Den här sidan hör till avsnittet Övergripande frågor i vägledningen för prövning av små avloppsanläggningar
Vägledningens startsida
×
Dela på Facebook Dela på Twitter Skicka e-post Skriv ut

Siktanalys och perkolationsprov - bedömning av infiltrationskapacitet och dimensionering av infiltrationsyta

Bedömning av infiltrationskapacitet, vilket i sin tur är underlag för beräkning av erforderlig infiltrationsyta, brukar i Sverige ske på i huvudsak två vedertagna sätt, genom siktanalys eller genom perkolationsprov. Proven tas ut i provgrop, se Provgrop. Oavsett metod är det viktigt att jordprov och mätningar är representativa för jordarten på infiltrationsnivån. Detta innebär att den som ansvarar för uttag och bedömning av jordprov, det vill säga sökande eller sakkunnig som sökande anlitar, bör ha minst grundläggande geologisk kompetens. Dokumentation av hur bedömningen av infiltrationskapacitet och dimensioneringen av infiltrationsyta har skett bör bifogas ansökan. Handläggaren bedömer om dokumentationen är tillräcklig för att ligga till grund för att behandla ansökan.

Siktanalys

Uttag av prov för siktanalys

Metod för uttag av prov och siktanalys finns beskriven i både faktablad 8147 och i EN 12566-2, Teknisk rapport om infiltrationer. Det är det marklager som är minst genomsläppligt som är avgörande för den hydrauliska kapaciteten och som sålunda är mest relevant att provta för siktanalys. Tas flera prover ut för analys så är det det minst gynnsamma provet som ska siktas. Vid osäkerhet kan flera prover behöva tas ut. Ett prov bör ha en volym av minst 0,5 l. Stenar större än ca 20 mm tas bort.

Platsen för provtagningen bör markeras på karta. I protokoll för provgrop anges på vilken nivå provet tagits ut.

Provgrop.

Det är det minst genomsläppliga lagret som är avgörande för infiltrationskapaciteten. I det här fallet ligger ett lager finkornigare material mellan två grövre lager. Foto: Kungsbacka kommun

Tolkning av siktanalys

Resultatet av en siktanalys redovisas lämpligen i ett kornfördelningsdiagram där kravgränser för fält A respektive fält B är inlagda, se figur 36.

Illustrationen visar ett kornsstorleksfördelningsdiagram med kravgränser för fält A och fält B inlagda.

Figur 36. Kornfördelningsdiagram med kravgränser för fält A och B inlagda. Klicka på bilden för en större version.

En siktanalys ger en god bild av fördelningen av kornstorlek men ger inget besked om packningen av materialet vilket kan påverka genomsläppligheten. Framförallt är det jordens innehåll av finpartiklar som är begränsande för genomsläppligheten varför en analys ska omfatta både siktning och sedimentationsanalys (”slamning”) så att förekomsten av finpartiklar är angiven i siktkurvan.

Dimensionering utifrån siktanalys

Dimensionering utifrån siktanalys utgår traditionellt ifrån NV faktablad 8147. Om siktkurvan faller helt och hållet inom fält A och/eller B kan infiltration vara möjligt (om alla övriga kriterier med avstånd till grundvattennivå m.m. är uppfyllda). Belastningen för en konventionell infiltration kan som högst uppgå till 50-60 liter per kvadratmeter och dygn, medan belastningen bör ligga på högst 30-40 liter per kvadratmeter och dygn om siktkurvan ligger helt eller delvis inom fält B. Vilken dimensionerande ytbelastning som väljs beror på siktkurvans utseende. Erforderlig infiltrationsyta beräknas genom att mängden spillvatten per dygn som anläggningen avses belastas med divideras med ytbelastningen. I Bedömning av dimensionering behandlas närmare bedömningsgrunder för spillvattenmängder.

Om siktkurvan faller till någon del utanför fält A och/eller fält B är materialet för grovt och/eller för fint för infiltration.En annan teknisk lösning bör övervägas. Förstärkning kan vara ett alternativ i grova jordar men kan även vara en förutsättning för att kunna infiltrera i delar av fält B där genomsläppligheten är begränsad. Se Förstärkt infiltration och material i markbäddar.


