Schlitzweite und Kiesschüttung für Brunnenfilter wählen: Schritt-für-Schritt-Anleitung mit Rechenbeispiel

Schlitzweite von Brunnenfiltern aus der Siebanalyse bestimmen: D10, D30, D60, Ungleichförmigkeitszahl, P-A-Verhältnis, Slot-Tabelle und ein Rechenbeispiel.

Von Serkan İnkaya, Mert Aytünür, Ümit Can Özer, ADEN Wedge Wire · 19. Oktober 2026 · 13 Min. Lesezeit

Schlitzweite und Kiesschüttung bei Brunnenfiltern: die kurze Antwort

Die Schlitzweite (Spaltweite) eines Brunnenfilters (Wickeldrahtfilter) in einem Wasserbrunnen wird aus der Siebanalyse des Sandes im Grundwasserleiter (Aquifer) bestimmt, nicht aus einem Katalog. In einem natürlich entwickelten Brunnen (ohne Kiesschüttung) hält der Schlitz ca. 40-50 % des Sandes im Grundwasserleiter zurück. In einem kiesgeschütteten Brunnen hält der Schlitz 90 % der Kiesschüttung zurück, und die Schüttung wird nach dem D30 des Grundwasserleiters bemessen.

Dieser Leitfaden geht so vor, wie wir es tun, wenn eine Siebanalyse mit einer Anfrage eintrifft: Kurve lesen, zwischen natürlicher Entwicklung und Kiesschüttung entscheiden, die Schüttung bemessen, die Schlitzweite wählen und dann an einem Rechenbeispiel prüfen. Die Schlitzweiten in unseren Anfragen reichen von 0,2 mm bis 2,75 mm, und manche nennen nur „Slot 20“; deshalb beginnen wir mit den Slot-Nummern.

Was bedeutet „Slot 20“? Slot-Nummer in Millimeter

Die US-Slot-Nummer ist die Schlitzweite in Tausendstel Zoll. Ein Filter mit der Bezeichnung „Slot 20“ hat eine Öffnung von 0,020 Zoll, also 0,51 mm. In Europa und den meisten Exportprojekten wird die Schlitzweite in Millimetern angegeben, daher ist es hilfreich, beides zu kennen.

Bei einem Wickeldrahtfilter mit durchgehendem Schlitz (oft als Filter vom Johnson-Typ bezeichnet) ist der Schlitz der Abstand zwischen zwei Windungen des V-förmigen Drahtes, gemessen an der Außenseite. Da sich der V-förmige Draht nach innen verjüngt, erweitert sich der Schlitz nach innen, sodass ein Korn, das die Außenseite passiert, nicht im Schlitz stecken bleibt.

Wie man eine Siebanalyse für einen Wasserbrunnen liest

Eine Siebanalyse liefert den prozentualen Anteil der Probe, der durch jedes Sieb geht. Über einer logarithmischen Korngrößenachse aufgetragen ergibt sie die Kornverteilungskurve (Sieblinie). Drei Punkte dieser Kurve leisten den Großteil der Arbeit:

• D10: die Korngröße bei 10 % Siebdurchgang.
• D30: die Korngröße bei 30 % Siebdurchgang.
• D60: die Korngröße bei 60 % Siebdurchgang.

Die Ungleichförmigkeitszahl ist Cu = D60 / D10. Ein kleines Cu bedeutet, dass die Körner ähnlich groß sind (gleichförmiger Sand); ein großes Cu bedeutet eine breite Mischung von Korngrößen.

Die Brunnenbauliteratur arbeitet wie oben mit dem Siebdurchgang. Die Sandkontrolle in der Öl- und Gasindustrie verwendet die Coberly-Konvention, bei der D10 die Korngröße ist, bei der 10 % der Probe gröber sind (Siebrückstand); sie wird damit vom anderen Ende der Kurve gelesen. Eine Schlitzregel „2 x D10“ aus einer Ölfeld-Veröffentlichung meint daher etwas ganz anderes als der D10 eines Wasserbrunnens. Wenn Sie an einer Förderbohrung statt an einem Wasserbrunnen arbeiten, nutzen Sie stattdessen unseren Artikel zur Auswahl der Sandkontrollmethode.

Nehmen Sie Proben aus jeder Schicht des Grundwasserleiters, die verfiltert wird. Ausgelegt wird auf das feinste Material, das am Filter anliegt, nicht auf eine Durchschnittsprobe.

