Måling af jordens nedsivningsevne (K-værdi)

 

Måling af jordens nedsivningsevne (K-værdi)

K-værdien i jorden er den vandhastighed, som vandet kan nedsive med i den aktuelle jord, hvori faskinen skal placeres. Denne værdi er let at måle.

Den enkle metode til at finde jordtypen:


    1. Med et pælebor graves et 1 meter dybt hul på det sted, hvor faskinen ønskes placeret.
    2. Hullet fyldes med vand, og jorden mættes – efter 5 minutter genfyldes hullet.
    3. Efter 15 minutter måles, hvor meget vandstanden er faldet:
        ♦ Er vandet helt forsvundet, er der tale om groft sand  (K-værdi = 1 x 10-3 m/sek.).
        ♦ Er vandstanden faldet med mindst 10 cm, er der tale om fint sand (K-værdi = 1 x 10-4 m/sek.).
        ♦ Er vandstanden faldet med mindst 1 cm, er der tale om silt  (K-værdi = 1 x 10-5 m/sek.).
    4. Er vandstanden ikke faldet efter 15 minutter, måles med et større tidsinterval:
        ♦ Er vandstanden kun faldet med 1 cm efter 1 time, er der tale om sandet ler  (K-værdi = 1 x 10-6 m/sek.).
        ♦ Varer det 5 timer eller mere for vandstanden at falde 1 cm, er der tale om siltet ler  (K-værdi = 1 x 10-7 m/sek.).
    5. Ud fra den målte nedsivningshastighed kan man derefter ved hjælp af nedenstående tabel dimensioner, hvor stor den aktuelle faskine bør være.


Så mange blokke skal der bruges:

 Afvandingsareal: 100 m2
 Jordtype K-værdi Længde af faskine ved...
– hele BIO-BLOK®elementer – halve BIO-BLOK®elementer
 Groft sand 1 x 10-3 1,08 m  =  2 stk. 2,16 m  =  2 stk.
 Fint sand 1 x 10-4 3,24 m  =  6 stk. 4,32 m  =  4 stk.
 Fint jord (silt) 1 x 10-5 6,48 m  =  12 stk. 10,80 m  =  10 stk.
 Sandet ler 1 x 10-6 10,48 m  =  20 stk. 18,36 m  =  17 stk.
 Siltet ler 1 x 10-7 16,20 m  =  30 stk. 30,24 m  =  28 stk.
Alle værdier er cirka-værdier.

Et par lidt mere komplicerede metoder til beregning af nedsivningsevnen:

  • Der graves et hul i den dybde og placering, som faskinen skal være i – f.eks. 0,5 x 0,5 m. Samlet areal = 0,5 x 0,5 = 0,25 m2
  • Inden testen kan gennemføres, skal jorden vandmættes. Hullet fyldes derefter med vand i f.eks. 0,5 meters dybde. Vandmængden = 0,5 x 0,5 x 0,5 = 0,125 m3
  • Herefter kan man måle det vand, som er forsvundet pr. tidsenhed. Vandet kunne f.eks. være væk i løbet af 1 time svarende til 3.600 sek.
  • Herefter kan K-værdien beregnes. K = m3 / (m2 x sek.) = m/sek.
  • K = 0,125 / (0,25 x 3.600) = 1,4 x 10-4 m/sek.
Denne værdi kan herefter anvendes til dimensionering af den aktuelle faskine.

Alternativt kan K-værdien måles med et infiltrometer. Med dette redskab kan jordens evne til at modtage det nedsivende vand testes, og herefter kan man beregne , hvor mange liter vand der kan nedsives pr. m2 pr. døgn.

Resultatet fra en måling med et infiltrometer kunne eksempelvis være på 5 l/m2 x døgn. Dette resultat skal omregnes til en K-værdi, som måles i m/sek. Denne omregning fås ved at gange resultatet med en faktor 500, samtidig med at måleresultatet er angivet i m3.

K = 0,005 x 500 / 1 x 24 x 60 x 60 = 2,8 x 10-5 m/sek

En faktor 1000 anvendes kun ved optimale nedsivningsforhold, dvs. faskinens placering er langt over grundvandsspejlet.