Räkneexempel:

Ett hushåll 5 pe med dimensionerande flöde av hushållsspillvatten motsvarande 170 liter per person och dygn -> 850 liter /dygn ska belasta anläggningen

Siktanalys visar att materialet ligger inom fält A. Ytbelastningen ansätts till 50 liter/ kvm och dygn

850 liter/p d
__________ = 17 kvm
50 l/ kvm d

Illustrationen visar ett kornsstorleksfördelningsdiagram med exempel på siktkurvor för olika jordarter utmärkta, även kravgränser för fält A och fält B finns inlagda.

Figur 37. Exempel på siktkurvor för några vanliga jordarter1) siltig morän 2) sandig morän 3) grusig morän och deras förhållande till fält A och fält B vid siktanalys. Klicka på bilden för en större version.

För andra anläggningstyper än konventionell infiltration eller markbädd och där dimensioneringen av ytbelastning avviker från värdena ovan bör ansökan innefatta en redovisning av vilka egenskaper hos anläggningen och förhållandena på platsen det är som motiverar att ytbelastningen avviker.

Perkolationsprov

Perkolationsprov används ofta när man avser att uppskatta jordens LTAR-värde. LTAR (Long Term Acceptance Rate) är ett mått på den långsiktiga infiltrationsförmågan i marken vid belastning med slamavskiljt hushållsspillvatten (liter per kvadratmeter och dygn). LTAR-värdet motsvarar alltså de dimensioneringsunderlag som traditionellt tagits fram med hjälp av siktanalys. Det går inte att mäta LTAR direkt i jorden. LTAR måste uppskattas utifrån empiriska (uppmätta) samband. Det finns egentligen inget givet sätt att fastställa LTAR för en jord men vanligast är att man använder perkolationsprov som underlag för bestämningen. Vid perkolationsprov erhålls ett värde på jordens initiala vattengenomsläpplighet under vattenmättade förhållanden. En finare term för detta är den mättade hydrauliska konduktiviteten, det vill säga vattenflödeshastigheten genom jorden under ett tillstånd då jorden är vattenmättad. Värdet på den mättade hydrauliska konduktiviteten (eller förkortat k-värdet) redovisas vanligen i (m/s).

Uttag av perkolationsprov

I Sverige tillämpas oftast perkolationsprov i rör (figur 38) för att mäta och beräkna LTAR. Metoden finns bland annat beskriven i EN 12566-2, Teknisk rapport om infiltrationer, där även andra liknande metoder beskrivs. Precis som för siktanalys så är det det marklager som är minst genomsläppligt som är avgörande för den hydrauliska kapaciteten och som sålunda är mest relevant att provta. Flera prover behöver i regel tas ut och testerna behöver upprepas för att resultaten ska bli tillförlitliga.

Rörmetoden fungerar på följande sätt. Ett jordprov tas ut genom att ett plaströr slås in i jorden där infiltrationen är tänkt att ligga. Jordprovet belastas med vatten under kontrollerade former och tiden det tar för vattnet att sjunka mäts. Därefter kan markens k-värde beräknas. K-värdet blir lägre ju tätare jordarten är.

Illustrationen visar ett perkolationsrör och hur test i ett sådant schematiskt går till.

Figur 38. Schematisk beskrivning av perkolationstest i rör. Klicka på bilden för en större version.

K-värdet, den hydrauliska konduktiviteten, kan beräknas approximativt enligt följande (Laak, 1986) :

            L               ΔH
K≈ _______ * _______

        H medel                    t

Där
K = vattengenomsläppligheten hos materialet (m/s)
L = materialprovets längd (m)
H medel = medelhöjden hos vattennivån i röret (m)
ΔH = den höjd som vattenytan sjunker (m)
T = tiden den tar för vattenytan att sjunka den aktuella höjden (s), (T1 – To)

Laak (1986) använde rör som är 15 cm långa och 5 cm i diameter.

