versickerung regenwasser, marcus richter kastanienweg, klinga
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BAUGRUND◦ERDSTATIK◦HYDROGEOLOGIE
Büro f. Geotechnik ◦Naundorf 24c ◦ 04703 Leisnig
Tel.: 0 34 321 / 62 337 Fax: /62 338 ◦mobil: 0171/ 14 57 193
[email protected]◦www.fundamental-geotechnik.de
HYDROGEOLOGISCHES GUTACHTEN
Bauvorhaben: Versickerung Regenwasser,
Marcus Richter
Kastanienweg, Klinga
Bauherr: Marcus Richter
Manteuffelstr. 12
04425 Taucha
Auftraggeber: dto.
Erstellt: Fundamental – Büro für Geotechnik
Sachbearbeiter: Dipl. Geol. Gerald Weid
Proj.Nr.:20 029
Naundorf, 30.03.2020
Hydrogeol. Gutachten BV Versickerung Richter, Klinga Proj. Nr. 20 029 2
Büro f. Geotechnik
Inhaltsverzeichnis Seite
1 Anlass und Auftrag 3
2 Verwendete Unterlagen 3
3 Feststellungen 3
3.1 Baugelände 3
3.2 Untersuchungsumfang 3
3.3 Geologische Situation 4 3.3.1 Regionaler Zusammenhang 4 3.3.2 Schichtenbeschreibung 4
3.4 Hydrogeologische Verhältnisse 5 3.4.1 Grundwasserstände 5 3.4.2 Durchlässigkeitsbeiwerte 5
4 Hydrogeologische Folgerungen 7
4.1 Beurteilung der Möglichkeit einer Untergrundverrieselung 7
4.2 Fazit 7
5 Ausführung und Bemessung der Versickerungsanlage 8
5.1 Bemessung 8
5.2 Ausführung 8
6 Abschließende Bemerkungen 9
Anlagenverzeichnis Anlagennummer
Profile Rammkernsondierung + Lageplan 1
Auswertung Versickerungsversuch 2
Bemessung Versickerungsanlage 3
Prinzipskizze Versickerungsmulde 4
Hydrogeol. Gutachten BV Versickerung Richter, Klinga Proj. Nr. 20 029 3
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1 Anlass und Auftrag
Herr Richter beabsichtigt den Neubau eines Einfamilienhauses in der Kastanienstraße in
Klinga.
Das anfallende Niederschlagswasser soll auf dem Grundstück versickert werden.
Zur Klärung des Aufbaus und der Beschaffenheit des Baugrundes im Bereich der möglichen
Versickerungsfläche wurde unser Büro von Herrn Richter beauftragt, hydrogeologische
Erkundungen durchzuführen.
Nachfolgend werden die Ergebnisse der Erkundung dargestellt, hydrogeologische
Schlussfolgerungen gezogen und eine Beurteilung der Möglichkeit einer Versickerung
vorgenommen.
2 Verwendete Unterlagen
[1] Geologische Specialkarte des Königreiches Sachsen, Blatt 4741 Naunhof-Otterwisch
M 1: 25 000
[2] Hydrogeologische Grundkarte der Deutschen Demokratischen Republik,
Blatt 1207-1/2 Grimma-Nerchau, M 1 : 50 000
[3] RP Chemnitz – Umweltfachbereich: Merkblatt zu den Anforderungen an den Inhalt von
Anträgen zur dezentralen Abwasserbeseitigung durch Versickerung von vorgereinigtem
häuslichen Abwasser und Hinweise zur Erstellung der Antragsunterlagen
[4] DWA-Regelwerk, Arbeitsblatt A-138, 2005. DWA, Hennef
[5] www.umwelt.sachsen.de
[6] Gemeinde Parthenstein – OT Klinga: Bebauungsplan nach § 13b BauGB „Erweiterung
Kastanienweg“ M 1 : 500, Fassung vom 20.10.2019. Erstellt: Entwurfsatelier T. Larisch,
Leipzig et al.
3 Feststellungen
3.1 Baugelände
Das Grundstück von Herrn Richter befindet sich in der Ortsmitte von Klinga.
Das ebene Grundstück wurde bisher als Garten und Grünland genutzt.
3.2 Untersuchungsumfang
Zur näheren Erkundung des Schichtenaufbaus und der Grundwasserverhältnisse wurde eine
Bohrung im Rammkernverfahren niedergebracht.
Die Lage der Rammkernsondierung kann der Lageskizze (ebenfalls Anlage 1) entnommen
werden.
Zur Bestimmung der Versickerungsrate / Durchlässigkeit der Baugrundschichten wurde
durch den Bauherrn in einem Sickerschurf die Wasserspiegelabsenkung über die Zeit
gemessen.
