Versickerung Regenwasser, Marcus Richter Kastanienweg, Klinga

BAUGRUND◦ERDSTATIK◦HYDROGEOLOGIE

Büro f. Geotechnik ◦Naundorf 24c ◦ 04703 Leisnig

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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


Büro f. Geotechnik

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.


Büro f. Geotechnik

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.


Büro f. Geotechnik

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

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