Mätning av jordens infiltrationsförmåga (K-värde)

 

Mätning av jordens infiltrationsförmåga (K-värde)

K-värdet i jorden är ett mått på hur snabbt vattnet kan sippra ned i den aktuella jorden där dagvattensystemet ska placeras. Detta värde är lätt att mäta.

Så här enkelt tar du reda på jordtypen:

1.   Använd en jordborr och gräv ett 1 meter djupt hål där du vill placera dagvattensystemet.
2.   Fyll hålet med vatten så att jorden mättas och fyll sedan på med mer vatten efter 5 minuter.
3.   Efter 15 minuter mäter du hur mycket vattennivån har sjunkit:
  ♦  Om vattnet har försvunnit helt är jordtypen grov sand
(K-värde = 1 x 10-3 m/sek.).
  ♦  Om vattennivån har sjunkit minst 10 cm är jordtypen fin sand
(K-värde  = 1 x 10-4 m/sek.).
  ♦  Om vattennivån har sjunkit minst 1 cm är jordtypen silt
(K-värde = 1 x 10-5 m/sek.).
4.   Om vattennivån inte har sjunkit alls efter 15 minuter ska du vänta längre:
  ♦  Om vattennivån endast har sjunkit 1 cm efter 1 timme är jordtypen sandig lera
(K-värde = 1 x 10-6 m/sek.).
  ♦  Om det tar 5 timmar eller mer för vattennivån att sjunka 1 cm är jordtypen siltig lera 
(K-värde = 1 x 10-7 m/sek.).
5.   Utifrån den uppmättta infiltrationshastigheten kan man sedan bestämma hur stort det aktuella dagvattensystemet ska vara med hjälp av nedanstående tabell.

Så här många moduler ska användas:

  Avledningsareal: 100 m2
 Jordart K-värde Längd på dagvattensystemet vid...
– hela BIO-BLOK®-moduler – halva BIO-BLOK®-moduler
 Grov sand 1 x 10-3 1,08 m  =  2 stk. 2,16 m  =  2 st.
 Fin sand 1 x 10-4 3,24 m  =  6 st. 4,32 m  =  4 st.

 Silt

1 x 10-5 6,48 m  =  12 st. 10,80 m  =  10 st.
 Lera / sand 1 x 10-6 10,48 m  =  20 st. 18,36 m  =  17 st.
 Lera / silt 1 x 10-7 16,20 m  =  30 st. 30,24 m  =  28 st.
Alla värden är ungefärliga.

 
Några lite mer komplicerade metoder för att beräkna infiltrationsförmågan:

♦    Gräv ett hål med det djup och den placering som dagvattensystemet ska ha – t.ex. 0,5 x 0,5 m. Total area = 0,5 x 0,5 = 0,25 m2
♦    Innan testet kan gemomföras måste jorden mättas med vatten. Fyll sedan hålet med vatten, t.ex. 0,5 meter djupt. Vattenvolymen = 0,5 x 0,5 x 0,5 = 0,125 m3
♦    Sedan kan man mäta hur mycket vatten som försvinner per tidsenhet. Vattnet skulle t.ex. kunna försvinna inom loppet av 1 timme, dvs. 3 600 sekunder.
♦    Sedan kan K-värdet beräknas. K = m3 / (m2 x sek.) = m/sek.
          K = 0,125 / (0,25 x 3.600) = 1,4 x 10-4 m/sek.

Detta värde kan sedan användas till dimensionering av det aktuella dagvattensystemet.

Alternativt kan K-värdena mätas med en infiltrometer. Detta instrument används för att testa jordens förmåga att suga upp det nedsipprande vattnet och sedan kan man beräkna hur många liter vatten som kan infiltreras per m2 per dygn.

Resultatet från en mätning med en infiltrometer kan exempelvis vara 5 l/m2 per dygn. Detta resultat ska räknas om till ett K-värde som mäts i m/sek. Denna omräkning får man genom att multiplicera resultatet med en faktor på 500 samtidigt som mätresultatet anges i m3.

