Inhaltsverzeichnis

1.  Bodenwasserhaushalt S. 2 -  7

1.1  Allgemeine Erläuterung des Begriffs  2

1.2  Methoden zur Bestimmung des Bodenwasserhaushalts  5

2.  Saugspannung S. 8 -  12

2.1  Allgemeine Erläuterung des Begriffs  8

2.2  Methoden zur Bestimmung der Saugspannung  8

3.  Wasserleitfähigkeit S. 12 -  14

3.1  Allgemeine Erläuterung des Begriffs  12

3.2  Methoden zur Bestimmung der Wasserleitfähigkeit  13

4.  Bodenluft S. 14 -  16

4.1  Allgemeine Erläuterung des Begriffs  14

4.2  Methoden zur Bestimmung der Bodenluft  15

5.  Schluss  16

6.  Glossar  16

7.  Literaturverzeichnis  16

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Die vorliegende Arbeit thematisiert die pedogenetsichen Begriffe Bodenwassergehalt, Wasserleitfähigkeit, Saugspannung und Bodenluft. Die Begriffe werden zunächst im Einzelnen definiert und erläutert um anschließend auf Methoden zur Bestimmung verschiedener Werte einzugehen.

1.Bodenwasserhaushalt

1.1 Allgemeine Erläuterung des Begriffs

Dem Boden wird allgemein durch Niederschläge, dem Grundwasser und geringfügig durch Kondensationen aus der Atmosphäre Wasser zugefügt.

Als Bodenwasser wird jenes Wasser bezeichnet, welches im Boden, aufgrund von Bindungskräften, bis zu einer Temperatur von 105°C gespeichert wird. Wasser, welches darüber hinaus im Boden vorhanden ist, sind Kristallwasser und Bodenminerale. Das Wasser ist angereichert mit verschiedenen, gelösten Salzen und Gasen, die in ihren Anteilen und ihrer Zusammensetzung fortwährend variieren.

Die die Summe aus Bodenmatrix, die gasförmige Bodenphase und das Wasser bildet die drei Bodenphasen. Hierbei unterscheidet man die gesättigte und die ungesättigte Bodenzone. Die gesättigte Bodenzone befindet sich unter dem Grundwasser, während die ungesättigte Bodenzone, das Bodenwasser, darüber liegt. Dabei bildet der Kapillarwasserraum den Übergang.

Eine Charakterisierung des Bodenwassers erfolgt oftmals über die Bindungsart. So unterliegt das Bodenwasser bestimmten Bindungskräften der Bodenmatrix, also der festen Phase, die das Wasser gegen die Schwerkraft im Boden halten. Dementsprechend ist das in den Bodenporen enthaltene Wasser in seiner Bewegungskraft eingeschränkt, welche wiederum von verschiedenen Faktoren der Bindungsart abhängt.

Man unterscheidet die Bindungsarten Sickerwasser, Adsorptionswasser, Kapillarwasser und gebundenes Wasser.

Das Sickerwasser, oder auch Gravitationswasser, ist das Wasser, welches sich aufgrund der Erdanziehungskraft durch Infiltration durch den Boden und die Bodenporen zum Grundwasser gelangt. Es verbleibt somit nur kurz im Boden, ohne beispielsweise von Pflanzen genutzt werden zu können. Allerdings trägt es maßgeblichen Anteil zur Auswaschung und Wiederanreichung von Stoffen im Boden bei.

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Beim Adhäsionswasser bzw. hygroskopischen Wasser wirkt die Bindung gegen die Schwerkraft. Dabei wird Wasser an der Oberfläche den Gesteinskörpern angelagert, ohne dabei Menisken ¹ zu bilden. Ein Boden, der dadurch befeuchtet ist, kann kein Wasser abgegeben werden.

Als Kapillarwasser wird jenes Wasser bezeichnet, welches durch kapillare Saugkräfte vom Grundwasser angehoben wird. In Lehm- und Lössböden beispielsweise kann das Wasser so bis zu 400cm ansteigen. Das liegt daran, dass der Druck im Kapillarraum, geringer ist als der atmosphärische Druck. Je nachdem, wie weit die Poren im Kapillarraum mit Luft gefüllt sind, spricht man von offenem oder geschlossenem Kapillarwasser bzw. Kapillarsaugraum.

Gebundenes Wasser ist chemisch so stark an verschiedenen Mineralien des Bodens gebunden, dass es am wenigsten verfügbar ist, da es nur durch chemische Reaktionen gelöst werden kann.

Allgemein wird beim Bodenwasserhaushalt oder Bodenwassergehalt das Gleichgewicht zwischen Wasserbedarf, Wassernutzung und Wasserzufuhr berechnet. „Primäre Einflussfaktoren sind Temperatur und Luftfeuchte.“ ² Hieraus ergeben sich direkte Einflussfaktoren, die für den Bodenwasser von Bedeutung sind.

In erster Linie trifft Wasser durch Niederschlag auf die Bodenoberfläche. Dieser führt zu verschiedenen Prozessen.

Infiltration oder Versickerung ist der Vorgang, bei dem der Boden Wasser von seiner Oberfläche absorbiert, das Wasser gelangt also in die Bodenzone (s. Gravitationswasser) Infiltration wird in mm oder cm pro Stunde gemessen.

Evapotranspiration ist ein wasserabgebendes Zusammenspiel von Verdunstung (Evaporation) und Transpiration. Das Wasser verdunstet zum Einen von der Bodenoberfläche und durch kleine Risse aus dem Boden. „Der zweite Prozeß der Wasserabgabe [Transpiration], geschieht dadurch, dass die Pflanzen durch ihr fein verästeltes Netz winziger Wurzeln aus dem Boden ziehen. Nachdem es durch stamm und Zweige hinauf die in Blätter transportiert worden ist, wird dieses Wasser durch die Spaltöffnungen der Blätter als Wasserdampf in die Atmosphäre abgegeben.“ ³ Grundsätzlich gilt, dass je höher die Temperaturen sind, desto höher ist auch die Evapotranspiration, bei kühlen Temperaturen dementsprechend entgegengesetzt, sodass der Boden über mehr Feuchtigkeit verfügt.

Perkolation findet statt, wenn überschüssiges Wasser vorhanden ist. Dabei verlässt das Wasser die Bodenzone zum Grundwasser. In dem Zusammenhang spricht man auch von gravitative Perkolation.

¹ Konkav gewölbte Wasseroberflächen

² McKnight et al. 2009, S.463

³ Strahler et al. 2005, S. 204

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1.2 Methoden zur Bestimmung des Bodenwasserhaushaltes

Eine Methode zur Bodenwasserhaushaltsbestimmung „ist die gravimetrische nach Trocknung bei 105°C“ ⁴ . Hierbei wird eine Bodenprobe bei 105° getrocknet. Durch die Ermittlung der Masse vor und nach dem Trocknen, kann durch die Differenz die Masse des Bodenwassers bestimmt werden. Die genaue Formel lautet: W G [%] = [(G f - G t )/ (G t -T)] x 100 W G = Wassergehalt

G f = Masse von Transportgefäß und Boden, erdfrisch G t = Masse von Transportgefäß und Boden, trocken T = Tara: Leermasse des Transportgefäßes

Als Geräte sind dabei ein Transportgerät, eine Analysenwaage mit einer Genauigkeit von +/- 10mg, ein Wägeschälchen, ein Trockenschrank und ein Exsikkator mit Trockenmittel aufzulisten.

⁴ Scheffer et al. 2002, S.211

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