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Die Auswertung der so gewonnenen Messdaten ist in Anlage 2 dargestellt.
3.3 Geologische Situation
3.3.1 Regionaler Zusammenhang
Geologisch liegt Klinga am nordwestlichen Rande des mittelsächsischen Rhyolithkomplexes
am Übergang zur Leipziger Tieflandsbucht. Rotliegende, vulkanische Gesteine werden
mehrere Meter bis 10er Meter mächtig von quartären und tertiären Bildungen überdeckt.
3.3.2 Schichtenbeschreibung
Mutterboden, Auffüllungen
Im Bereich der Bohrung steht zuoberst humoser Oberboden bis 0,4 m u. GOK an.
Geschiebelehm, Glaziale Kiese
Unter dem Mutterboden folgen bis zur Endeufe von 3,0 m u. GOK gemischtkörnige, bindige
Böden. In diese sind untergeordnet sandige, schluffige bis stark schluffige Kiese
eingeschaltet.
Diese Geschiebelehme wurden als Grund- und Endmoränensedimente während der
quartären Inlandvereisung abgelagert. Die Kiese wurden als Schmelzwassersedimente
gebildet.
Tabelle 1: Schichtenaufbau
Schicht Bezeichnung Mächtigkeit
[m]
Schichtunterkante
[m u. GOK]
Bemerkung
S 1 Mutterboden 0,4 0,4
S 2 Geschiebelehm ≥2,6 Nicht erreicht Gemischtkörnig, bindig
Untergeordnet Kiese
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3.4 Hydrogeologische Verhältnisse
3.4.1 Grundwasserstände
In der hydrogeologischen Karte [2] ist für den Untersuchungsbereich ein saale-1-
nacheiszeitlicher Grundwasserleiter verzeichnet.
Im Pegel Klinga-Großsteinberg sind nach [5] aktuell sehr niedrige Grundwasserstände
festzustellen.
Auch auf dem Grundstück von Herrn Richter wurde zum Zeitpunkt der Erkundungen bis zur
Endteufe von 3,0 m u. GOK (138,6 mNHN) kein Grund- oder Schichtwasser angetroffen.
In [5] ist für die nächstgelegenen Grundwassermessstellen „47410172 Klinga, Schule“ und
„47413502 Klinga/04683“ für die Messzeiträume 1940 bis 1953 bzw. 1958 bis 1989 jedoch
ein mittlerer, höchster Grundwasserstand von 140,6 mNHN (ca. 1,0 m u. GOK) ausgewiesen.
3.4.2 Durchlässigkeitsbeiwerte
- Versuchsdurchführung
Da nach der Bohrung absehbar war, dass die unter dem Mutterboden anstehenden Böden
keine ausreichende Durchlässigkeit aufweisen, wurde der Versickerungsversuch im
Mutterboden durchgeführt.
Zur Ermittlung des Durchlässigkeitsbeiwertes (kf) wurde durch denBauherrn eine Sickergrube
mit einer Tiefe von 0,4 m ausgehoben. Nach Sättigung durch eine erste Befüllung wurde
nach zweiter Befüllung die Wasserspiegelabsenkung über die Zeit gemessen.
- Auswertung
Nach [4] kann der kf-Wert nach folgendem Rechengang ermitttelt werden:
Gesetz von DARCY:
Q = kf * A * i mit: Q = Durchfluss = Versickerungsleistung [m³/s]
i = hydraulisches Gefälle [m/m]
A = durchströmte Fläche [m²]
kf = Durchlässigkeitsbeiwert [m/s]
Q errechnet sich aus dem versickernden Volumen und der Versickerungszeit zu:
Q = V / t mit: V = in der Zeit t versickerndes Wasservolumen [m³]
t = Versickerungszeit [s]
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Die Fläche A ergibt sich aus
A = AG + AS mit: AG = Grundfläche des Schurfes [m²]
AS = mittlere benutzte Seitenfläche des Schurfes [m²]
AG wiederum ist bestimmt durch
AG = L * B
und AS durch
AS = 2 (L+B) * [Wend + (Wanf-Wend)/2].
Der kf-Wert errechnet sich somit wie folgt:
L * B * (Wanf-Wend)
kf =
i * t {L*B+[2*(L+B)*(Wend+(Wanf-Wend)/2)]}
Auf Grund des großen Grundwasserabstandes kann i näherungsweise zu 1 gesetzt werden.
Die Auswertung der Messergebnisse nach dem eben dargestellten Rechengang findet sich in
Anlage 2.
