

Die für Hochdruckleitungen bewährte Rohrverbindung nach Ri edler (Abb. 24) beruht auf der durch den Wasserdruck selbst bewirkten Abdichtung mittels eines Lederstulps von winkelförmigem Querschnitt, welcher in eine Aussparung des einen Rohres mittels eingelegten Spannrings festgehalten wird, während die glatt abgedrehten Rohrflanschen ohne Zwischenmittel fest gegeneinander geschraubt werden.

Abb. 26.

Abb. 25.

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L-..........j

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Eine gewisse Beweglichkeit besitzt die aus Muffe und Flansch bestehende V er-bindung von Reut her (Abb. 25). Infolge der schrägen Auflagerflächen des Flanschringes F und der Muffe m wird beim Anziehen der Schrauben der Gummiring d fest gegen die äufsere Rohrfläche geprefst. Auf dem nämlichen Grundsatz beruht die ebenfalls von Reut her hergestellte Verbindung (Abb. 26), welche neben einer bestimmten Drehbewegung auch eine Längsverschiebung gestattet, demnach ähnlich wirkt, wie die in Abb. 17 dargestellte Expansionsmuffe.

Was die Formstücke der gufseisernen Rohrleitungen betrifft, so sind auch für diese durch Vereinbarung einheitliche Abmessungen festgesetzt. Wegen der ungünstigeren Beanspruchung durch den Betriebsdruck, wie wegen der leichteren Möglichkeit einer Verlegung oder Verbiegung des Kerns ist die Wandstärke der Formstücke 15 bis 20°/o gröfser, als die der geraden Rohre.

Abb. 27.

Abb. 28.

Abb. 29.

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Die Abb. 27 bis 39 stellen Muffenrohrformstücke dar, welche der Einfachheit wegen bestimmte Bezeichnungen erhalten haben. So heifst ein nach Abb. 27 hergestelltes Muffenrohr mit einem Flanschstutzen ein A-Stück, ein Muffenrohr nach Abb. 28 mit zwei gleichen, in gerader Linie gegenüberstehenden Flanschstutzen ein AA-Stück. Die Bezeichnung B- und RR-Stück wird gebraucht, wenn an Stelle des Flanschstutzens ein Muffenstutzen tritt (Abb. 29 u. 30). C- und C(7-Stücke (Abb. 31 u. 32) nennt man Muffenrohre mit schrägen Abzweigen und zwar beträgt der Winkel der Abzweigung 45°.

300

RR

200

ist also ein Rohr der Form Abb. 30 von 300 mm Durchmesser mit zwei gleichen senkrechten Muffenstutzen von je 200 mm Lichtweite. Je nach dem Durchmesser beträgt die Baulänge L = 0,8 bis 1,5 m bei der A- und R-Klasse und 0,8 bis 1,75 m bei der

Abb. 30.

Abb. 31.

Abb. 32.

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Abb. 33.

Abb. 35.

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Abb. 36.

Abb. 34.

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Abb. 37.

Abb. 38.

Abb. 39.

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.3,

(7-Klasse; c2 wechselt zwischen 40 und 750 mm. Die Länge a (Abb. 27, 29, 31) ist 0,2 D -j- 0,5 d -}- 100 mm; l in Abb. 27 = 0,1 d -j- 120 mm, in Abb. 31 — 0,75 a.

Yon weiteren Formstücken seien noch erwähnt: das F-Stück (Abb. 33) mit Muffe und Flansch, für welches L durchgängig = 300 mm ist; ferner das F-Stück mit einem Flansch und 600 bis 800 mm Länge (Abb. 34). Das J-Stück gestattet einen Richtungs-wechsel der Leitung von 30° (Abb. 35); hier ist m — D -)- 200 mm (jedoch nicht über 600 mm) und R = 150 -j- d mm. — Die in Abb. 36 dargestellten F-Stiicke werden mit R = 10 D und Zentriwinkeln von 22 72 , 30 und 45° hergestellt, so dafs 4, 3 oder 2 Stücke einen Quadranten bilden. — Abb. 37 ist ein Muffenkrümmer mit scharfer Biegung (72 = 0,5 D -f- 300 mm), der auch nach Abb. 38 mit Fufs hergestellt wird. — Abb. 39 zeigt ein 72-Stück oder Übergangsrohr von D auf d, wobei d bis zu 8 oder 10 Stufen der Tabelle I kleiner als D ist. Die Länge L beträgt 1 m, einschliefslich des geraden Endes von der Länge der doppelten Muffentiefe.

Soll ein Abzweigstück nachträglich eingefügt werden, so kommen die in Abb. 13 bis 15 dargestellten Überschieber und Ililfsmuffen zur Anwendung. Die Reuther’sche

Hilfsmuffe erhält dann die in Ahb. 83 a u. b dargestellte Form und es läfst sich die Öffnung für das Zweigrohr nachträglich durch Ausbohrung herstellen.

Über Rohrverbindungen siehe:

Über die Verbindung eiserner Rohre. Wochenschr. d. Ver. deutscher Ing. 1879, S. 226.

Painters pipejoint. Engineering 1880, I. S. 147.

Spence-Metall für Rohrdichtungen. Deutsche Industriezeitung 1881, S. 110.

Reuleaux, Der Konstrukteur. 4. Aufl. Braunschweig 1882 — 89.

Kupferne Dichtungsringe. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 142.

A pipe coupling suggestion. Americ. Mach. 1898, S. 859.

A pipe joint for high pressure. Americ. Mach. 1899, S. 524.

A pipe joint. Eng. Record 1900, Bd. 41, S. 113.

v. Roefsler, Über Flanschdichtungen. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1903, S. 538.

Russische Normalien für gufseiserne Wasserleitungsrohre. Rigaer Industriezeitg. 1896. — Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1896, S. 654. — Joly, Technisches Auskunftsbuch. Leipzig 1903.

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;un:

§ 3. Prüfung der gufseisernen Rolire. Die Rohre sollen frei von Blasen und Rissen in sauberem Gusse, kreisrund und von gleichmäfsiger Wanddicke geliefert werden. Zur Prüfung ihrer Festigkeit und Dichtheit sind Druck proben erforderlich; diese werden gewöhnlich durch Einpressen von Wasser ausgeführt und schon auf der Hütte an jedem Stück vorgenommen, um den Hin- und Rücktransport unbrauchbarer Rohre zu ersparen, dann jedenfalls noch am Yerwendungsorte vor oder nach ihrer Ver-legung. Bei den Yereinsrohren ist ein Probedruck von 20 at angenommen. Im allgemeinen soll er mindestens 5 at mehr als der hydrostatische

wird jedoch häufig gleich dem zweifachen Betrage dieses Drucks vorgeschrieben. Jedenfalls ist hierbei Formel 3C mit Einsetzung des Tragmoduls K[ als Wert der Spannung Jc7 des Materials zu beachten. Bei gröfseren Lieferungen empfiehlt es sich, mit einzelnen Rohren über die Elastizitätsgrenze hinaus und bis zum Bruche Yersuche zu machen, um das Verhalten der Rohre vollständig kennen zu lernen. Zur Entdeckung von ungesunden Stellen im Gusse, wie Blasen, Kaltgufs u. s. w. werden dann noch.die Rohre je nach Durchmesser und Wandstärke mit eisernen Hämmern von 0,5 bis 1,5 kg Gewicht, während sie unter dem Probedruck stehen, gehämmert und nur solche Rohre angenommen, welche dabei keinerlei Undichtheit zeigen.

Zur Ausführung der Proben werden die Rohre in ein Gestell eingespannt und an den beiden Öffnungen durch Prefsschilder verschlossen, welche mittels Schrauben oder durch Wasserdruck fest angedrückt werden. Die Druckpumpe ist mit einem Manometer und einem auf den Probedruck eingestellten Sicherheitsventil versehen. Zur Beschleunigung der Füllung der Rohre bei der Prüfung schiebt man wohl auch einen zylindrischen hölzernen Kern in sie ein.

Die Druckprobe mit geprefster Luft, wobei das Rohr in einem Trog unter Wasser gehalten und die Luft behufs schneller Füllung einem Windkessel entnommen wird, läfst Undichtheiten durch das Aufsteigen von Luftblasen zwar leicht erkennen, doch ist das Yerfähren umständlich und deshalb nicht mehr in Anwendung.

Nach dem Verlegen prüft man zweckmäfsig auch die zwischen Absperrschildern liegenden Stränge bei noch offenen Rohrgräben unter erhöhtem Druck. Liegen die Schieber in weiten Abständen, so kann man zur Vermeidung des langen Offenstehens der Baugruben nach dem Vorgänge in Detroit¹¹) Prüfungskästen einschalten und diese mit Verschlufsdeckeln abschliefsen. Die Kästen bleiben dann Bestandteile der Leitung und dienen später als Zugangstellen.

Schutz gegen Rostbildung u. s. w.

367

Aufser diesen Streckenproben ist vor dem Beginne des Betriebes eine Bruckprobe des gesamten Rohrnetzes ratsam, um etwaige noch vorhandene Schäden in der Leitung aufzufinden; hierzu ist ein Druck von etwa 2 at genügend und zweckmäfsig, indem dann die Folgen von ündichtheiten weniger heftig auftreten, als bei vollem Betriebsdruck.

Man vergleiche hierzu:

E. Lompert, Über die Gefahr bei Wasserdruckproben. Der Rohrleger 1878, S. 362.

Testing Water Pipes. Engineering 1879, II. S. 178 u. 215.

Testing Water Pipes at the Osset Water Works. Engineering 1880, I. S. 178 und 215.

Probiermaschine für Rohre auf Zeche Friedrichstal. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1882, S. 49.

Prüfung von Gufseisenrohren. Engineering News 1891, S. 367. — Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1894, S. 578, 722 ; 1895, 'S. 456, 518.

Wasserrohrnetzprüfungen zu Hamburg. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1896, S. 280.

§ 4. Schutz gegen Rostbildung und gegen die Einwirkung elektrischer Ströme. In einzelnen Fällen, unter anderem beim Wasserwerk in Altona, hat man gufseiserne Rohre ohne irgend welchen schützenden Überzug verlegt. Sie sollen sich zwar gut gehalten haben, doch liegen auch gegenteilige Erfahrungen vor, welche es angemessener erscheinen lassen, durch ein geeignetes Schutzmittel den Rohren längere Dauer zu sichern. Dichtes, feinkörniges hellgraues Eisen mit glatter Oberfläche ist einigermafsen widerstandsfähig gegen Rost, und zwar um so mehr, je weniger weich es ist.

Ein Gehalt des Wassers an Luft, Kohlensäure, Chloriden des Magnesiums, des Calciums, der Alkalien und des Ammoniums, befördert das Rosten, während alkalisch reagierende Stoffe ihm entgegenwirken. Bei Gehalt an schwefelsauren Salzen und ebenso an Kalk kann Krustenbildung eintreten und dadurch das Fortschreiten der Rostbildung verhindert werden.

Zur Bildung schützender Überzüge haben Fette, Teer, Harz, Pech, Asphalt, Kalkmilch, Zement, Email und andere Stoffe, teils allein, teils in gegenseitiger Verbindung-Anwendung gefunden. Jedenfalls sind sie stets auf die metallisch reine Oberfläche aufzutragen und es ist deshalb, um nicht erst die Rohre reinigen zu müssen, vorteilhaft, schon auf der Hütte bald nach dem Gusse das Schutzmittel anzuwenden.

Am ^gebräuchlichsten ist Asphalt. Man erwärmt die Rohre auf etwa 150 bis um die Fèïïclitigkëiï vol 1 stäncfig auszutreiben (handwarm genügt nicht) und

180° C.,    _______

taucht sie in kochende Asphaltmasse, in welcher sie 10 bis 20 Minuten liegen bleiben. Aach dem Herausziehen läfst man sie in lotrechter Lage abtropfen, so dafs nur ein

verhindern, ist es zweckmäfsig, ihm etwas Leinöl bei-

zu

dünner, gleichförmiger Überzug zurückbleibt. Grofse Rohre werden angestrichen. Zur Beschleunigung Mes Trocknens bedient man sich eines Zusatzes von Benzin. Um das Abblättern des Asphalts zumischen. Bestreicht man vorher die Muffe innen und das Schwanzende aufsen mit Kalkmilch, so kann nachher der Asphaltüberzug leicht abgelöst werden; dies empfiehlt sich,WIämit später der Bleiring besser hafte. Der Asphaltüberzug ist fest, glatt und ziemlich dauerhaft, wenngleich sich selbst durch den besten Asphaltüberzug die Bildung von Rostknollen nicht gänzlich verhindern läfst. Ob und in welchem Umfange die Aufsen-seite der Rohre angegriffen wird, hängt wesentlich von der Aatur des Untergrundes ab. Reiner Boden ist besser, als solcher mit organischen Bestandteilen und es empfiehlt sich, Leitungen in moor- oder schlammhaltigen Strecken mit einer schützenden Lehm- oder Tonschicht zu umkleiden.

Teer ist weniger haltbar als Asphalt und soll auch dem Wasser einen unangenehmen Geschmack mitteilen.

Yielfach wurde Kalkmilch und zwar hauptsächlich für die Innenseite der Rohre angewendet, z. B. in Würzburg und Zürich, wo man es mit weichem Wasser zu tun hat. Ein Überzug aus hydraulischem Kalk wird empfohlen, um die Entstehung der aus Eisenoxyd und Eisenoxydul bestehenden Knollenbildung zu verhindern. Er ist auf alle Fälle der Kalkmilch vorzuziehen, denn aus dieser bildet die im Wasser enthaltene Kohlensäure zunächst kohlensauren und dann doppeltkohlensauren Kalk, welcher durch das Wasser aufgelöst wird, während der hydraulische Kalk vermöge seiner Calcium-und Aluminiumsilikate dauernd erhalten bleibt. Abnutzung der Rohrwände durch mechanische Wirkung ist bei dem reinen Wasser der Yersorgungsanlagen nicht zu befürchten, auch wenn die Geschwindigkeit bis auf 2,5 m an wachsen sollte. Ob nicht bei dauernder Überschreitung dieser Geschwindigkeit ein Angriff stattfindet, ist noch nicht einwandsfrei festgestellt.

Literatur:

Weber, Über die Einwirkung der Bodenbeschaffenheit auf gufseiserne Rohre. Journ. f. Gasbel. u. Wasser-vers. 1893, S. 552.

R. Petit, Einwirkung der Kohlensäure des Wassers auf Eisen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1897, S. 206. Einwirkung harten Wassers auf Metalle. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1899, S. 536.

Ehlert, Kohlensäure im Grundwasser als Ursache der Zerstörung von Wasserleitungsanlagen. Zeitschr. d. Ver.

deutscher Ing. 1899, S. 102.

Asphaltanstrich auf Rohren. Gesundh.-Ing. 1900, S. 346.

Eine andere Ursache des Angriffs der Rohrwandungen bildet der elektrische Strom. Bei Strafsenbahnen mit oberirdischer Zuleitung werden gewöhnlich die Schienen zur Rückleitung des Stromes benutzt, der dann aber leicht in benachbarte Rohrleitungen Übertritt; ähnliches geschieht auch da, wo Fernsprechanlagen die Erde als Rückleitung verwenden. Infolge der auftretenden Spannungsunterschiede stellen sich dann elektrolytische Wirkungen ein, welche die Rohrwandungen erheblich schädigen können.⁴ 5) Unter Umständen widersteht ein altes mit Rost dicht überzogenes Rohr einer solchen Einwirkung besser als ein neues. Die zur Zerstörung erforderliche Zeit ist um so kürzer, je mehr die Nebenströme sich auf eine bestimmte Fläche des Rohres konzentrieren.

Das beste Mittel gegen derartige Zerstörungen würde zweifellos das sein, abirrende Ströme überhaupt unmöglich zu machen durch Anwendung von Akkumulatorenbahnen oder von Bahnen mit besonderer Hin- und Rückleitung des Stromes. Da keines von beiden Aussicht auf allgemeine Einführung hat, könnte man auf das Dreileitersystem zurückkommen, das sich aber nur mit wirklichem Erfolg verwenden läfst, wenn durchweg Doppelgleise liegen.

Ein weiteres Mittel gegen diese elektrische Zerstörung besteht in der Erhöhung des "Widerstandes der Rohrleitungen durch^isolierende EinlagenJ Isolierende Anstriche bewährten sich nicht; doch erwartet man bessere Ergebnisse durch Einführung von Fichtenholzdichtungen.¹⁸) Einen zeitweilig wirksamen Schutz traf man in San José an den Stellen, wo ein Übergang von Strom zu befürchten war, indem man die eigentlichen Leitungsrohre mit Schutzrohren umgab.

Wenn die Rückleitung in die Erde gelegt wird, erscheint es am zweckmäfsigsten, den Widerstand der Leitung und damit den Spannungsunterschied möglichst klein zu halten durch Herstellung guter Schienenverbindungen und durch Anlage von Rückspeiseleitungen.

Nach behördlicher Vorschrift in England darf dort der Spannungsabfall zwischen der entlegensten Stelle des städtischen Schienennetzes und der Zentrale nur 7 Volt betragen. Dadurch wird die Gefahr erheblich verringert, wenn auch nicht ganz aufgehoben, weil die Spannung allein nicht mafsgebend für die Wirkung der abirrenden Ströme ist.

§ 5. Sclmiiedeiserne Rohre, Stahlrohre und deren Verbindungen. Schmied-eiserne Rohre werden in gröfseren Durchmessern aus Blech durch Nietung hergestellt und kommen vorwiegend bei Unterführungen, Überführungen, Leitungen in beweglichem Boden und in solchen Fällen zur Anwendung, wo das Gufseisen den Erschütterungen, Senkungen und wechselnden Beanspruchungen der Leitung nicht zuverlässig widerstehen würde.

Geschweifste und gezogene schmiedeiserne Rohre werden auch für Hausleitungen verwendet, z. B. in Württemberg und namentlich in Nordamerika. Sie haben gröfsere Festigkeit, als Bleirohre, bersten aber leichter beim Einfrieren, als diese. Die Schweifsung derartiger Rohre geschieht nämlich unter Druck auf Walzwerken entweder mit stumpfem Stofs, wie Abb. 40 zeigt, oder mit überblatteter Schweifsfuge (Abb. 41), deren Festigkeit eine weit höhere ist. Immerhin bleibt die Schweifsfuge der schwächere Teil des Rohres. Das nach dem Schweifsen stattfindende Ziehen der Rohre durch Zieheisen hat den Zweck, die Rohre gerade zu richten, sowie ihnen genauere Kreisform, glatte Oberfläche und

besseres Aussehen zu geben. Als Rostschutz dient meistens Verzinkung, seltener ein Überzug von Asphaltlack.

Bei genieteten Röhren geschieht die Verbindung der Blechtafeln, nachdem diese auf einem Walzwerke dem Rohrdurchmesser entsprechend gebogen sind, in den Quernähten mit einfacher, in den Längsnähten hingegen mit doppelter Metung. Dadurch wird dem Umstande Rechnung getragen, dafs die Spannungin den Längsschnitten ungefähr doppelt so grofs ist, als iiuxtefi—Qiiuxschn-itten des Rohrkörpers.

Abb. 40.

Abb. 41.

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Abb. 42.

Abb. 43 a.

Abb. 43 b.

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¹

) Vergl. Bd. 4 dieses Teiles, S. 292.

²

) A. Markus, Wasserwerk der Stadt Basel. Schweiz. Bauz. 1896, S. 107.

³

) Kullmann, Über eine Druckluftrohrverbindung zu Wasserleitungszwecken. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 533.

⁴

) Man vergl. : Über die elektrische Zerstörung„der Rohrleitungen durch vagabundierende Ströme. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1895, S. 757; 1899, S. 142, 161; 1900, S. 265, 896. — Elektrische Korrosion von Wasser- und Gasleitungen durch die elektrischen Bahnen. Gesundheits-Ing. 1899, S. 57. — Eng. News 1899, Bd. 41, S. 59.

⁵

ls) Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1900, S. 896. Neben Holzkeilen, die schon früher zu Muffendichtungen benutzt wurden, dürfte sich auch die Verwendung von Gummidichtungen zu diesem Zwecke empfehlen.

O (!) O

Abb. 42 zeigt über den Blechen, welche mit ihren abgehobelten Kanten stumpf zusammenstofsen, einen Laschenverband mit doppelter beiderseitiger Nietung; ebenso sind die Rohrschüsse miteinander durch Laschen, jedoch in einfacher Nietung verbunden.

Einfacher und billiger ist die in Abb. 43 a angegebene Nietverbindung mit schiefer Überplattung, welche jedoch eine Abweichung von der kreiszylindrischen Gestalt des Rohres bedîïïgty~dre bei Abb. 42 genau eingehalten wird. Für den Querverband dient hier die allerdings nur bei vorzüglichem Eisen gut ausführbare Umbordung ] (Abb. 43 b), welche zugleich das Rohr m der Längsrichtung etwas elastisch macht und es

24

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aull.

auch versteift, so dafs diese Verbindung sich z. B. für Saugeleitungen besonders eignet. Der zwischen die Umbordungen gelegte, etwas vorspringende Dichtungsring aus weichem Eisen wird von aufsen eingestaucht und gehörig verstemmt, wie überhaupt bei den Nietverbindungen selbst bei geringerem Druck das Verstemmen der hohen Kanten der Bleche zur Erzielung dichten Schlusses unentbehrlich ist.

Abb. 44.

Abb. 45.

Abb. 46.

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3d

Die Verbindung der meistens aus mehreren Blechschüssen bis zu bedeutenden Baulängen hergestellten Rohre geschieht gewöhnlich mit Flanschen aus aufgenieteten Winkeleisen (Abb. 44), durch Nietung oder mittels Verschraubung. Gufseiserne Flanschenringe müssen wegen der geringeren Widerstandsfähigkeit des Materials gegen die erhebliche Beanspruchung bei der Nietarbeit in wesentlich stärkeren Abmessungen ausgeführt werden, wie zum Beispiel die Verbindung eines Schmiedeisenrohres mit einem Gufsrohre (Abb. 45 u. 46) zeigt. Am billigsten ist die Vernietung der ofenrohrartig ineinander-gesteckten Rohre auf der Baustelle.

Rechnungsbeispiel. Es sei die Wandstärke eines schmiedeisernen Flufsdükers zu bestimmen, der eine sekundliche Höchstmenge Q von 0,81 cbm abzuführen hat. Diegröfste zulässige Wassergeschwindigkeitsei 1,8 m, der stärkste Innendruck betrage 150 m, diegröfste Wassergeschwindigkeit v— 1,8 m. Dann ergibt sich Q

der Rohrquerschnitt aus -— zu 0,45 qm und der Rohrdurchmesser D zu 0,76 m oder 76 cm. — Für der-

V    bip

artige im Verhältnis zum Durchmesser dünnwandige Rohre darf Formel 2“ benutzt werden: -jj = —    ,

in welcher kz wegen der Nutzwirkung der Nietverbindungen, wegen der Beanspruchung beim Verlegen

und wegen des Röstens nicht über 600 kg/qcm zu setzen ist.¹) Da p = 15 kg/qcm, so findet man 76    15

= 0,95 cm oder rd. 10 mm als die gesuchte Wandstärke.

