Bodenphysikalische Eigenschaften 1 Korngrößenverteilung

Der Anteil der Feinerde (Abb. 11) am gesamten Boden schwankt zwischen 14 und 34 % g, wobei bis zur Tiefe 70 cm Werte um 20 % g und in größerer Tiefe Werte um 30%g vorherrschen. Die Feinerde selbst (Abb. 12) besteht zum größten Teil aus Sand, im oberen Bereich des Profiles (bis 70 cm) zu 80 % g, im unteren Bereich zu 70 % g· Der Staubanteil der Feinerde liegt bei 20 % g in den ersten 70 cm und bei 30 % g in größerer Tiefe. Der Tonanteil ist verschwindend gering.

Tiefe (cm)

Ton Staub 0

20

40 60

80 Kies, Steine

100 '120

0 20 40 60 80 100%9

Abbildung 11 Korngrößenverteilung des gesamten Bodens (inkl. Skelett).

Die Korngrößenverteilungskurven (Abb. 14) zeigen den hohen Anteil der Frak-tionen über 2 mm Durchmesser. Die Kurven weisen in einigen Tiefen zwei Maxima auf, das erste im Sandbereich (0,06-2 mm) und ein zweites im Kiesbereich (20-60 mm und darüber). Deutlich ist diese Unterteilung in den Tiefen 0-10 cm, 10-20 cm und dann wieder ab der Tiefe 80 cm zu erkennen, wobei die Trennung in 0-20 cm Tiefe eher bei 0,6-2 mm, in 80 cm Tiefe eher bei 2-6 mm liegt. Es handelt sich also um zweigipflige, sogenannte bimodale Verteilungskurven. Der Boden kann als aus zwei Teilmassen bestehend aufgefaßt werden. Die Grenze zwischen den Teilmassen liegt je nach Kurve zwischen 0,2 und 6 mm. Die eine Teilmasse entspricht dem feinen Material bis rund 2 mm, die zweite dem groben Material über rund 2 mm. Bevor die Korngrößenanalysenresultate bekannt waren, wurde allgemeinen Usanzen folgend eine Unterteilung in Feinerde und Skelett mit einer Grenze bei 2 mm gewählt. Die gewählte Unterteilung entspricht somit gerade der mit der Korngrößenanalyse gefun-denen Zweiteilung des Bodens. Die bimodale Verteilung bestärkt auch die Annahme (Kap. 232), daß das repräsentative Elementarvolumen der Feinerde allein in der Größenordnung eines Kubikzentimeters liegt.

SCHEFFER et al. (1962) haben in den von ihnen untersuchten Böden ebenfalls zwei-gipflige Korngrößenverteilungskurven gefunden und sie in Beziehung zur Entwick-lungsgeschichte des Bodens gesetzt. Das obere Maximum lag bei 20-60 mm wie im Schitterwald, das untere bei 0,02-0,06 mm und damit tiefer als im Schitterwald (eher bei 0,2-0,6 mm, Sandfraktion). Im allgemeinen ist der Lösungsrückstand Ton. Im

Tiefe (cm) 0 20 40 60

80 Sand

100 120

0 20 40 60 80 100%9

Abbildung 12 Korngrößenverteilung der Feinerde.

%g Abbildung 13 Korngrößenverteilungskurven der Ausflußproben. Korngrößenklassen in mm

1:<0 ,006 4: 0,06-0,2 7: 2- 6 9: 20-60

2: 0,006-0,02 5: 0,2 -0,6 8: 6-20 10: >60

Kimmeridge-Kalk, dem gleichen Kalk wie im Schitterwald, haben SCHEFFER et al.

dagegen als Lösungsrückstand ebenfalls sandigen Staub festgestellt.

Mit Hilfe der Korngrößenverteilung und der Dichte des gesamten Bodens und des Skelettes (Kap. 442) konnte der Volumenanteil der Feinerde inkl. Poren be-stimmt werden.

Auffällig ist, wie der Feinerdeanteil inkl. Poren (Abb. 14), bezogen auf das Volu-men, nur wenig schwankt. Abgesehen von 3 Werten liegen sie alle zwischen 47 ,5 und 52,0 % v. Zwei Werte sind ein wenig tiefer ( 43 ,2 und 46,0 % v) und derjenige des ober-sten Horizontes (0-10 cm) wegen des Humusgehaltes höher (66,6%v).

