Reißner Geotechnik und Umwelt Ingenieurgesellschaft mbh

Transkript

1 Baugrund Boden Grundwasser Reißner Geotechnik und Umwelt Olpe Tel / Hydrogeologisches Gutachten und Überprüfung der Versickerungsfähigkeit des Untergrundes Bauvorhaben: Neubau einer Rettungswache Kreuztaler Straße Wenden, OT Gerlingen Örtlichkeit: Gemarkung Wenden Flur 13 Flurstück 785 Auftraggeber: Kreiswerke Olpe Westfälische straße Olpe Olpe, Berichts-Nr. G3617-Versickerung

2 Reißner Geotechnik und Umwelt Seite 2 von 6 G3617- Versickerung Inhaltsverzeichnis Seite 1. Allgemeine Situation 3 2. Generelle Geologische Situation 3 3. Durchgeführte Untersuchungen 4 4. Auswertung der Geländearbeiten 4 5. Bemessung der Versickerungsanlage 5 6. Abschlussbemerkung 6 Anlagenverzeichnis Anlage 0: Übersichtspläne Anlage 1: Lageplan der Untersuchungspunkte (1:500) Anlage 2: Ergebnisse der kf-wert Berechnungen (Durchlässigkeitsbeiwert) Anlage 3: Anlagen Bemessung und Versickerungsnachweis nach ATV A 138 Anlage 4: Prinzipskizze einer Kiesrigole

3 Reißner Geotechnik und Umwelt Seite 3 von 6 G3617- Versickerung 1. Allgemeine Situation Die Firma Reißner Geotechnik und Umwelt wurde mit hydrogeologischen Untersuchungen in der genannten Örtlichkeit beauftragt. Die Untersuchungen sollen klären, ob das Niederschlagswasser der Dachfläche von ca. 490 m² /2/ vor Ort versickert werden kann. Die geplanten Parkplatzflächen werden in dieser Berechnung nicht berücksichtigt, da hier von einer versickerungsfähigen Oberfläche ausgegangen wird. Das Ursprungsgelände auf dem zu begutachtenden Flurstück fällt in westlicher Richtung ab. Ein Bericht zur Geotechnik und baugrundtechnischer Empfehlung wird in einem gesonderten Bericht zu einem späteren Zeitpunkt nachgereicht. Mit dem Bericht werden die Ergebnisse der Versickerungsuntersuchungen sowie die Bemessung der notwendigen Anlage vorgelegt. Folgende Unterlagen wurden für die Gutachtenerstellung berücksichtigt: /1/ Preußische Geologische Landesanstalt (1930): Geologische Karte von Preußen und benachbarten deutschen Ländern. Blatt 4912 Wenden. (Maßstab 1:25.000), Bearbeiter W. Schmidt. /2/ ARCHITEKTURBÜRO GERHARD ARNS (2016): Übersichtsplan Bv Neubau einer Rettungswache, Wenden-Gerlingen (Maßstab 1:500). Datum /3/ DEUTSCHE VEREINIGUNG FÜR WASSERWIRTSCHAFT, ABWASSER UND ABFALL E.V. (2002): Arbeitsplatz ATV-DVWK-A 138: Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser. Hennef: Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik e.v. (GFA). Die Geländearbeiten wurden am ausgeführt. Der Bericht wird hiermit eingereicht. 2. Generelle Geologische Situation Laut amtlicher Geologischer Karte /1/ liegt das Untersuchungsgebiet im Bereich der Odenspieler-Schichten (Siegener-Stufe, Unterdevon). Es handelt sich um geschieferten oder schaligen, zum Teil gebänderten, Tonschiefer mit sehr unregelmäßig in Bänken und Bankfolgen von Grauwacken und grobkörnigen Arkosen (gebleichter Sandstein). Die Mächtigkeit der Tonschieferfolgen der Odenspieler- Schichten beträgt bis zu 800 m. Hydrogeologisch betrachtet ist das untersuchte Gelände dem Einzugsbereich des Wende-Baches zuzuordnen, der in etwa 1900 Metern westlicher Seite die nächste