2 ‘ 600

Bei Ausführung der Nietung berücksichtigt man zweckmäfsig die Verschiedenheit der .Festigkeit des Bleches in der Walzrichtung (Längsrichtung der Materialfasern) und in der Querrichtung, da diese nur etwa 0,8 der ersteren, d. h. der Normalfestigkeit des Bleches beträgt. Man wird also, um die gröfsere Festigkeit des Bleches für den am meisten beanspruchten Längsverband auszunutzen, die Blechtafeln so verwenden, dafs die Längsfasern des Materials quer zur Rohrachse zu liegen kommen, während für die Querschnitte des Rohres, in welchen nur eine ungefähr halb so grofse Zugspannung auftritt, die geringere Festigkeit des Bleches senkrecht zur Walzrichtung jedenfalls genügt. Die Verbindungsschrauben der Flanschen sind auf eine etwa 20 fache Sicherheit gegen Zerreifsen in den Kernquerschnitten des Gewindes zu berechnen, damit man sie behufs Erzielung zuverlässig dichten Schlusses der Flanschen kräftig genug anziehen kann.

Infolge der Herstellungsfortschritte werden gegenwärtig geschweifste Rohre häufiger verwendet, insbesondere für Leitungen gröfseren Durchmessers. Bis zu 600 mm

* Schmiedeiserne Rohre, Stahlrohre und deren Verbindungen.

030

Lichtweite etwa sind Gufseisenrohre billiger, da ihre Wandstärken sich noch in mäfsigen Grenzen bewegen. Für gröfsere Durchmesser stellen sie sich jedoch wegen ihres gröfseren Gewichts und der vermehrten Transportkosten höher im Preise.

Wegen zuverlässiger Schweifsung wählt man im allgemeinen für Rohre Schweifsoder FlyXäöisen von niedrigem Kohlenstoffgehalt, dessen Festigkeit 3000 bis höchstens 4000 kg/qcm beträgt. Schulz, Knaudt & Co. in Essen a. d. Ruhr stellen geschweifste Rohre mit angewalzter Muffe aus Siemens-Martin-Stahlblech her, welches bei 25°/0 Dehnung eine Zugfestigkeit von 3400 bis 4000 kg/qcm aufweist. Die Schweifsung geschieht auf einer besonderen Maschine zwischen Wassergasstichflammen rasch und sicher, so dafs die Festigkeit der Schweifsstelle wenigstens 95°/₀ der ursprünglichen Materialfestigkeit betragen soll. Bleche bis zu 15 mm Dicke werden mit stumpf abgeschnittenen Kanten übereinandergeschweifst, dickere Bleche werden an den Schweifskanten schräg abgehobelt. Bei Rohrweiten von 600 bis 750 mm beträgt die Baulänge 4^ m, bei gröfseren Durchmessern von 750—1400 mm hingegen 10 m. Formstücke werden durch Nietung zusammengesetzt. Zum Schutz gegen Rost dient ein bei 300° C. schmelzbarer Hartlack.

Abb. 47 b.

Abb. 47 a.

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Abb. 47 c.

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Abb. 47a zeigt die von Schulz, Knaudt & Co. ausgeführte Muffenverbindung. Die Dichtung geschieht in üblicher Weise mit Hanfpackung und Bleigufs, gegen dessen Ilerausschieben die eingewalzte Rinne dient. Bei der Muffe Abb. 47 b, welche derselben Firma angewandt wird, dient die Umbordung des Muffenendes zur Versteifung und die Einschnürung der Muffe an der Übergangsstelle zum Rohrschaft sichert die richtige Lage des Schwanzendes. Noch zweckmäfsiger erscheint die in Abb. 47 c dargestellte Muffenform mit sanfter Ausbuchtung als Ersatz einer Rinne zur sicheren Verhinderung des Herausschiebens der Dichtung bei etwaigen Hin- und Herbewegungen der Rohre.

Eine Rohr Verbindung mit besonders aufgenieteten Muffen und Mandelringen, wie solche von James Russel & Sons, Ltd., Crown Tube Works, Wednesbury, nach Abb. 48 (S. 372) geliefert werden, steht gegen die vorhin beschriebenen zurück, weil die weniger glatte Nietverbindung dem Rost mehr ausgesetzt ist und auch der Bewegungswiderstand des Wassers wegen des Absatzes auf der Innenseite etwas gröfser wird; ferner können Undichtheiten in der Nietnaht Vorkommen. Den Längenschnitt einer schmiedeisernen Überschiebmuffe von derselben Firma zeigt Abb. 49.²)

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Abb. 48.

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Abb. 49.

Geschweifste Rohre lassen sich in bedeutenden Längen hersteilen. Beispielsweise hat die Firma Fitzner in Laurahütte für die Stadt Hamburg ein 0,6 m weites Flanschenrohr von 20 m Länge und 12 mm Wanddicke ausgeführt, welches in einem Stücke befördert wurde; in Chicago brachte sie ein Rohr von gleicher Länge und 0,8 m Durchmesser zur Ausstellung, welches an verschiedenen Stellen mit angeschweifsten Leitungsstutzen versehen war.

Eine genietete Stahlrohrleitung von 33,8 km Länge und 1,22 m Lichtweite besitzt das Wasserwerk von Newark in Nordamerika. Die 8,2^ m langen, mit doppelt genieteten Längsnähten und einfach genieteten Quernähten versehenen Rohre wurden paarweise zusammengenietet, sodann verlegt und einem Probedruck vom l^fachen des Arbeitsdrucks (10,4 at) unterworfen. Mannlöcher sind in 305 m Abstand vorhanden, ebenso Lufthähne, Standrohre, Entwässerungen und Streckenabsperrschieber, letztere in Verbindung mit Entlastungsventilen zur Verhütung gefährlicher Drucksteigerung.³) — Die auf S. 90 dargestellte 1,5 m weite Zuleitung der Vigne-Quellen nach Paris besteht gleichfalls aus Stahl; die umwölbte Strecke hat 600 m Länge, während ein anderer 180 m langer Abschnitt auf Bögen rnht. Die Anordnung ist so getroffen, dafs einzelne Stücke aus der ganzen Strecke bequem ausgewechselt werden können. Der verwendete Stahl soll mindestens 40 kg/qmm Zugfestigkeit in Richtung des kleinsten Widerstands aufweisen, die Materialbeanspruchung hingegen nur 6 kg pro qmm erreichen, so dais eine etwaige Schwächung durch Rost nicht gleich gefahrbringend wird.⁴)

Rohre von sehr grofser Festigkeit werden nach dem Mannes mann’schen Schräg- oder Hohlwalzverfahren von den deutsch - ö s t c r r e i cTnscK ebf ~3Ian n c s m an n -Röhren - Werken in Düsseldorf, Remscheid, Komotau, in Bong a. d. Saar und zu Landore in Wales aus Gufsstahl oder Siemens’schem Herdstahl ohne Schweifsung und ohne jede Naht hergestellt. Dieses Yerfahren ermöglicht nicht allein die Verwendung von Stahlsorten, die von Hause aus eine wesentlich gröfsere Festigkeit besitzen, als schweifsbarer Stahl, sondern vermehrt noch deren Festigkeit ziemlich erheblich! So wurde von der Versuchsanstalt in Charlottenburg eine Zugfestigkeit von 8000 bis 8600 kg qcm bei 24 bis 17 °/₀ Dehnung festgestellt. Soweit die Festigkeit in Frage kommt, ist deshalb eine wesentlich geringere Wandstärke zulässig, wie bei den gewöhnlichen schmiedeisernen Rohren. Sie beträgt für Lichtweiten von 100 bis 210 mm 3³A bis 6V2 mm, wird jedoch auf Verlangen bis auf 8³/4 und I6Y2 mm vergröfsert, wodurch die Kosten entsprechend höher werden.⁵) Die nicht stets gleich grofse Baulänge schwankt gewöhnlich zwischen 4 und 7 m, kann jedoch im Bedarfsfälle erheblich vergröfsert werden. Der Rostschutz erfolgt durch Heifsasphaltierung und durch Bekleidung der Aufsenseite mit in Teer getränkten Jutestreifen. Die Mannesmann-Rohre sind mehr noch wie die schmiedeisernen wegen ihrer grofsen Widerstandsfähigkeit geeignet zur Herstellung von Leitungen in Bodenarten, welche der Gefahr der Bewegung

und Rutschung ausgesetzt sind; so in Gebirgsgegenden, in auf geschüttetem Boden, bei stark wechselnder Beschaffenheit des Untergrundes und in ähnlichen Fällen.¹⁹)

Schliefslich sind noch die spiralgeschweifsten Rohre zu erwähnen, welche vom Rather Metallwerk in Rath bei Düsseldorf aus zähem Siemens-Martin-Flufseisen dadurch hergestellt werden, dafs man lange schmale Streifen schraubenförmig aneinander windet und mit Wassergas schweifst. Der äufsere Durchmesser beträgt 157 bis 622 mm; die Wandstärke liegt bei den kleineren Abmessungen zwischen 2 und 3, bei den gröfseren zwischen 3 und 6 mm; die Baulänge beträgt 5 bis 10 m, kann jedoch bis auf 20 m erhöht werden; die Verbindung erfolgt durch Flanschen. Die Rohre werden je nach den Wandstärken Probedrucken von 12 bis 25 at unterworfen.'²⁰)

Abb. 50.

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§ 6. Sonstige Rohre für Wasserversorgungen. Hier sind zunächst zu erwähnen gufseiserne Rohre mit umgelegten Stahlringen²!) (Abb. 50). Die durch Walzen hergestellten Ringe werden warm aufgezogen und wirken infolge ihrer Zusammenziehung der Zugbeanspruchung der Rohr Wandungen entgegen. Die Verwendung solcher Rohre erfolgte in gröfserem Umfange bei den Wasserleitungen für Paris und Lyon, lohnt sich jedoch wegen der Kosten erst für Weiten von 600 mm und darüber.

Chameroyrohre²²) bestehen aus genieteten und verbleiten Eisen- oder Stahlblechrohren, welche an ihrer Aufsenwand mit einem starken Asphaltüberzuge versehen sind. Ihre Anwendung wird namentlich für Strecken empfohlen, deren Bodenbeschaffenheit eine nachteilige chemische Einwirkung auf Eisen- oder Stahl Wandungen befürchten läfst. Die Ausführung erfolgt für einen Betriebsdruck von 5 bis 10 at in Baulängen von 4 m und darüber bis zu 1 m Lichtweite.

Die sogenannten Asphaltrohre werden aus Papier gefertigt, welches mit geschmolzenem Asphalt getränkt ist und in einer genügenden Zahl von Lagen um einen Dorn gewickelt wird. Eine andere Ausführungsart benutzt Asphaltmörtel mit einer Drahtgeflechteinlage. Die Baulänge beträgt 1 bis 2 m, die Lichtweite bis 300 mm. Die Verbindung erfolgt durch Uberschiebmuffen, die Dichtung mittels Asphaltkitt. Ausgedehntere Anwendungen für Wasserleitungszwecke sind anscheinend bisher nicht erfolgt, obwohl die Rohre bereits seit vielen Jahren gefertigt werden.

Die Anwendung von gebohrten Holzrohren war früher weit verbreitet. Auch heute sind sie noch in manchen kleineren Städten in Gebrauch und werden in Gebirgsgegenden noch vielfach neu hergestellt. Sie haben jedoch eine vergleichsweise beschränkte Dauer und sind wegen der geringen Festigkeit des Holzes in den am meisten beanspruchten Achsenschnitten nur zur Herstellung von Leitungen geringer Weite geeignet. Bei einer Wandstärke gleich dem Durchmesser ist ein Druck von höchstens 2 bis 3 at zulässig. Am besten haben sich Fichte oder Föhre und Rottanne bewährt, welche im November oder

Leolner, Das Mannesmann’sche

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05

¹⁹)    Vergl. die Zeitschrift „Stahl und Eisen“, 1895, S. 526.

Röhrenwalzverfahren. Hamburg 1897. — Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1896, S. 125. — Zeitschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Ver. 1904. — Verein z. Beförderung d. Gewerbefl. 1904.

²⁰)    Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1894, S. 943; 1897, S. 592. — Stahl u. Eisen 1890, S. 657 und 1894, S. 655.

²¹)    Derartige Rohre (tuyaux frettés d’acier à chaud) liefert die Société anonyme des hauts-fourneaux et fonderies in Pont à Mousson. Vergl. auch Imbeaux, L’alimentation en eau et l’assainissement des villes à l’exposition universelle de 1900, Bd. I, S. 250.

²²)    Geliefert von der Société Chameroy & Co., Paris (tuyaux en tôle et bitume).

Dezember gefällt und 5 bis 6 Jahre in stehendes Wasser gelegt wurden. Das Ausbohren geschieht gewöhnlich mittels Handbohrer, doch sind auch Bohrmaschinen zu diesem Zwecke verwendet.

Zum Schutze gegen Fäulnis dient ein Anstrich mit Steinkohlenteer oder besser Tränkung mit Kreosot, Chlorzink oder ähnlichen Stoffen. Immerhin sind organische Bildungen (Algen und Bakterien), welche die Reinheit des Wassers beeinträchtigen, bei Holzrohren auf die Dauer nicht zu vermeiden.

Abb. 51 zeigt den einfachen Yerschlufs eines zum Reinigen der Leitung dienenden Fahrlochs mittels eines eingekeilten Holzblocks, Abb. 52 die Verbindung eines Zweigrohrs mit dem Hauptrohr, wobei zum Dichten eine dünne Umwickelung mit ein-gefettetein Werg dient. Diese konische Einzapfung eignet sich auch zur Verbindung der einzelnen Rohre, besonders bei den senkrechten Leitungen von Brunnenpumpen, wobei das zur Aufnahme des konischen Endes ausgehöhlte, in der Regel nach oben gekehrte Rohrende gegen Aufspalten durch einen warm aufgezogenen schmiedeisernen Ring geschützt und die Dichtigkeit der Verbindung durch das Gewicht der Rohre befördert wird. Bei liegenden Leitungsstrecken werden die Rohre gewöhnlich unter Einschaltung eines beiderseitig zugeschärften schmiedeisernen Ringes gegeneinander ge-stofsen (Abb. 53); hierdurch wird, indem die Rohrenden durch aufgezogene Ringe zusammengehalten werden, das Holz beiderseitig zusammengeprefst und eine ziemlich zuverlässige Verbindung- erzielt.

Abb. 52.

Abb. 53.

Abb. 51.

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Erwähnung verdienen auch die fafsartig hergestellten Holzrohre aus Dauben und schmiedeisernen Reifen (Abb. 54), obwohl sie mehr für Leitung von Aufschlagwasser für Turbinen u. s. w., weniger aber zu Wasserversorgungszwecken verwendet sind.

Die Firma hier zog in Logelbach in Elsafs liefert derartige Rohre in Durchmessern von I 0,5 m (Daubendicke 6 cm, Preis für 1 m Länge 10 M.) bis — 1,8 m (Daubendicke 8 cm, Preis für 1 m Länge 36 M.) und Baulängen von etwa 5 m. Die schlank konisch gearbeiteten Rohre werden am engeren Ende aufsen, am weiteren Ende innen auf 25 cm Länge passend abgedreht, so dafs sie dicht ineinandergekeilt werden können.¹ . Etwa vorkommende Lücken werden mit feinem Moose ausgestopft. Die Dauer solcher Leitungen soll mindestens 25 Jahre betragen, doch liegen Ausführungen von wesentlich höherem Alter vor.²³)

Abb. 54.

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²³) Vergl. Zeitschr. d. Arch,

u. Ing.-Ver. za Hannover 1878, S. 269, wo eine unter 12 m Druck stehende Holzrohrleitung von 1,8 m Lichtweite und 180 m Länge beschrieben ist. — In Nordamerika sind

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Glasierte Fonrohre werden m Baulängen von meistens 1 m hergestellt und durch Muffen verbunden, deren Dichtung am besten mit Asphaltkitt erfolgt. Sie besitzen grofse innere Glätte und sind frei von Rostbildung, gewähren jedoch für Leitungen, welche dauernd unter Innendruck stehen, keine ausreichende Sicherheit. Bei gutem Boden, sachkundiger Verlegung und Verwendung nicht zu grofser Weiten sind sie aber für Zuleitungen mit offenem Spiegel, sowie für Sieker- und Sammelleitungen (S. 206 u. ff.) wohl geeignet, kommenden Betonrohre, denen indessen durch Vergröfserung der Wandstärke eine erhöhte Festigkeit gegen Erddruck und durch Einfügung eines Drahtgeflechts vermehrte Sicherheit gegen Innendruck gegeben werden kann.²⁴)

Steinerne Rohre wurden früher in Gegenden mit gutem natürlichen Gestein manchmal durch Bohrung hergestellt; beispielsweise in Dresden, wo noch etwa 40 km steinerne Leitungen unter mäfsigem Druck (5 bis 6 m) im Betriebe sind, jedoch nach und nach durch Gufsrohre ersetzt werden. Ihre Lichtweite beträgt 70 bis 260 mm, die Baulänge rd. 1,5 m, die Wandstärke 100 bis 150 mm, das Material besteht aus festem Quarzsandstein. Nach erfolgter Bohrung wurde zur Herstellung der Wasserdichtigkeit ein Zementüberzug eingebracht; die Verbindung erfolgte, indem ein zapfenförmiger Ansatz des einen Rohrendes in eine muffenartige Vertiefung des folgenden Rohres geschoben und die Fuge mit Kitt gedichtet wurde.

Von der Firma Feiten u. Guilleaume in Mülheim a. Rh. werden Bleirohre mit Stahldrahthülle²⁵) geliefert, welche besonders für Kreuzungen von Wasserläufen mit Schiffahrtsbetrieb geeignet sind, weil hier eine Beschädigung durch Anker möglich ist. Die Schutzdrähte umgeben das Bleirohr in Gestalt eines geschlossenen Rohres (Abb. 55), das jeden Aufsendruck von dem eingeschlossenen Bleirohre fernhält, aufserdem ist noch eine geteerte Hanfumspinnung vorhanden, welche die Leitung luft- und wasserdicht abschliefst.

Die Rohre werden in jeder Länge hergestellt, zunächst nur bis 65 mm Lichtweite und für einen Innendruck bis 50 at. Die Rohre haben den Vorzug der Biegsamkeit und sind beispielsweise in Amsterdam bei der Kreuzung der dortigen Grachten verwendet.

Bezüglich der Rohre aus noch anderen Stoffen (z. B aus Glas mit Schutzhülle aus Eisen oder Asphalt) mufs auf die nachstehenden Literaturangaben verwiesen werden.

Über Asphaltrohre: Polyt. Zentralbl. 1870, S. 1219, 1872, S. 786; Dinglers polyt. Journ. 1876, Bd. 221, S. 297; Rohrleger 1880, S. 191. Angaben über Weiten, Preise und Bezugsquellen enthält das bereits genannte Auskunftsbuch von Jo ly.

Über glasgefütterte Eisenrohre: Dinglers polyt. Journ. 1876, Bd. 222, S. 414. — Glass water pipes, Invention 1884, S. 53. — Glasrohre mit Asphaltmantel. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1889, S. 1004. — Tuyaux dp conduite en verre. Monit, céramique 1890, S. 62.

§ 7. Verlegen (1er Rohrleitungen. Sowohl zur Erhaltung der Frische des Wassers, wie zur Verhütung des Einfrierens werden die Leitungen so tief verlegt, dafs

Das Gleiche gilt für die meisten der im Handel vor-

Abb. 55.

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solche Leitungen mehrfach auch zur Wasserversorgung, und zwar bis 55 m Druckhöhe zur Verwendung gelangt. Auch kurvenförmige Strecken werden in Holz, scharfe Krümmungen mit gufseisernen Überschiebern ausgeführt. Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1890, S. 621.

Engineering news 1891, S. 557. — Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1888, S. 548; 1892, S. 11.

²⁴)    Vergl. Bd. 4 dieses Teiles, Kap. I, § 5.

²⁵)    Pennink, Stahldrahtarmiertes Bleirohr. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1898, S. 75; 1899, S. 499.

Glasers Annalen f. Gewerbe u. Bauw. 1890, S. 265.

sie 1,2 bis 1,8 m über dem Scheitel mit Boden bedeckt sind. In Deutschland ist 1,5 m das Durchschnittsmafs, welches im kälteren Osten zweckmäfsig etwas überschritten wird; in England, Holland und in anderen vom Frost weniger beeinflufsten Ländern genügen 1,2 m, während man im mittleren und nördlichen Rufsland nicht unter 2 m wählen wird. Auch die Bodenart ist nicht ohne Einflufs und zwar ist der Sand für die Kälte zugänglicher, als Tonboden; ebenso kann starker, mit Erschütterungen verbundener Yerkehr eine gröfsere Tiefe erforderlich machen.⁶)

Was die Lage der Wasserleitungsrohre in den Strafsen betrifft, so ist diese in den bereits bebauten Teilen der Stadt so anzuordnen, dafs auch die Herstellung anderer etwa noch nicht vorhandener Leitungen (namentlich derjenigen zur Entfernung des Abwassers) später noch ohne Schwierigkeit möglich ist. In schmalen Strafsen und in solchen von mittlerer Breite, wie sie in den älteren Stadtteilen vielfach Vorkommen, wird sich dann meistens die Anordnung ergeben, dafs das Wasserrohr auf die eine, das Gasrohr auf die andere Seite und der Entwässerungskanal in die Mitte gelegt wird. Die Zweigleitungen für das Abwasser kreuzen so allerdings die Wasser- und Gasrohre, deren Anschlüsse auch eine ungleiche Länge für die rechts und links liegenden Grundstücke erhalten. In neuen Strafsen, denen eine gröfsere Breite gegeben werden kann, empfehlen sich deshalb Doppelleitungen für Wasser und Gas; diese lassen sich ohne Schwierigkeit in die Gangbahnen verlegen, wenn deren Breite etwa 3,5 m und darüber beträgt. Wegen der kürzeren Zweigleitungen werden die Gesamtkosten annähernd die nämlichen sein und man hat den Yorteil, Anschlüsse und etwaige Instandsetzungen ohne Störung des Fährverkehrs ausführen zu können. Zur leichteren Auffindung undichter Stellen empfiehlt es sich, den an die Bordsteine anschliefsenden Teil der Gangbahn aus durchlässigem Material (Mosaikpflaster) herzustellen. — In einigen französischen Städten, namentlich in Paris, sind die AYasserleitungsrohre zusammen mit den Kabel- und Druckluftleitungen in den Scheitelräumen der mit grofsen Querschnitten angelegten Entwässerungskanäle untergebracht. Diese Anordnung erinnert an die Leitungsgänge, welche in einigen eDglischen und nordamerikanischen Städten in einzelnen sehr verkehrsreichen Strafsen unter den Gangbahnen angelegt sind⁷); sie enthalten in ihren unteren Teilen den Entwässerungskanal, darüber die Gas-, Wasser- und sonstigen Leitungen. Ein solcher Leitungsgang für Gas und Wasser befindet sich auch in der Kaiser Wilhelm-Strafse in Hamburg; die Kosten derartiger Anlagen stellen sich jedoch so hoch, dafs sie nur unter ganz besonderen Yerhältnissen zu empfehlen sind.

