Bodendurchlässigkeit, kf-Wert

Welchen Einfluss haben die Bodendurchlässigkeit und der kf-Wert auf die Versickerung?

Die Bodendurchlässigkeit

Für die Versickerung von Regenwasser bzw. Niederschlagswasser ist die Bodendurchlässigkeit, d.h. die Bodenart und Zusammensetzung mit den ihr eigenen Eigenschaften der bestimmende Faktor. Die Durchlässigkeit für Wasser wird mit einem Durchlässigkeitsbeiwert, dem kf-Wert als Zahlenwert beschrieben. Je geringer dieser ist, desto geringer ist auch die Wasserdurchlässigkeit.

Dabei spielen die Korngröße, die Korngrößenverteilung und die Lagerungsdichte eine wesentliche Rolle. Die Korngrößenverteilung wird mittels Siebanalyse im Labor ermittelt.

Bei höheren Feinanteilen wird auch noch eine Schlämmanalyse durchgeführt, um die Verteilung der Korngrößen zu erhalten. Der Feinstoffanteil bestimmt hier die Bodendurchlässigkeit ganz erheblich, z.B. bei tong-schluffigem Sandboden.

Die Abbildung zeigt den Zusammenhang zwischen dem kf-Wert und der Korngrößenverteilung von natürlich gelagerten Böden (Sand-Schluff-Ton). In der sandigen Dreickspitze ist der kf-Wert am Höchsten, bei einem Lehmgemisch in der Mitte am Geringsten.

kf-Wert Texturdreieck

Der kf-Wert

Die Durchlässigkeit des Bodens für Wasser wird durch den Durchlässigkeitsbeiwert (kf-Wert) oder auch die Hydraulische Leitfähigkeit beschrieben.

Nach Definition ist der kf-Wert ein rechnerischer Wert, der die Wasserdurchlässigkeit beschreibt und der als Faktor (Beiwert) bei Berechnungen in der Wasserwirtschaft eingeht.

Der kf-Wert als Beiwert hat die Einheit [m/s] und gilt für den wassergesättigten Boden. In der im Porenraum mit Luft gefüllten, ungesättigten Bodenzone ist er stets geringer.

Er kann in sehr weiten Bereichen zwischen 1,0 und 0,000.000.000.01 liegen und wird in verkürzter Form als Hochzahl zur Basis 10 dargestellt: 0,001 = 1/1000 = 10-3.

In der folgenden Abbildung ist der kf-Wert für die verschiedenen Bodenarten im Bereich von 10-0 bis 10-11 m/s dargestellt.

kf-Werte

Hier einige Beispiele:
reiner Kies:           10-1 bis 10-2 m/s
Grobsand:             5*10-3 bis 5*10-4 m/s
Mittelsand:             5*10-4 bis 10-4 m/s
Feinsand:              10-4 bis 10-5 m/s
schluffiger Sand:   5*10-5 bis 5*10-7 m/s
Schluff:                  7*10-6 bis 10-8 m/s
Ton:                       < 10-9 m/s

Für eine Versickerungsanlage sollte die Bodendurchlässigkeit im Bereich von 10-3 und 10-6 m/s, noch besser zwischen 10-4 und 10-5 m/s (Fein- bis Mittelsand) liegen, um die Funktionalität zu gewährleisten.

Bei zu hoher Durchlässigkeit, z.B. Grobsand wird die Filterwirkung geringer, bei schluffigem Sand wird die Anlage zu groß und die Versickerung dauert auch zu lange.

kf-Wert bestimmen

Der kf-Wert kann im Gelände oder im Labor bestimmt werden. Direkt im Boden als in-Situ-Versuch mit einem Versickerungsrohr nach meiner Methode, mit einem einfachen Sickertest in einer Grube, einem Doppelring-Infiltrometer, im Schurf (Schluckversuch), mittels open-end-test, im Bohrloch oder mit Bodenproben im Labor als Siebanalyse oder in einem speziellen Messzylinder (Permeameter). Im Grundwasser kann er mit einen Pumpversuch bestimmt werden.

Je nach Bestimmungsmethode wird der ermittelte Wert mit einem Korrekturfaktor malgenommen und dann als Bemessungs kf-Wert verwendet. Dabei ergeben die Feldmethoden mit dem Faktor 2 ein doppelt besseres Ergebnis.

  • Abschätzung nach Bodenansprache: 1
  • Sieblinienauswertung (Labor): 0,2
  • Permeameter (ungestörte, vertikale Probennahme, Labor): 1
  • Feldmethoden: 2

Fazit und Empfehlung

Die Bodendurchlässigkeit mit dem kf-Wert hat einen entscheidenden Einfluss auf die Versickerung, die Auswahl und die Dimensionierung von Versickerungsanlagen.

Ein zuverlässiges Ergebnis für die Bodendurchlässigkeit kann nur vor Ort durch einen Versickerungsversuch auf dem Grundstück ermittelt werden. Dazu empfehle ich die Praxisanleitung in meinem eBook zur Regenwasserversickerung.