- Ergebnisse
Es wurden folgender Durchlässigkeitsbeiwert bzw. spezifische Absenkzeit bestimmt:
Versuch kf-Wert [m/s] Spez. Absenkzeit
[min/cm]
Mittelwert 1. Messreihe 2,98 x 10-5 2,07
Mittelwert 2. Messreihe 2,33 x 10-5 2,50
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4 Hydrogeologische Folgerungen
4.1 Beurteilung der Möglichkeit einer Untergrundverrieselung
- Durchlässigkeit des anstehenden Bodens
Nach DWA-A 138 liegt der versickerungstechnisch relevante Bereich zwischen
Durchlässigkeitsbeiwerten von kf= 1,0 x 10-6 m/s und kf = 1,0 x 10-3 m/s.
Der festgestellte kf-Wert des Mutterbodens liegt innerhalb des zulässigen Bereiches.
- Abstand zum Grundwasser
Nach DWA-A 138 sollte der Abstand zwischen Sohlfläche der Sickeranlage und dem
mittleren, höchsten Grundwasserstand (Mächtigkeit Sickerraum) grundsätzlich mindestens
1,0 m betragen, bei unbedenklichen Niederschlagsabflüssen und längerer Aufenthaltszeiten
des Sickerwassers im Untergrund bei geringerer Durchlässigkeit kann eine Mächtigkeit des
Sickerraumes von < 1,0 m vertreten werden.
Die Unterkante des Mutterbodens liegt auf einer Höhe von 141,3 mNHN. Wird die
Unterkante einer Versickerungsmulde auf dieser Höhe eingeordnet, verbleibt eine
Mächtigkeit des Sickerraumes von 0,7 m zum mittleren, höchsten Grundasserstand von
140,6 mNHN.
4.2 Fazit
Die Durchlässigkeit im Mutterboden ist als ausreichend zu beurteilen.
Zur Versickerung sollen die Niederschlagswässer der Dachfläche kommen. Diese sind unserer
Ansicht nach hinsichtlich der stofflichen Belastung als unbedenklich zu bewerten.
Außerdem bewirkt die längere Auftenthaltszeit in den geringer durchlässigen Böden eine
eine erhöhte Reinigungswirkung.
Die etwas verringerte Mächtigkeit des Sickerraumes kann deshalb vertreten werden.
Eine Versickerung ist aus hydrogeologischer Sicht somit möglich.
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5 Ausführung und Bemessung der Versickerungsanlage
5.1 Bemessung
Die Bemessung der Versickerungsanlage für das Niederschlagswasser wurde nach dem
Rechengang der DWA-A 138 vorgenommen. Es wurden die Regenspenden für ein 5-jähriges
Regenereignis zu Grunde gelegt.
Die weiteren in Ansatz gebrachten Eingangswerte, der Rechengang sowie die Ergebnisse sind
in Anlage 3 dargestellt.
Folgende Muldenabmessungen wurden ermittelt.
Tabelle 2: Ermittelte Muldenabmessungen
Länge/Breite
OK Becken
[m]
Länge/Breite
Sohlfläche
[m]
Sohltiefe
[m]
Einstauhöhe
[m]
V erf
[m³]
V vorh
[m³]
7,7 / 5,4 6,5 / 4,2 0,3 0,25 7,3 8,2
5.2 Ausführung
Bei einer Versickerungsmulde wird gereinigtes Schmutzwasser in ein flaches Becken geleitet.
In Anlage 4 ist der Aufbau der Versickerungsmulde in einer Prinzipskizze (entnommen aus
der DIN 4261-5) dargestellt.
Hierzu ist folgendes zu erläutern:
Der Abstand zwischen der Sohle der Mulde und der natürlichen Geländeoberfläche ist den
örtlichen Gegebenheiten anzupassen und sollte 0,2 m bis 0,3 m betragen. Um die für die
dauerhafte Versickerung erforderliche Wurzelzone zu schaffen, muss der Boden unter der
geplanten Muldensohle noch 0,2 m tiefer ausgehoben und dann locker wieder aufgefüllt
werden.
Nach Fertigstellung ist Rasen einzusäen. Die Vegetation der Mulde ist zu pflegen.
Die Einleitung des biologisch aerob behandelten Schutzwasser sollte erst erfolgen, wenn sich
eine stabile und flächendeckende Wurzelschicht entwickelt hat.
Zwischen dem Einlauf in die Mulde und der Muldensohle muss ein Abstand von mindestens
0,1 m vorhanden sein. Am Einlauf der Mulde ist ein Erosionsschutz (z.B. eine Steinschüttung)
erforderlich.