Die Arbeiten zur Herstellung der Leitungen innerhalb des Stadtgebiets gehen in der Weise vor sich, dafs nach Anlieferung der Rohre und Verzeichnung der Graben-linion zunächst die Pflaster- oder Schotterdecke aufgenommen und das Material seitwärts aufgesetzt wird. Hierauf erfolgt das Ausheben der Baugrube, deren Wände meistens senkrecht angelegt werden, um an Pflaster- und Erdarbeit zu sparen. Ist der Boden fest, so genügt es, wenn man in Abständen von 3 bis 6 m Querdämme stehen läfst, welche zur Durchführung der Rohre unten durchstochen werden (Abb. 56). Sicherer und meist auch den Vorschriften für Unfallversicherung entsprechender ist

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jedoch eine, wenn auch nur ganz einfache Absteifung (Abb. 56«). Sie erfolgt durch wagerechte Bohlen, welche den Erddruck auf Stempel oder Spreizen übertragen, deren Abstand so zu bemessen ist, dafs sich die Rohre ohne Schwierigkeit in die Baugrube einbringen lassen. Die Breite des Rohrgrabens wird möglichst gering bemessen, darf jedoch auch für kleinere Rohrweiten nicht unter 0,7 m betragen; an den Verbindungsstellen ist für die Muffe eine Vertiefung, das sogenannte Kopf-loch, auszuheben. Für wasserhaltige Baugruben gelten die in Bd. 4 näher besprochenen Arten der Ausführung nötigenfalls unter Senkung des Grundwassers durch Sickerleitungen oder Rohrbrunnen.

Wichtig ist eine unnachgiebige Beschaffenheit der Baugrubensohle, damit nachträgliche Senkungen ausgeschlossen sind. Mufs das Verlegen der Leitungen in aufgeschüttetem Boden erfolgen, so können feste Auflagerstellen durch Pfeiler aus Mauerwerk oder Beton gebildet werden, welche bis auf die gewachsene Sohle herabreichen. Sie haben einen Abstand von 1,5 m, so dafs jedes Rohr auf 2 Punkten aufliegt; doch ist es noch sicherer, wenn das Rohr in ganzer Länge mit einer stützenden Mauer versehen wird. In Moorbodenstrecken, wo die feste Sohle sich oft erst in erheblicher Tiefe findet, wird ein festes Auflager durch Pfahljoche geschaffen, die durch Holme miteinander verbunden werden und die der längeren Dauer wegen mit Chlorzink, Kreosot oder einer ähnlichen Flüssigkeit getränkt sind. Für die Zuleitung, welche das Wasserwerk Müggelsee mit Berlin verbindet, ist auf einer durch Grünmoor führenden Strecke ein Pfahlrost hcrgestellt, dessen Köpfe durch eine 1 m starke Betonschicht verbunden sind. Die Verlegung der grofsen Zuleitungsrohre erfolgte in einer auf die Schicht aufgebrachten Sandbettung.

Bevor die Rohre in die Baugrube hinabgelassen werden, ist deren Sohle in richtiger Höhenlage auszuheben. Ist der Boden fest und gleichmäfsig, so empfiehlt sich für den letzten Aushub die Anwendung von Schaufeln, die möglichst nach der Rohrform gekrümmt sind. Ist er von wechselnder Festigkeit, so kann durch Einbringen und Festrammen von kiesigem Sandboden eine Besserung herbeigeführt werden. Die vielfach übliche Anwendung von Ziegel- oder Steinunterlagen zur Erzielung der richtigen Höhe hat zur Folge, dafs das Rohr nur auf einzelnen Punkten aufliegt, deren gleichbleibende Höhe nicht immer zu erwarten ist. Demgemäfs kann bei starker Belastung von oben eine weitgehende Beanspruchung einzelner Stellen und damit der Bruch des Rohres eintreten. Beispielsweise haben die in Wien gemachten Erfahrungen zu dem Verbot geführt, in zu tief ausgehobenen Baugruben Steinunterlagen anzuwenden.“²⁸)

Abb. 56.

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Jedenfalls ist eine gewisse Vorsicht in dieser Beziehung geboten, namentlich bei Leitungen gröfseren Durchmessers und bei Verlegungen unter der Fahrstrafse. Werden alte Mauerwerksreste durchschnitten, so empfiehlt es sich, die Baugrube 10 bis 15 cm unter der Rohrsohle auszuheben und eine Sandbettung einzubringen, auf der das Verlegen erfolgt.

Das Herablassen der Rohre, namentlich der gröfseren, erfolgt mit Hülfe vierbeiniger Windeböcke.⁸) Das Verlegen geschieht von unten nach oben mit nach oben gerichteten Muffen, entgegen der gewöhnlichen Bewegungsrichtung des Wassers. Der Bewegungswiderstand wird dadurch etwas verringert und das Ausgiefsen der Muffen etwas erleichtert. Die Füllung der Muffen mit Blei erfolgt in einem Gusse, meistens mit Hülfe einer aus Hanfstrick und knetbarem Ton hergestellten Umhüllung, an deren Stelle zweckmäfsig der in Abb. 57 dargestellte Giefsring tritt, dessen Eingufsöffnung a das durch den Löffel zugeführte geschmolzene Blei aufnimmt; das Schmelzen des Bleies

erfolgt in einem kleinen transportablen Ofen über Koksfeuer. Etwaiger Wasserzudrang erschwert die Bleidichtung, wenn das Wasser nicht durch eine Sickerleitung abgeführt oder durch Pumpen entfernt werden kann; an ihre Stellung tritt dann die Flanschdichtung. Nach dem Verlegen und Ver-giefsen, an welches sich noch eine Druckprobe bei offener Baugrube anschliefsen kann, wird sandhaltiger Boden an den Seiten der Rohre eingefüllt und mit schmalen Eisenstampfern sorgfältig festgestampft; hierauf erfolgt die schichtweise Verfüllung, bei welcher gutes Stampfen gleichfalls nicht fehlen darf. Bei sandigem Boden ist auch Einschlämmung zweckmäfsig. Da ein Setzen trotzdem nicht ganz ausbleibt, empfiehlt sich eine mäfsige Überhöhung des Füllkörpers und der Pflasteroberfläche.

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Abb. 57.

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Bei einer Druckprobe der verlegten Leitung in offener Baugrube ist das Ende der Leitung dicht abzuschliefsen und namentlich fest abzustützen, damit kein Auseinandertreiben der Muffenverbindungen eintritt. Man begnügt sich deshalb häufig damit, die Leitung nach erfolgtem Zufüllen der Baugrube, jedoch vor Herstellung des Pflasters, dem Betriebsdruck zu unterwerfen; etwaige undichte Stellen werden dann immerhin noch örtlich bemerkbar. Stärker gekrümmte Leitungsstrecken werden zweckmäfsig auf der ausbiegenden Seite in entsprechenden Abständen hintermauert, um zu verhüten, dafs eine Lockerung der Verbindungen durch Auseinanderschieben eintritt.

§ 8. Unterführungen und Überführungen. Das vorstehend Gesagte bezieht sich auf Rohrstrecken innerhalb der städtischen Strafsen oder im freien Gelände. Für die zur Kreuzung von Wasserläufen, Eisenbahnen u. s. w. erforderlichen Unter- und Überführungen gelten, soweit es sich um die Herstellung von Dükern handelt, die Ausführungen auf S. 95 bis 98; auch wird auf den Abschnitt „Düker“ in Bd. 4 dieses Teiles (S. 183 bis 196) Bezug genommen. Es seien deshalb nur noch einige Bemerkungen über solche Düker hinzugefügt, welche nicht in eine ausgebaggerte Rinne verlegt werden können und demgemäfs eine gewisse Biegsamkeit besitzen müssen, um sich

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Die Führung der Leitungsrohre durch Eisenbahndämmo geschieht meistens in der Form, dafs das Rohr in einen begehbaren Durchlafs eingelegt wird. Doch kann

1899, S. 499.

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den Unebenheiten der Gewässersohle anzupassen. Hierher gehören die schon oben genannten Bleirohre mit Stahldrahthülle (Abb. 55), die aufser in Amsterdam noch bei Kopenhagen verwendet wurden, wo der 1100 m breite Meeresarm zwischen Amager und Prövestenen von einer derartigen, mit nur zwei Verbindungsstellen versehenen Leitung gekreuzt wird.⁹)

Eine biegsame Rohrverbindung für solche Zwecke ist aus Abb. 58 ersichtlich. Sie ist angewandt bei einem 1950 m langen und 1,37 m weiten genieteten Düker aus Stahlblech in Syrakuse (Nordamerika), welcher 7 solcher Verbindungsstellen besitzt, die eine Drehung bis 12° gestatten. Auf das etwas verengte Ende der einen Rohrstrecke ist ein Stahlring C genietet, der in die gufseiserne Muffe des anderen Endes eingeschoben wird.

Als Dichtungsmittel dient das Bleirohr D, hinter welchem ein lose aufgeschobener schmiedeiserner Ring E liegt, der durch eine Anzahl hakenförmiger Schraubbolzen B gegen das Rohr geprefst wird.¹⁰) — Abb. 59 a u. b zeigt eine um 27° drehbare kugelgelenkartige Verbindung eines Stahlrohrdükers in Rotterdam, dessen Verlegung in besonderer Art erfolgte. Es wurde eine Anzahl von Pfahljochen geschlagen, zwischen deren Pfähle eine geneigte Ebene eingeschoben wurde, die bis zur Sohle der Maas reichte. Der erste Teil des Dükers wurde mittels der Joche versenkt, wobei er teilweise auf dem Boden, im übrigen auf der schiefen Ebene lag, so dafs er in Bogenform mit beiden Enden über Wasser ragte. Man setzte nun weitere Rohrteile mittels Kugelverbindungen an, zog die geneigte Ebene mit Fahrzeugen längs der Rinne weiter, wodurch der untere Teil des Dükers von der schiefen Ebene abkam und sich in die Rinne einlegte. So wurde immer weiter verfahren, bis das andere Ufer erreicht war.¹¹)

Abb. 58.

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Abb. 59 a u. b. Stahlrohrdüker in Botterdain.

Abb. 59 a. Längenschnitt.

Abb. 59 6. Querschnitt und Ansicht.

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auch ein eisernes Mantelrohr verwendet werden, welches bei einem etwaigen Rohrbruch den Bahnkörper vor Unterspülung schützt und zugleich das Herausziehen des mit Hollen versehenen Leitungsrohres gestattet. Damit keine Unterbrechung der Wasserzuführung stattfindet, empfiehlt sich bei gröfseren Zuleitungen die Anordnung zweier Stränge unter dem Bahnkörper, von denen jeder für sich abgesperrt werden kann.

Die Anordnung von Heberleitungen, welche namentlich in Yerbindung mit Gowinnungsanlagen in ausgedehntem Umfange YerWendung finden, ist schon S. 98 u. ff. besprochen; auch ist auf die näher behandelten Ausführungen dieser Art für städtische Abwässer zu verweisen (Bd. 4, S. 196 u. f.).

Überführungen müssen mit Expansionsmuffen versehen und gegen zu grofse Wärmeschwankungen mit schlechten Wärmeleitern gehörig umhüllt sein. Zur Sicherheit gegen Einfrieren sind Ablafshähne zweckmäfsig, welche im Winter während der Nächte, wo der Yerbrauch schwach ist, nötigenfalls geöffnet werden. Gewöhnlich bedient man sich für Überführungen der Flanschenverbindung mit elastischer Einlage, weil diese Erschütterungen besser widersteht, als die Muffendichtung. Der zu tragende Rohrstrang ist ferner so anzubringen, dafs die Auswechselung eines Rohres ohne Schwierigkeit vorgenommen werden kann.

Als Beispiel einfachster Anordnung zeigt Abb. 60 die Aufhängung zweier Rohrstränge aus Schmiedeisen von je 305 mm Durchmesser unter der kleinen Weserbrücke in Bremen an Querstangen, die mit gufseisernen Stühlen auf den Tragbalken ruhen. Zum Schutze gegen das Einfrieren der Leitung wurden die Rohre mit mehreren Filzlagen umwickelt, diese durch einen Mantel von Walzblei zusammengehalten und das Ganze von einem Holzkasten umgeben, welchen man mit Stoinkolilenasche als schlechten Wärmeleiter ausfüllte und gegen Eindringen von Feuchtigkeit mit Blei überdeckte.

Abb. 60.

Rohrleitung unter einer Brüche. M. 1 : 40.

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Literatur:

Biegsame Rohrleitung im Flusse Schuilkyll. Ann. des ponts et chaussées 1872, 2. Sem., PI. 23.

Malézieux, Rapport sur les États Unis. Paris 1873.

Aquädukt Wissahikon. Malézieux, Rapport sur les Iltats Unis, S. 493, PI. 56. Paris 1873.

Dreifache Rohrleitung über die grofse Weserbrücke in Bremen. Zeitschr. f. Bauw. 1876, S. 354.

Rohrleitungen unter dem Regen und der Donau (Regensburger Wasserversorgung) von Thiem, Deutsche Bauz. 1877, S. 2 u. 21.

Siphon métallique de St. Paul (Theorie und Konstruktion). Ann. des ponts et chaussées 1877, 1. Sem., S. 370. Grüner und Thiem, Legung eines Rohrstranges unter der Donau für das Wasserwerk Regensburg. Zivilingenieur 1878, S. 65.

Verlegung der Düker für die Kanalisation von Breslau. Wochenschr. d. Ver. deutscher Ing. 1878, S. 86. Grüner, Tauch erarbeiten bei Herstellung gröfserer Leitungen unter Wasser. Zivilingenieur 1880, S. 1. —* Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1880, S. 19.

C. Miliatsch, Wiener Hochquellenwasserleitung. Wien 1881. Überschreitung des Wien-Flusses (Ausbaggerung des Grundes und Umhüllung der Leitung mit Beton). S. 88. Unterfahrung des Wien-Neustädter Kanals (Tunnel) S. 89. Übersetzung des Donau-Kanals (zwei Stränge unter der Sophienbrücke), S. 90. Verlegung von Dükerleitungen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 314.

W. C. Brough, Submerged cast-iron pipe intake for the water-works of Erie P. A. Eng. news. 1895, Bd. 34, S. 373.

Dumas, Prise d’eau pour l’alimentation de la ville de Milwaukee. Le Génie civil 1895/96, Bd. 28, S. 118. Neues Wasserwerk in Charlottenburg. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1896, S. 390.

A. L. Holmes, Submerged water main at Columbus (Georgia in Nordamerika). Eng. record 1896, Bd. 34, S. 8. — Submerged pipe line. Eng. Record 1900, Bd. 41, S. 353.

§ 9. Besondere Teile der Strafsenleitungen. Der Abschlufs eines Lcitungs-rohres erfolgt durch Absperrschieber, welche zur Yermeidung von Wasserstöfsen nur langsam schliefsen dürfen, weshalb sie durchgängig mit Schraubenbewegung ver-

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Abb. 81a bis c.

Schieber des Züricher Leitungsnetzes.

Abb. 616.

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Abb. 61a. Längenschnitt.

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sehen sind. Der kreisrunde gufseiserne Schieberkeil hat y5 bis ¹/e Neigung; die Dichtungsringe bestehen aus Rotgufs, aus dem auch Spindel und Spindelmutter gefertigt sind. Das (gufseiserne) Schiebergehäuse war ursprünglich rechteckig(Abb.61a bis c, welche einen kleineren Schieber des Züricher Leitungsnetzes darstellt); doch leisten die ebenen Flächen gröfserer Schieber trotz der angebrachten Yerstärkuogsrippen gegen stärkeren Innendruck keinen genügenden Widerstand. Besser ist deshalb eine elliptische Grundrifsform des Gehäuses, für welche als Beispiel ein grofser Absperrschieber der Wiener Wasserleitung dienen möge (Abb. 62 a u. b). Seine Spindel liegt — entgegen der sonst üblichen senkrechten Anordnung — wagerecht, weil auf diese Weise die Unterbringung des umfangreichen Schieberkörpers unter der Pflasterfläche ermöglicht

Abb. 62 6. Grundrils.

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Abb. 61c. Grundrifs.

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Absperrschieber der Wiener Wasserleitung.

Abb. 62a. Durchschnitt.

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wurde, ohne die Leitung in gröfsere, als die übliche Tiefe legen zu müssen. Aufserdem ist zur Erleichterung des Öffnens ein Entlastungsschieber zur Anwendung gekommen, Abb. 63.    der vor dem Öffnen des Hauptschiebers den Wasserdruck zu

dessen beiden Seiten ausgleicht. Der Yerschlufskeil besteht hier aus zwei miteinander verbundenen Platten, in deren angegossene Vorsprünge die Mutter der oben fest gelagerten Spindel angebracht ist. Zur Erkennung des Schieberstandes dient ein von der Spindel aus betriebenes Zeigerwerk; die Einrichtung eines solchen ist aus Abb. 63 näher zu ersehen.

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Um die Auswechselung zu ermöglichen, erfolgt die Verbindung zwischen Schieber und Rohrleitung durch Flanschen unter Vermittlung der beiden Anschlufsstücke A und B (vergl. Abb. 64, aus welcher auch die übliche Ausrüstung mit Schutzrohr und Strafsenkappe ersichtlich ist). Die Länge zwischen den Stirnflächen der Flanschen (Baulänge) beträgt dann D -j- 200 mm, wenn d die Lichtweite des Schiebers oder der abzuschliefsenden Leitung bezeichnet. Das Herausnehmen des Schiebers wird durch die Verbindung Abb. 65 erleichtert, welche der in Abb. 7 a dargestellten entspricht, weil sie eine Verschiebung nach Lösung der Schrauben s gestattet.

Abb. 64.

Abb. 66 a u. b.

Abb. 66a. Durchschnitt.

Abb. 66b. Längenschnitt.

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Der elliptischen oder ovalen Querschnittsform des Gehäuses ist hei starkem Druck und gröfseren Abmessungen die kreisförmige vorzuziehen, weil sie widerstandsfähiger ist; die Baulänge wird dann etwas gröfser, als vorhin angegeben.

Ist Gewicht darauf zu legen, dafs beim Schliefsen eines Schiebers jeder Wasser-stofs vermieden werde, so kann man sich der stofsfreien Wasserschieber von Dorchheim er bedienen, welche von H. Breuer & Co. in Höchst a. M. gefertigt werden.

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Die Schieberplatte ist beiderseits flügelartig nach unten verlängert, so dafs die dazwischen spitz verlaufende Durchgangsöffnung den Abschlufs verlangsamt (Abb. 66 a u. b).

Bei dem Schieber von Wing en ist der tiefste Punkt durch eine Leitung mit einem Hydranten verbunden. Schliefst der Schieber gut und vollständig, so darf der Hydrant beim Offnen kein Wasser geben, anderseits ermöglicht bei offenem Schieber der Hydrant eine Spülung des Gehäusebodens und die Entfernung etwaiger Ablagerungen.³³)

Die nach ihrem Erfinder benannten Armstrongventile, welche sich in Liverpool, Glasgow, Manchester, Dublin, Wien und an anderen Orten in Verwendung finden, scliliefsen die Leitung ab, sobald die Wassergeschwindigkeit, zum Beispiel infolge eines Rohrbruchs, ein festgestelltes Mafs überschreitet. Hierzu dient eine bei normalem Betriebe offenstehende Drosselklappe, auf deren Achse aufserhalb des Rohres eine Kettenscheibe mit angehängtem Gewichte sitzt, dessen Niedergang jedoch zunächst durch eine Sperrklinke verhindert wird. Innerhalb des Leitungsrohres ist eine drehbare Platte angeordnet, auf welche der Wasserdruck entsprechend der Geschwindigkeit wirkt. Überschreitet nun diese und somit der Druck auf die Platte das gestattete Mafs, so wird die vorerwähnte Sperrklinke ausgehoben und die Drosselklappe durch das niedersinkende Treibgewicht in die Schliefslage gebracht. Zur Vermeidung von Wasserstöfsen wird die Schliefsbewegung mittels einer hydraulischen Bremse geregelt.³⁴)

Zur Ansammlung von Unreinigkeiten dienen Schlammkästen an verschiedenen Punkten der Leitung, ferner die sogenannten Teilkästen an den Kreuzungs- oder Verzweigungsstellen städtischer Rohrnetze; beide wmrden mit Ablässen versehen, auch können sie nach Abnahme des Deckels von oben gereinigt werden.

Abb. 67 stellt eine Verbindung von Teil- und Schlammkästen mit Ablafsventil und Lufthahn dar. — Die allgemeine Verwendung von Teilkästen für städtische Leitungsnetze ist jedoch wegen ihrer nicht unerheblichen Kosten und der zu ihrer Aufnahme erforderlichen gemauerten Schächte weniger üblich, als die Abzweigung mittels Eormstücken. Auch werden die in den Teilkästen abgelagerten Unreinigkeiten bei lebhafter Wasserbewegung wieder aufgewirbelt und einzelnen Verbrauchsstellen zugeführt, während bei Nichtanwendung von Teilkästen jene Stoffe gleichmäfsiger verteilt bleiben und durch kräftige Spülung mittels der an den tiefsten Punkten anzubringenden Ablässe entfernt werden; das ablaufende Wasser wird den Strafsenkanälen oder einem öffentlichen Wasserlauf zugeführt. Demnach sind auch aus diesem Grunde die üblichen Abzweigungen mindestens für die kleineren Rohrarten, etwa bis zu 150 mm, zu empfehlen; für grofse Durchmesser können aber Teilkästen, welche in Schächten untergebracht sind, ganz zweckmäfsig sein, namentlich wenn die Schächte auch den Zugang zu den Absperrschiebern vermitteln.

Abb. 67.

Teilkasten mit Luftventil.

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³³)    Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1893, S. 50.

³⁴)    Vergl. Mihatsch a. a. O. S. 86. — Humber, Water-supply of cities and towns. London 1876. — Engng. 1876, II. S. 335. — Ferner sind hier zu erwähnen: Geschwindigkeits-Sicherheitsventil der Wasserleitung Lausanne. Verhandl. d. Ver. zur Beförderung d. Gewerbfl. 1880, S. 72. — Helck, Differentialkolbenapparat. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1896, S. 169. — Rufsner, Beim Rohrbruch sich selbsttätig schlies-sende Ventile. Ges.-Ing. 1899, S. 173.

Spund- oder Streifrohre. Luftauslässe. Um an einzelnen Punkten zu dem Innern des Leitungsnetzes gelangen zu können, werden Spund- oder Streif rohre (Abb. 68) eingelegt und durch Einsteigeschächte zugänglich gemacht. Für d = 60 bis 150 mm ist a = 60 bis 150 mm, b — 200 bis 400 mm, d — 300 bis 520 mm. Liegen sie zugleich an einer Scheitelstelle, so empfiehlt es sich, in dem Deckel eine Luftschraube anzubringen, welche von Zeit zu Zeit geöffnet wird. In Abb. 69 ist eine

Abb. 68. Spund- oder Streifrohr. Z änr/enschnM

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Grundriss

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von der Strafse aus durch Stockschlüssel zu bedienende Yentilluftschraube s dargestellt, deren Achsenbohrung durch eine Deckelschraube h geöffnet oder geschlossen werden kann. Bei gröfseren Leitungen und stärkeren Luftansammlungen treten besser Wasserpfosten an Stelle dieser Schraube.

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Abb. 69 a.

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Selbsttätige Luftventile bestehen meistens aus Schwimmkörpern, durch deren Hebung und Senkung eine Yentilöffnung freigelegt oder geschlossen wird.

Abb. 69.

Ventilluflschraube.

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Abb. 69 b.

