Formel kf-Wert instationär

Berechnung des kf-Wertes bei instationärem Versickerungsversuch

Bestimmung des kf-Wertes im Feldversuch

Der kf-Wert kann im Gelände direkt im Boden mit einem in-Situ-Versickerungsversuch bestimmt werden. Bei diesen Feldmethoden wird das Ergebnis mit einem Korrekturfaktor von 2 malgenommen und dann als Bemessungs-kf-Wert verwendet. Damit schneiden die Feldmethoden besser als Laboruntersuchungen ab. Später bei der Bemessung wird der kf-Wert in der Formel durch den festen Faktor 2 dividiert.

Die Versickerungsversuche werden i.d.R. in der wasserungesättigten Bodenzone durchgeführt. Durch die Lufteinschlüsse ist dieser Wert geringer als unter Wassergesättigung. Das kann durch eine ausreichend lange Vorwässerung ausgeglichen werden.

Verschiedene Feldmethoden für unterschiedliche Tiefen:

  • Grube (einfacher Sickertest, in ca. 20 bis 30 cm Tiefe)
  • Schurf (Baggerschurf: Sickertest/Schluckversuch, in ca. 60 bis 80 cm Tiefe)
  • Doppelring-Infiltrometer (oberflächennah, bis ca. 10 / 20 cm Tiefe)
  • Versickerungsrohr in einer Grube (eigene Methode, ab ca. 30 bis 60 cm Tiefe)
  • open-end-test (verrohrte Sondierbohrung, in ca. 1 bis 2 m Tiefe)
  • offenes Bohrloch (i.d.R. im Grundwasserbereich, Tiefe mehrere Meter)
  • verrohrtes Bohrloch (slug & bail-test im Grundwasser, Tiefe mehrere Meter)
  • verrohrtes Bohrloch (Pumpversuch im Grundwasser, Tiefe mehrere Meter)

Instationäre Versickerungsmethode

Hier meine entwickelte Methode in einer Grube mit Versickerungsrohr mit instationärer Messung.

Versickerungsversuch mit Versickerungsrohr

Es wird ein Versickerungsrohr eingerammt und die Grube mit Versickerungsrohr vorgewässert. Die Messung erfolgt über die Volumenzugabe und dem Zeitintervall. Die versickerte Wassermenge wird immer bis zur gleichen Höhe nachgefüllt und dabei das Volumen und die Zeit gemessen. Daraus wird dann mit dem Rohrquerschnitt die genaue Höhe ht zur Messzeit berechnet.

Versuchsanordnung: Grube mit Versickerungsrohr, instationärer Versuch

Bei der instationären Methode versickert das Wasser und die Druckhöhe fällt dabei im Versickerungsrohr ab. Die Formel zur Berechnung des kf-Wertes lautet hierfür:

kf  =  L / t * ln (ho / ht)   [m/s]

kf         gesuchter Durchlässigkeitsbeiwert
L          Einbaulänge (Versickerungsstrecke im Boden)
t           Zeitintervall der Messung
ho         Druckhöhe, Wasserstand zum Messbeginn
ht          Druckhöhe, Wasserstand bei Messung

Beispielberechnung (instationäre Versickerung)

Die Dimension für den kf-Wert ergibt sich in m/s.

kf         [m/s]
L          0,20 m
Q         330 ml
t          15 min
d         0,119 m
ho        0,365 m
ht         0,336 m

kf  =  0,20 / 15*60 * ln (0,365 / 0,336) = 1,92*10-5   [m/s]

Der kf-Wert beträgt ca. 1,9*10-5 m/s. Er liegt damit im mittleren „durchlässigen Bereich“ von 1*10-4 bis 1*10-6 m/s nach DIN 18130 Teil 1.