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6 Abschließende Bemerkungen
Das Gutachten ist nur in seiner Vollständigkeit verbindlich.
Für Rückfragen stehen wir gerne zur Verfügung.
Für das Gutachten
Gerald Weid (Dipl.Geol.)
RKS 1
141,62 mNHN
0.35 (141.27)
MutterbodenMu
0.60 (141.02)
Schluff, sandig, kiesig,braungrau
1.00 (140.62)
Kies, sandig, schluffig- stark schluffig, braun
1.40 (140.22)
Schluff, stark sandig,kiesig, braun
2.50 (139.12)
Schluff, tonig, starksandig, kiesig, braun
3.00 (138.62)
Sand, stark schluffig,tonig, schwach kiesig,braun
zugefallen bei 2,55 m, darüber kein Wasser
Legende
festMu
halbfest - fest
halbfest
breiig
dicht
tonig (t)
Schluff (U)
schluffig (u)
Sand (S)
sandig (s)
Kies (G)
kiesig (g)
Mutterboden (Mu)Mu
RKS 1Sickerschurf
Lageskizze
Versickerung
Richter, Klinga
Projekt Nr. 20 029
Anlage 1Büro f. Geotechnik
Tel. 034321/ 62 337
Erstellungsdatum: 25.03.20 Bearbeiter: Weid/Leuschner
Projekt:
Zeichnung:Profil RKS 1Naundorf 24 c
Funk: 0171 / 14 57 193
04703 Leisnig
Auftraggeber:
www.fundamental-geotechnik.de04425 [email protected]
Marcus RichterManteuffelstr. 12
Sickergrube 1: L[m] = 0,6 B [m] = 0,6 T [m] = 0,4
Versuchsdurchführung: Herr Richter 13.03.2020
1.Messreihe - Messwerte mit Auswertung (n. "Merkblatt RP Chemnitz-Umweltfachbereich", Anlage 2, Stand Jan. 05)
Versuchszeit Wasserstand delta t delta h Zähler Nenner Durchlässigkeitsbeiwert kf spez. Absenkzeit
[s] [m] [s] [m] [m/s] [min/cm]
0 0,4000 0 0,0000 0 0,00 0,00E+00 0
600 0,2850 600 0,1150 0,0414 709,20 5,84E-05 0,87
1200 0,2250 600 0,0600 0,0216 583,20 3,70E-05 1,67
1800 0,1900 600 0,0350 0,0126 514,80 2,45E-05 2,86
2400 0,1550 600 0,0350 0,0126 464,40 2,71E-05 2,86
3000 0,1300 600 0,0250 0,009 421,20 2,14E-05 4,00
3600 0,1100 1200 0,0450 0,0162 813,60 1,99E-05 4,44
Mittelwert über die gesamte Versuchsdauer:
0 0,4000 0 0,0000 0 0,00 0,00E+00 0,00
3600 0,1100 3600 0,2900 0,1044 3499,20 2,98E-05 2,07
www.fundamental-geotechnik.de 20 029 Auswertung Versickerung Richter, Klinga.xlsx Anlage 2 Blatt 1 30.03.2020
Sickergrube 1: L[m] = 0,6 B [m] = 0,6 T [m] = 0,4
Versuchsdurchführung: Herr Richter 13.03.2020
2.Messreihe - Messwerte mit Auswertung (n. "Merkblatt RP Chemnitz-Umweltfachbereich", Anlage 2, Stand Jan. 05)
Versuchszeit Wasserstand delta t delta h Zähler Nenner Durchlässigkeitsbeiwert kf spez. Absenkzeit
[s] [m] [s] [m] [m/s] [min/cm]
0 0,4000 0 0,0000 0 0,00 0,00E+00 0
600 0,3000 600 0,1000 0,036 720,00 5,00E-05 1,00
1200 0,2650 600 0,0350 0,0126 622,80 2,02E-05 2,86
1800 0,2300 600 0,0350 0,0126 572,40 2,20E-05 2,86
2400 0,2050 600 0,0250 0,009 529,20 1,70E-05 4,00
3000 0,1800 600 0,0250 0,009 493,20 1,82E-05 4,00
3600 0,1600 1200 0,0450 0,0162 957,60 1,69E-05 4,44
Mittelwert über die gesamte Versuchsdauer:
0 0,4000 0 0,0000 0 0,00 0,00E+00 0,00
3600 0,1600 3600 0,2400 0,0864 3715,20 2,33E-05 2,50
www.fundamental-geotechnik.de 20 029 Auswertung Versickerung Richter, Klinga.xlsx Anlage 2 Blatt 2 30.03.2020
