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Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit von Boden

Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit von Boden

Begriff und Bereiche

Die hydraulische Durchlässigkeit, das heißt die schwerkraftbedingte Abflussgeschwindigkeit mit der Wasser im Boden versickert, wird in der Hydrogeologie mit dem Durchlässigkeitsbeiwert kf beschrieben. Je höher der Wert, desto höher die Geschwindigkeit, mit der sich das Wasser durch das Erdreich “bewegt”.

Ermittlung der Versickerungsfähigkeit von Böden
Ermittlung der Versickerungsfähigkeit von Böden

Die hydraulische Durchlässigkeit ist abhängig von den Eigenschaften des Wassers und steigt mit dessen Temperatur. Ungleich stärker wirken sich die Eigenschaften des Bodens auf die Höhe des kf-Wertes aus. Mit zunehmender Korngröße des Untergrundes steigt der Durchlässigkeitsbeiwert, da sich die effektive Querschnittsfläche erhöht durch die das Wasser versickern kann. Ursache dafür ist eine Verringerung der Reibungseffekte zwischen Bodenpartikeln und durchströmendem Wasser.

Die hydraulische Durchlässigkeit ist in der ungesättigten Bodenzone aufgrund von Lufteinschlüssen stets geringer als in der gesättigten Zone, dem Grundwasserkörper. Zudem ist sie in horizontaler Richtung höher als in der Vertikalen. In Tabelle 1 sind Durchlässigkeitsbeiwertbereiche angegeben, welche die DIN 18130:1 zur Klassifizierung von Böden bezüglich ihrer Durchlässigkeit vorsieht.

Tabelle 1: Durchlässigkeiten nach DIN 18130, Teil 1

Durchlässigkeitsbeiwert
kf [m/s]
Durchlässigkeitsbereich
nach DIN 18130, Teil 1
> 10-2 sehr stark durchlässig
 10-2 – 10-4  stark durchlässig
 10-4 – 10-6 durchlässig
10-6 – 10-8 schwach durchlässig
< 10-8 sehr schwach durchlässig

Verwendung

Verwendung findet der Durchlässigkeitsbeiwert kf unter anderem bei der Bemessung von

  • Versickerungsanlagen,
  • Brunnen
  • Grundwasserschutzzonen sowie
  • Deponieabdichtungen,
  • im Dammbau,
  • …etc. 

Untersuchung / Bestimmung

Je nach Gegebenheiten und Zweck der Untersuchung kann die Bestimmung der hydraulischen Durchlässigkeit sowohl durch Feldmethoden im Gelände (Pumpversuche, Schluckversuche, etc.), als auch im Labor (Sieblinienauswertung – Bestimmung der Kornverteilung, Permeameter, etc.), oder durch Abschätzung nach Bodenansprache erfolgen.

Da die unterschiedlichen Bestimmungsmethoden jedoch nicht von vergleichbaren Randbedingungen ausgehen, bedarf es eines Bemessungs-kf-Wertes, welcher aus dem Produkt des methodisch ermittelten Kf Wertes und einem Korrekturfaktor hervorgeht. Diese sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2: Korrekturfaktoren zur Festlegung des Bemessungs-Kf-Wertes nach DWA-A 138

Bestimmungsmethode Korrekturfaktor
Abschätzung nach Bodenansprache 1
Sieblinienauswertung (Labor) 0,2
Permeameter (ungestörte Probe, vertikale Probennahme), Labor 1
Feldmethoden 2

weiterführende Literatur:

  • DIN 18130-1: 1998-05: Baugrund, Untersuchung von Bodenproben – Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts – Teil 1: Laborversuche,
  • DWA-A 138, Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser, April 2005.

Benötigen Sie noch weitere Informationen?

Sprechen Sie uns an. Wir beraten Sie gerne. Selbstverständlich führen wir auch alle o.g. Untersuchungen bei uns im eigenen bodenmechanischen Labor durch.

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