Oplysninger og eventuelt køb af infiltrometer kan ske ved henvendelse til Tønder Beton på tlf.: 74 72 17 33.

Ved mange og store faskiner bør jordens nedsivningshastigheden (K-værdien) altid måles, da dette giver en mere sikker dimensionering af den aktuelle faskine.

Test af jordens nedsivningsevne

Undersøgelser af jordens egnethed til nedsivning kan foregå på to måder:
  • Analyse af sigtekurve
  • Infiltrationsprøve
Analyse af sigtekurve

Med udgangspunkt i en sigtekurve for en aktuel jord er det muligt at bestemme den hydrauliske ledningsevne empirisk. Den mest anvendte formel er Hazens formel:

     K = 116 x 10-4 x d102

d10 er kornstørrelsen i mm defineret som maskevidde af en sigte, der slipper 10 vægtprocent af prøve igennem (materiale med diameter større end 20 mm sorteres fra på forhånd). Ulempen er, at en jordprøve ikke er repræsentativ for et større område, og at sådanne empiriske formler er behæftet med stor usikkerhed.


Infiltrationsprøve

Metoden bygger på sammenhæng mellem synkehastigheden for rent vand (regnvand) i et prøvehul og jordens infiltrationsevne. Infiltrationsprøver benyttes til at bestemme en jordtypes hydrauliske lednignsevne.

Prøvehul
Der udgraves mindst to prøvehuller ved den forventede bund af faskinen for regnvand. Hullerne skal være mindst 0,25 m x 0,25 m og mindst 0,3 m dybe. Hullerne skal ligge mindst 5 m fra hinanden.


Udformning af prøvehul

Vandmætning af jorden
 

  • Før infiltrationstesten kan gennemføres, skal jorden vandmættes. I bunden af hullet lægges ca. 0,05 m grus. Derefter fyldes der vand i hullet, så det står mindst 0,2 m over gruslaget. Hullet holdes derefter fyldt i ca. 30 minutter.
  • Vandtilførslen afbrydes, og vandets synkehastighed måles.
  • Hvis vandspejlet synker mindre end 0,2 m på 15 minutter, kan vandmætningen afsluttes, og infiltrationsprøven kan gennemføres.
  • Hvis vandspejlet synker mere end 0,2 m på 15 minutter, skal vandmætningen fortsætte ind til synkehastigheden er næsten konstant. I praksis sker dette ved at måle synkehastigheden med ca. 30 minutters mellemrum. Når differencen på synkehastigheden i to efterfølgende måleperioder er mindre en ca. 0,005 m, kan vandmætningen afsluttes.
Måling af infiltrationsevnen
  • Vandniveauet i hullet justeres, så det står 0,15 m over gruset i bunden.
  • Der lægges en retskinne over hullet og herfra måles nedstik til vandoverflade.
  • Nu bestemmes, hvor langt vandet synker på f.eks. 10 minutter (andre tider kan anvendes afhængigt af synkehastigheden).
  • Derefter omregnes synkehastigheden til m/s.
  • Synkehastigheden i m/s er jordens infiltrationskapacitet for rent vand.
  • Ved fastlæggelse af jordens infiltrationsevne skal den dårligste (mindste) af de målte infiltrationsevner bruges.
Eksempel
Infiltrationstesten for to forskellige prøver angiver, at vandet synker 50 mm på 10 minutter i prøve 1 og 60 mm på 10 minutter i prøve 2.

Synkehastigheden for regnvand i prøve 1 i mm pr. sekund bliver så:

50 mm / 10 min. x 60 sek. = 0,0833 mm/s = 8,3 x 10-5 m/s

og synkehastigheden for regnvand i prøve 2 i mm pr. sekund bliver:

60 mm / 10 min. x 60 sek. = 0,100 mm/s = 10-4 m/s

Den hydrauliske ledningsevne, som skal benyttes til dimensionering af et nedsivningsanlæg for regnvand er den mindste af de to værdier for hele anlæggest, altså 8,3 x 10-5 m/s.



Kilde til Test af jordbundens evne til nedsivning:
Nedsivning af regnvand i faskiner
Rørcenter-anvisning 009
Juni 2005