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

En faktor på 1 000 används endast vid optimala infiltrationsförhållanden, dvs. när dagvattensystemet är placerat högt ovanför grundvattennivån.

Om du vill ha mer information och eventuellt köpa en infiltrometer kan du kontakta Tønder Beton på tel: +45 74 72 17 33.

Vid många och stora dagvattensystem bör jordens infiltrationshastighet (K-värdet) alltid mätas eftersom detta ger en säkrare dimensionering av det aktuella dagvattensystemet.


Test av jordens infiltrationsförmåga

Undersökningar av jordens lämplighet för infiltration kan utföras på två sätt:
 
♦    Analys av siktkurva
♦    Infiltrationsprov

 
 

Analys av siktkurva

Med utgångspunkt i en siktkurva för den aktuella jorden är det möjligt att bestämma den hydrauliska ledningsförmågan empiriskt. Den mest använda formeln är Hazens formel:

     K = 116 x 10-4 x d102

d10 är kornstorleken i mm definierat som hålvidden på en jordsikt som släpper igenom 10 viktprocent av provet (material med en diameter större än 20 mm sorteras bort på förhand). Nackdelen är att ett jordprov inte är representativt för ett större område och att sådana här empiriska formler är mycket osäkra.



Infiltrationsprov

Metoden bygger på sambandet mellan hur lång tid det tar för rent vatten (regnvatten) att sjunka i ett provhål och jordens infiltrationsförmåga. Infiltrationsprover används för att bestämma jordtypens hydrauliska ledningsförmåga.

Provhål
Gräv minst två provhål vid dagvattensystemets förväntade botten. Hålen ska vara minst 0,25 m x 0,25 m och minst 0,3 m djupa. Hålen ska ligga minst 5 m från varandra.


Utformning av provhål 

Vattenmättning av jorden

Mätning av infiltrationsförmågan

♦    Justera vattennivån i hålet så att det är 0,15 m vatten över gruset på botten.
♦    Lägg ett vattenpass över hålet och mät avståndet till vattenytan härifrån.
♦    Nu ska du mäta hur mycket vattnet sjunker på t.ex. 10 minuter (andra tider kan användas beroende på hur snabbt det går).
♦    Räkna sedan om sjunkhastigheten till m/s.
♦    Sjunkhastigheten i m/s är jordens infiltrationskapacitet för rent vatten.
♦    När du fastställer jordens infiltrationsförmåga ska det sämsta (lägsta) infiltrationsprovet användas.

 


Exempel
Infiltrationsprovet i två olika tester anger att vattnet sjunker 50 mm på 10 minuter för prov 1 och 60 mm på 10 minuter för prov 2.

Dagvattnets sjunkhastighet i prov 1 i mm per sekund blir därför:

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

och dagvattnets sjunkhastighet i prov 2 i mm per sekund blir:

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

Den hydrauliska ledningsförmågan som ska användas till dimensionering av en infiltrationsanläggning för dagvatten är det minsta av de två värdena för hela anläggningen, dvs. 8,3 x 10-5 m/s.



Källa till Test av jordens infiltrationsförmåga:
Nedsivning af regnvand i faskiner
Rørcenter-anvisning 009
Juni 2005

 

♦    Innan infiltrationsprovet kan genomföras måste jorden mättas med vatten. Lägg ca 0,05 m grus längst ned i hålet. Fyll sedan på med vatten så att det står minst 0,2 m över gruslagret. Fyll sedan hålet med vatten i ca 30 minuter.
♦    Avbryt vattentillförseln och mät hur snabbt vattnet sjunker.
♦    Om vattennivån sjunker mindre än 0,2 m på 15 minuter kan du avsluta mättningen av jorden och genomföra infiltrationsprovet.
♦    Om vattennivån sjunker mer än 0,2 m på 15 minuter fortsätter du att mätta jorden med vatten tills vattnet börjar sjunka med en konstant hastighet. I praktiken görs detta genom att man mäter hur snabbt vattnet sjunker med ca 30 minuters mellanrum. När sjunkhastighetens skillnad är mindre än 0,0005 m under två efterföljande mätperioder kan du sluta att mätta jorden med vatten.