Natürliche Entwicklung oder Kiesschüttung?

Die erste Entscheidung ist, ob sich der Grundwasserleiter natürlich entwickeln lässt (der Feinanteil wird abgepumpt, der gröbere anstehende Sand bleibt als natürliche Filterschicht um den Filter stehen) oder eine künstliche Kiesschüttung braucht. Regeln aus dem National Engineering Handbook der NRCS und der gängigen Praxis von Filterherstellern:

Eine Schüttung erlaubt außerdem eine größere Schlitzweite, als der Grundwasserleiter allein zuließe, und eine größere Schlitzweite ergibt beim selben Filter mehr offene Fläche (freie Eintrittsfläche).

Schlitzweite für einen natürlich entwickelten Brunnen

Bei einem Brunnen ohne künstliche Schüttung wird die Schlitzweite so gewählt, dass der feinere Teil des Grundwasserleiters bei der Brunnenentwicklung (Entsanden) durchgeht und der gröbere Teil außerhalb des Filters Brücken bildet. Die veröffentlichten Regeln stimmen weitgehend überein:

„Hält 40 % zurück“ und „60 % Durchgang“ sind derselbe Punkt auf der Kurve. Bei einem Edelstahlfilter ist Korrosion am Schlitz weniger ein Thema, wo aber Inkrustation zu erwarten ist, wählen wir eher die konservative Seite.

Auslegung der Kiesschüttung

Die Kiesschüttung wird mit dem Verhältnis Filterkies zu Grundwasserleiter (P-A-Verhältnis) bemessen: D30 des Filterkieses geteilt durch D30 des Grundwasserleiters. Das Vorgehen nach NEH, Schritt für Schritt:

1. Tragen Sie die Sieblinie der feinsten zu verfilternden Schicht des Grundwasserleiters auf.
2. Multiplizieren Sie deren D30 mit dem P-A-Verhältnis: x 4 bei feinem, gleichförmigem Sand (Cu unter 3); x 6 bei grobem, ungleichförmigem Sand; bis x 9 bei sehr ungleichförmigem oder schluffigem Material. Das ergibt den D30 der Schüttung.
3. Zeichnen Sie durch diesen Punkt eine Kurve für die Schüttung mit einem Cu von ca. 2,5 oder kleiner.
4. Legen Sie ein Band von +/- 8 % um die Kurve als zulässige Grenzen der Körnung der Schüttung.
5. Wählen Sie die Schlitzweite so, dass sie 90 % der Schüttung zurückhält.
6. Schreiben Sie gewaschene, gerundete, harte und unlösliche Körner vor.

Das NEH setzt die Untergrenze des Verhältnisses bei 4 an (darunter verursacht die Schüttung mehr Druckverlust) und die Obergrenze bei 9 (darüber wird die Schüttung instabil). Andere Quellen nennen etwas andere Bereiche: 3 bis 8 in der Empfehlung des Water Well Journal, 4 bis 6 im Handbuch eines US-Filterherstellers. Der Autor im Water Well Journal warnt außerdem, dass bei einem Verhältnis über 8 ein sandführender Brunnen droht. Im Zweifel empfehlen wir, innerhalb von 4 bis 6 zu bleiben.

Das Material der Schüttung ist so wichtig wie seine Körnung und muss diese Anforderungen erfüllen:

Die Stärke ergibt sich aus dem Ringraum zwischen Bohrloch und Filter. Eine Schüttung, die stärker als ca. 125 mm (5 Zoll) ist, erschwert die Brunnenentwicklung. Beim Einbringen wird die Schüttung über ein Schüttrohr zugeführt; Brückenbildung entsteht meist durch zu schnelles Schütten, zu wenig Wasserzirkulation, für den Ringraum zu groben Kies oder Hindernisse wie Zentrierungen.

Schlitzweite für einen kiesgeschütteten Brunnen

Steht die Körnung der Schüttung fest, wird die Schlitzweite so gewählt, dass sie 90 % der Schüttung zurückhält, d. h. die Schlitzweite liegt etwa beim D10 des Filterkieses. Bei Glaskugelschüttungen hält der Schlitz 100 % zurück. Ein US-Hersteller merkt an, dass in einem richtig ausgelegten kiesgeschütteten Brunnen selten eine Schlitzweite unter 1,0 mm nötig ist; das ist die Sicht eines Herstellers, entscheidend bleibt die 90-%-Regel, angewendet auf die tatsächliche Körnung der Schüttung.

