Bestimmung des k_f-Wertes mit einem Auffüllversuch im vorhandenen Versickerungsschacht

Vorbereitung: Versickerungstest im Schacht

Der k_f-Wert kann auch in einem vorhandenen Versickerungsschacht mit einem Auffüllversuch als Schluckversuch bestimmt werden. Dabei werden zunächst die Daten für den Schacht gemessen bzw. erhoben: Typ, Innendurchmesser, Tiefe, ggf. Wasserstand unter Bezugspunkt (z.B. Oberkante) sowie die eingebaute Sand-Filterschicht.

Die Abbildung zeigt einen Schacht vom Typ B ohne seitliche Schlitze (Normalfall) mit Versickerung nur durch die Sohle.

Durchführung: Versickerungstest im Schacht

Es wird seitlich ein Maßstab (Meßlatte, Zollstock) zur Höhenmessung angebracht und dann der Schacht mit Wasser befüllt und vorgewässert. Die eigentliche Messung erfolgt dann nach erneuter Befüllung mit Ablesung der Anfangshöhe und nach einem Zeitintervall von ca. 10 bis 30 min. die weitere Höhenmessung des Wasserspiegels. Daraus wird die versickerte Wassermenge berechnet. Für diese Berechnung sollte sich der Wasserspiegel im Bereich mit gleichem Schachtdurchmesser und natürlich unterhalb des Zulaufes befinden.

Die Wassermenge kann auch einfach und sehr genau mittels der Wasseruhr im Haus abgelesen und gemessen werden, wenn zu der Befüllzeit kein anderer Verbraucher an ist. Der Versickerungstest sollte 2 bis 3 mal wiederholt werden, bis sich nur noch ein geringer Unterschied im Ergebnis ergibt.

Bei dieser instationären Versuchsmethode als „Auffüllversuch“ wird der k_f-Wert überschlägig ermittelt. Das Ergebnis dient zur Einschätzung der Bodenduchlässigkeit für den hydraulischen Nachweis und Überprüfung der Bemessung des Versickerungsschachtes. Da es sich um einen realen Test am Objekt handelt, entspricht das Ergebnis einem Regenereignis mit Vollfüllung.

Formel zur Berechnung des k_f-Wertes

Im Beispiel aus einem meiner Projekte hat der Schacht einer angeschlossenen kleinen Dachfläche einen Innendurchmesser von 80 cm mit einer Versickerungsfläche von A = 0,50 m². Die versickerte Wassermenge bei einer Höhendifferenz von 30 cm in 15 min. beträgt 150 Liter.

k_f         gesuchter Durchlässigkeitsbeiwert
Q         Wassermenge (z.B. aus Höhenmessung berechnet)
A         Grundfläche im Schacht
t           Zeit, Messintervall
h_o        Ausgangsdruckhöhe, Wasserstand bei Beginn
h_t         Druckhöhe zur Messzeit t

k_f  =  2 _* Q / (t _* A)   [m/s]

Beispielberechnung (instationäre Versickerung)

Die Umrechnung von Liter in m³ und min in Sekunden erfolgt mit dem Quotienten 1000 l/m³ und dem Faktor 60 s/min. Der Faktor 2 resultiert aus der Versuchsmethode in Gelände (s. Feldmethode). Mit den Umrechnungen ergibt sich die Dimension m/s für den k_f-Wert. Da die Versickerung ausschließlich durch die Grundfläche erfolgt (Typ B), ist dies auch die Versickerungsfläche. Sie ändert sich nicht mit der Höhe des Wasserstandes, anders als bei der Grube oder im Schurf mit offenen Seitenwänden.

k_f        [m/s]
Q        150 l
A        0,50 m²
t         15 min

k_f  =  2 _* 150/1000 / (15_*60 _* 0,50) = 6,7_*10^-4   [m/s]

Die Bodendurchlässigkeit beträgt ca. 6,7_*10^-4 m/s. Sie liegt damit schon im „stark durchlässigen Bereich“ von k_f = 1_*10^-4 bis 1_*10^-6 m/s nach DIN 18130 Teil 1.