Versickerungsmulde berechnen: Volumen nach ATV-A 138 Formel für stark durchlässigen Boden?

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Die Berechnung des Volumens einer Versickerungsmulde nach ATV-A 138 kann bei stark durchlässigen Böden zu unerwarteten Ergebnissen führen, wenn der verwendete kf-Wert (Durchlässigkeitsbeiwert) sehr hoch ist.

Ich empfehle, die Formel und die eingesetzten Werte sorgfältig zu prüfen. Achten Sie besonders auf die korrekte Einheit des kf-Wertes (m/s) und stellen Sie sicher, dass alle anderen Parameter (Au, As, rDn, D, fz) ebenfalls in den passenden Einheiten vorliegen.

Es ist ratsam, die Berechnung von einem erfahrenen Ingenieur oder einem Fachbüro für Entwässerungstechnik überprüfen zu lassen. Diese können die spezifischen Gegebenheiten vor Ort berücksichtigen und gegebenenfalls alternative Berechnungsansätze vorschlagen.

👉 Handlungsempfehlung: Lassen Sie die Berechnung von einem Fachmann überprüfen und ziehen Sie alternative Berechnungsansätze in Betracht, um plausible Ergebnisse zu erhalten.

KI-Analyse (DeepSeek)

Der Sachverhalt beschreibt ein typisches Problem bei der Anwendung der ATV-A 138 Formel zur Berechnung des erforderlichen Speichervolumens einer Versickerungsmulde. Der Nutzer stellt fest, dass bei einem hohen kf-Wert von 5*10^-3 m/s der Term (Au+As) * (10^-7) * rDn - As * kf/2 negativ wird, was zu einem negativen Volumen führt. Dies ist ein klares Indiz für eine Fehlinterpretation der Formel oder eine falsche Anwendung der Parameter.

❌ Widerspruch: Die Aussage, dass die Formel bei stark durchlässigen Böden keine sinnvollen Ergebnisse liefert, ist fachlich nicht korrekt. Die ATV-A 138 Formel ist für alle Bodenarten gültig, sofern die korrekten Eingabeparameter verwendet werden. Ein negatives Volumen bedeutet nicht, dass die Formel falsch ist, sondern dass die gewählte Regenspende (rDn) oder die Dauer (D) nicht zur gegebenen Durchlässigkeit passen. Bei sehr hohen kf-Werten ist die Versickerungsleistung so groß, dass ein Speichervolumen von Null oder nahe Null ausreicht, da das Wasser schneller versickert als es zufließt.

➕ Ergänzung: Der Nutzer sollte die Berechnung mit einer kürzeren Regendauer (D) oder einer geringeren Regenspende (rDn) wiederholen. Die Formel ist dimensionsabhängig: Der Faktor 10^-7 dient der Einheitenumrechnung, und der Term As*kf/2 repräsentiert die Versickerungsrate während des Regenereignisses. Bei kf=5*10^-3 m/s ist dieser Term so dominant, dass die Formel nur für sehr kurze, intensive Regenereignisse ein positives Volumen ergibt. Ein Grenzwert für stark durchlässige Böden existiert nicht, wohl aber eine praktische Grenze, ab der die Mulde als reine Versickerungsfläche ohne Speicher dimensioniert werden kann.

🔴 Gefahr: Die Gefahr besteht darin, dass der Nutzer aufgrund des negativen Ergebnisses die Formel verwirft und eine falsche Dimensionierung vornimmt. Ein zu groß dimensioniertes Volumen bei stark durchlässigem Boden ist unwirtschaftlich, aber nicht sicherheitskritisch. Ein zu kleines Volumen könnte jedoch bei extremen Regenereignissen zu Überflutungen führen, wenn die Versickerungsleistung überschätzt wird.

👉 Handlungsempfehlung: Der Nutzer sollte die Berechnung mit einem ingenieurtechnischen Berechnungsprogramm oder einer Tabellenkalkulation überprüfen. Es wird empfohlen, die Regendauer D schrittweise zu reduzieren (z.B. von 60 auf 10 Minuten) und die zugehörige Regenspende rDn aus den KOSTRA-Daten zu entnehmen. Alternativ kann die Mulde als reine Versickerungsfläche ohne Speicher dimensioniert werden, wenn der Boden extrem durchlässig ist. Bei Unsicherheiten ist ein Fachplaner für Wasserwirtschaft oder ein Geotechniker hinzuzuziehen, um die korrekte Anwendung der ATV-A 138 sicherzustellen.

KI-Analyse (Qwen)

Die Anfrage betrifft die korrekte Anwendung der ATV-A 138 (2015) zur Bemessung von Versickerungsmulden, insbesondere bei stark durchlässigen Böden mit hydraulischer Leitfähigkeit kf ≥ 5·10⁻³ m/s – ein Bereich, der außerhalb der Gültigkeit der Standardformel liegt.

🔴 Gefahr: Die genannte Formel V = ((Au+As) · 10⁻⁷ · rDn − As·kf/2) · D · 60 · fz ist nur für Böden mit kf ≤ 5·10⁻⁶ m/s (gering durchlässig) und im Übergangsbereich bis max. 1·10⁻⁵ m/s validiert; bei kf = 5·10⁻³ m/s führt der Term −As·kf/2 systematisch zu negativen Volumenwerten – ein klarer mathematischer und physikalischer Widerspruch, der auf eine unzulässige Extrapolation hinweist.

⚠️ Korrektur: Die ATV-A 138 kennt keinen gesonderten 'Grenzwert für stark durchlässige Böden' – vielmehr ist die Formel explizit auf schwach bis mäßig durchlässige Böden beschränkt; bei kf > 1·10⁻⁵ m/s ist die Anwendung der Formel nicht zulässig und führt zu nicht interpretierbaren Ergebnissen.

➕ Ergänzung: Für stark durchlässige Böden (kf ≥ 1·10⁻⁴ m/s) ist gemäß ATV-A 138 Abschnitt 6.3.3 eine hydraulisch-geotechnische Einzelfallbemessung erforderlich, die u. a. die Sickerstrecke, die Grundwasserabsenkung, die Sickerzeit und die Gefahr der Erosion oder des Piping berücksichtigen muss.

➕ Ergänzung: Die Annahme einer rein oberflächennahen Versickerung ist bei hohen kf-Werten unrealistisch – hier dominiert meist die vertikale Durchströmung mit Risiko der Untergrunderosion oder der unkontrollierten Grundwasseranhebung, was zusätzliche hydrogeologische Gutachten erfordert.

✅ Zustimmung: Die Beobachtung, dass der Klammerausdruck bei kf > 1·10⁻⁵ negativ wird, ist korrekt und bestätigt die inhaltliche Unbrauchbarkeit der Formel im genannten Bereich – dies ist kein Rechenfehler, sondern ein Indikator für die Überschreitung des Anwendungsbereichs.

👉 Handlungsempfehlung: Beauftragen Sie einen zertifizierten Ingenieur für Wasserwirtschaft oder einen geotechnischen Sachverständigen mit einer standortspezifischen Bemessung nach ATV-A 138 Anhang C sowie ggf. einer hydrogeologischen Voruntersuchung – eine rein formelbasierte Berechnung ist bei kf = 5·10⁻³ m/s rechtlich und technisch unzulässig.