Einrichtung zur Druekwassergewinnüng aus unterirdischen Karstgerinnen. In Gegenden mit Karsterscheinungen befinden sich dauernde, variable oder perio dische Ansammlungen von Wasser, wie zum Beispiel Seen, Teiche, Ströme, Flüsse, Bäche, Quelltöpfe, Wasserbecken etc., auch in Do- linen, Erdtrichtern etc., welche ohne Zufluss aus einem oberirdischen Wassernetz doch einen Abfluss liefern. Zuweilen sind eine oder mehrere Ansammlungen Teile von einem ganz oder teilweise unterirdischen Flusslauf, welcher streckenweise verschieden heissen kann. Die Ansammlung kann ganz oder teilweise von Felsen verdeckt und nur der Abfluss sichtbar sein.
Das Wasser folgt dem Gesetze kommuni zierender Röhren. Das sind Gefässe, welche unterhalb des Wasserspiegels durch einen Hohlweg verbunden sind. Alle Gefässarme gehen nach oben. Das Wasser steht im Falle des Gleichgewichtes in allen Armen Bleich hoch. Ist ein Arm kürzer und fliesst dem längeren Arm Wasser zu, so fliesst es so lange aus dem kürzeren heraus, bis es, ab gesehen von der Überwindung von Be wegungshindernissen, in beiden Armen Olleichhoch steht. Ist ein kürzerer Arm nicht vorhanden, so bleibt der längere Arm übrig und entleert sich völlig. Diese Arme sind von Natur gegeben. Es sind unterirdische Naturwege.
Man beschränkte sich bisher darauf, einen oder beide Arme ganz oder teilweise durch einen künstlichen Wasserweg, zum Beispiel Stollen, Schacht, Bohrloch etc., zu ersetzen. Der Kunstweg dient zur Erschlie ssung von unterirdischen Druckwasserbehäl tern mit Grundwasser bezw. mit Grund wasserquellen. Es wurde entweder festes Ge birge entwässert oder das natürliche Wasser reservoir von Überlaufquellen benutzt oder artesischer Wasserdruck verwertet.
Die Entwässerung des festen- Gebirges erfolgt in Gegenden. in welchen schräge, ge neigte, wasserundurchlässige Schichten mit durchlässigen abwechseln. Der Kunstweg wird mit geringem Gefälle derart in das Ge birge getrieben; dass in allen durchlässigen Schichten die Wässer angezapft werden. Die durchlässigen Schichten bilden mit dem Kunstwege infolge seines Gefälles den län geren Arm. Ein kürzerer Arm ist hier nicht vorhanden. Die Benutzung des natürlichen Wasser behälters von Überlaufquellen geschieht in Gegenden mit einer schüsselförmigen Schicht im Untergrunde. Das Wasser sammelt sich in der Schüssel an, bis sie überläuft.
Hier benutzt man das Gebirge bis zur Höhe der als Überläufe wirkenden Quellen als natür lichen Behälter, indem man ebenfalls einen Kunstweg mit geringem Gefälle durch das undurchlässige Gebirge von der Seite zur natürlichen Schüssel treibt. Man schliesst ihn durch eine Dammauer oder Dammtür etc. ab, ordnet als Abfluss einen Rohrstrang etc.
an und baut einen Schieber hinein. An einem Druckmesser kann man ablesen, wie hoch das Wasser im Gebirge steht. Dieser Behälter bildet mit dem geneigten Kunst wege den längeren Arm. Der kürzere Arm ist ebenfalls gleich Null.
Die Verwertung artesischen Druckes ge schieht in Gegenden mit ebenfalls schüssel förmigem Untergrunde. Zwischen zwei un durchlässigen Schüsseln lagert eine wasser führende Schüssel, die mit ihrem Rande an höheren Orten zutage tritt und dort von atmosphärischen Niederschlägen gespeist wird. Auch hier bedient man sich eines Kunstweges. Man senkt denselben von oben in die Erde und durchbohrt die über der wasserführenden Schüssel gelagerte und wie eine Decke wirkende undurchlässige Schüs sel. Die Durchbohrung ist der Kunstweg und bildet den kürzeren Arm. Die gefüllte Schüssel ist der längere Arm. Infolge des Druckes, den die Wasserfüllung im längeren Arm auf den kürzeren ausübt, steigt das Wasser im Bohrloch etc. empor, tritt wohl auch über die Bohröffnung hinaus oder springt in einem Strahl in die Höhe.
In letzterem Falle wird über dem Kunstwege, zum Beispiel dem Bohrloch, noch ein be sonderer Kunstweg, wie zum Beispiel ein Steigrohr, errichtet. Man kann dann mit dem Nasser Maschinen treiben. In Algerien leitet man das artesische Wasser auf niedrig ge legene Wasserräder und in Amerika nutzt man den Druck aus, mit dem das Wasser ausströmt. So gewinnt man in Dakota durch Aufstellen einer Turbine 350 PS.
Bei allen bisher bekannten Anwendungen von unterirdischem Gebirgswasser handelt es sich stets um Kunstwege, in die auch noch künstliche unterirdische Absehluss- bauten, wie zum Beispiel Grundwassersperren etc., eingeschaltet sein können.