Die größten Korndurchmesser betrugen 52-110 mm, im Maximum also rund die Hälfte der Probendurchmesser. Je größer die Steine waren, desto eher handelte es sich um Bruchstücke ehemals noch größerer Steine, die bei der Probenherstellung zersägt worden waren.

Im Kapitel 43 wurde festgestellt, daß der Boden am Ort entstanden ist. Diese Aussage läßt sich präzisieren. Die zweigipfligen Korngrößenverteilungskurven (Abb. 13) und der recht konstante Anteil der Feinerde inkl. Poren könnten mit fol-gender Bodenbildung erklärt werden: Das grobe Material, das durch den rechten Gipfel der Verteilungskurven repräsentiert wird, entstand am Ort, indem der Fels durch Witterungseinflüsse gesprengt wurde. Daher ist auch noch bei vielen Steinen die ursprüngliche Zusammengehörigkeit zu erkennen. Dieser ursprüngliche, fast nur aus kantigen Steinen bestehende Boden hatte eine Porosität von rund 50 % v, ähnlich

Tiefe (cm)

0

Feinerde inkl. Poren

20 40 60 80 100%v

Abbildung 14 Volumenanteil der Feinerde.

einem unverdichteten Schotter (Bahnschotter nach Auskunft der SBB rund 45 % v,

bei einer Korngröße von 40 bis 63 mm). Anschließend wurde das feine, weiter oben am Hang durch Erosion entstandene Material, das dem linken Gipfel der Verteilungs-kurven entspricht, hineingeschwemmt.

Auffällig an den soeben besprochenen Korngrößenverteilungen, die vom Institut für Grundbau und Bodenmechanik der ETH bestimmt wurden, ist der geringe Ton-gehalt. Er beträgt 0,5-4,3 % g der Feinerde (Abb. 12). Wenn man die Feinerde in den Händen zerreibt, hat man jedenfalls das Gefühl, daß der Tongehalt nicht derart ge-ring sein kann. Daher wurden von einer anderen Stelle (Eidg. Forschungsanstalt für landwirtschaftlichen Pflanzenbau, Reckenholz, Zürich) in 4 Tiefen die Korngrößen-verteilungen der Feinerde bestimmt. Danach sind die Ton- und Staubgehalte größer, die Sandanteile geringer. In 20 cm Tiefe beträgt der Tongehalt rund 19 % g, in 130 cm Tiefe etwa 7 % g· Am gleichen Ort, 4-5 m hangabwärts, wurde vor 10-15 Jahren die Korngrößenverteilung der Feinerde im Labor des Fachbereiches Bodenphysik be-stimmt und von RICHARD und LüSCHER (1983) publiziert. Gemäß dieser Untersu-chung beträgt der Tongehalt in 20 cm Tiefe 32 % ^g, in 130 cm Tiefe 9 % ^g· Bei allen drei Analysen wurde der Tongehalt mit der Aräometermethode bestimmt.

Die Diskrepanz der verschiedenen Analyseergebnisse zeigt, daß bei der Korngrö-ßenbestimmung kalkhaltiger Böden methodische Probleme bestehen. Der hohe Kal-ziumgehalt der Lösung bewirkt, daß die Tonteile koagulieren. Bei 6 der 24 Ausfluß-proben wurde daher vom Institut für Grundbau und Bodenmechanik eine dreimal stärkere Natriumphosphoricum-hexameta-Lösung verwendet, um die Koagulation zu verhindern. Unterschiede zur üblichen Versuchsdurchführung waren aber nicht feststellbar.

442 Dichte und Porosität

Die reelle Dichte der Feinerde bestimmten wir mit Pyknometern an je 4 Parallel-proben für 10 Bodentiefen (bis 155 cm). Zusätzlich wurde die Dichte des Skelettes mit der gleichen Methode bestimmt.