Tolkning av perkolationsprov

K-värdet som fastställts genom perkolationsprov kan användas för att uppskatta LTAR-värdet utifrån föreskrivna samband mellan hydraulisk konduktivitet och LTAR. Sambandet mellan hydraulisk konduktivitet och LTAR redovisas emellertid olika i olika källor och man gör ibland skillnad på sambandet beroende på vilken metod man använt för att mäta den hydrauliska konduktiviteten (jämför exempelvis (Laak, 1986) och EN 12566-2). Figur 39 sammanfattar inom vilket spann som sambandet mellan hydraulisk konduktivitet och LTAR brukar redovisas när den hydrauliska konduktiviteten fastställts med hjälp av perkolationsprov. I Figur 39 ligger EN 12566-2 förhållandevis lågt medan andra metodbeskrivningar (inklusive flera leverantörers test-kit) ligger längs den övre begränsningslinjen.

K-värdet kan även användas som underlag för andra typer av bedömningar i samband med byggande av små avloppsanläggningar. Exempelvis är k-värdet en avgörande faktor för lokal förhöjning av grundvattenytan under avloppsanläggningen, se Bestämning av dimensionerande grundvattennivå, samt för vilket skyddsavstånd som krävs till kringliggande brunnar, se Trestegs beslutsmodell för skydd av dricksvatten. Det är dock viktigt att känna till att mätning av hydraulisk konduktivitet genom perkolationsprov enligt ovan beskriven metod enbart ger en grov bedömning. Tänk på att metoden är förenklad, jordproverna är små och att marken är heterogen.

Har man tillgång till ett LTAR-värde så är det förstås möjligt att fastställa jordprovets k-värde om man känner till vilket samband som använts när LTAR-värdet togs fram . Man kan avläsa detta ur figur 39 eller motsvarande. Notera dock att sambandet redovisas olika mellan olika metodbeskrivningar (se ovan).

Illustrationen visar en graf med LTAR i liter per kvadratmeter och dygn på y-axeln och hydrualisk konduktivitet i meter per sekund på x-axeln

Figur 39. Ungefärligt samband mellan LTAR och k-värde. Klicka på bilden för en större version.

Dimensionering utifrån LTAR-värde

Dimensionering utifrån perkolationsprov och bedömt LTAR-värde beskrivs i EN 12566-2. LTAR-värdet anger hur många liter slamavskiljt hushållsspillvatten per kvadratmeter och dygn som infiltrationsytan kan belastas med. Erforderlig infiltrationsyta beräknas genom att mängden spillvatten per dygn som anläggningen avses belastas med divideras med LTAR-värdet. I avsnittet Bedömning av dimensionering behandlas bedömningsgrunder för spillvattenmängder närmare.Till skillnad från metoden för dimensionering utifrån siktanalys så har man inte ansatt någon given undre gräns för antalet liter hushållspillvatten/kvm och dygn. Infiltrationsytan blir istället större eftersom tätare jordarter har ett lägre LTAR-värde och alltså tillåts belastas med mycket mindre mängder spillvatten.

För andra anläggningstyper än konventionell infiltration och där dimensioneringen av ytbelastning avviker från värdena ovan bör ansökan innefatta en redovisning av vilka egenskaper hos anläggningen och förhållandena på platsen det är som motiverar att ytbelastningen avviker.

Räkneexempel:

Ett hushåll 5 pe med dimensionerande flöde av hushållsspillvatten motsvarande 170 liter per person och dygn -> 850 liter /dygn ska belasta anläggningen

Perkolationsprov ger ett beräknat LTAR-värde på 30 l/kvm och dygn (motsvarar fält B)

850 liter/p d
__________ = 28 kvm

30 l/ kvm d

För ungefärliga k-värden för olika jordarter, se tabell 10 och 11 nedan.

 

Ungefärliga K-värden m/s för olika moräner

  • Grusig morän: 10 -5 - 10 -7
  • Sandig morän: 10 -6 - 10 -8
  • Siltig morän: 10 -7 - 10 -9

Ungefärliga K-värden m/s för olika sedimentära jordarter

  • Fingrus: 10-1 - 10-3
  • Grovsand: 10-2 - 10 -4
  • Mellansand: 10-3 - 10 -5
  • Finsand: 10-4 - 10 -6
  • Grovsilt: 10-5 - 10 -7

Litteraturreferenser

Litteraturreferenser
ReferensFörfattare
Wastewater engineering and design for unsewered areas Laak, R. (1986).
Dela på Facebook Dela på Twitter Skicka e-post Skriv ut