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Abb. 69« zeigt ein bei der Wiener Hochquellen Wasserleitung angewandtes selbsttätiges Luftventil, dessen Gehäuse auf einem nach oben gerichteten Stutzen der Bohrleitung sitzt. Mittels der hohlen Schwimmerkugel wird das Yentil durch den Auftrieb des Wassers geschlossen, anderseits mufs das Gewicht der Kugel hinreichen, die Kraft, mit welcher sie gegen ihren Sitz gedrückt wird, dergestalt zu überwinden, dafs der Wasserspiegel nicht unter den tiefsten Punkt der Kugel absinken kann. Die unterhalb des Gehäusedeckels angeschraubte Platte dient sowohl zur Führung der Yentil-stange, als auch zur Stützung des geöffneten Yentils.

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Manchmal werden auch Luftauslässe in der bei Sicherheitsventilen von Dampfkesseln gebräuchlichen Anordnung mit Hebel und Gewicht verwendet, welche auf den Sitz einen abwärts gerichteten Druck im Sinne des Öffnens ausüben. Durch. Yerschieben des Gewichts am Hebel läfst sich die Wirksamkeit dieser Yentile regeln.

Ein anderes, mehrfach in England verwendetes Luftventil mit Schwimmkugel verdeutlicht Abb. 69 b. Der Yentilsitz besteht aus Botgufs und die in einem durchbrochenen Becher geführte, hohle kupferne Kugel ist mit Kautschuk überzogen; statt dessen könnte auch eine unbekleidete metallische Hohlkugel und ein mit Leder oder Kautschuk'belegter Yentilsitz in Anwendung kommen. Bei gröfseren Abmessungen werden zur Sicherung der Wirkung und um zu starke Stöfse beim Schliefsen der Yentile zu vermeiden,

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mehrere Schwimmkugeln von verschiedenen Durchmessern verwendet. — Reuther benutzt als Schwimmer eine hohle Glaskugel, Breuer einen massiven, durch Federn entlasteten Metallkörper.

Wie alle selbsttätigen Yorrichtungen, so müssen auch derartige Yentile von Zeit zu Zeit nachgesehen werden. Zweckmäfsig ist deshalb eine Yorrichtung zum Absperren des Entlüfters von der Leitung, welche den Yorrichtungen in Abb. 69 a u. 69 b fehlt.

ALb. 70. Zweiarmiger Hydrant des Züricher Wasserwerks mit selbsttätiger Entleerung.

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Wasserpfosten (Hydranten, Feuerhähne) dienen zur Entnahme von Wasser zum Füllen von Sprengwagen oder zum direkten Sprengen, zum Feuerlöschen, zum Spülen der Binnsteine, sowie zum Spülen und Entlüften der Leitung. Sie werden in Entfernungen von 50 bis 100 m angebracht (ein gröfserer Abstand ist zulässig, wenn die Hydranten nicht unmittelbar zum Feuerlöschen oder Strafsensprengen benutzt werden) und zwar am häufigsten so, dafs der Hydrant vollständig unter der Erde liegt und mit einer Strafsenkappe abgedeckt ist, deren Deckel nur von Befugten mit einem Schlüssel gehoben werden kann (Unterflurhydranten). Sie liegen an geschützten, den Strafsen-verkehr wenig beeinträchtigenden Stellen entweder unmittelbar über dem Strafsenrohr oder sie sind mit diesem durch eine Zweigleitung verbunden, deren Weite meistens 80, oder 65, seltener 100 mm beträgt. Zur leichteren Auffindung bei Nacht und nach Schneefall ist an der dem Hydranten am nächsten liegenden Hausmauer ein Schild angebracht, auf dem seine Lage genau angegeben ist, so dafs diese jederzeit durch Messung

Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl.

ermittelt werden kann. Die Unterbringung in gemauerten Schächten ist hauptsächlich in Württemberg üblich; in der Regel begnügt man sich damit, die Hydranten in das Erdreich der Strafse zu stellen und durch die erwähnte Kappe die zum Anschlufs der Standrohre oder Schläuche dienenden Teile zugänglich zu machen.

Die Wasserpfosten müssen der Einwirkung des Frostes entzogen und zugleich so eingerichtet sein, dafs der verschliefsende Yentilkörper herausgezogen und ausgebessert werden kann, ohne den Hydranten aufgraben zu müssen. Ferner ist — wenigstens während der Frostzeit — dafür zu sorgen, dafs nach Gebrauch des Pfostens das im Mantelrohr zurückgebliebene Wasser entfernt wird. Die Entfernung geschieht entweder selbsttätig oder durch ein besonderes von Hand bewegtes Entleerungsventil. Abb. 70 zeigt einen Hydranten des Züricher Wasserwerks, bei welchem die zuerst gestellte Bedingung erfüllt ist. Die Entleerung erfolgt selbsttätig mit Hilfe der Öffnung a in eine den unteren Teil des Hydranten umgebende Kiesschüttung, welche das aufgenommene

Abb. 73.

Zweiarmiges Standrohr mit Absperrventilen.

Abb. 71. Einarmiger Hydrant mit Entleerung durch Hand.

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Abb. 72.

Zweiarmiges Standrohr.

¹

) In Nordamerika ist man bei gröfseren Ausführungen von genieteten Rohren aus Schmiedeisenblech mit der Spannung bis zu 1200 kg f. d. qcm und in einzelnen Fällen noch höher gegangen; vergl.: Water power with high pressures and wrought iron water pipes. Engineering and Mining Journal. New York 1884, Mai, Juni. — On wrought iron conduit pipes. Journal of the Iron and Steel-Institute. London 1886, I. S. 133. — Reuleaux, Konstrukteur. 4. Aufl. S. 987. (Siehe jedoch auch die Fufsnote auf S. 325).

²

) Man vergleiche auch Verbindung von Stahlrohren. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1891, S. 687 und: A large expansion joint. Eng. record 1899, Bd. 40, S. 156. — Goldschmidt. Das Zusammenschweifsen schmiedeiserner Rohre. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1900, S. 288 u. 1901, S. 26.

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³

1 Engineering News 1890, 1. Aug. — Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1892, S. 28.

⁴

)    Le Génie civil 1891, Bd. 19, S. 122. — Zentralbl. d. Bauverw. 1891, S. 77.

⁵

)    Nähere Angaben über Abmessungen und Kosten findet man u. a. in dem Technischen Auskunftsbuch von II. Jo ly, Leipzig.

⁶

)    Über Tiefenlage der Rohrleitungen. Deutsche Bauz. 1880, S. 273. — Erwärmung des Wassers in Rohrleitungen. Thiem im Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1884, S. 8. — Forchheimer in der Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1888, Heft 2, 1889, Heft 6. — Verwendung einer Luftumhüllung zum Schutze gegen Frost. Eng. news 1898, Bd. 40, S. 342. — Benutzung des elektrischen Stromes zum Auftauen gefrorener Leitungen. Eng. record 1899, S. 297, 321, 565; Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1899, S. 343.

⁷

)    Bd. 4 dieses Teiles, S. 206.

⁸

) Über die Verwendung fahr- und drehbarer Krane vergl. Zeitschr. d. Arch.- u. Ing.-Ver. zu Hannover 1880, S. 344, Bl. 822 (Wasserwerk der Stadt Hannover).

⁹

)    Journ. f. Gasbel. u. Wasservers.

¹⁰

)    Zeitschr. d. Ver. deutscher Ing. 1893, S. 1181; Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1893, S. 676.

¹¹

)    H. J. de Jongh, Versenkung eines Dükers durch die Maas bei Rotterdam. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1893, S. 228. Andere Formen beweglicher Verbindungen für Düker enthält Jahrgang 1892, S. 45.

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Wasser nach und nach in den Untergrund versickern läfst oder mit der Sandumschüttung der Entwässerungskanäle verbunden ist. Die Öffnung a wird durch Hebung des Yentils mittels der in Abb. 70 sichtbaren Lederplatte geschlossen und öffnet sich wieder, wenn das Yentil herabgeht. Da das Öffnen und Schliefsen von a nicht genau gleichzeitig mit dem des Yentils erfolgt, so ist ein Entweichen von Wasser in der Zwischenstellung des Yentils nicht zu vermeiden; auch macht man dieser vielfach verbreiteten selbsttätigen Entleerung verschiedentlich den Yorwurf, dafs sie Undichtheiten des Yentils leicht unbemerkt lasse. Deshalb und weil die Entleerung in erster Linie nur für den Winter von Bedeutung ist, gibt man häufig der Bedienung durch Hand den Yorzug. Zu diesem Zwecke wird ein Ablafshahn oder ein Stöpselverschlufs angebracht und

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mittels einer nach oben geführten, in einem Schutzrohr befindlichen oder in dem Mantel des Hydranten untergebrachten Stange geöffnet und wieder geschlossen werden kann (Abb. 71 ).³⁵) Eine Undichtigkeit des Hydrantenventils wird dann leicht durch Ansteigen des Wassers im Mantelrohr bemerklich. — Bringt man gar keine Entwässerung an, so ist eine aufmerksame Behandlung der Hydranten nötig, weil das nach Benutzung zurückbleibende Wasser bei eintretender Kälte durch eine besondere Pumpe entfernt werden mufs.

Abb. 74.

Abb. 75.

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Der in Abb. 70 dargestellte Wasserpfosten ist zweiarmig, so dafs nach Abschrauben der Kappen zwei Standrohre aufgesetzt werden können. Dadurch wird jedoch eine gröfsere Strafsenabdeckung erforderlich, die teurer und für den Strafsenverkehr nicht günstig ist. Besser sind deshalb einarmige Hydranten (Abb. 71), auf welche sich zweiarmige Standrohre (Abb. 72) aufsetzen lassen. Die Flügel der unten aufgeschraub-ten Mutter a greifen unter die am Verschlüsse des Hydranten vorspringenden Haken; dadurch läfst sich dann das Standrohr niederschrauben und dicht anpressen, indem die Mutter durch die Haken gegen Drehung festgehalten wird. Zur Schonung der Schläuche empfiehlt es sich, den Oberteil des Standrohrs in einer Stopfbüchse drehbar einzurichten.³⁶) Abb. 73 zeigt ein Standrohr, bei welchem die Öffnungen einzeln durch Verschlüsse absperrbar sind.

S5) Abb. 71 ist, wie verschiedene andere dieses Kapitels, dem Musterbuche von Bopp & Reuther (Mannheim) entnommen.

³⁶) C. Bach, Die Feuerspritzen. Stuttgart 1883. (§ 2, Schlauchkuppelungen.) •

Abb. 77 a—c. Überflurhydrant.

Abb. 76.

Zweiarmiges Standrohr mit Schlüssel.

Abb. 77a. Durchschnitt.

Abb. 77Ł. Ansicht.

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Abb. 77c. Ventil.

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Öffnen der Strafsenkappe verbunden.

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Bei der beträchtlichen Zahl der in ein Leitungsnetz einzubauenden Wasserpfosten ist das Bestreben nach möglichster Vereinfachung der Anordnung erklärlich und gerechtfertigt. So zeigen Abb. 74 (Anordnung von Breuer & Co. in Höchst a. M.) und Abb. 75 (Anordnung von Bopp & Reuther) den Fortfall der Stopfbüchse; auch ist die Spindelmutter rohrförmig, wodurch gröfsere Drehfestigkeit erzielt wird. Der Ivlauen-verschlufs für das Standrohr liegt in der Mitte, so dafs die Oberfläche der Strafsenkappe kleiner ausfällt. Die Zahl der Yerbindungs- und Dichtungsteile ist tunlichst beschränkt, auch das Herausziehen des Ventils leicht möglich. Mit dem Standrohr (Abb. 76, zu Abb. 75 gehörig) ist zugleich der Schlüssel Bei dem Unterflurhydranten der Firma Hilpert in Nürnberg ist gleichfalls die Stopfbüchse ausgeschaltet und durch Lösung von zwei Schrauben die Abnahme der Klaue und Herausnahme der inneren Garnitur möglich. Auch ist hier der Vorschlag von Great head zu erwähnen, neben der bestehenden Wasserleitung eine Hochdruckleitung mit besonderem Pumpwerk anzulegen, um mittels in die Hochdruckleitung eingefügter Injektoren das aus den Hydranten der anderen Leitung ausfliefsende Wasser auf die erforderliche Höhe zu heben.⁸⁷) — Ein Strafsenhydrant (ohne Standrohr) kostet 60 bis

³⁷) Greathead, On Injector Hydrants for Fire extinction. Engng. 1879, II. S. 80.

80 M. ; die Metallteile der Schachthydranten sind billiger, weil Spindelmutter und Mantelrohr fortfallen, doch wird der Minderbetrag durch die Kosten des Schachtes mit Abdeckung wesentlich übertroffen.

Abb. 78 b.

Abb. 79.

Schlauchaufsatz mit Absperrventilen.

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Abb. 78« u. b. Überflurhydrant mit Schlauchaufsatz.

Abb. 78 a.

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Das oft umständliche Aufsuchen der Strafsenkappen bei Nacht, hei Schneewetter oder im Gewitterregen, namentlich wenn zugleich die Strafsen überschwemmt sind, ferner das schwierige Offnen der Kappendeckcl im Winter hat die Anwendung der sogenannten Überflurhydranten veranlafst, bei denen das Mantelrohr über die Oberfläche geführt ist. Es erhält hier eine Ausbildung als 0,8 bis 1,5 m hoher Ständer, an welchem sich die Verschraubungen zum Befestigen der Schläuche befinden (Abb. 77 a bis c, Anordnung von Bopp u. Reuth er). Durch Drehen der Spitze des Ständers wird das in frostfreier Tiefe liegende Ventil geöffnet und der Hydrant in Tätigkeit versetzt. Seine Aufstellung erfolgt an Tunkten, wo der Verkehr nicht gehindert wird und zugleich Schutz gegen Umfahren vorhanden ist. Sollte dies doch stattfinden (was z. B. bei der Aufstellung am Rande der Gangbahnen immerhin möglich ist), so mufs das Ventil geschlossen bleiben, damit keine Überflutung der Umgebung eintritt. Eine andere Anordnung derselben Firma (Abb. 78 a u. b) gestattet die Verwendung eines Schlauchaufsatzes, nachdem der Deckel durch den Schlüssel s ausgelöst und abgehoben ist; die beiden Verschraubungen zum Befestigen der Schläuche in Abb. 77 können demnach fortfallen. Der Aufsatz Abb. 79 ist zugleich zum Abschlufs der Einzelöffnungen eingerichtet.¹)

Von sonstigen Anordnungen der Überflurhydranten verdient noch diejenige erwähnt zu werden, bei welcher der Hydrant zugleich den unteren Teil eines Laternenständers bildet und ferner diejenige, wo er mit einem durch die Leitung gespeisten Strafsenbrunnen verbunden ist (Abb. 80a bis c). 0 ist die Druckstange des Hydranten, welche durch Drehung der Säulenspitzo mittels eines Schlüssels das Hydrantenventil v öffnet, nachdem mit Hilfe des nämlichen Schlüssels (Abb. 81) die Verschlufskappon der Schlauchstutzen abgeschraubt und die Schläuche befestigt sind. Bei Benutzung als Brunnen wird durch Abwärtsdrücken des Hebelgriffs das Gestänge g und mit ihm das Brunnenventil von seinem Sitze bei l gehoben; das Wasser gelangt dann bei r zum Ausflufs und beim Loslassen des Hebelgriffs bewirkt das Gewicht von g wieder den Ventilschlufs. E ist ein Ejektor, der das von der letzten Benutzung des Brunnens im (frostfrei be-legenen) Unterteil des Schachtrohrs zurückgebliebene Wasser ansaugt und mit zum Aus-Aufs bringt. Er besorgt auch die Entwässerung des Hydranten, indem man nach dessen Benutzung den Brunnen einige Zeit laufen läfst.

Abb. 80 a—c. Verbindung von Üb erßur hydrant mit Straf'senbrunnen.

Abb. 80 a. Durchschnitt.

Abb. 80 b. Ansicht.

Abb. 81. Schlüssel.

Abb. 82.

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Abb. 80c. Ventil.

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Ganz ähnlich ist die Anordnung der Reuther’schen Yentilbrunnen (D. R. P. No. 110754), die aus der ziemlich erheblichen Zahl der verschiedenartigen Anordnungen hier erwähnt sein möge (Abb. 82). Nach Hebung von g mittels des Hebelgriffs öffnet sich das von der Büchse v in dem Steigerohr geführte Yentil durch Abheben von seinem Sitze l und das durch die Düse E nach oben strömende Wasser saugt durch die Öffnungen 0 den Rückstand, der von der letzten Benutzung des Brunnens geblieben ist, an und nimmt ihn mit sich. Wird das Yentil geschlossen, so Hiefst das im Steigerohr befindliche Wasser durch 0 in den durch das Mantelrohr umschlossenen Raum, um von dort aus das nächste Mal angezogen und mitgeführt zu werden. Diese Ejektorwirkung erfolgt, wenn der Wasserdruck am Brunnen mindestens ³/⁴ beträgt; ist er geringer, so mufs das Entleerungswasser des Steigerohrs durch eine Ablauföffnung in ähnlicher Weise beseitigt werden, wie bei den Hydranten.

Für Hydranten sowohl wie für Brunnen ist die Einschaltung eines ff-Stücks beim Yerlegen der Strafsenleitung erforderlich. Soll nachträglich die Anlage eines Hydranten oder Brunnens vorgenommen werden, so empfiehlt sich die Verwendung einer Hilfsmuffe mit Abzweig (Abb. 83 a u. 6), bei welcher der Anschlufs unter Benutzung der in

Literatur:

Hydranten für Strafsen, Höfe und Gärten. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1873, S. 153.

C. Frischauf, Apparate und Anlagen von Wasserleitungen auf der Wiener Weltausstellung. Offizieller Ausstellungsbericht. Wien 1874.

Blum, Hydranten oder Sprenghähne. Zeitschr. d. Ver. zur Beförderung d, Gewerbff. in Preufsen 1877, S. 189. Grahn, Londoner Hydranten (Injektorenhydranten). Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1879, S. 664.

B. Ölrichs, Wasserleitungsapparate auf der Berliner Gewerbeausstellung. Wochenschr. d. Ver. deutscher Ing. 1880, S. 201 u. 227.

Druckregulator. Constant water supply. Engng. 1880, I. S. 113, 119.

Überflurhydrant, System Cramer. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1882, S. 261.

Frostfreier Hydrant, Patent Hanssen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1883, S. 22.

Berthot, Traité de l’élévation des eaux. Paris 1893. S. 347.

Techn. Rundschau 1897, Bd. II, No. 1, S. 5.

Vergl. auch die Patentschriften No. 27761, 28472, 31861, 32056, 34039, 35358/59, 35726, 39160, 43663, 44325, 50471, 57728, 60068, 61186, 64606, 66503, 67740, 75179.

§ 10. Leitungen zur Grundstücksversorgung. Sie zerfallen in die Anschlufs-leitungen und die eigentlichen Haus- oder Grundstücksleitungen, von denen die erstgenannten vom Strafsen rohr bis zur Grenze des Grundstücks oder etwas darüber hinausreichen. Liegen die höchsten Auslaufstellen etwa 15 m über der Strafse, so genügt bei mindestens 25 m Druckhöhe an der Anschlufsstelle ein Durchmesser der Anschlufsleitung von

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Abb. 84 dargestellten Vorrich-tung unter Druck erfolgen kann, ohne dafs es notwendig ist, die Versorgung der an das Rohr angeschlossenen u. s. w. zu unterbrechen. Rach erfolgter Herstellung der Öffnung mittels des durch die Bohrratsche gedrehten Zylinderbohrers wird dieser zurückgezogen, hierauf der Schieberhahn geschlossen und sodann, nachdem die Bohrspäne durch mäfsiges Öffnen des Schiebers ausgespült sind, die Verbindung mit dem Zweigrohr des Hydranten hergestellt.

Abb. 83 a u. b. Hilfsmuffe mit Abzweig.

Abb. 836. Durchschnitt.

Abb. 83a. Ansicht.

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Abb. 84. Ausbohren des Abzweigs unter Druch.

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Daneben müssen auch die Leitungen innerhalb der Grundstücke eine ausreichende Weite erhalten, damit die gleichzeitige Benutzung einiger Zapfstellen (etwa 15% der Gesamtzahl) stattfinden kann. In dieser Beziehung sei unter Hinweis auf S. 81 daran erinnert, dafs die Druckverluste bei Abnahme der Rohrdurchmesser stark zunehmen, da sie sich unter Voraussetzung gleicher Durchflufsmengen annähernd umgekehrt wie die fünften

Potenzen der Durchmesser verhalten. Beispielsweise verursacht eine Leitungsstrecke von 25 mm Weite bei Entnahme von 0,5 sl einen Druckverlust J, der sich nach Gl. 5 auf S. 79 zu 0,21 oder zu 2,1 m für 10 m Länge berechnet, wenn man mit Rücksicht auf die glatte Beschaffenheit der inneren Bleiwandungen der Rechnung den Rauhigkeitsgrad III (b — 0,20) zugrunde legt. Yergröfsert man den Durchmesser auf 30 mm, so beträgt der Druckverlust nur doch 0,077 oder 0,77 m für 10 m Länge, d. h. etwa den dritten Teil, während die Mehrkosten der gröfscren Leitung nur geringfügig sind. Man sollte deshalb für Anlagen mit starkem Wasserverbrauch und langen Leitungen das Hilfsmittel der Rechnung nicht ganz unbenutzt lassen. Schon die Versorgung eines mit mehrstöckigen Ilinterwohngcbäudon versehenen Grundstücks erfordert einige Sorgfalt in der Auswahl der Rohrweiten, wenn die Entnahmestellen des obersten Geschosses noch bei Abzapfen von Wasser in den tiefer liegenden Stockwerken unter Druck bleiben und nicht beim Offnen der Hähne Luft in die Leitung einlasson sollen.

Was die Ausführung der Anschlufslcitung betrifft, so werden Gufsoisenrohre nur für gröfsere Anlagen verwendet, obwohl sie auch für die gewöhnliche Haus Versorgung-wegen ihrer Dauerhaftigkeit ganz geeignet sein würden. Der Grund ist darin zu suchen, dafs Gufsrohre zwar von verschiedenen Giefsereien in Weiten von 25 und 30 mm. und

1,5 bis 2 m Baulänge hergestellt werden; doch bilden sie erst von 40 mm ab eine gängige Handelsware. Bleirohre hingegen sind jederzeit bis zu 30 mm Lichtweite in fast beliebiger Länge zu haben; es fallen deshalb die Muffenverbindungen fort und der Anschlufs an das Strafsenrohr ist an jeder Stelle ohne Schwierigkeit möglich. Auch verzinkte schmiedeiserne Rohre sind ganz geeignet und stellen sich im Preise niedriger, wie gleich weite Leitungen aus Blei; gleichwohl haben sie sich nicht recht einbürgern können, trotzdem mit ihnen in Süddeutschland (Württemberg) und in Nordamerika gute Erfahrungen gemacht sind. Der Grund ist vorwiegend in der bequemeren Art zu suchen, in der sich die biegsamen Bleirohre verwenden lassen, während Rohre aus Schmiedeisen bei Richtungsänderungen besondere Formstücke nötig machen. Der Einwand der Rostbildung fällt weniger ins Gewicht, weil sich ihr durch gute Verzinkung entgegenwirken läfst; dagegen kommt in Betracht, dafs in den meisten Städten nur Bleirohre von vorgeschriebener Wandstärke verwendet werden dürfen, während derartige Vorschriften für Rohre aus Schmiedeisen nicht bestehen. Bei ihrer grofsen Festigkeit genügt allerdings eine geringe Stärke für den Wasserdruck, die jedoch bei etwaiger Beschädigung des Zinküberzugs dem Angriff des Rostes nur geringen Widerstand leistet. Rohre ohne Zinküberzug kommen der Rostbildung wegen nicht in Frage; verzinnte haben sich wegen der raschen Abnutzung der dünnen Zinnschicht nicht bewährt. Führt die Leitung sehr weiches Wasser, so treten an Stelle der Bleirohre die auf S. 42 erwähnten Mantelrohre, d. h. Bleirohre mit einem innenüberzuge aus Zinn von mindestens 72 mm Stärke.