4 Reißner Geotechnik und Umwelt Seite 4 von 6 G3617- Versickerung Vorflut bildet. Bei dem Festgestein handelt es sich um einen gering bis mäßig durchlässigen Spaltengrundwasserleiter (Kluftgrundwasserleiter). Ebenfalls grundwasserführend können die kiesigen Abfolgen in Tallage sein. 3. Durchgeführte Untersuchungen Die Versickerungsfähigkeit des Untergrundes wurde an drei Versuchsstellen (DPV1 bis DPV3) geprüft. Die Lage der Versuchspunkte sind der Anlage 1 zu entnehmen. Bei den durchgeführten Versuchen wird die Versickerungsrate gegen die Zeit gemessen. Aus der innerhalb einer messbaren Zeit versickerten Wassermenge wird der Durchlässigkeitsbeiwert berechnet (Anlage 2). Für die abschließende Beurteilung der Versickerungsfähigkeit von Niederschlagswasser ist der Durchlässigkeitsbeiwert von entscheidender Bedeutung. Die ATV-Richtlinie 138 empfiehlt eine Versickerung erst ab kf-werten von > 5,0 x 10 6 m/s /3/. Die Bestimmung des kf-wertes erfolgte über Versickerungsversuche in Sohltiefen von 0,0 2,5 m unter Geländeoberkante (GOK) (vgl. Tab.1 und Anlage 3). 4. Auswertung der Geländearbeiten Wie die Ergebnisse der Anlage 3 zeigen, ist eine Versickerung, ab einer Versickerungstiefe von 2,00 2,50 m u. GOK möglich. Die Angaben beziehen sich auf den Bereich der durchgeführten Untersuchungen (Anlage 1). Für die Auslegung der Versickerungsanlage wurden der ungünstigste k f -Wert auf Höhe von -2,2 m u. GOK des Untersuchungspunktes DPV 3 mit k f = 1,04 E-04 m/s herangezogen. Im Bereich der DPV1 und DPV 2 ist eine Möglichkeit der Versickerung nicht gegeben. Tab. 1: Zusammenfassende Darstellung der Durchlässigkeitsbestimmungen Versuchspunkt DPV1 DPV2 DPV3 Versickerungstiefe in m unter GOK kf-wert Versickerungsmöglichkeit möglich nicht möglich 1,50 1,03 E-06 m/s x 2,50 1,47 E-10 m/s x 1,50 1,92 E-06 m/s x 2,50 1,47 E-10 m/s x 1,50 1,16 E-04 m/s x 2,20 1,04 E-04 m/s x

5 Reißner Geotechnik und Umwelt Seite 5 von 6 G3617- Versickerung 5. Bemessung der Versickerungsanlage Die Berechnungen zur Bemessung der Versickerungsanlage sind in Anlage 3 aufgeführt. Bei der Dimensionierung der Anlage ist nach den Vorgaben der ATV /3/ ein Bemessungsregen, hier von 102,0 l/(s*ha) (D = 45, T = 5 a) zu Grunde zu legen. Als anzusetzender kf-wert wurde mit 1,04 x E-04 m/s der kleinste Durchlässigkeitsbeiwert bei -2,2 m u. GOK des anstehenden Untergrundes auf Höhe der DPV 3 herangezogen (s. Anlage 3 und Tab. 1). In diesem Bereich ist eine Versickerung generell möglich. Bei der Berechnung der Entwässerungsanlage wurde für die Dachflächen ein Abflussbeiwert von ψ = 1 gewählt. Für die zusätzliche Sicherheit in Bezug auf eine Unterdimensionierung der Versickerungsanlage wurde ein Zuschlagsfaktor von f z = 1,15 genommen. Aus diesen Vorgaben ergibt sich eine Versickerung über eine Kiesrigole mit Filterkies der Körnung 16/32 mit einer Länge von 18,5 m. Die Breite wurde jeweils mit 1,5 m und die Tiefe mit 1,0 m angesetzt. Die Dimensionierung der Sickeranlage kann auch der Anlage 3 entnommen werden. Anlage 4 zeigt eine Prinzipskizze des Aufbaus einer Kiesrigole. Die nachfolgende Tabelle 2 gibt eine Übersicht der Dimensionen und gewählten Parameter für den Untersuchungspunkt DPV 3 bei -2,2 m u. GOK. Tab. 2: Rigolen-Variante und Dimensionierung für DPV 1 (-2,5 m u. GOK) Versuchspunkt Dimensionierung m Breite Tiefe Versickerungstiefe m u. GOK kf-wert DPV3 1,5 1,0 2,20 1,04 E-04 m/s rd (0,2) 45 min, 102 l/(s*ha) Rigolenart Bemessungsregen R.- Länge m Rohr-Rigole 18,5 Um eine Verschlämmung dieser Versickerungsanlage zu verhindern, empfehlen wir der Rigole einen Absetz-/Kontrollschacht der Rigole vorzuschalten. Orientierend an den Vorgaben der ATV A 138 für dezentrale Anlagen, ist als Mindestabstand zur Bebauung das 1,5-fache der Baugrubentiefe/ Höhe Unterkellerung und zur Grubenkante 0,5 m einzuhalten. Diese Vorgaben sind beim Bauvorhaben eingehalten. Zusätzlich ist bei der Positionierung der Versickerungsanlage ein Mindestabstand zur Grundstücksgrenze von 3 m einzuhalten /3/. Eine Gefährdung von Dritten und Umwelt kann bei der Niederschlagswasserversickerung ausgeschlossen werden (s. dazu Unschädlichkeitsnachweis der Einleitung unter 6.1 des Antragsschreibens).