Die Dichte des Kalkes beträgt 2,677 g/cm^{3 •} Ab 50 cm Tiefe (Abb. 15) ist die reelle Dichte der Feinerde, die etwa zur Hälfte aus Kalksteinchen besteht, höher als dieje-nige des Skelettes. Die Dichte der nicht kalkhaltigen Bestandteile der Feinerde, wie z.B. Ton, muß demzufolge höher sein als die des Kalkes. RICHARD et al. (1978) haben in einem stark tonigen Boden (Lokalform «Chnoden», Hang-Gley) Werte um 2,72 bis 2,73 g/cm³ festgestellt. pie reelle Dichte der Feinerde nimmt wegen des beträcht-lichen Gehaltes an organischem Material nur langsam zu und erreicht erst ab 40 cm Tiefe den Wert des Mineralerdematerials. In humusärmeren Böden wird dieser Wert meist schon in 10-20 cm erreicht.

Die Dichte des gesamten Bodens wurde an den Ausflußproben bestimmt. Die scheinbare Dichte der . Feinerde konnte aus der Korngrößenverteilung und der Dichte des Skelettes und des gesamten Bodens berechnet werden.

Aus dem Feinerdeanteil inkl. Poren, vermindert um das Porenvolumen, ergibt sich das Volumen der Feinerde allein.

Die scheinbare Dichte der Feinerde (Abb. 15) ist auffallend tief. In 10 cm Tiefe ziemlich konstant 30 Prozent. Die Porositäten des gesamten Bodens entsprechen je-nen einer skelettfreien Braunerde (vgl. z.B. Lokalform «Buchberg» in RICHARD et al., 1978).

Das feine Material, das die ursprünglich leeren Hohlräume zwischen den Steinen auffüllte (Kap. 441), hat eine auffallend große Porosität. Unverdichteter Sand weist eine Porosität von etwa 45 % v auf (ENGELHARDT, 1960). Stark tonige Böden weisen in unverdichtetem Zustand eine größere Porosität auf, Böden, die Ton, Staub und Sand enthalten, eher geringere Porositäten. Die im Schitterwald gefundenen Porosi-täten der Feinerde sind demzufolge höher, als man erwarten würde. Das feine

mit ihren tiefgreifenden Wurzeln dazu beigetragen, auch wenn die Fläche erst seit 1850 wieder mit Wald bestockt ist. Vorher wurde die Fläche als Schafweide genutzt.

Sofern die scheinbare Dichte eines Bodens den Wert von 1,5 g/cm³ übertrifft, ist das Wurzelwachstum normalerweise gehemmt. Liegt sie sogar über 1, 7 g/cm^3, so kön-nen üblicherweise keine Wurzeln mehr wachsen ^(RICHARD, 1980). In diesem Boden ist die hohe Dichte aber durch den großen Skelettanteil bedingt. Die Feinerde selbst weist tiefe, wurzelwachstumsfreundliche scheinbare Dichten auf. Aufgrund dieser guten Durchwurzelbarkeit des Bodens sind Wurzeln bis in eine Tiefe von über 160 cm vorhanden.

MEHUYS et al. (1975) haben für drei steinige Wüstenböden (Skelettgehalt 20 bis 27%v, Probennahmetiefe 0-50 bzw. 25 bzw. 30 cm) einerseits ähnliche Dichten für das Skelett (2,56-2,60 g/cm³) und für den gesamten Boden (1,79-1,88 g/cm³) gefun -den, andererseits aber erheblich höhere scheinbare Dichten der Feinerde (1,50 bis 1,68 g/cm³). Russo (1983) fand für einen steinigen Wüstenboden wiederum eine ähn-liche Dichte für das Skelett (2,56-2,58 g/cm^3). Die Dichte des gesamten Bodens nimmt von 1,71 auf 1,86 g/cm³ (10-70 cm Tiefe) zu, da der Skelettgehalt von 37 auf 47 % v ansteigt. Die scheinbare Dichte der Feinerde beträgt 1,202-1,207 g/cm³ und liegt damit in der gleichen Größenordnung wie im Schitterwald für 75-95 cm Tiefe;

erstaunlicherweise aber bleibt die scheinbare Dichte über die ganze Tiefe konstant.

Der Vergleich mit diesen zwei Untersuchungen unterstreicht die hohe Porosität der Rendzina im Schitterwald.

'1'mG·

\><r::::,<.,~~r::::, '\,t:, ," 'b<..-., /'l..r::::, ~0~,~:r::::.