Die Anschiufsleitung wird stets von der Verwaltung des Wasserwerks ausgeführt und unterhalten, schon deshalb, weil es sich nicht empfiehlt, innerhalb des städtischen Strafsenkörpers fremde Kräfte arbeiten zu lassen. Um etwaige Instandsetzungen der Anschlufsleitung ohne Entleerung des Strafsenrohrs ausführen zu können, wird ein Absperrhahn angebracht, der seinen Platz am besten unmittelbar hinter der Anschlufs-stelle findet. Wenn das Strafsenrohr in der Fahrbahn untergebracht ist, so kommt er dort ebenfalls zu liegen. Um nun die nicht besonders widerstandsfähige Kappe der Schlüssel -stange vor Beschädigungen durch Lastverkehr zu schützen, wird sie häufig in die Gangbahn verlegt, obwohl der angedeutete Zweck dadurch nicht ganz erreicht wird. Indessen hat die Abspemmg in der Regel noch den weiteren Zweck, den Wasserzuflufs nach dem Grundstück in bestimmten Fällen, z. B. beim Abbruch oder Leerstehen des Gebäudes, aufzuhoben. In dem Grundstück selbst befindet sich ein zweiter Absperrhahn, der bei Instandsetzung der Innenleitungen benutzt wird.

Abb. 86 a u. b. Anschlufsschelle.

Abb. 86<r. Durchschnitt.

Abb. 866. Seitenansicht.

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Abb. 85. Sauger.

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Erfolgt der Grundstücksanschlufs nicht unmittelbar nach dem Verlegen des Strafsenrohrs, so wird bei Anwendung eines H-Stücks entweder der Absperrhahn vor dem Verfüllen der Baugrube mit eingebaut oder es wird die Öffnung des H-Stiicks durch einen Blindflansch geschlossen. Im ersten Falle kann mit Hilfe der an dem Hahn befindlichen Anschlufsmuffe die Leitung jederzeit hergestellt werden, ohne das Strafsenrohr entleeren zu müssen, während eine solche Entleerung im zweiten Falle erforderlich wird. Sieht man von der Einfügung eines H-Stücks ab, so erfolgt der nachträgliche Anschlufs in seiner einfachsten Form durch Anbohrung dos Strafsenrohrs und Einschneiden eines Gewindes in die Rohrwand; die Verbindung zwischen Zweig- und Strafsenlcitung besorgt dann nach Abb. 85 ein sogenannter „Sauger“. Diese Art der Ausführung bedingt

Abb. 87.

Verbindungsleitung zwischen Strafsenrohr und Wassermesser (seitlicher Anschlufs an das Strafsenrohr).

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jedoch gleichfalls eine Unterbrechung der Versorgung und zugleich eine Schwächung des Strafsenrohrs, auch bietet das kurze Gewinde keine grofse Sicherheit. Einen Fortschritt bildet deshalb die Verwendung einer Anschlufsschelle, welche mit Kautschukring an das Rohr gedichtet ist und deren vorderer gufseiserner Teil zugleich die Anwendung einer besseren Verbindung gestattet (Abb. 86). Die Herstellung nach Abb. 87 bedeutet einen weiteren Fortschritt, indem die Anbohrung in ähnlicher Weise wie bei Abb. 84 unter Druck mittels Anwendung einer Bohrratsche (und zwar meistens in

Weiten von 25 und 30 mm) vorgenommen wird. In Abb. 88 geschieht die Anbohrung nicht an der Seite, sondern im Scheitel; dadurch befördert die Anschlufsleitung zugleich die Entlüftung des Strafsenrohrs, namentlich wenn sie mit einiger Steigung nach dem Grundstück hin verlegt wird. Abb. 89 läfst die Art der Befestigung der Bohrratsche an dem Rohr mittels zweier Gelenkketten, Abb. 90 den Yorgang der Durchbohrung

Abb. 88.

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Abb. 89.

Befestigung der Bohrratsche am Strafscnrolir.

Abb. 90.

Vorrichtung zum Anbohren der Strafsenleitung unter Druck.

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Abb. 91.

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Abb. 88-91. Ansclilufs der Hausleitung im Scheitel des Strafsenrohrs.

erkennen. In die für die Anschlufsleitung bestimmte Öffnung wird vorläufig ein Hahn eingesetzt, der zugleich zum Ausspülen der Bohrspäne dient. Nach Öffnung der Rohr-wand wird der Bohrer zurückgezogen, II geschlossen, darauf der Bohrer ganz herausgenommen und der Yentilverschlufs eingebracht. Da sich die Zweigleitung etwas über dem Scheitel der Strafsenleitung befindet, so ist sie nicht ganz so gut gegen Frost geschützt, wie in Abb. 87; mufs hierauf Wert gelegt werden, so erhält das Strafsenrohr von vornherein eine etwas über 1,50 m hinausgehende Deckung. Abb. 91 zeigt die Anordnung bei Verzicht auf eine Strafsenkappe; in diesem Palle mufs die Anschlufs-stelle aufgegraben werden, wenn eine Absperrung der Zweigleitung erfolgen soll. Indessen kommt dieser Fall nicht häufig vor und an manchen Orten ist deshalb der auf der Strafse liegende Abschlufshahn überhaupt fortgelassen. Er hat sich jedoch bei verschiedenen Gelegenheiten als zweckmäfsig erwiesen; mit Rücksicht auf den ausnahmsweisen Gebrauch ist es jedoch zulässig, an Stelle des Schraubenventils (Abb. 88) auch einen einfachen Durchgangshahn zu verwenden, wie in Abb. 87.

Es sei noch erwähnt, dafs in Württemberg die Zuleitung zu den Grundstücken entweder von den dort üblichen Hydrantenschächten oder von besonderen Schächten aus erfolgt, wodurch die Kosten entsprechend höher werden, während die Zugänglichkeit zu der Absperrvorrichtung erleichtert ist.

Selbstverständlich ist aber die Entnahme

Vor dem Verlegen ist die Sohle der Baugrube gut zu ebnen und nach dem Verlegen das Verfüllen sorgfältig zu bewirken. Wurde Bleirohr gewählt, so ist bei dessen Führung durch die Gebäudemauer die Einbettung in Zementmörtel zu vermeiden; ebenso ist Kalk in Begleitung von Feuchtigkeit schädlich.³⁹) Man verwendet deshalb zweckmäfsig ein Schutzrohr aus Gufseisen oder gebranntem Ton, sowie eine Umwickelung mit Asphaltpappe oder Asphaltpapier. Möglichst bald hinter der Eintrittsstelle und jedenfalls vor der ersten Abzweigung liegt der Haupthahn und hinter ihm der Wassermesser (Kap. IV) ; bei freistehender Bebauung werden beide auch vielfach an einer Stelle des Vorgartens in einem mit Steigeisen versehenen Schacht untergebracht, so dafs die Ablesung des Messers möglich ist, ohne das Haus betreten zu müssen. In diesem Falle ist durch einen unter der Abdeckplatte belegenen Schutzdeckel aus Holz Vorsorge gegen das Einfrieren im Winter zu treffen. Der Haupthahn, welcher meistens ebenso wie der Wassermesser auf Kosten und unter Aufsicht der Verwaltung angebracht wird, ist häufig als Dreiwegehahn eingerichtet und mit einem kleinen Seitenhahn nebst Ansatz versehen ; an diesen kann ein Schlauch angebracht werden, der bei Entleerung der Leitung das ablaufende Wasser einem Gefäfs zuführt oder ein Rohr, durch welches der Ablauf in einen Abflufskanal erfolgt, von Gebrauchswasser bei der üblichen Anordnung der Wassermesser nicht zulässig. Bei gröfseren Anlagen empfiehlt sich die Anordnung zweier Hähne, die an jeder Seite des Wassermessers ihren Platz finden, damit dieser ausgeschaltet werden kann, ohne die ganze Leitung entleeren zu müssen.

Wie oben bemerkt wurde, kommen für das Innere des Grundstücks neben dem seltener benutzten Gufseisen vorwiegend Bleirohre, Mantelrohre oder verzinkte schmiedeisernc Rohre in Betracht. In den weitaus meisten Fällen handelt es sich um die Wahl zwischen Blei- und Mantelrohren (auch Zinnblei roh re oder nach ihrem Erfinder Ham on’sehe Rohre genannt), welche gegenwärtig in der Regel so getroffen wird, dafs man für Wässer von 3 oder weniger Härtegraden Mantelrohre verwendet.³⁹“) Härteres Wasser bildet nach kurzer Zeit eine fest haftende, unlösliche und deshalb schützende Lage von Blei- und Calcium-Karbonat. Um Rohre dieser Art schon von aufsen als solche erkennbar zu machen, sind sie mit einigen erhöhten Längsriefen versehen, während die Bleirohre glatt bleiben. Nur wenn es sich um den bei uns nicht häufigen Fall einer Versorgung unter sehr starkem Druck handelt, kann die Verwendung von schmiedeisernen Rohren erforderlich werden; sonst

³⁹) Ges.-Ing. 1885, S. 607. — tungen auch Ges.-Ing. 1904, S. 311.

39a

) Vergl. aufser den auf S. 45 genannten Aufsätzen über Bleivergif-

widerstehen Blei- wie Mantelrohre bei genügender Wandstärke den gewöhnlich vorkommenden Pressungen mit ausreichender Sicherheit. In Dresden, wo der Leitungsdruck an zahlreichen Punkten der Stadt gegen 5 at beträgt und das Leitungswasser eine Härte von etwa 5 Grad besitzt, sind Mantelrohre vorgeschrieben und Bleirohre nur dann zulässig, wenn der Gebrauch des entnommenen Wassers zu Genufszwecken ausgeschlossen ist. Die Mantel- oder Bleirohre müssen hier einem Druck von 8 at widerstehen können und mindestens folgende Gewichte haben:

10

13    15    20    25    30 nun

3 3,5 4,8 6,25    8 kg

Durchmesser .    .    .

Gewicht auf 1 m .

Die innere, nicht unter ¹/s mm starke Zinnhaut mufs mit dem Blei derartig verbunden sein, dafs beide Metalle bei mehrmaligem Biegen des Rohres sich nicht voneinander trennen.

In Berlin ist das Gewicht, entsprechend dem mäfsigeren Leitungsdruck, etwas geringer. Hier gelten folgende Yorschriften:

Durchmesser .    .

Wandstärke .

Gewicht

19    25,5    33

39 mm

22    26,25 mm

7,5    11,0 kg.

Die Anordnung des häuslichen Versorgungsnetzes ist so zu treffen, dafs die wagerechtc Verteilung so viel wie möglich im Kellergeschofs erfolgt und die Verbindung mit den Zapfstellen durch lotrechte Steigerohre vermittelt wird, damit diese nur kurze Zuleitungen zu den Zapfstellen erhalten. Die Länge der Verteilungsleitungen kann bei ausgedehnten Grundstücken manchmal durch zwei gesonderte Anschlüsse wesentlich abgekürzt werden, selbst wenn durch ihre Verbindung darauf Bedacht genommen wird, dafs die eine die andere im Notfall ersetzen kann. Ihre Weite bestimmt sich nach der

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Zahl der Zapfstellen, doch sollten 10 und 13 mm weite Rohre nur für ganz kurze Abzweige Verwendung finden. Einen wesentlichen Einflufs auf die Weite der Steige-und Zweigrohre haben Spülabtritte, sofern diese ihre Spülung nicht durch Spülbehälter, sondern durch unmittelbaren Anschlufs an die Wasserleitung erhalten sollen. Fordert man auch nur eine Spülmenge von 1 sl für das oberste Geschofs eines mehrstöckigen Hauses (ein Spülbehälter mit 2,5 m Fallhöhe und 30 mm Fallrohrweite liefert etwa 1,8 sl), so entsteht in einem 25 mm weiten Steigerohr schon eine Zuflufsgeschwindigkeit von

= 2,04 m.

0,001

0,025²

Dieser Geschwindigkeit entspricht ein Druckverlust J, der sich unter Annahme einer Rauhigkeitsstufe III (b = 0,20) nach Formel 5 auf S. 79 für 1 m zu

= 0,83 m

2,OP (o,2 + v/^)²

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berechnet. Ein 15 m hohes Steigerohr verbraucht demnach bei Spülung des obersten Abtritts 15.0,83 = 12,45 m Druck; hierzu tritt der Druckverlust in der Strecke von der Strafsenleitung bis zum Fufse des Steigerohrs, der sich bei 20 m Länge und 30 mm Weite zu 6,2 m ergibt. Bei 35 m Druck über dem Strafsenrohr verbleiben demnach für die übrigen Zapfstellen während der Spülung des obersten Abtritts nur

35 — (15 + 12,45 + 6,2) = 1,35 m

übrig, wobei auf den Druckverlust, der durch den Wassermesser und durch die nach dem Abtritt führende Zweigleitung entsteht, noch keine Rücksicht genommen ist. In

den meisten Fällen wird man sich deshalb, namentlich bei entfernter Lage der Abtritte in Hintergebäuden, mit einer erheblich unter 1 sl zurückbleibenden Spülwassermenge begnügen müssen. Für die vom Steigerohr nach den übrigen Zapfstellen führenden Zweigleitungen genügt eine Weite von 15 mm, ausnahmsweise auch von 13 und 10 mm; nur für die Waschküchen und die in den oberen Geschossen liegenden Badewannen empfiehlt sich zur Abkürzung der Entnahmezeit ein Durchmesser von 20 mm. Die Zuleitung zu einem Gartensprenghahn erhält 20 bis 25 mm Weite; diejenige für einen Feuerhahn oder Hydranten sollte so bemessen werden, dafs sie an der Ausflufsstelle noch 2 bis 3 sl zu liefern vermag. Diese Bedingung erfordert bereits eine gröfsere Weite der Zuleitung, die deshalb meistens gesondert (als Gufseisenrohr) hergestellt wird.

Wichtig ist für unser Klima die Verlegung der Leitungen in frostfreien Räumen, weil ihr Einfrieren nicht allein eine lästige Störung der Versorgung, sondern auch häufig die Beschädigung der Rohre zur Folge hat. Die Bleirohre verhalten sich in dieser Hinsicht etwas günstiger, als diejenigen aus Gufs- und Schmiedeisen; ihre Wandungen sind nachgiebiger und deshalb dem Zerspringen weniger unterworfen. Die Benutzung freistehender Mauern zur Befestigung der Leitungen oder ihre Verlegung in ungeheizten Treppenhäusern und Fluren ist aus diesem Grunde zu vermeiden; eine Umhüllung mit Stoffen, welche die Wärme schlecht leiten (meist Filz mit Holzbekleidung) schützt nicht sicher und die sonstigen in Anwendung gebrachten Mittel haben ihren Zweck ebenfalls nur teilweise erfüllt. Am einfachsten ist es, durch dauernden Auslauf einer kleinen Menge auf immerwährenden Zuflufs frischen Wassers nach der kalt liegenden Strecke hinzuwirken; doch darf dieses Mittel nur bei Vorhandensein eines Wassermessers angewandt werden. Auch die Anwärmung des Wassers an tiefster Stelle des Rohrnetzes durch eine Gasflamme u. s. w. gehört hierher; sie erfordert eine Verbindung der Steigerohre an den oberen Enden, damit eine Umlaufbewegung möglich wird. Am sichersten ist die Abstellung und Entleerung während der Nachtstunden mittels eines Entleerungshahns, der unterhalb der nicht frostfreien Strecke angebracht ist. Doch unterbleibt die Anwendung dieses Mittels häufig wegen seiner Umständlichkeit, da auch die zu der Strecke gehörigen Auslaufhähne geöffnet werden müssen, weil sonst nur ein Teil des Wassers ausfliefst. Im übrigen ist die Einschaltung mehrerer Entleerungshähne in einem gröfseren Grundstück auch deshalb erwünscht, um bei kleinen Instandsetzungsarbeiten an einer Stelle nicht die ganze Versorgung unterbrechen zu müssen.

Abb. 92.

Alle Leitungen erhalten Gegengefälle, damit ein vollständiges Entleeren möglich ist; dadurch wird zugleich die Bildung von Luftblasen vermieden. Die Rohre werden zweckmäfsig frei an den Wänden mittels Rohrhaken oder besser durch Schellen (Abb. 92) befestigt, damit jeder Schaden sofort bemerkt werden kann. Das Verstecken unter einer Putzschicht ist aus diesem Grunde zu vermeiden, ebenso das Verlegen unter Fufsböden. Nur da, wo der Anblick der Rohre stören würde oder die Bildung von Schwitzwasser im Sommer (die bei Bleileitungen nicht erheblich ist) vermieden werden soll, kann eine Bekleidung mit Holzleisten vorgenommen werden.

Die Zahl der Verbindungsstellen der Bleirohre läfst sich bei der grofsen Länge²), in welchen diese geliefert werden, sehr beschränken. Die Verbindung erfolgt in der Weise,

dafs das Ende des einen Rohres zugespitzt, hierauf in das durch einen Dorn aufgeweitete Ende des anderen Rohres gesteckt und sodann mit Weichlot verlötet wird (Abb. 93). Die Abzweigung wird nach dem Ausschneiden der Öffnung für das abzweigende Rohr in ähnlicher Weise hergestellt (Abb. 94). In England und Nordamerika ist die Plombenverbindung üblich, bei welcher die Verbindungsstelle noch von einer nach aufsen abgerundeten Bleihülle umgeben wird. Schmiedeiserne Rohre (verzinkte wie verzinnte und asphaltierte) werden stets durch Verschraubung verbunden, entweder nach Abb. 95 oder unter Verwendung besonderer Muffenstücke mit rechten und linken, etwas konisch gestalteten Gewinden (Abb. 96); die Dichtung erfolgt durch einen in die Gänge des Gewindes eingelegten Hanffaden, der durch das Einschrauben fest geprefst wird und beim Feuchtwerden quillt. Mennigedichtung ist nicht empfehlenswert. Die Abzweigungen werden mit Hilfe von T-Stücken, Kreuzstücken und Winkelstücken hergestellt, während in Kurven Kniestücke und Krümmer zur Anwendung kommen. Die Formstücke (auch Façonstücke und Fittings genannt) stellt man aus Gufseisen (Weichgufs) oder aus Schmiedeisen durch Pressen her. Kupferrohre werden der höheren Kosten wegen zu Kaltwasserleitungen seltener gebraucht; etwas häufiger bei Warmwasserleitungen an Stelle der sonst üblichen verzinkten Eisenrohre. Für diesen Zweck sind sie ihrer Dehnbarkeit wegen sehr geeignet; sie werden dann entweder durch aufgelötete Flanschen verbunden, wobei als Dichtung eine Gummiplatte mit Hanfeinlage dient oder man wählt eine Verschraubung mit Dichtung mittels Lederring oder Hanfbändchen. Bleirohr ist, mit Ausnahme ganz kurzer Strecken, für Warm Wasserleitungen nicht geeignet.

Abb. 94.

Abb, 95.

Abb. 93.

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Abb. 96.

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Entnahme- und Abschlufsstellen der Hausleitungen. Die Entnahme des Wassers zum Hausgebrauch und zu Genufszwecken erfolgt meistens durch Zapfhähne, seltener durch Hähne mit ständigem Auslauf. Zapfhähne müssen stets allmählich schliefsen, damit keine Stöfse in der Leitung auftreten können, denn diese würden namentlich bei Bleirohren schädlich wirken, sie nach und nach auftreiben und schliefslich ihr Platzen herbeiführen. Küken-oder Kegelhähne (Lilienhähne) sind deshalb nicht oder doch nur bei sehr geringem Druck (etwa bis 8 m) zulässig. Am häufigsten war früher der Nie der sehr au b-hahn mit Gummiplatte (Abb. 97 a u. &), bei welchem eine mit Hanfeinlage versehene Gummischeibe Verschlufs und Abdichtung bewirkt. Die Bewegung erfolgt durch eine Schraube, welche mittels Platte an der Scheibe befestigt ist und durch Drehen des Knopfes gehoben oder gesenkt wird. Gegenwärtig benutzt man mehr den in Abb. 98 a u. b dargestellten Niederschraubhahn mit Ledersitz, weil dieser dauerhafter ist. Um das bei stärkerem Druck leicht auftretende Streuen des Wasserstrahls zu hindern, erhält der nach unten gekrümmte Auslauf stutzen meist einen Steg (Abb. 102), der dem Wasser die drehende Bewegung nimmt. In Abb. 98 ist ein sauber gedrehtes Mundstück angebracht, welches

Abb. 98 a. Ansicht.

Abb. 97 a u. h. Niederschraubhahn mit Gummiplatte.

Abb. 97a. Ansicht.

Abb. 99.

Zapfhalm von Butzke <& Co. mit loser Dichtung.

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Abb. 98 b. Durchschnitt-

Abb. 97 6. Durchschnitt.

Abb. 100.

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gleichfalls auf Bildung eines geschlossenen Wasserstrahls hinwirkt. Auch wird dem Hahn wohl eine kleine gelochte Messingscheibe beim Einschrauben vorgelegt, um durch die Querschnittsverengung den auch bei der Schraubenbewegung nicht ganz zu vermeidenden Stofs abzumindern. Der Hahn von Buschbeck & Hebenstreit (Dresden) sucht den Stofs dadurch zu vermeiden, dafs der Auslauf einen dreieckigen, mit der Spitze nach unten gerichteten Querschnitt erhält, so dafs kurz vor dem Schliefsen nur noch eine ganz geringe Ausflufsöffnung vorhanden ist. Abb. 99 zeigt einen von Butzke & Co. hergestellten Yentilzapfhahn mit loser Dichtung (D. R. P.). Diese besteht aus einer starken, in der Mitte gelochten Gummischeibe, welche vollständig lose ist und beim Schliefsen durch eine an der Hahnspindel befestigte Scheibe gegen den gedrehten flachen Sitz geprefst wird. Der Hahn in Abb. 100 wird vom Wasser ohne wesentliche Richtungsänderung durchflossen; dadurch steigert sich die Ausflufsmenge, was bei Entnahme gröfserer Wassermengen in Waschküche und Badezimmer erwünscht ist. — Der Hahn in Abb. 101 gestattet das Anbringen einer Schlauchverschraubung.

Die Hahnkörper bestehen meistens aus Messing, in einzelnen Fällen auch aus Neusilber. Die Yerbindung mit dem Bleirohr erfolgt durch Yermittelung eines Lötstücks, welches in das Rohr eingesetzt wird; bei den an der Wand liegenden Entnahmestellen benutzt man eine Wandscheibe (Abb. 102), welche an einem eingegipsten Dübel befestigt wird. — Eine auf dem Hofe liegende Entnahmestelle (Hofhahn) zeigt Abb. 103 ; hier liegt das Rohr im Innern des Hauses in einem möglichst frostgeschützten Raume. Der Hahnkörper ist so anzuordnen, dafs er ohne Schwierigkeit abgenommen werden kann. — Die Durchgangsweiten der Hähne betragen 10, 13, 19 und 25 mm (genauer

9,5 12,7 und 19 mm, entsprechend ³/₈, ¹/z, ³A und 1 Zoll engl., da die Mafse der nach Whitworth hergestellten Anschlufsgewinde bisher noch üblich geblieben sind).

