Versickerungsversuch online auswerten, kf-Wert berechnen

Auf dieser Seite (Link unten) biete ich die schnelle Onlineauswertung eines Versickerungsversuches (Sickertest) in einer kleinen Grube an, wie er in der Abbildung unten als Beispiel skizziert ist (ist auch für größere Schürfgruben anwendbar, wenn sie nicht zu voll gefüllt werden, s. Annahmen). Dabei wird die Versickerung über die Seitenwände der Grube als wirksame Versickerungsfläche A_w bei jeweils berechneter mittlerer Höhe berücksichtigt und der k_f-Wert aus der versickerten Wassermenge berechnet (Grundfläche x Absenkung).

Grundlagen und Annahmen

Siehe dazu auch meine Anleitung mit Auswertebeispiel auf der Seite: Sickertest in einer kleinen Grube.

• Die Grube wird so vorbereitet, dass die Versickerung in der Tiefe stattfindet, in der sich später auch die Basis der Versickerungsanlage (z.B. bei einer Mulde die Basis des Oberbodens) befindet. Das ist i.d.R. unterhalb des Mutterbodens in ca. 50 bis 60 cm Tiefe der Fall.
• Die Messung bzw. der Ausgangswasserstand sollte aber auch in der zu untersuchenden Schicht unterhalb des Mutterbodens liegen (entsprechend der Wahl der Messhöhe, Empfehlung: h_o ca. 15 bis 20 cm).
• Eine übliche Größe für die Versickerungsgrube ist ca. 30 bis 50 cm als Seitenlänge (nicht zu klein wählen).
• Die Seitenflächen sind möglichst senkrecht herzustellen. An der Basis ist eine ca. 2 cm mächtige Feinkies- oder Splittschicht einzufüllen. Diese verhindert eine Verschlammung durch Feinmaterial.
• Ein fester Maßstab zur Wasserstandsmessung ist seitlich anzubringen, mit Nullpunkt an der Basis (z.B. Stab mit Zollstock).
• Die Vorwässerung zur Durchnässung des Bodens sollte etwa bei einem Wasserstand von 2/3 bis 3/4 der Grubentiefe mit einer Wassermenge erfolgen, die etwa dem Grubenvolumen entspricht (Dauer bis max. ca. 1 Stunde).
• Das Messintervall sollte angepasst an die beobachteten Werte aus der Absenkung bei der Vorwässerung gewählt werden, z.B. 10 bis 15 (30) min., so dass sich eine Absenkung von mehreren cm ergibt. Bei sehr geringer Versickerung bis zu 120 min. erhöhen.

Berechnungsdaten

Es sind folgende Daten für die Eingabe und Auswertung erforderlich (= eine einmalige Berechnung, für eine Messreihe ggf. mehrfach wiederholen, oder für eine Messreihe sind Anfangs- und Endwert sowie die Gesamtzeit zu nehmen).

Die Onlineauswertung eignet sich für Bereiche des k_f-Wertes von ca. 1,0_*10^-3 m/s (für h_o = 150 mm bis h_t ca. 30 mm in 1 Minute) bis k_f ca. 1,0_*10^-6 m/s (für h_o = 150 mm bis h_t ca. 130 mm in 120 Minuten). Das gilt hier für die im Beispiel angegebenen Grubenabmessungen.

• Länge der Grube L [mm]
• Breite der Grube B [mm]
• Tiefe der Grube T [mm]
• Messintervall t [min.]
• Anfangswasserstand h_o [mm]
• Endwasserstand h_t [mm]
• berechnet: mittlere Höhe h_m [m]
• berechnet: Wassermenge Q [m³]
• berechnet: wirks. Versickerungsfläche A_w [m²]
• berechnet: k_f-Wert [mm/s] (mal Faktor 10^-3 [m/s])

Aus diesen Angaben erfolgt die Berechnung der mittleren Höhe h_m und mit der Höhendifferenz (= Absenkung h_o – h_t) und der Grundfläche A (= L _* B) die versickerte Wassermenge Q (= A _* (h_o – h_t)).

Die wirksame Versickerungsfläche A_w errechnet sich aus der Grundfläche und den 4 Seitenflächen (Länge L bzw. Breite B mal mittlere Wasserstandshöhe h_m, s. Abbildung oben).

Der k_f-Wert wird gemäß der Formel k_f  =  Q / (t _* A_w) [m/s] mit den Abmessungen L und B, den Höhenmessungen h_o und h_t und dem Zeitintervall t berechnet. Für das abgebildete Beispiel ergibt sich: k_f = 5,2_*10^-5 m/s.

Hier zur Onlineberechnung des k_f-Wertes

Einen Beispielausdruck des Bildschirms sehen Sie in der folgenden Abbildung. Aus Programmierungsgründen wird das Ergebnis in mm/s ausgegeben (Bitte mit dem Faktor 1/1000 für k_f in m/s malnehmen). Das Ergebnis kann ausgedruckt werden, die Daten werden nicht gespeichert. Sie können einen Projektnamen eingeben und das Ergebnis für Ihren Entwässerungsantrag verwenden.