,.,t:i''\,r:{.-:.::./ ,,/ <, <),,,<..-., 'or::::, ,'\,,~~/'

-160

- ⁸⁰

- 40 - 20 10 5

1 %V

0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 0 10 20 30 volumetrischer Wassergehalt w

Abbildung 16 Desorptionskurven der Tiefen 0-10 cm, 10-20 cm, ... 120-130 cm.

443 Desorptionskurven

Die Bestimmung der Desorptionskurven erfolgte mit Hilfe der Ausflußmethode (Kap. 312). Mit den Meßwerten wurde für jede Probe eine lineare und eine quadra-tische Regressionskurve berechnet. Die quadraquadra-tische Regression ist in den meisten Fällen signifikant besser als die lineare. Zur Berechnung der Werte bei W ^mG = - 5 cm und -160 cm, Abb. 16), d. h. also an den Rändern des Meßwertberei-ches, mußte in 4 Fällen die lineare Regression angewandt werden, da die quadrati-sche zu stark von den Meßwerten abwich.

Der große Anteil der Feinerde (Abb. 14) im Horizont 0-10 cm widerspiegelt sich in den durchwegs größeren Wassergehalten. Die übrigen Horizonte sind recht ähn-lich. Gut erkennbar ist dennoch der Cl-Horizont (Tiefe 20-40 cm), der aufgrund des geringen Feinerdeanteils weniger Wasser zu speichern vermag. Eine der beiden Pro-ben der Tiefe 20-30 cm enthält nur 36,8 %v Feinerde, den tiefsten Wert über das ganze Profil. Ebenfalls erkennbar sind die abnehmenden Wassergehalte ab 60 cm Tiefe bei Matrixpotentialen unter -1 cm). Da die Porositäten nahezu konstant blei-ben, muß demzufolge der Grobporenanteil zunehmen. Diese Vermutung wird bestä-tigt durch die ebenfalls abnehmende scheinbare Dichte der Feinerde (Kap. 442).

Die spezifischen Wasserkapazitäten C (%Jcm) (Tab. 2) nehmen wie allgemein üblich mit abnehmendem Matrixpotential und zunehmender Bodentiefe ab.

Tabelle 2 Spezifische Wasserkapazität C als Funktion des Matrixpotentiales für 14 Bodentiefen: C = L\w/L\ W mG (%v/cm), berechnet aus den Werten von Abbildung 16

Bodentiefe Anzahl Matrixpotential W mG ( cm)

Proben

-lübis -20bis -40bis -SO bis

cm -20 -40 -80 -160

0- 10 1 0,35 0,140 0,0475 0,0162

10- 20 2 0,27 0,097 0,0300 0,0162*

20- 30 2 0,23 0,085 0,0275 0,0132*

30- 40 2 0,27 0,090 0,0275 0,0175

40- 50 2 0,30 0,130 0,0525 0,0187

50- 60 1 0,28 0,115 0,0475 0,0175

60- 70 1 0,29 0,125 0,0525 0,0225

75- 85 1 0,20 0,105 0,0525 0,0275

80- 90 1 0,24 0,105 0,0525 0,0238

85- 95 2 0,17 0,065 0,0400 0,0225

90-100 1 0,19 0,095 0,0450 0,0238

100-110 3 0,17 0,080 0,0400 0,0187

110-120 2 0,18 0,085 0,0375 0,0187

120-130 3 0,14 0,065 0,0350 0,0175

* berechnet aus der linearen Regression

444 Porengrößenverteilung

Die Einteilung in Porengrößenklassen erfolgt mit der Beziehung 8 = 8( - W mG)

und nach den von RICHARD et al. (1978) empirisch festgelegten Klassengrenzen (Kap. 213). Da mit der Ausflußmethode die Desorptionskurve nur bis W mG = etwa -170 cm bestimmt werden kann, ist die Grenze zwischen den Porenklassen V₂ und V₃ (W mG = -690 cm) mit Hilfe der linearen Regression (Kap. 443) geschätzt worden.

Aus demselben Grunde sind die Porenklassen V ₃ und V _{4 (} Grenze W mG = -15 000 cm) nicht getrennt aufgeführt. Die Porengrößenklasse V₁ ist zusätzlich in die Klasse ^V1.A (-W mG = 1-10 cm) und ^V1.B (-W mG = 10-80 cm) unterteilt. Die Meßergebnisse sind in Abbildung 17 dargestellt.