Abb. 101. Hahn mit Schlauchverschraubung.

Abb. 102.

Hahn mit Wandscheibe.

Abb. 103. Hofhahn.

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Handelt es sich um Absperrung eines Leitungsstranges oder eines Teiles der Hausleitung, so kommt ein Durchlaufhahn (Abb. 104) zur Verwendung, dessen Öffnen und Schliefsen auch mittels eines aufgesetzten Schlüssels erfolgen kann. Abb. 105 zeigt eine solche Absperrung mit Entleerungshahn. Bei seltenem Gebrauch würde auch ein Kükenhahn ausreichen, der bei genügendem Durchmesser zugleich den Vorteil hat, dafs er dem Durchflufs des Wassers einen geringeren Widerstand entgegensetzt. Solche Hähne sind nach längerer Ruhe aber oft schwer zu bewegen und brechen nicht selten am Vierkant. Dies ist der Grund, dafs man auch hier der Schraubenbewegung'den Vorzug gibt und z. B. für den Hauptabschlufs vielfach Hähne besonderer Art verwendet, welche zugleich nach erfolgtem Schliefsen die Leitung selbsttätig entleeren. Zu diesem Zweck ist eine seitliche Öffnung so angebracht, dafs sie durch das Senken des Verschlufskörpers freigelegt und durch das Heben wieder geschlossen wird (Haupt-Absperrhahn von Butzke & Co.). Dabei ist allerdings der Nachteil in den Kauf zu Abb. 104. Durchlaufhahn.

Abb. 106. Schieberventil.

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nehmen, dafs das Wasser bereits abläuft, ehe der Hahn völlig geschlossen ist, ähnlich wie bei den Hydranten mit selbsttätiger Entwässe-Schieberverschlüsse

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Abb. 105. Durchlauf hahn m. Entleerung

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rung.

(Abb. 84 u. 106), welche bis zu 15 mm Durchgangsweite herab ausgeführt werden, legen den ganzen Querschnitt frei und lassen sich auch bei sei-

tener Benutzung ohne Schwierigkeit bewegen, bedürfen aber eines besonders eingefügten Entwässerungshahns. Zur Verhütung von Wasservergeudung sind zahlreiche Hähne erfunden, die sich selbsttätig schliefsen, wenn sie nicht mehr absichtlich offen gehalten werden.⁴¹) Abb. 107 zeigt einen derartigen Hahn von Taylor für gewöhnliche Zapfstellen. Das Öffnen ge-

⁴¹) Vergl. auch: A. Berkowitsch, Über Selbstschlufsventile mit besonderer Beziehung auf die Konkurrenzausschreibung des Gemeinderats der Stadt Wien im Jahre 1878. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1879, S. 571 u. 595. — Handbuch der Architektur, 3. Teil, 4. Bd., 2. Aufl. 1890, S. 429. — Afsmann, Be- und Entwässerung von Grundstücken. München 1893. S. 111 u. 112.

Abb. 109.

Abb. 107.

Hahn von Taylor.

Abb. 108.

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Abb. 110.

Abb. 111.

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scliieht in üblicher Weise, indem der in einer zylindrischen Bohrung befindliche Yentil-körper der Aufwärtsbewegung der Spindel folgt; sollte das Zuschrauben vergessen werden, so sinkt der Yentilkörper allmählich nieder, indem das Druckwasser durch die ringförmige Fuge in den oberhalb befindlichen Raum gelangt und schliefst endlich — nach Abfiufs von 10 bis 15 1 — unter dem Drucke des Wassers ab. Um dann von neuem zu öffnen, mufs zuvor die Spindel wieder niedergeschraubt werden. — Den mehrfach in England und Nordamerika benutzten Hahn von Lord Kelvin (W. Thomson) zeigt Abb. 108. Der Yentilkörper A wird hier durch die Feder C gegen seinen Sitz gedrückt; das in dem ringförmigen Raum F eingetretene Wasser fliefst durch das Röhrchen F ab. — Eine neuere Anordnung von der Smith & Anthony-Company in Boston geht aus Abb. 109 hervor. Das Offnen erfolgt durch Niederdrücken des birnenförmigen, aus Gummi bestehenden Yentilkörpers. Damit die aus Phosphorbronze hergestellte Feder von Berührung mit dem Wasser frei bleibt, liegt oberhalb der eigentlichen AusHufsöffnung eine zweite, die das etwa durchgetretene Wasser abführt. — Bei dem (im offenen Zustande dargestellten)

Hahn der Abb. 110 (Mott’s Eisenwerke in New York) wird die Hahnspindel beim Loslassen des Griffs von der wagerecht liegenden Feder wieder in ihre Schlufsstellung zurückgedrängt und dadurch das Yentil geschlossen. — Auf anderer Grundlage beruht die Anordnung Abb. 111. Die Abschlufsplatte ist ähnlich angebracht, wie bei dem gewöhnlichen Niederschraubhahn Abb. 91. Sie wird jedoch nicht durch eine Schraube niedergedrückt, sondern es tritt durch eine feine Öffnung des in ihrer Mitte befindlichen Metallkörpers das Druckwasser in den oberhalb befindlichen Raum.

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Handbuch der Ing.-Wissensch. III. Teil. 3. Bd. 4. Aufl,

In der Ruhelage ist deshalb ein Überdruck von oben nach unten vorhanden, welcher den Abschlufs des Hahns bewirkt. Wird nun durch den Druck auf den Knopf ein kleines Yentil geöffnet, welches eine zum Auslauf führende Öffnung freilegt, so verschwindet jener Überdruck und das Druckwasser hebt die Abschlufsplatte. — Diese (ursprünglich von Jennings stammende) Anordnung hat den Nachteil, dafs sich der Hahn nicht teilweise, sondern nur vollständig öffnen läfst.

Hierher gehören auch die Zapfständer, welche zur Entnahme des Leitungswassers auf Höfen u. s. w. dienen und eine ähnliche Einrichtung haben, wie die früher beschriebenen Strafsenbrunnen. Wegen ihrer gröfseren Frostsicherheit verdienen sie meistens den Yorzug vor den sonst üblichen Hofhähnen (Abb. 103), bedingen jedoch einen höheren Anschaffungspreis.

Nötiger als bei den Zapfhähnen ist der Selbstverschlufs bei solchen Yentilen, welche zum unmittelbaren Spülen von Abtritten aus der Wasserleitung bestimmt sind.

Abb. 112.

Recht verbreitet ist die Anordnung Abb. 112; der Yer-schlufs erfolgt hier durch das Sinken des beim Öffnen gehobenen Hebels, weil der Wasserdruck auf die Yentil-fläche durch den Gegendruck des Wassers auf die oberhalb angebrachte Gummischeibe aufgehoben wird. Die Anordnung ist jedoch nicht völlig stofsfrei, namentlich macht sich ein Stofs bei starkem Leitungsdruck bemerkbar. Yielfach sind deshalb Yentile in Gebrauch, denen Abb. 111 zugrunde liegt; dabei wird manchmal die Einrichtung getroffen, dafs das Öffnen des Yentils durch die Bewegung des Sitzes oder der Tür erfolgt und dafs nur eine durch die Gröfse der Yerbindungsöffnung bedingte Wassermenge zumAbflufs kommt. Ein näheres Eingehen auf diese Anordnungen würde jedoch zu weit führen, zumal die Mehrzahl nicht frei von Mängeln ist und aus den - oben angeführten Gründen die Spülung aus der Leitung auch bei uns immer mehr durch die wirksamere Behälterspülung ersetzt wird, deren Besprechung sich Bd. 4, S. 269 bis 279 findet. Es sei deshalb nur noch bemerkt, dafs die Weite der Zweigleitung höchstens bei starkem Druck und niedriger Lage der Spülstelle weniger als 20 mm betragen sollte und dafs eine lange schwache Spülung eine kurze kräftige nicht zu ersetzen vermag. Über Unterbrechung des Zuflufsrohres durch Einschaltung einer Düse oder Höherlegen der Ausflufsöffnung, damit das immerhin mögliche Einsaugen von Abluft oder selbst Abtrittstoffen in die Leitung vermieden wird, vergl. Bd. 4, S. 273.

Unentbehrlich wird der Selbstschlufs bei Schwimmerhähnen, welche den Zuflufs nach Erreichung einer bestimmten Wasserstandshöhe im Behälter abzusperren haben. Neben den in Abb. 70 auf S. 118 und Bd. 4, S. 275 mitgeteilten Anordnungen sei noch der Kolbenverschlufs von Bopp &Reuther (Abb. 113), erwähnt, welcher zwar mehr für gröfsere Leitungen verwendet, aber auch noch für Weiten von 20 mm hergestellt wird; in diesem Falle ist die Anordnung die der Abb. 113a und es betragen die Abmessungen L— 460, D — 150, B — 44 mm. Zur Yermeidung des Geräusches beim Einströmen des Wassers ist das Rohr bis etwas über die Behältersohle zu führen, dessen Wandungen gegenwärtig auch wohl aus Hartglas hergestellt werden.

Die Entnahme des Wassers für Gärten kann gleichfalls unter Benutzung von Brunnenständern erfolgen, die aber, wenn sie zugleich zum Anbringen eines Sprengschlauches dienen sollen (Abb. 114), nicht die Einrichtung der früher beschriebenen Strafsenbrunnen

Abb. 113 u. 113a.

Abb. 114.

Ständer mit Schlauchgewinde.

Schwimmerventil mit Kolbenverschlufs.

Abb. 113.

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Abb. 113 a.

Abb. 115. Gartenhahn.

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erhalten können, sondern im Winter abgestellt und entleert worden müssen. Meistens benutzt man jedoch Gartenhähne oder Gartenhydranten nach Abb. 115, welche an eine flachliegende Blei-(oder Eisen-)leitung angeschlossen werden und eine Klaue zur Befestigung eines einfachen, mit Auslaufgewinde versehenen Standrohrs besitzen, an welchem der Schlauch befestigt wird. Bequemer ist die Anordnung Abb. 116 (Beuther), bei welcher der Griff u zur Befestigung des Standrohrs auf der Klaue des Hydranten und Griff o zu dessen Öffnung dient. Tritt Frostwetter ein, so wird die Zweigleitung durch einen mit Entleerung versehenen Hahn abgeschlossen. — Ein Überflurhydrant würde gleichfalls benutzt werden können, doch ist dessen Preis höher. — Für häufigen Gebrauch sind Gummischläuche erforderlich, für seltenen genügen Hanf schlauche. Die Wasserverteilung erfolgt unter Benutzung von Strahlrohren, welche ein Verbreitern und Verstäuben des Strahls gestatten.

Schliefslich sei noch der Kaliber- oder Eichhähne gedacht, welche (unter Voraussetzung gleichbleibenden Drucks) für Lieferung einer bestimmten Tagesmenge eingestellt werden können. Diese dient der Wasserzinsberechnung als Grundlage, so dafs die Aufstellung eines Wassermessers entbehrlich wird. Eichhähne sind konische Durchgangshähne mit kleinen runden oder quadratischen Öffnungen, deren Gröfse entweder durch Drehung des inneren Hahnkörpers oder auf andere geeignete Weise beschränkt wird-. Das durch den Eichhahn gegangene Wasser fliefst dann den beständig geöffneten Zapfstellen zu. Aus den S. 66 angegebenen Gründen ist eine solche Form der Ver-

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Abb. 117 « u. b.

Abb. 116. Standrohr für Garten- und Hofhydranten.

Eichhahn für gleichmäfsige Wasserabgabe.

Abb. 117 a. Längenschnitt.

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Abb. 117 6. Grundrifs.

sorgung nicht häufig, wenngleich sie unter Umständen (namentlich bei reichlichem und billigem Wasser) ganz am Platze sein kann. Abb. 117 a u. b stellt einen Eichhahn dar, wie er in Zürich angewendet wird. Die Regelung des Durchgangsquerschnittes wird ♦an dem kleinen Plättchen vorgenommen, welches im mittleren Hahn rechts durch ein Ringschräubchen festgehalten ist. Links befindet sich ein Sieb zur Abhaltung von Unreinigkeiten. Der Hahn rechts kann vom Verbraucher zum Abschliefsen seiner Leitung benutzt werden und ist -mit einer Durchbohrung zu deren selbsttätiger Entleerung versehen. Bei Feststellung der Durchflufsmenge wird an Stelle der Schlufskappe ein Schlauch aufgeschraubt, mit dem man das ausfliefsende Wasser nach einem Eichgefäfs leitet. Der Hahn links wird nur benutzt, wenn Änderungen an dem eigentlichen Eichhahn vorzunehmen sind. Zur Verhütung von Mifsbrauch sind beide Hähne aneinandergeschlossen, bei aufserordentlichem Wasserbedarf jedoch kann nach Lösung dieser Verbindung der mittlere Hahn um 90° gedreht und dadurch ein wesentlich grüfserer Durchflufsquer-schnitt erlangt werden.

Die Abgabe von Wasser aus der öffentlichen Leitung unter Vermittelung von Hausbehältern findet in Deutschland bis auf eine Ausnahme (Hamburg) nicht mehr statt; doch gelangen derartige Behälter noch bei Einzelversorgungen zur Verwendung, so dafs ihre Erwähnung immerhin am Platze ist. Sie werden in möglichst grofser Höhe tunlichst frostfrei aufgestellt und bestehen entweder aus Holz mit Innenbekleidung aus Zink- oder Kupferblech, oder aus Walzeisen, während Gufseisen seltener zur Verwendung kommt; ihr Fassungsraum entspricht etwa dem Durchschnittsbedarf eines Tages. Aufser der Zuleitung ist ein Überlaufrohr vorhanden; die Versorgungsleitung ist an der Abzweigstelle am gröfsten und nimmt nach unten hin an Weite ab. Der Behälter kann auch als Windkessel ausgeführt und dann im Keller oder an einem anderen tiefgelegenen Punkte aufgestellt werden. Eine solche Anordnung gleicht die etwas höheren Anlagekosten durch den Vorzug aus, dafs das Wasser seine Frische behält und nicht mit der Aufsenluft in Berührung kommt.

Ein näheres Eingehen auf die sonstigen Anlagen zur Nutzbarmachung des zugeführten Wassers kann mit Rücksicht auf die dem Handbuch gesteckten Grenzen und die in Bd. 4 enthaltene Besprechung der Küchenausgüsse, Badeeinrichtungen, Spülabtritte und Waschtische unterbleiben. Weitere Einzelheiten nebst Preisangaben findet man in den unten angegebenen Quellen und in den Musterbüchern der betreffenden Fabriken, von denen einige bereits in dem beschreibenden Texte genannt sind; auch geben die im Anhänge abgedruckten Bestimmungen über verschiedene Punkte Aufschlufs.

—    Noch möge auf die zunehmende Bedeutung der Vorrichtungen zum Bereiten und Verteilen von Warmwasser hingewiesen werden; ferner auf die Notwendigkeit, alle Anlagen

nur sachkundigen

—    auch diejenigen zur Abführung des gebrauchten Wassers Unternehmern zu übertragen.

Literatur:

B. Salbach, Die Wasserleitung in ihrem Bau und ihrer Verwendung in Wohngebäuden, zu Wasch-, Bade-, Klosett- und Feuerlöscheinrichtungen, zur Gartenbewässerung und zu Springbrunnen. 2. Aufl. Halle 1876. Stumpf, Zur Anlage unserer Hauswasserleitungen. Journ. f. Gasbel. u. Wasservers. 1871, S. 649.

Eine Hauswasserleitung, wie sie nicht sein soll. Rohrleger 187 8, S. 124.

Eine Hauswasserleitung, wie sie sein soll. Rohrleger 1878, S. 163, 185.

White, Domestic plumbing and water service. London 1880.

A. Scholtz, Konstruktion und Anlage der Gas- und Wasserleitungen in Gebäuden. Stuttgart 1881.

Hennicke und v. d. Hude, Das Zentral-Hotel in Berlin, Wasserversorgung des Hotels. Zeitschr. f. Bauw. 1881, S. 187.

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Unsere Trivat-Wasserleitungen. Ges.-Ing. 1884, S. 583.

Beieistein, Die Wasserleitung im Wohngebäude. Weimar 1885.

Putnam, The water-supply of buildings. American architect, Bd. 21, S. 39, 99, 123, 183. Wasserwerks-Anlage für Schlofs Baldern. Deutsche Bauz. 1886, S. 484.

Handbuch der Architektur, III. Bd., 4. Teil, 2. Aufl. Darmstadt 1890.

Afsmann, Die Bewässerung und Entwässerung von Grundstücken im Anschlufs an öffentliche Anlagen dieser Art. München 1893.

Baukunde des Architekten, Bd. I, 2. Teil, 4. Aufl. (Ausbau der Gebäude). Berlin 1896.

Beieistein, Die Installation der Warmwasseranlagen. 2. Aufl. Leipzig 19

Anhang.

fr

erleitungen

Vorschriften für die Herstellung und Veränderung vötu~ innerhalb der Grundstücke (Privatleitungen) im Anschlüsse an die Wasser

leitung der Stadt Dresden.

Veröffentlicht mittels Bekanntmachung vom 8. Januar 1890.

1.

Jede in einem Grundstück auszuführende Wasserleitungsanlage ist, ebenso vie jede Veränderung an einer bereits bestehenden Anlage, vor Inangriffnahme der Arbeit vom Grundstückseigentümer bei der Betriebsverwaltung des Wasserwerks anzumelden. Es geschieht dies durch Einreichung eines entsprechend ausgefüllten und namensunterschriftlich vollzogenen Antragsformulars, wovon Druckexemplare bei der Betriebsverwaltung des Wasserwerkes unentgeltlich abgegeben worden. Die Arbeit darf erst dann, wenn der Grundstückseigentümer das Anmeldeformular mit Genehmigungserteilung zurückerhalten hat, und zwar nur von einem Gewerbetreibenden ausgeführt werden, welcher vom Rate zur Ausführung von dergleichen Arbeit zugelassen ist. Blofse Erneuerungen einzelner Teile und Ausbesserungen der Leitung gehören nicht unter die obengedachte Veränderung.

2.

Insoweit das zu beziehende Wasser zum menschlichen Genüsse dienen soll, dürfen zur Leitung nur solche Rohre verwendet werden, welche keinen schädlichen Einflufs auf die Beschaffenheit des Wassers ausüben.

Bleiröhren sind nur da gestattet, wo das zu beziehende Wasser lediglich zu anderen Zwecken als zum menschlichen Genüsse dient.

Stellt sich heraus, dafs bei den üblichen Zinnröhren mit Bleimantel (Mantelrohr) nicht reines, sondern mit Blei logiertes Zinn verwendet worden ist, so kann deren Weiterverwendung untersagt werden.

Schmiedeiserne Röhren zu verwenden, ist nur ausnahmsweise und nur bei Anlagen auf Zeit

gestattet.

3.

Die Wasserrohren, sowie die übrigen Teile der Leitungen müssen so stark sein, dafs sie dem Drucke von mindestens 8 Atmosphären widerstehen.

4.

Zinnrohr mit Bleimantel (Mantelrohr), sowie Bloirohr, wo es zulässig ist (Punkt 2) mufs, soll cs zu Privatleitungen Verwendung finden, mindestens folgende Gewichte für das laufende Meter haben:

bei 10 mm lichter Weite 2 kg « B ,

3,5 *

6,25 „

Bei Zinnrohr mit Bleimantel (Mantelrohr) darf die Zinnstärko nicht unter */2 mm betragen, auch mufs das Zinn mit dem Blei derartig verbunden sein, dafs beide Metalle selbst bei mehrmaligem Verbiegen des Rohres sich nicht voneinander abtronnen.

5.

Gufseiscrne Röhren müssen asphaltiert sein, mindestens 40 mm lichte Weite und mindestens folgende Gewichte für das laufende Meter haben:

bei 40 mm lichter Weite 10 kg »    50    „

„ 60 „

;‘v.

» 33 „

„ 100 „

6.

Die Entscheidung darüber, ob bestimmte Röhren als Wasserrohren verwendbar seien und ob und inwieweit im einzelnen Falle von den vorstehenden „Bestimmungen“ Abstand genommen werden könne, steht dem Rate zu.

7.

Alle ^asserleitungen und AuslafsVorrichtungen müssen so angebracht werden, dafs sie den Einwirkungen des Frostes entzogen sind; der Rat kann jedoch von dieser Bestimmung eine Ausnahme gestatten, wenn die Verhältnisse die Erfüllung derselben als unmöglich erscheinen lassen. An Kominun-mauern³) dürfen Leitungen nicht angebracht werden.

Die Abfallröhren sind, wenn möglich, so anzulegen, dafs Einfrieren nicht stattfinden kann.

8.

Die Leitungen müssen mit Entleerungsvorrichtungen versehen werden, welche leicht zugänglich sind und das bequeme Entleeren aller Teile der Leitung möglich machen.

9.

Abzapfhähne, d. h. solche Wasserleitungshähne, nach deren Öffnung das Wasser entweder frei ausläuft oder in Schläuchen weitergeleitet wird, müssen stets als Niedorschraubhähne hergestellt sein. Konushähne sind nur da zulässig, wo dieselben als Absperrvorrichtungen für einzelne Zweigleitungen dienen und wo das Schliefsen bewirkt werden kann, während das Wasser im Rohr sich in Ruhe befindet.

Abzapfhähne, welche beim Schliefsen mehr als 2 Atmosphären Stofs verursachen, sind unzulässig.

io.

Die von der Wasserwerkverwaltung aufgestellten Privathaupthähne oder Privathauptventile dürfen zur Wasserentnahme nicht benutzt werdon.

Alle Abzweige müssen mindestens 1 m vom Privathaupthahn oder Privathauptventil entfernt sein, um den Wassermesser aufstellen zu können.

11.

Sämtliche YersclilufsVorrichtungen müssen stets und leicht zugänglich sein und sich mit Drehung von links nach rechts schliefsen, mit Drehung von rechts nach links öffnen.

12.

Unter der Ausflufsöffnung jedes Abzapfhahnes in den Gebäuden mufs sich eine Abschlufs-vorriehtung befinden, welclio imstande ist, soviel Wasser abzuführen, als durch den vollständig geöffneten Hahn zufliefsen kann.

Die Ausgufsbecken müssen mit nicht abnehmbaren Sieben versehen werden.

13.

Wasserklosetts, deren Anlegung noch besonderer baupolizeilicher Genehmigung unterliegt, dürfen nicht mit Yentilen versehen werden, welche unmittelbar mit der Leitung in Verbindung stehen.

Zur Speisung derselben ist ein besonderer Wasserbehälter an geeigneter Stelle anzulegen.

14.

Feuerhähne, welche an Leitungen von 40 oder mehr Millimeter Durchmesser angebracht werden, sind mit Normalgewinde zu versehen und so herzustellen, dafs sie allenthalben zu den Geräten der städtischen Feuerwehr passen.

15.

Die gemauerten Schrote zur Aufnahme der Privathaupthähne oder Ventile und zur Aufstellung der Wassermesser müssen für Rohrleitungen bis einschliefslich 30 mm Durchmesser mindestens 1,25 m laug, mindestens 0,75 m breit und mindestens 1,6 m tief, für stärkere Zuleitungen mindestens 2 m lang, mindestens 0,75 m breit, mindestens 1,7 m im Lichten tief angelegt, gegen Frost geschützt, wasserdicht hergestellt und mit Steigeisen zum bequemen Einsteigen versehen sein, auch eine Einsteigöft'nung von mindestens 0,6 m im Geviert haben.⁴)

1st die Einhaltung dieser Mafse nach den örtlichen Verhältnissen unmöglich, so bestimmt der Rat, ob von Festhaltung derselben abgesehen werden könne.