Ermittlung erforderliches Beckenvolumen für maßgebendes Regenereignis n. DWA-A 138
1. Eingangswerte
Befestigte Fläche (Hausdach + Garage) Ae w+g 160 m² aus [5]
Abflussbeiwert: Y 0,9 [-] n. DWA A-138
angeschlossene, undurchlässige Fläche: Ae w+g * Y = Au w+g 144,0 m²
Befestigte Fläche (Zufahrt/Stellplätze/Terrasse) Ae z+St 0 m² aus [5]
Abflussbeiwert: Y 0,5 [-] n. DWA A-138
angeschlossene, undurchlässige Fläche: Ae z+Stw * Y = Au z+st 0,0 m²
undurchlässige Fläche gesamt Au ges 144,0 m²
Durchlässigkeitsbeiwert der gesättigten Zone: kf 2,30E-05 [m/s]
Zuschlagsfaktor fz 1,2 - n. DWA A-117
Abminderungsfaktor fA 1 -
2. gewähltes Beckenvolumen / gewählte Beckenfläche
Rechteckbecken (umgekehrter Pyramidenstumpf)
Länge Beckensohle ls = 6,5 m
Breite Beckensohle bs= 4,2 m
gewählte Sohlfläche : 27,30 m²
Tiefe z = 0,30 m
Böschungsneigung 1 : m mit m = 2,0
Länge OK Böschung lo = ls + 2 z m= 7,7 m
Breite OK Böschung bo= bs + 2 z m = 5,4 m
Fläche Außenkanten Becken: 41,58 m²
V = 1/3 x z x [ls x bs + (ls x bs x lo x bo)exp1/2 + lo x bo]
V = 10,3 m³
Einstauhöhe gewählt z' = 0,25 m
Böschungsneigung 1 : m
www.fundamental-geotechnik.de 20 029 Bemessung Versickerungsmulde Regenwasser Richter, Klinga.xlsx Anlage 3 Blatt 1
Ermittlung erforderliches Beckenvolumen für maßgebendes Regenereignis n. DWA-A 138
m = 2,0
Länge OK Böschung lo = ls + 2 z' m = 7,5 m
Breite OK Böschung bo= bs + 2 z' m = 5,2 m
Volumen bei gewählter Einstauhöhe = 8,2 m³
Versickerungsfläche: ABeckensohle = 27,30 m²
Awassersp. Einstau = 39,00 m²
As,m = 33,15 m²
Versickerungsrate Qs = As,m x kf/2 = 3,81E-04 [m³/s]
3. Ermittlung erforderl. Speichervolumen
Verf = (Qzu - Qs) x D x 60 x fZ x fA
D rD(0,2) Qzu = 10-7
*rD(n) * (Au + As,m) Verf
[min] [l/(s*ha)] [m³/s] [m³]
(aus KOSTRA-Atlas)
15 368,6 6,53E-03 6,6
20 230,6 4,09E-03 5,3
30 175,3 3,11E-03 5,9
45 144,4 2,56E-03 7,1
60 109,9 1,95E-03 6,8
90 83,6 1,48E-03 7,1
120 68,9 1,22E-03 7,3 < Vvorh = 8,2 m³ erfüllt!
180 50,4 8,93E-04 6,6
240 40,4 7,16E-04 5,8
300 29,5 5,23E-04 3,1
540 23,6 4,18E-04 1,4
720 17,3 3,06E-04 -3,9
1080 12,6 2,23E-04 -12,3
1440 10,1 1,79E-04 -21,0
2880 7,4 1,31E-04 -51,9
4320 6,1 1,08E-04 -85,0
www.fundamental-geotechnik.de 20 029 Bemessung Versickerungsmulde Regenwasser Richter, Klinga.xlsx Anlage 3 Blatt 2
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1
2
ca
. 0
,2 m
4
3
ca. 0,2 m - 0,3 m
5
3 Sohle
4 Ausschachtungsbereich
5 Geländeoberkante
6 Höchster Grundwasserstand (HGW)
1 Oberboden (Mutterboden) natürlich anstehend
2 Oberboden, wieder eingebaut>
0,3
m
6
Versickerung
Richter, Klinga
Projekt Nr. 20 029
Anlage 4Büro f. Geotechnik
Tel. 034321/ 62 337
Erstellungsdatum: 25.03.20 Bearbeiter: Weid/Leuschner
Projekt:
Zeichnung:
Prinzipskizze Versickerungsmulde (n. DIN 4261-5)Naundorf 24 c
Funk: 0171 / 14 57 193
04703 Leisnig
Auftraggeber:
www.fundamental-geotechnik.de04425 [email protected]
Marcus RichterManteuffelstr. 12