6 Reißner Geotechnik und Umwelt Seite 6 von 6 G3617- Versickerung 6. Abschlussbemerkung Bei Rückfragen zu den Befunden vor Ort, die den angegebenen Beschreibungen nicht entsprechen, ist der verantwortliche Baugrundgutachter zu benachrichtigen. Es wird empfohlen, den Bauunternehmer darauf hinzuweisen, dass er verpflichtet ist, bei Angebotsabgabe das Gutachten auf Vollständigkeit hinsichtlich der angefragten Leistungen zu überprüfen. Darüber hinaus hat der Auftragnehmer die Verpflichtung, die Beschreibungen im Rahmen des Möglichen und Zumutbaren auf Plausibilität zu überprüfen und die Übereinstimmung von Baugrund-SOLL und Baugrund-IST ständig zu überwachen und dem Bauherrn bzw. dem Geologen über nicht korrekt beschriebene Bodenverhältnisse zu informieren. Olpe, Anna A. Gräfin von Spee (M.Sc. Geowissenschaften) Dr. Burkhard Reißner (Dipl.-Geologe. Berat.-Ing)

7 D Olpe/Biggesee Tel / Fax 02761/ Maßstab: 1:5.000 Datum: Projektnummer: G3317 Übersichtsplan Anlage 0a Reißner Geotechnik und Umwelt

8 D Olpe/Biggesee Tel / Fax 02761/ Maßstab: 1:1.000 Datum: Projektnummer: G3617 Auszug Flurkarte Anlage 0b Reißner Geotechnik und Umwelt

9 D Olpe/Biggesee Tel / Fax 02761/ Maßstab: 1:1.000 Datum: Projektnummer: G3617 Lageplan, Einzugsgebiet Anlage 0c Reißner Geotechnik und Umwelt

10 Anlage 1 Reißner Geotechnik und Umwelt D Olpe/Biggesee Tel / Fax 02761/ Lageplan DPV1 DPV 1 Versickerungsversuche (vom ) DPV2 x Absetz-/Kontrollschacht DPV3 Projektbezeichnung: Kiesrigole 16/32-Körnung 18,5 m * 1 m * 1,5 m Neubau einer Rettungswache Wenden-Gerlingen Kreuztaler Straße Auftraggeber: Kreiswerke Olpe Westfälische Straße Olpe / Biggesee Plangrundlage: Architekturbüro Gerhard Arns Hauptstraße Wenden Maßstab: 1:500 Datum: Projektnummer: G3616

11 Reißner Geotechnik und Umwelt Olpe Anlage 2.1 Tel. +49/2761/ Fax:+49/2761/64029 Kf-Wert-Berechnung aus DPV 1 (0,5-1,5m) Versuchsnummer Wassermenge Q Zeit der Versickerung Versickerungsstrecke Querschnitt Sondenradius Versickerungsfläche Wassersäule Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Versuch 4 Versuch 5 0,00010 m³ 0,00009 m³ 0,00009 m³ 0,00007 m³ 0,00008 m³ 300,0 s 300,0 s 300,0 s 300,0 s 300,0 s 1,00 m 1,00 m 1,00 m 1,00 m 1,00 m 0,0010 m² 0,0010 m² 0,0010 m² 0,0010 m² 0,0010 m² 0,0178 m 0,0178 m 0,0178 m 0,0178 m 0,0178 m 0,1131 m² 0,1131 m² 0,1131 m² 0,1131 m² 0,1131 m² 2,0 m 2,0 m 2,0 m 2,0 m 2,0 m Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Versuch 4 Versuch 5 1,47E-06 m/s 1,33E-06 m/s 1,33E-06 m/s 1,03E-06 m/s 1,18E-06 m/s

12 Reißner Geotechnik und Umwelt Olpe Anlage 2.2 Tel. +49/2761/ Fax:+49/2761/64029 Kf-Wert-Berechnung aus DPV 1 (1,5-2,5m) Versuchsnummer Wassermenge Q Zeit der Versickerung Versickerungsstrecke Querschnitt Sondenradius Versickerungsfläche Wassersäule Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Versuch 4 Versuch 5 0,000 m³ 300,0 s 1,00 m 0,0010 m² 0,0178 m 0,1131 m² 2,0 m Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Versuch 4 Versuch 5 1,47E-10 m/s