Eine aus der Kurve des Grundwasserleiters abgeleitete Schlitzweite wäre in einem geschütteten Brunnen zu klein und würde offene Fläche kosten, ohne die Sandrückhaltung zu verbessern.

Rechenbeispiel

Annahmen: ein Grundwasserleiter aus feinem, gleichförmigem Sand, D30 = 0,35 mm, Cu = 2,2. Ziel ist ein kiesgeschütteter Brunnen mit einem Edelstahl-Wickeldrahtfilter mit durchgehendem Schlitz.

Der nächste Schritt sind offene Fläche und Filterlänge. Als Beispiel aus derselben Berechnung: Ein Filter DN 250 (AD 273 mm) mit 3,0 mm breitem Draht und 1,0 mm Schlitzweite hat 25 % offene Fläche: offene Fläche = Schlitzweite x 100 / (Schlitzweite + Drahtbreite). Bei der üblichen Eintrittsgeschwindigkeit von 3 cm/s ergibt das ca. 6,4 l/s je Meter Filter. Das sind Bruttowerte; Schlitze, die an der Kiesschüttung anliegen, sind immer teilweise durch Körner verdeckt, die Werte sind also eine Vergleichsgrundlage und keine garantierte Ergiebigkeit. Durchmesser, offene Fläche und Eintrittsgeschwindigkeit behandelt unser separater Artikel, und eigene Werte können Sie im Offene-Fläche-Rechner ausprobieren.

Häufige Fehler, die wir in Anfragen sehen

• Auslegung auf eine einzige Probe. Eine einzelne Mischprobe verdeckt die feinste Schicht, und die feinste Schicht bestimmt die Schlitzweite.
• Wahl der Schlitzweite nach einer allgemeinen Regel wie „Schlitzweite = 80-90 % des zurückzuhaltenden Partikels“. Diese Regel aus der industriellen Siebtechnik funktioniert bei Brunnen nicht; verwenden Sie die oben genannten Regeln auf Basis der Sieblinie.
• Zu grobe Schüttungen. Ein P-A-Verhältnis über 8 bis 9 lässt Sand aus dem Grundwasserleiter in die Schüttung wandern, und der Brunnen fördert Sand.
• Verwechslung der D10-Konventionen von Wasserbrunnen und Ölbohrungen.
• Abstimmung der Schlitzweite auf den Grundwasserleiter in einem kiesgeschütteten Brunnen, was eine für die Schüttung zu kleine Schlitzweite ergibt.
• Nur „Slot 20“ ausschreiben, ohne Siebdaten. Wir können die Schlitzweite liefern, aber nicht prüfen, ob sie zur Formation passt.

Im deutschsprachigen Raum werden Wickeldrahtfilter in Ausschreibungen nach DIN 4900-2:2017 spezifiziert; die ältere DIN 4935 wurde 2017 zurückgezogen und sollte in neuen Dokumenten nicht mehr genannt werden.

Senden Sie uns Ihre Siebanalyse

ADEN Wedge Wire ist ein Hersteller von Spaltsieben mit Sitz in Istanbul, Türkei, und einem europäischen Büro in Sindelfingen, Deutschland. Senden Sie uns Ihre Siebanalyse oder Ihr Schichtenverzeichnis (Bohrprofil), den Filterdurchmesser und die Tiefe. Wir antworten innerhalb von 24 Stunden und senden Ihnen anschließend kostenlos einen Vorschlag für Schlitzweite, Körnung der Kiesschüttung und offene Fläche des Filters. Eine Zeichnung oder ein Leistungsverzeichnis (LV) eignet sich ebenfalls als Ausgangspunkt. Nutzen Sie das Anfrageformular oder schreiben Sie an info@adenwedgewire.com.

Johnson Screens ist eine Marke ihres Inhabers. ADEN Wedge Wire steht in keiner Verbindung zu Johnson Screens. Die Bezeichnung „Johnson-Typ“ wird hier nur zur Beschreibung einer Filterbauart verwendet.

Häufige Fragen

Quellen

1. National Engineering Handbook, Part 631, Chapter 32, Well Design and Spring Development, USDA Natural Resources Conservation Service
2. Selection of Filter Pack and Slot Size (2024), Water Well Journal
3. DIN 4900-2:2017, Brunnenfilter aus nichtrostendem Stahl, DIN