16.

Ausnahmsweise können bestehende Wasserleitungseinrichtungen, die noch nicht an das städtische Wasserwerk angeschlossen sind und den vorersicbtlichen Anforderungen nicht entsprechen, mit städtischem Wasserleitungswasser versorgt werden, wenn das letztere zunächst einem besonderen Wasserbehälter zugeführt wird, aus welchem die bestehenden Wasserleitungseinrichtungen gespeist werden.

17.

Dampfkessel dürfen ihre Speisung niemals unmittelbar aus der Leitung des Wasserwerkes erhalten.

18.

Eine fertiggestellte Leitung darf der Grundstückseigentümer nicht eher in Gebrauch nehmen, als bis auf seinen Antrag die Betriebsverwaltung des Wasserwerkes dieselbe geprüft und die Genehmigung « zur Ingebrauchnahme schriftlich erteilt hat.

19.

Die Verbindung der Privatleitung mit der zur Anschlufsleitung gehörigen, im Grundstücke gelegenen Abschlufsvorrichtung (Privathaupthahn, Ventil) und die Einleitung des Wassers wird, sobald alle Bedingungen dazu, einschliefslich der Bezahlung der Gebühren und Verlage, erfüllt worden sind, durch die Betriebsverwaltung des Wasserwerkes bewirkt.

20.

Wer den in den vorstehenden Vorschriften enthaltenen Anordnungen zuwiderhandelt, wird mit Geldstrafe von 3 bis 100 M. bezw. entsprechender Haft bestraft.

Bekanntmachung.

Vom 19. März 1890.

1.    Zu weiterer Ausführung der am 8. Januar 1890 veröffentlichten Vorschriften für die Neuherstellung und für die Veränderung von Wasserleitungen innerhalb der Grundstücke (Privatleitungen), welche vom Dresdener Wasserwerk gespeist werden sollen, bestimmen wir Folgendes:

1. Diejenigen Gewerbetreibenden, welche Neuanlagen, bezw. Veränderungen von Privatwasserleitungen im Anschlufs an die städtische Wasserleitung ausführon wollen, haben vorher um Erlaubnis hierzu bei unserem Wasserleitungsamte nachzusuchen. Wird das Gewerbe nicht von dem Geschäftsinhaber in eigener Person, sondern von einem Vertreter betrieben, so hat dieser um die Erlaubnis nachzusuchen.

2.    Die Erlaubnis wird nur für die Person und unter folgenden Bedingungen erteilt:

a)    Zum Nachweise seiner Befähigung zur Ausführung obgedachter Arbeiten hat der betreffende Gewerbetreibende 3 Probeleitungen, jede Leitung mit mindestens 3 Auslaufhähnen, selbstständig unter Aufsicht eines Beamten des Wasserwerkes auszuführen, sowie eine Probelötung für einen Abzweig selbst herzustellen.

b)    Weiter hat derselbe nachzuweisen, dafs er im Besitze des zur Ausführung von dergleichen Wassexdeitungen erforderlichen Handwerkszeuges ist.

3.    Auf diejenigen Gewerbetreibenden, die bis jetzt 3 und mehr Leitungen vorschriftsmäfsig ausgeführt haben, findet die Bestimmung unter 2 a keine Anwendung.

4.    Einem Gewerbetreibenden kann die erteilte Erlaubnis wieder entzogen werden, wenn derselbe den von uns erlassenen Vorschriften für Herstellung von Privatleitungen zuwiderhandelt, insbesondere unvorschriftsmäfsiges Rohrmaterial oder unvorschriftsmäfsige Auslaufhähne verwendet, mangelhafte Lötungen oder Dichtungen anfertigt, oder Anlagen oder Veränderungen, welche vom Wasserleitungswerk nicht vorher genehmigt worden sind, ausführt.

5.    Gesuche um Erlaubniserteilung sind in unserem Wasserleitungsamte, Altstädter Rathaus, III. Obergeschofs, anzubringen, woselbst auch ein Verzeichnis der zu obgedachten Arbeiten zugelassenen Gewerbetreibenden zu jedermanns Einsicht ausliegt.

Prüfungsordnung.

Vom 1. Februar 1890.

1. Derjenige Gewerbetreibende, welcher um Erlaubnis nachsucht, Neuanlagen und Veränderungen von Privatwasserleitungen im Anschlüsse an die städtische Wasserleitung ausführon zu dürfen und zum Nachweise seiner Befähigung dazu in Gemäfsheit der Bekanntmachung vom 19. März 1890 verpflichtet ist, hat der Betriebsverwaltung des Wasserwerkes anzuzeigen, wann und wo er die Probearbeiten ausführen will.

2.    Ein von der Betriebsverwaltung des Wasserwerkes zu bestimmender Beamter wird die Arbeiten kontrollieren. Der Gewerbetreibende hat in Gegenwart dieses Beamten mindestens eine Probelötung vorzunehmen und einen „Abzweig“ anzufertigen.

3.    Der kontrollierende Beamte hat sein Augenmerk dai-auf zu richten, dafs die Leitung genau nach den bestehenden Vorschriften ausgeführt, dafs insbesondere vorschriftsmäfsiges Material verwendet werde und dafs die Verbindungen der einzelnen Röhren: bei Mantelrohr die Löiungen, bei eisernem Rohr die Muffen- und Flanschendichtungen, mit der gröfsten Sorgfalt hergestellt werden.

4.    Der Gewei'betreibende hat den kontrollierenden Beamten nachzuweisen, dafs er -das notwendige Werkzeug besitzt, und zwar:

A. Wenn derselbe nur Leitungen aus Mantelrohr und Bleirohr auszuführen beabsichtigt, folgende Gegenstände:

a)    1 vollständige Probierpumpe mit Manometer bis 10 at Druck,

b)    1 Lötofen,

c)    2 Lötkolben,

d)    6 Rohrauftreiber verschiedener Gröfse,

e)    1 Schraubenschlüssel,

f)    1 Schaber,

g)    1 Raspel,

h)    1 Säge oder Rohrschneider,

i)    1 Feile,

k)    1 Holzhammer,

l)    1 Eisenhammer,

m)    1 Zange,

n)    1 Steinmeifsel.

B. Wenn derselbe aufser Mantelrohr- und Bleirohrleitungen auch gufseiserne Rohrleitungen herstellen will, neben obenbenannten Gegenständen auch noch die folgenden:

o)    1 Koksofen mit Bleikessel,

p)    1 Bleilöffel,

für 40 bis 100 mm weite Röhren passend,

q)    2 Strickeisen, \

r)    2 Bleistemmer, J

s)    1 Feiste!,

t)    1 Bohrvorrichtung, um gufseiserne Leitungen unter Druck anzubohren.

5.    Dem Betriebsingenieur steht es frei, die Arbeit und das Vorhandensein des erforderlichen Handwerkszeuges selbst zu kontrollieren.

6.    Über die Ausführung der Arbeiten und das Vorhandensein des Handwerkszeuges ist von dem die Aufsicht führenden Beamten Anzeige zu erstatten, welche von der Betriebsverwaltung mit einem Gutachten zur Entschliefsung über die Erlaubniserteilung dem Wasserleitungsamte vorgelegt wird.

Bekanntmachungen, die Apparate zum Abschlufs der Wasserleitung betreffend.

Die Privathaupthähne oder Ventile, welche in jedem an das Wasserwerk angeschlossenen Grundstück angebracht sind, haben die Bestimmung, den Grundbesitzern, namentlich im Falle eingetretener Schadhaftigkeit an ihrer Privatleitung, die sofortige Abstellung des Wasserlaufs zu ermöglichen.

Es liegt daher im Interesse eines jeden Grundbesitzers, welcher Wasser aus dem Wasserwerk bezieht, mit der Handhabung dieser Apparate sich vertraut zu machen.

Ganz besonders ist dies den Besitzern solcher Gebäude zu empfehlen, in welchen die Leitungen nicht unbedingt frostfrei gelegt werden konnten, weil während des Winters bei starkem Frost die zeitweise Schliefsung und Entleerung dieser Hausleitungen sich notwendig machen wird.

Bei Handhabung der Privathaupthähne oder Ventile ist folgendes zu beachten:

Die Haupthähne werden mit Linksbewegung des Schlüssels auf- und mit Rechtsbeweguug zu gedreht, die Ventile sind ebenfalls dui'ch Drehung von rechts nach links zu öffnen und umgekehrt zu schliefsen, jedoch sind hierzu mehrere Umdrehungen notwendig.

In solchen Gebäuden, in denen das Wasser infolge des starken Druckes den Auslaufhähnen mit grofsem Geräusch entströmt, ist zu dessen Verminderung teilweises Zudrehen der Absperrvorrichtungen anzuraten.

Das Schliefsen der Absperr Vorrichtungen behufs Anstellung des Wasserlaufs darf nicht geschehen, solange in demselben Grundstück das Wasser aus irgend einem Hahne ausfliefst, weil durch den Abschlufs derselben Stöfse entstehen, welche die Zuleitung defekt machen können.

Soll eine Hausleitung entleert werden, so müssen nach Abschlufs der Absperrvorrichtungen die an den höchsten Punkten der Hausleitung befindlichen Auslaufvorrichtungen (Hähne) geöffnet werden, damit die Luft in die Röhren einströmen kann.

Den Hausbesitzern wird empfohlen, darauf zu sehen, dafs die Absperrvorrichtungen jederzeit leicht zugänglich sind und in beweglichem Zustande sich befinden.

Wegen Instandsetzung von Absperrvorrichtungen, die ihren Dienst versagen, ist bei der Betriebs-verwallung des Wasserwerks, Am See No. 4, schriftliche Meldung zu machen.

Die Kosten von Reparaturen haben die Hausbesitzer zu tragen.

(Bekanntmachung vom 1. April 1877.)

Die bei Privat Wasserleitungsanlagen vielfach als Abzapfhähne angebrachten sogenannten Lederventilhähne werden oft so mangelhaft hergestellt, dafs sie beim Schliefsen bedeutende Stöfse in den Röhren verursachen und dadurch die Haltbarkeit der letzteren gefährden.

Um diesen Übelstand zu beseitigen, empfehlen wir, in diesen Hähnen einen die Zuflufsöff'nung verengenden Einsatz von Messing anbringen zu lassen. Im Erdgeschosse, sowie im ersten und zweiten Obergeschofs wird eine Durchflufsöffnung von 3 mm "Weite, für höher gelegene Geschosse eine solche von 4 mm "Weite genügen. Diese einfache, zweckmäfsige und mit sehr wenig Kosten herzustellende Einrichtung verhindert zugleich das lästige Spritzen des Wassers über das Ausgufsbecken hinaus.

(Bekanntmachung vom 16. September 1886.)

Wassertarif der Stadt Dresden.

I. Wasser zum Haus- und Wirtschaftsbedarf.

Für Wasser zum Haus- und Wirtschaftsbedarf ist von jedem Wohn- und Wirtschaftsraume, jeder Werkstätte, jedem Geschäfts- und Yerkaufslokal, dafern diese Räume mindestens acht Quadratmeter Grundfläche haben, sowie von jeder Küche (auch Waschküche) und jedem Badezimmer eines Hauses eine alljährlich durch Rat und Stadtverordnete festzustellende Minimalzahlung (Wasserabgabe) zu entrichten.

Wohnräume von weniger als acht Quadratmeter Grundfläche werden nur dann veranlagt, wenn zu einer Haushaltung aufser der Küche kein Raum von acht und mehr Quadratmeter Fläche gehört; diesfalls ist aufser der Küche mindestens noch ein Raum, von mehreren je zwei als einer zu veranlagen.

Beträgt die Grundfläche eines Raumes mehr als 50 Quadratmeter, so wird je eine Fläche dieser Gröfse als besonderer Raum und der übcrschiefsende Teil als voll veranlagt.

Nicht veranlagt werden Keller- und Bodenräume, ausgenommen wenn sie, soweit dies überhaupt zulässig, zu Wohn- und Wirtschafts- oder gewerblichen Zwecken benutzt werden, ferner Yorplätze, Gänge, Korridore und Alkoven.

Spülung von Klosetts und Pissoirs beding^ die Kontrolle der Verbrauchsmenge durch Wasser; es ist aber von jedem mit Wasserspülung versehenen Klosett und Pissoir mindestens ebensoviel jährlich, wie für einen Wohn- und Geschäftsraum zu entrichten.

Ist während eines Jahres der durch Wassermesser kontrollierte Wasserverbrauch in einem Grundstück gröfser, als für die Minimalzahlung (Wasserabgabo) beansprucht werden konnte, wenn derselben der tarifmäfsige Preis für 1 Kubikmeter Wasser zugrunde gelegt wird, so ist der Mehrverbrauch nach dem letztgedachten Mafsstabo zu bezahlen.

Das Wasser wird in ein Grundstück nur unter der Bedingung abgegeben, dafs alle anlagepflichtigen Räume desselben veranlagt werden und die danach sich berechnende Wasserabgabe, sowie die übrigen tarifmäfsigen Zahlungen vom Grundbesitzer übernommen werden.

Sind in einem Hause einzelne selbständige Wohnungen oder Geschäftslokale während eines Kalenderjahres drei Monate lang nicht vermietet und infolgedessen nicht benutzt gewesen, so kann der Hausbesitzer einen der Zahl der wasserabgabepflichtigen Räume entsprechenden Erlafs von der das Haus betreffenden Wasserabgabe beanspruchen.

II. Wasser für Yieh und Wagon.

a)    Für jedes Pferd und jedes Stück Rindvieh, sowie

b)    für jeden zum Personentransport bestimmten Wagen

sind 4 M. jährlich zu entrichten. Leiter-, Roll- und andere Arbeitswagen werden nicht veranlagt.

Ist der Viehbestand ein wesentlicher Teil des Gewerbebetriebes, wie bei Fubrherren, Ökonomen, Viehhändlern, Fleischern u. s. w., so sind Wassermesser aufzustellen.

III. Wasser für Gärten, Gewächshäuser und Springbrunnen.

Für jedes Quadratmeter Flächenraum der Gärten einschliefslich der Wege u. s. w. sind 3 Pfennige jährlich, für jedes Quadratmeter Flächenraum der Gewächshäuser jährlich 30 Pfennige zu entrichten, wenn nicht die Wasserwerksverwaltung die Aufstellung von Wassermessern anordnet.

Für Springbrunnen, Teiche und ähnliche Anlagen wird Wasser nur unter Wassei’messerkontrolle

abgegeben.

IV. Wasser zu anderen, namentlich gewerblichen Zwecken.

Bei Abgabe von Wasser zu gewerblichen Zwecken sind auf Verlangen der Wasserwerksverwaltung und dafern letztere nicht die Bezahlung eines jährlichen Pauschalsatzes dafür gestattet, Wassei*messer aufzustellen.

Wasser zu Neubauten wird nur bei Verwendung von Wassermessern abgegeben.

Bei Verwendung des Wassers zur Dampfkesselspeisung bedarf es eines Wassermessers nicht, wenn der Abnehmer pro Quadratmeter der feuerberührten Fläche 15 M. jährlich entrichtet.

In solchen Grundstücken, in welchen sich Hotels, Gastwirtschaften, Räume geschlossener Gesellschaften oder solche Gewerbe befinden, zu deren Betrieb — wie z. B. Brauereien, Färbereien, Leder-, Seifen-, Mineralwasser-, Zuckerwaren-Fabriken, Schlächtereien, Fischhandlungen u. s. w. — viel Wasser erforderlich wird undxin welchen der Wasserverbrauch vorwiegend ist, wird in der Regel der Wasserverbrauch des ganzen Grundstücks unter Wassermesserkontrolle gestellt.

Für jedes Kubikmeter Wasser sind 12 Pfennige zu bezahlen. Wer aber das Wasser nach dem Wassermesser bezieht, hat unerwartet der Feststellung der Verbrauchsmenge durch den Wassermesser die oben unter I. vorgeschriebenen Minimalzahlungen und, falls in dem fraglichen Grundstück wasserabgabenpflichtige Räume nicht vorhanden sind, jährlich mindestens 1 M. für jedes Millimeter Durchmesser seines Wassermessers zu entrichten.

Wer in einem Grundstück regelmäfsig grofse Wassermengen verbraucht, hat am Jahresschlüsse Anspruch auf Rabattgewährung nach Höhe von

2°/o bei einem Wasserverbrauch von

4°/o »

6°/o »

8°/o    „

10°/o    „

77

77

77

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77

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77

5000—10000 cbm jährlich, 10000—20000 20000—50000 50000 — 100000    „    „

100000 cbm und mehr.

77

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77

Sachregister.

Abessinierbrunnen. 233. Abschlufs8t eilen bei Hausleitungen.

398.

Abzweigrohre. 364.

Amerikanische Zisterne. 250. Anbohrung unter Druck. 391. Anlagokosten von Wasserwerken.

349. Grund-

für

23.

Behälter 305 (siehe auch Hochbehälter).

—    nach Barkhausen. 322.

—    aus Beton oder Mauerwerk.

306, 311.

26.

Abhorchen von Wasserleitungen.

335.

Abirrende Ströme elektrischer Leitungen. 368.

Abtötung von Keimen durch Bromkali. 293.

— von Keimen durch Ozon. 286.

Abflufsm enge aus Sammelb ehältern, gröfste. 27.

Ablagerungsbehälter. 252.

Ablafshahn. 386.

Absperrhahn für Grundstücksleitungen. 392.

Absperrschieber. 380.

Absteifung der Rohrgräben. 377.

Absturzschacht. 87.

Anschlufsleitungen stücke. 391.

Angriffe von Wasserleitungsrohren durch elektrische Ströme. 368.

Anwachsen der Bevölkerung. 17.

Arbeitsgeschwindigkeit der Sand--filter. 255.

Armstrongventil. 383.

Artesische Brunnen. 178, 242.

Asphaltrohr. 373.

A-Stück. 364.

Aufspeicherung, Anlagen zur — des Wassers. 305.

— unterirdische, desGrundwassers.

220.

Auftauen von Leitungen. 336. Ausführbarkeits - Wandstärken gufseiserner Rohre. 354.

(Die Ziffern bedeuten die Seiten.) Ausgleichbehälter, Gröfse der —.

Ausschaltung von Wassermessern.

338.

Bakteriologische Untersuchung des Wassers. 43, 331. Balanciermaschinen. 299. Baugrube für Wasserleitungen. 377. Baulänge eiserner Rohre. 362.

—, Betrieb der —. 334.

—    aus Eisen. 317.

—    „ Eisenbeton. 309, 315, 316.

—    „ Schmiedeisen mit durchhängendem Boden. 317.

—    mit Erdüberdeckung. 313.

—, Ermittlung der günstigsten Abmessungen. 306.

—, Fassungsraum und Form. 305. —, gegrabene. 305.

—, geradlinig begrenzte. 306.

—, erfoi’derliche Gröfse. 23.

—, Gröfse der — einzelner Städte.

— nach Intze. 319.

—, Kosten der —. 325.

—, offene, 311.

—, Wasserdichtheit der —. 309. —, Zu- und Ableitungen der —.

119, 315.

Beschaffenheit des Wassers. 42, B-Stück. 364.

Bevölkerung, Anwachsen der —.

17.

Bewegung des Wassers in Rohrleitungen. 76.

Bewegungswiderstände bei Rich-tungs- und Querschnittsänderungen. 84.

Bezirks wassermesser. 11. Bleihaltiges Wasser. 42.

Bleirohr. 76, 397.

—    mit Stahldrahthülle. 375. Bohrratsche. 393. Brennstoffverbrauch bei Pumpwerken. 332.

Brunnen. 221.

—, Absenken der —. 225.

—    für andauernden Betrieb. 224. —, artesische. 178, 242.

—    , eiserne. 230.

—, Ergiebigkeit von —. 175.

—, gemauerte. 224.

—, durchlässige Wände der —.

228.

—, Sohle der gemauerten —. 224. —, für zeitweisen Betrieb. 221. Brunnenkammer. 199. Brunnenkranz. 225. Brunnenschling. 225. Brunnensteine. 222.

Brunnenstube. 199.

Chameroyrohre. 373.

Chemische Beschaffenheit des Wassers. 38.

Oach fläch en (als Wassersammler).

251.

Deacon’s Bezirkswassermesser.

89, 343.

Dichtungseinlagen. 363. Dienstbehälter. 114. Doppelfilter. 272. Doppelmuffe. 360. Drehfeld-Anzeiger. 334. Drehmuffe. 358. j Drainleitungen. 206.

Erweiterung des Leitungsnetzes.

336.

des

Über-

Gewinnungsanlagen, Betrieb der —.

329.

Drainwasser. 57.

Drehmuffe. 358.

Druckgefälle, Linie des —s. 145. Druckhöhe, erforderliche. 60. Druckleitungen. 75.

Druckprobe gufseiserner Bohre.

366.

Druckverlust in Hausleitungen.

392, 396.

Druckverteilung bei Leitungen. 122. Druckzonen. 109, 113.

Düker. 93, 379.

Dünenwasser. 57. Durchgangsbehälter. 114. Durchgangshahn. 395, 400. Dui’chgangsweiten von Zapfhähnen.

399.

Eichhahn. 402.

Einfrieren der Hausleitungen. 397.

Einsteigeschacht für Wasserleitungen. 72, 73.

Eisenhaltiges Wasser. 40.

Elektrische Ströme, Einwirkung der —n — auf Wasserleitungsrohre. 368.

Endbehälter. 114.

Enteisenung des Wassers durch Regenfall. 273

—    dès Wassers durch Rieseler. 275.

—    „ „im Untergründe.

283.

Enteisenungsanlagen, ausgeführte.

276.

Entlastungskasten. 88. Entlastungsschieber. 382. Entleerungshahn. 397. Entnahmegrenze zwischen Grund-und Flufswasser. 181. Erscheinungsformen des Wassers.

46.

E-Stück. 364. Expansionsmuffe. 360. Exprefspumpe. 300.

Fahrlöcher in Rohrleitungen. 335. Fallrohr. 114.

Fassung für aufsteigende Quellen.

201.

—    für Quellen an Abhängen. 202.

—    mittels Brunnenstuben. 199. Fassungsschacht. 188.

Festigkeit zylindrischer Rohre. 351. Feuerhähne. 385.

Feuerlösch wesen, Berücksichtigung beim Wasserwerks-

betrieb. 337.

Filter. 247, 254.

—, allgemeine Anordnung. 256.

—, Anlage- und Betriebskosten.

269.

—, Arbeitsgeschwindigkeit—. 255. —, Betrieb. 264.

—, Einzelheiten. 257.

—, Gröfse. 262.

—, Hausfilter. 247.

—, Plattenfilter. 292.

—, Reinigung der —. 265.

—, Sandfiltex’. 254.

—, Regelung des Wassereinlaufs.

259.

—, Regelung des Drucks. 260.

—, Sandwäsche der —. 267.

seitliche Begrenzung offener —.

264.

—, Stützschichten der —. 257.

—, Überdachung oder wölbung der —. 263. Filterbecken. 262.

Filterbett. 257.

Filterbrunnen. 228.

Filtergallerie. 215.

Filterhaut. 254, 271.

Filterkorb bei Rohrbrunnen. 235. Filterschicht bei Rohrbrunnen. 235. Filterung durch Platten. 292. Fittings. 398.