Karstgegenden sind an ihrer Oberfläche wasserarm, dagegen wird der Untergrund von Wasseradern, Flüssen etc. durchzogen, die auch teilweise zutage treten können.
Die kommunizierenden Gefässe in Karst gegenden führen nicht Grundwasser, sondern Bergwasser oder Flusswasser. Der längere Arm ist bei normalem Wasserstande nie mit Wasser bis oben gefüllt. Er ist ein Natur weg. Der Wasserspiegel der Ansammlung oder die Überflutungshöhe ihres Abfluss- wehres etc. stellt den Wasserstand des kür zeren Armes dar. Auch er ist ein Naturweg.
Das Karstwasser bewegt sich in den unter irdischen Naturwegen wie in nicht gefüllten Röhren oder wie in oberirdischen Flüssen, Kanälen, Stromschnellen, Wasserfällen etc. Es steht unter keinem Überdruck, sondern nur unter der @@'irhung der eigenen Schwere. Es fliesst auf der Sohle von überdeckten Ge rinnen, die im übrigen mit Luft erfüllt sein können.
Man liess die Ka.rst.@vassermassen bisher ebenso abflicssn. wie sie zutage treten, und baute erst ihre Abflussstreeke in bekannter 'eise zu einem Kunstwege um.
Der Fall, dass der kürzere Arm so kurz ist, dass er praktisch ganz fortfällt, also gleich Null ist, und nur der längere Arm vorhanden ist. tritt ein, wenn zum Beispiel ein unterirdischer Fluss mehrmals sichtbar wird, oder wenn der Wasserausbruch nicht unterhalb des Wasserspiegels der Ansamm lung, sondern ausserhalb, etwa als höher oder seitlich gelegene Quelle, stattfindet, die sich nach längerem oder kürzerem Wege in das Sammelbecken ergiesst.
Solche höher gelegene Karstquellen, die den Abfluss nicht gefüllter Rohrleitungen darstellen, hat man gefasst, Von dieser hoch- gelegenen Fassungsstelle führt ein an geschlossener Kunstweg zu Tal.
Fernur fängt man Karstwasser vor dem Versinken ab. Man leitet es von dieser Fassungsstelle ebenfalls in einem Kunstwege zu Tal. Man legt den unterirdischen Wasser lauf, den längeren Arm, trocken. Man liess ihn bisher unbenutzt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht auf solche unterirdische Behälter, wel che bereits von Natur aus mit Grundwasser erfüllt sind und durch einen Kunstweg erst erschlossen werden müssen. Sie bezieht sich vielmehr auf unterirdische Karstgerinne, also auf einen Naturweg.
Man hat bisher nicht vermutet, aus den ohne nutzbaren Überdruck ausfliessenden Karstquellen eine nutzbare Druckerböhung ohne Kunstweg gewinnen zu können.
Zweck der Erfindung ist die Erzeugung einer Druckerhöhung im eigenen, von Natur kostenlos dargebotenen und bisher nicht be nutzten unterirdischen Karstgerinne als Naturweg und ferner der Fortfall aller kost spieligen Kunstwegebauten.
Die Erfindung besteht darin, dass man den Verschluss, zum Beispiel Dammauer, Dammtür ete., nicht mehr an einem Kunst wege anordnet, sondern an dem Naturwege selbst. Der Verschluss kann auch als Wind kessel, Druckwasserschloss etc., sowie auch mehrteilig ausgebildet werden.
Während der Inbetriebsetzung entnimmt man unten weniger Wasser, als oben zu fliesst. Dadurch steigt das Wasser in dem unterirdischen Naturarm in die Höhe. Dann entsteht im Naturwege Druckwasser. Die erreichte unterirdische Stauhöhe wird während des normalen Betriebes konstant gehalten. Selbstverständlich kann die unter irdische Stauhöhe bei Hochwasser, Nieder wasser etc. oder bei Kombination mit Wasser- speichern, Stauweihern, Talsperren, Riesel feldern etc. variieren.
Die in Karstgegenden zu Regenzeiten periodisch auftretenden Ansammlungen lie gen an der obern Öffnung des unterirdischen Naturweges und können durch Regulierung seines Abflusses in dauernde Ansammlungen verwandelt werden. Auch kann der Erfin dungsgegenstand mit einem Kunstwege oder mehreren 'kombiniert. werden.
Auf diese Weise ersetzt der gänzlich kostenlos zur Verfügung stehende unter irdische Naturweg. den kostspieligen Kunst weg.
Da der Naturweg oft grosse Entfernun gen unterirdisch durchläuft, zum Beispiel , 40 km, so ist der neue wirtschaftliche Er folg der Erfindung durch Ersparnis der Baukosten für einen langen Kunstweg offensichtlich. Die Ersparnis beträgt unter Umständen bis zu 80 % des bisher . nötigen Anlagekapitals. Natürlich wird auch ent sprechend an jährlichem Zinsendienst und Betriebskosten gespart.
Das gemäss dieser Erfindung gewonnene Druckwasser kann selbstveständlich für alle Zwecke verwendet werden, so zum Beie spiel für Wasserversorgungszwecke, Kraft zwecke etc.' '