14 Reißner Geotechnik und Umwelt Olpe Anlage 2.4 Tel. +49/2761/ Fax:+49/2761/64029 Kf-Wert-Berechnung aus DPV 2 (1,5-2,5m) Versuchsnummer Wassermenge Q Zeit der Versickerung Versickerungsstrecke Querschnitt Sondenradius Versickerungsfläche Wassersäule Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Versuch 4 Versuch 5 0,00000 m³ 300,0 s 1,00 m 0,0010 m² 0,0178 m 0,1131 m² 2,0 m Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Versuch 4 Versuch 5 1,47E-10 m/s

17 Reißner Geotechnik und Umwelt Olpe-Lütringhausen Anlage 3.1 Tel. +49/2761/ Fax:+49/2761/ Bauvorhaben: Bv. Wurm/Heinrich, Meinerzhagen-Valbert kf-wert: 8,4 x 10-5 m/s auf Höhe DPV2 Bauteil: Rohr-Rigolen-Versickerung für 1 Wohneinheit à 200 m² versiegelte Fläche 1. Regenwassseranfall (Regenspende) Berechnungsgrundlage: Modellrechnung Versickerung (n. ATV 138) Zugrundegelegt wird eine in 5 Jahren einmal auftretende ortsspez. Starkregenspende von 77,5 l/s x ha bei 45 min. Dauer (T = 5 a und D = 45 min). gewählt: Rohr 0,20 m Wandstärke 0,007 m 2. Abflußflächen 3. Berechnung Regenspende N = 102,0 l/s x ha Regenspende N in 60 Minuten 0,0275 m³/m 2 Dauer des Berechnungsregens D = 45,0 min Zufluß zur Versickerungsanlage Q zul = 0,0050 m³/s Summe versiegelter Flächen: m 2 A(red)= 490 m 2 a) Vorgaben Richtung des hydraulischen Gefälles: talwärts nach Nordwesten Breite des Rohr-Rigolen Versickerungssystems b = 1,00 m nutzbare Grabenhöhe h = 1,50 m Speicherkoeffizient (Kies 16/32) = 0,30 wirksame Versickerungsbreite (b + h/2) = 1,75 m Ersatzspeicherkoeffizient s RK = 0,32 Durchlässigkeitsbeiwert k f = 1,04E-04 m/s b) Berechnungen erorderliches Speichervolumen bei T=5 und D=60 : 8,9 m 3 wirksame Versickerungsfläche A = 32,4 m 2 maßgebliche Länge der Rigole L = 18,5 m Versickerungsrate Q s = 0,00168 m³/s vorhandenes Speichervolumen V = 8,9 m 3 Zufluß bei ortspezifischer Regenspende T=5, D= 60: 13,5 m 3 Sicherheit im Speicher : 1,00 > 1,0 (gef. Sicherheit)

18 Reißner Geotechnik und Umwelt An der Eichhardt Olpe Tel. +49/2761/ Fax:+49/2761/64029 Berechnung der maßgeblichen Länge: A red = 490 m² Iterative Berechnung des maßgebenden Niederschlagsereignisses Niederschlagsdauer r D (0,2) Rigolenlänge D l/(s x Ha) L in m D= Wurzel(9 x b x h x s/((b + h/2) x 60 x k f /2) 5 min 315,1 9,1 10 min 236,5 13,0 15 min 194,5 15,2 20 min 166,8 16,6 30 min 131,8 18,0 45 min ,5 60 min 84,2 18,3 L= A red x 10-7 x rd(n) x D x 60/(b x h x s +(b + h/2) x D x 60 x k f /2) 90 min 60,2 16,4 120 min 47,6 14,8 180 min 34,3 12,4 240 min 27,2 10,7 360 min 19,7 8,5 540 min 14,4 6,7 720 min 11,5 5, min 8,5 4, min 7 3, min 5,3 2, min 4 2,1 Für die Bemessung der Rigolenlänge ist der 45-minütige Starkniederschlag mit einer Wiederkehrzeit von 5 Jahren maßgebend Anlage 3.2

19 Rigolenbauwerk Prinzipskizze Anlage 4 Zulauf von Niederschlagswässern Entlüftungsrohr Filterrohr DN 200 filterstabiles Geotextil, gewebt Rigole aus 16/32er Körnung Schacht mit Schlammfang Geologisches Büro Dr. B. Reißner Reißner Geotechnik und Umwelt Olpe/Biggesee 6 Tel /