Flanschrohre, Abmessung gufs-eiserner. 362.

Flufswasser, Eigenschaften des —s.

47.

—, Versorgung durch —. 49. Formstücke gufseiserner Rohrleitungen. 364.

Förderung, Anlagen zur — des Wassers. 295.

Frostschutz der Hausleitungen.

397.

F-Stück. 364.

Gartensprenghahn. 397, 402. Gefälle ausgeführter Leitungen. 69. Gegenbehältei’. 115.

Gegenboden bei eisernen Behältern.

321.

Gesamthärte. 40.

Geschwindigkeit, zulässige, in Leitungen. 68.

—, günstigste, in Leitungen. 92.

Gewinnung, Anlagen zur — des Wassers. 163.

Giefsring. 378.

G i 1 l’sche Regulierungskammer bei Sandfiltern. 260.

Gräben als Zuleitungen. 67.

Gräben zur Gewinnung von Grundwasser. 205.

Grobfilter. 254.

Grundstücksversorgung, Leitungen zur —. 391.

Grundwasser, allgemeine Gesichtspunkte für die Gewinnung von —.

165.

—    Ergiebigkeit der —fassungen.

171.

—    Geschwindigkeit der —be-wegung. 169.

—    Sammelleitungen für —. 171.

—    Schichtenplan des —s. 169.

—    Speisungsgebiet des — s. 171.

Günstigste Abmessungen für Behälter aus Mauerwerk. 306.

—    Geschwindigkeit in Rohrleitungen. 92.

Gufseiserne W asserloitungsrohre.

354.

—    — Bestimmung der Wandstärke. 355.

—    — Formstücke 364.

—    — Druckproben. 366.

—    — Rostschutz. 367.

Hamon’sche Rohre. 395.

Härte des Wassers. 39, 63.

—    — bleibende. 40.

—    — Herabminderung durchKalk-behandlung. 292.

Haupt-Absperrhahn. 393, 400. Hauptbehälter. 114.

Hausbehälter. 118, 403. Hausbrunnen. 221.

Hausfilter. 247.

Heberleitungen. 98.

HilfsmuffevonReuther. 360,391. Hochbehälter, siehe auch Behälter. —, allgemeine Anordnung. 117.

—, Betrieb. 334.

—, Lage. 115.

—, Kosten. 326.

Hofhahn. 399.

Hohlwalzverfahron. 372. Holzrohre. 373.

Hubzahl der Pumpen, 296, 331. Hydranten. 385.

81.

88.

Nachfilterung des Wassers. 271. Nafsläufer (bei Wassermessern) 340.

—    „ Windkraft. 141.

—, örtliche Lage der —. 123. —, Saugeleitungen der —. 137

Glas. 375.

Holz. 373.

gebranntem Ton 375. Gufseisen. 354.

Intze’sche Behälter. 319. I-Stück. 364.

Kaliberhahn. 404. Kapselwassermesser. 342. Kegelhahn. 398,

Klappenventil. 131. Kolbenwassermesser. 342. Kniestück. 398.

Kosten von Behälteranlagen. 326.

„    „ Wasserwerken. 349.

Kreislaufsystem. 102.

Kreuzstück. 398.

Kröhnkefilter. 280, 286, 290. Iv-Stück. 364.

Kükenhahn. 398.

Kupforrohre in Ilausleitungen. 398.

Laufbrunnen. 66. Lederventilhähne. 408.

Leitungen, siehe auch Wasserleitungen.

—    Gefälle. 69.

—, mit Platten bedeckte. 70.

—, Querschnittsberechnung. 81.

—    in Tunnelstrecken. 71.

—, überwölbte. 71.

—, zulässige Geschwindigkeit in —.

Leitungsbrücken. 94. Leitungsgänge. 376. Leitungsnetz, Berechnung. 144. —, Erweiterung. 336.

—, Spülung. 335.

Lilienhahn. 398.

Luftauslässe. 384. Lüftungsschacht. 85, 86.

ülandelring. 358, 371.

Mantelrohr für Ilausleitungen. 395. — für Hydranten. 387 Mannesmann-Rohre. 372. Mauerwerk, wasserdichtes 309. Mefsvorrichtung für Ablaufmengen

Mikrophon. 335.

Mischung von Grund- und Flufs-wasser. 166.

Muffe, Berliner. 357.

—, Deutsche Normal-. 365.

—, Frankfurter. 357.

—, Hilfs- vonReuth e r. 360,391.

—    mit Gummiring. 359.

—, konische. 358.

—, kugelförmige. 358, 379.

—    mit Sicherungsring. 358.

Muffenrohre, Abmessung gufseiserner. 356.

Muffenverbindung. 354. Muffenkrümmer. 365.

Muschelkies. 259.

Nebenbehälter. 114. Nebenschlufsventile. 341. Nebentäler bei Sammelbecken. 32.

Niederschraubhahn. 399. Normalmuffe gufseiserner Wasserleitungsrohre. 365. Nortonbrunnen. 233 Nutzlänge (eiserner Muftenrohre).

356.

Oberzone. 109.

Ozon, Reinigung des Wassers mittels —. 284.

— Erzeugung. 287.

—, Betrieb der Ozon-Reinigung.

331.

Petit’sche Rohrverbindung. 359. Plattonfilter. 292.

Prüfung gufseiserner Rohre. 366. Prüfungsordnung für Unternehmer von Ilauswasserleitungen. 407. Pumpbrunnen. 223. Pumpensteuerung. 299. Pumpwerke. 123, 295.

—, Allgemeine Anordnung der —.

¹

) Verschiedene andere Einrichtungen von Überflurhydranten zeigt u. a. das Musterbuch der Maschinen-und Armaturenfabrik von Breuer & Co. in Höchst a. M.

²

) Die Länge wechselt je nach Durchmesser und Wandstärke für Bleirohre etwa zwischen 10 und 60 m, für Mantelrohre zwischen 10 und 20 m.

³

) „Kommunmauern“ heifsen in Sachsen die dort häufig vorkommenden gemeinschaftlichen Grenzmauern zwischen zwei aneinanderstofsenden Gebäuden.

⁴

) Solche Schrote (Schächte) kommen namentlich innerhalb der Vorgärten der offen bebauten Viertel

zur Ausführung.

129.

—, Beispiele ausgeführter—. 297. —, Bestimmung der Hauptabmessungen. 141.

—, Betrieb der —. 331.

—    mit Dampfbetrieb. 139.

—    „ elektrischem Betrieb. 141,

300.

„ Gasbetrieb. 140, 301.

„ Petroleumbetrieb. 301.

„ Wasserkraftbetrieb. 129, 139, 334.

ftuellen, Fassung für aufsteigende —. 201.

—    Fassung mittels Brunnenstuben.

199.

—    Fassung an Abhängen. 201.

—, Ergiebigkeit der —. 164.

I Quellenschacht. 199.

Rammbrunnen. 233.

Regelung des Drucks. 111.

Regen fall, Enteisenung des Grundwassers durch —. 273. Regenwasser, Sammlung des —s in Zisternen. 251.

Reinigung des Wassers 245.

—    —    durch    Ablagerung. 252.

—    —    „    Alaunzusatz. 293.

—    —    „    Bromkali. 293.

—    —    „    Chlorkalk. 293.

—    —    „    Eisen. 292.

—    —    „    Eisenkarbür. 289.

—    — für gewerbliche Anlagen, Bahnhöfe u. s. w. 248.

—    von Grundwasser. 272.

—    „ Oberflächenwasser. 247. Richtungs- und Quei-schnitts-

ünderungen von Wasserleitungen.

84.

Rieseler, Enteisenung des Grundwassers durch —. 275. Ringbrunnen. 241.

Ringnetz. 102.

Rohrbrunnen. 233.

—, gebohrte. 234.

Rohrbrüche. 335.

Rohre aus Asphalt. 373.

—, Baulänge. 362.

—    aus Beton. 375.

—    „    Blei    76,    397.

—    „    „    mit    Zinneinlage. 395.

—    „    „    „    Stahldrahthüllo.

375.

—    „ Kupfer. 398.

—    „ Sandstein. 375.

—    „ Schmiedeisen. 369.

—    „ Stahl. 371.

—, genietete. 369.

—, geschweifste. 371.

—, gufseiserne mit umgelegten Stahlringen. 373.

—    Rohrleitungen, Ausführung der-—. 351.

—, besondere Teile der —. 380. —, BewegungdesWassersin—.76 —, Lage der — in Strafsen. 376. —, Verlegen der —. 375.

—, Unter-und Überführung der —.

378.

Rohrnetz, Anordnung. 101. —, Betrieb. 334.

Anlage- und Betriebskosten.

269.

schmiedcisornor

Verteilungsbehälter. 114. Vorbecken bei Sammelteichen. 198.

Rohrnetze, ausgeführte. 103. — grofser Städte. 107. Rohrschellen. 393, 397. Rohrverzweigungen. 105. R-Stück. 364.

Rücklauf behälter. 114. Rückschlagklappe. 117.

Sammelbecken. 27, 51, 194. Sammelbehälter. 27.

—, Gröfse und Abflufsmengen.

27, 31.

Sammelbrunnen. 221. Sammelkanäle. 171, 211.

—, ausgeführte Anlagen. 212. Sammelrohre. 207.

—, ausgeführte Anlagen. 208. Sammelschacht. 208. Sammelstollen. 216.

—, ausgeführte Anlagen. 217. Sammelstube. 208. Sammelteich. 27. Sammelweiher. 27.

Sandfiltor. 254.

—, allgemeine Anordnung. 256.

—, Betrieb. 265, 330.

—, Einzelheiten. 257.

—, Höhe desWassers in —n 259. —, Nebenanlagen. 264.

—, Vorrichtungen zum Einlassen des Wassers. 259.

—, Regelung des Drucks. 260. —, Stützschichten. 258.

—, Wirkungsart. 254. Sandpumpe. 226.

Sandsperre. 228.

Sandwäsche. 267. Sandsteinrohre. 375. Saugbrunnen. 137.

Sauger bei Rohrbrunnen. 235.

—    bei Anschlufsleitungen. 393. Saugeschacht. 332.

Saugeleitung. 137. _

—, Durchmesser. 138.

—, Betrieb. 330. Schachtbrunnen. 221.

—, eiserne. 230. Scheibenwassermesser. 342. Schieberhahn. 400. Schlammkasten. 87. Schrägwalzverfahren. 372. Schmiedeiserne Rohre. 369.

—    — für Hausleitungen. 392. Schwimmerventil für Hausleitungen. 118, 402.

Schwimraerventil bei Filtern. 260. Schwitzwasser. 397.

Seen, Entnahme aus —. 192. Seewasser, Versorgung durch — .49. Selbstreinigung des Wassers in Staubecken. 198. Selbstschliefsende Hähne. 400. Senkung des Grundwmssers durch Brunnenbetrieb. 173. Sickerkanäle. 206.

Siebe als Filter. 248.

Sinterbildung in Wasserleitungen.

83, 94.

Speisewasserverbrauch. 332. Springbrunnen, Wasserverbrauch von —. 5, 9.

Spülung des Leitungsnetzes. 13,335. Spund- oder Streifrohre. 384. Stahlrohre. 372, 379.

Standrohre. 132, 386. Standrohr-Wassermesser. 346. Steigerohr. 114.

— bei Hausleitungen. 396. Steinfilter von Kurka. 292. Sterilisationstürme. 288. Strafsenbrunnen. 67, 385. Stundenverbrauch an Wasser. 21. Stützschichten der Sandfilter. 258.

Tageskurve der Wasserstände im Hochbehälter. 334.

—    der Druckhöhen des Rohrnetzes. 335.

Tagesverbrauch an Wasser in verschiedenen Städten. 20.

—    —, gröfster. 21.

Talsperren. 50, 195.

—    im Ruhr- und Wuppergebiet.

196.

Talsperrenwasser,Reinigung von —.

195.

Tarif zur Abgabe von Wasser. 410. Teilkaston 111, 383.

Temperatur siehe Wärme. Tiefgrundwasser. 58.

Tonrohre. 375.

Torrentfilter. 290.

Trockenläufer (bei Wassermessern).

340.

Typhusepidemien. 44.

IJberdachuug der Sandfilter. 263. Überfalleinlauf. 117. Überflurhydranten. 385. Überführungen. 380. Übergangsrohr. 365.

Überlauf bei Hochbehältern. 118.

— bei Sand- und Kiesfiltorn. 260, 273.

Überschiebmuffe. 359. Unterflurhydranten. 385. Unterführungen. 378. Unterzone. 109.

Venetianische Zisterne. 250. Ventilluftschraube. 384. Ventilzapfhahn mit loser Dichtung.

399.

Venturi-Wassermesser. 89, 343. Verästelung. 101.

Verbund-Wassermesser. 344. Vereinigung von Quellen. 93. Verluste, Wasser- durch undichte Leitungsstellen. 12. Verschraubung Rohre. 398.

Versorgungsnetz, häusliches. 396. Verstopfung von Leitungen. 336. Versuchsbrunnen. 170, 177, 184, 244.

Vorschriften über Herstellung von Grundstücksleitungen. 405. Voruntersuchungen. 1.

Wandscheibo. 399.

Wärme des Wassers. 42, 166. Warrenfilter. 290.

Wäsche des Filtersandes. 267. Wasserabgabe, Arten der —. 66. Wasser, Anlagen zurAufspeicherung des —s. 305.

—    — zur Gewinnung. 163.

—    —    „ Reinigung. 245.

—, Bakteriologische Untersuchung des —s. 43.

Wasserbedarf, Gröfse des — s. 3, 13 Wasser, bleihaltiges. 42.

—, chemische Beschaffenheit. 38. —, eisenhaltiges. 40.

—, Enteisenung des —s. 273.

—, erforderliche Beschaffenheit. 38. —, Erscheinungsformen. 46.

—, Flufswasser. 47.

—, Gesamthärte. 40.

—, Härte. 39.

—, Härte, bleibende. 40.

—    aus natürlichen Seen. 49.

—, oberirdisches. 46.

—, aus Sammelbecken. 49.

—-, unterirdisches. 46.

—, Wahl des Bezugsortes. 46.

W assergewinnung,

Arten der —. 163. Wasserleitungen, siehe auch Leit

bei

9.

13.

Abhaltung von Unreinigkeiten.

338.

—    für öffentliche Zwecke. 10.

—    in aufserdeutsclien Ländern. 13. Zirkulationssystem. 102.

57.

Wasserentnahme. 186.

— aus Sammelteichen. 194.

—    „ Seen. 192.

—    „ Wasserläufen. 186. Wasserförderung, Anlagen zur —.

295.

verschiedene ungen.

—, Ansammlung von Luft in—. 84.

—, Bewegungswiderständo

Richtungs- und Querschnittsänderungen. 84.

—, Gefälle der —. 69.

—, Geschwindigkeit in —. 68.

Wasserleitungen, Kosten der —.

348.

—, überdeckte ohne inneren Überdruck. 70.

Wasserleitungsrohre siehe Rohre.

Wassermenge, erforderliche 3, 13.

—    für Dampf-und Gasmaschinen. 5.

—    „ gewerbliche Zwecke. 8.

—    „ öffentliche „

—    „ Springbrunnen. 9.

—    „ Spülung des Leitungsnetzes.

Wassermesser. 337.

—, Ausschaltung. 338.

—    von Faller. 340.

—    mit Frostschutzkörpern. 345.

Wassermesser, Genauigkeit der —.

340.

—    von Herschel    (Y enturi-

Messer). 343.

—    von Lux. 341.

—    „ Me in ecke. 341.

—    an Standrohren. 346.

—, Zählwerk der —. 339.

—    in Verbindung mit der Zapfstelle. 346.

Wasserpfosten. 5, 385. Wasserpreise. 6, 7, 410. Wasserreinigung siehe Reinigung des Wassers.

Wasserschieber. 381. Wasserschlofs. 204.

Wasserständer. 66. Wasserstandszeiger. 334. Wasserstockwerke. 185. Wasserstrahl-Sand wasche. 268. Wasserturm siehe Hochbehälter und Behälter.

Wasserverbrauch. 17.

—    verschiedener Städte. 6.

Wasser Verluste. 11, 330, 335. Wasserversorgung, allgemeine Vorarbeiten. 62.

—    mit destilliertem Wasser. 53.

—    „ Dünen- und Drainwasser.

„ Flufswasser. 47.

„ Grundwasser. 53.

Wasserversorgung mit Quellwas-ser. 55.

„ Regenwasser aus Zisternen.

53, 249.

— aus Sammelbecken. 49.

—    „ natürlichen Seen. 50.

—    mit Tiefgrundwasser. 58.

—    der Grundstücke. 391. Wasserwerke, allgemeine Anordnung. 65.

Wasserwerksbetrieb. 329. Wasserwerksbrunnen. 224. Woichgufs. 398.

Widerstände bei Bewegung des Wassers in Rohrleitungen. 76. Windkessel. 133.

Winkelstück. 398.

Zapfhähne. 399.

—, selbstschliefsende. 401. Zapfständer. 401.

Zählwerk der Wassermesser. 339. Zeigerwerk f. Absperrschieber. 372. Zinnbleirohre. 395.

Zisternen. 249.

Zuleitungen. 67.

—, Berechnung der —. 90. —- mit Pumpenbetrieb. 112. —, Teilung der —. 49.

— verästelte. 92.

Zwangssteuerung der Ventile. 301. Zweiarmige Hydranten. 385. Zwischenbehälter. 93.

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KRAKÓW

Druck von Rud. Bechtold & Comp., Wiesbaden.

Atlas z um

Handbuch des Wasserbaues.

Dritter Band:

Die Wasserversorgung der Städte.

Vierte vermehrte Auflage.

Inhalt der Tafeln.

Dritter Band. l>ie Wasserversorgung der Städte.

(Die beigefügten Ziffern bezeichnen die Seiten des Textes, auf denen die Besprechung erfolgt ist.)

Abb. 1 u. 2.

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3.

4.

5.

6.

Tafel I.

Hilfstafeln zur Berechnung von Leitungen Übersichtskarte des Ruhr- und Wuppergebiets mit den ausgeführten und geplanten

Staubeckenanlagen ............

Übersichtskarte der Wasserversorgung von New York Übersichtsplan der Pariser Quellwasserleitungen .

Übersichtsplan der zur Wasserversorgung von Königsberg i. Pr. dienenden Stauteiche

37. 70.

80.

GC

50.

37.

14.

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Tafel II.

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Düker des Verdon-Kanals.........

Düker mit 4 Rohren unter dem Rhein-Marne-Kanal Leitung des Cavour-Kanals unter dem Sesiafiufs . Düker unter dem Speisegraben der Dora Baltea

Düker bei Grenoble...........

Zuleitung für Stadt und Bahnhof Sebenico .    .    .

Zuleitung für das Wasserwerk der Stadt Salzburg

94,

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Tafel III.

Abb. lau,b. Wasserversorgung der rauhen Alb. Gruppe I .    .

„ 2au,b. Zuleitung für die Wasserversorgung von Dublin

3.    Wasserversorgung der Stadt Liverpool.....

4.    Hauptlinien des Rohrnetzes der Stadt Hamburg

Y)

102

Tafel IV.

Lageplan der Gewinnungsanlagen für die Wasserversorgung von Iserlohn .    .    . 200. 204

Bewegung des Grundwassers in der Umgebung von Mannheim Bewegung des Grundwassers im Beraun-Tal bei Prag .    .    .

Abb. 1.

« 2.

„    3.

„ 4 u. 5. Lageplan der Gewinnungsanlage des Wasserwerks Hannover

167

170

209

Tafel V.

Abb. la~c. Reinigungsanlagen der Altonaer Wasserleitung

„    2®~c. Filteranlage des Stralsunder Wasserwerks. .    .    .

„    3®_e. Filter für die Wasserstation Patsch (Brenner Bahn)

„ 4a-d. Filter der Königsberger Wasserleitung .... »    5.

252. 254. 256. 258. 264 .    .    .    . 257. 263. 264

249

256. 258. 263

Abflufskammer des Filters zu St. Louis (Entwurf)

260

Tafel VI.

Abb. 1—4. Enteisenungsanlage des Wasserwerks der Stadt Kiel ...........

„ 5a-c. Sandwäsche für die Filter der Enteisenungsanlage in Kiel.........

„    6—8. Anlage zur Reinigung von Grundwasser durch Ozon in Schierstein bei Wiesbaden .

277

277

Tafel VII.

Abb. la_0. Behälter zu Wiesbaden........

„ Minden i. W........

Hochbehälter zu Mannheim..................

Wasserturm für Szegedin..................

Hochbehälter zu Remscheid.................

» 2a~d.

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321

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321

321

321. 323

der Gasanstalt Strafsburg i. E. ... mit Halbkugelboden für 200 cbm Inhalt

Bohälter in Chaillot (Paris)

324

322. 323

318

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.Anlagen im ' Wuppergebiet.

* Anlagen im Rulugebiet.

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Uebersichtsplan der Wasserversorgung von Königsberg dienenden Stanteiche .

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Abb.l. Lageplan der Düker von Lauvière und St. Paul.

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Abb. 6a-c. Leitung des Cavoiir-Kanals unter dem Sesia-Fluss.

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Längen 1: 200 000 . Höhen 1:3000 .

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Längen 1-.100 000 . Höhen 1:3000 . Rohrweite 22,5 era.

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Die Zahlen ohne Bezeichnung geben die Höhen über dem Meere an.

Erläuterung.

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Die Zahlen geben die Röhrda;•chmesser in cm an.

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S: ausgeführte Sammelanlaxfen.

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M.1:7500.

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Abb. la Lageplan. M.1:2000.    Abb.n Schnitt durch das Klärbecken.

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Abb. 2 a-c

Abb. 2¹⁵ Schnitt A-B . M.l:

Filter-Anlage des Stralsunder Wasserwerks .

200 .

Abb. 2 a Grundriss . M. 1:700 .

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Abb.5a“9 Sandwasche fin' die Filter der Enteisenungsanlage in Kiel

Abb ,5a Grundriss .

Abb. 6 . doer schnitt nach- Km . des Grundrisses .

Abb . 6 - 8 . Anlage zur ïbemigung von Grrmdw durch. Ozon in Schierstem bei Wiesbaden

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A-Lokomobilen .

B - Gleichstrommaschinen . C « Wechselstrom

R=Transformatoren

S - Schleu derluft/mmpen .

T- Trockenapparate für Lieft .

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Abb . 7. Lsmgenscłmitt nach den Linie

a-k des Grur.drisses .

JD. Schleuderpumpe mit Elektromotor. TJ= Stérilisa dons türme

V- Grosses Sammehrohr.

E Schalttafel.

Q - Ozonapparate

W- Rohr für Abmasser .

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Handbuch der Ingenieur'wis senschaften. HI. Teil : Wasserbau. (tAufL.

Abb . la c Behälter zu Wiesbaden . (Stampfbeton.)

Abb .la Grundriss.

Abb . 2 a fi Behälter

Anlagen zur

MitiderL i.W. (Stampfbeton).

Abb.2"¹³ Schnitt A-B .

ZU

Aufspeicherung des Wassers. (Behälter).

).    Abb . 5 .    Abb .1 6.

Hochbehälter zu Halle a/S.

Hochbehälter

Diedenhofen .

Abb .10.

Hochbehälter zu Remscheid .

Band.3 .Taf .HI. Abb .11 Hochbehälter der Gasanstalt Strassburg VE.

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