Der große Humusgehalt bewirkt in der Tiefe 0-20 cm einen erhöhten Anteil der Porengrößenklasse V₃ und V_{4 •} Ab 20 cm Tiefe bleibt der Anteil zwischen 5,5 und 11, 7 % v. Der Anteil der Porengrößenklasse V 2 (W ^mG = 80-690 cm) schwankt nur wenig und unabhängig von der Tiefe zwischen 3,3 und 6,7%v. Die Porengrößen-klasse V₁ (W mG = 1-80 cm) ist stark vertreten. Der tiefste Wert liegt bei 12 %v (Tiefe

Tiefe (cm) 0 20 40 60 80 100 120

0

Vs

20 40 60 80 100

Volumentanteile (%v)

Abbildung 17 Porengrößenverteilung des gesamten Bodens.

Vs: Volumen Skelett (>2 mm) V F: Volumen Feinerde ( <2 mm)

A: Porenvolumen der Saugspannungsklassen 3 + ⁴

- W mG = 690-15 000 cm bzw. > 15 000 cm B: Porenvolumen der SK 2, - W mG = 80-690 cm C: Porenvolumen der SK 1. B, - W mG = 10-80 cm D: Porenvolumen der SK l.A, -Wmo = 1-10 cm

75-85 cm), die meisten Werte um 18 % v, und der höchste erreicht 23 ,4 % v (Tiefe 30-40 cm). Besonders die Subklasse V1.A (-W mG = 1-10 cm) erreicht einen namhaf-ten Wert: 48 bis 81 Prozent der Klasse V ₁ und 20 bis 54 Prozent des gesamten Poren-raumes VP überhaupt. Bei vollständiger Sättigung hätten rund 330 1 Wasser pro m³ Boden Platz. Bei einem Matrixpotential von W mG

=

-10 cm sind bereits rund 120 1 Bodenporen mit Luft gefüllt. Pro ni³ Boden sind rund 180 l leicht entfernbares Wasser ( - W mG = 1-80 cm), 50 ! leicht verwertbares ( - W mG = 80-690 cm) und 100 1 schwer verwertbares und unverwertbares Wasser (-W mG = 690 cm) vorhanden.

Während der beiden Meßjahre 1981 und 1983 lebten die Pflanzen nur von den Wasservolumina der Porenklasse V₁ und (in den oberen Horizonten) V_{2 .} Das Wasser in der Porenklasse V ₃ wird vermutlich nur in trockenen Sommern und nur in der nächsten Nähe der Bäume und der Wurzeln entleert.

445 Wasserleitfähigkeit

Die Bestimmung der Wasserleitfähigkeit bei Sättigung erfolgte nach der von

VoGELSANGER (1983) entwickelten Methode (Kap. 312). Die Wasserleitfähigkeit bei Teilsättigung ergab sich aus der Ausflußmethode (Kap. 312). Mit den Meßwerten konnte für jede Probe eine lineare und eine quadratische Regression berechnet wer-den. Die quadratische Regression ist meistens besser als die lineare, aber nicht immer signifikant. Die Meßergebnisse sind in Abbildung 18 dargestellt.

Die Wasserleitfähigkeit k (W rn.G) im gesättigten Zustand (W mG = -1 cm) weist im Rendzina-Boden bis zur Tiefe von 70 cm Werte um 2 · 10-¹ cm/sauf, in größererTiefe solche um 2-4 · 10-² cm/s, mit Ausnahme in 75-85 cm (1 Probe) bzw. 85-95 cm Tiefe (2 Proben), wo Werte um 4 · 10-³ cm/s auftreten.

Mit zunehmender Bodentiefe (besonders von Obis 40 cm) ist bei einem Matrix-potential von W mG

= -

5 cm eine Abnahme der Leitfähigkeit zu erkennen. In 0-40 cm Tiefe beträgt sie 5 · 10-¹ bis 5 · 10-² cm/s, in 100-130 cm Tiefe noch rund 5 · 10-³ bis 5 · 10-⁴ cm/s. Bei höherer Saugspannung (Matrixpotential -W mG = 40 bis 160 cm) ist das Gegenteil zu beobachten. Die Leitfähigkeiten sind in den ersten 40 cm Tiefe um rund eine bis zwei Zehnerpotenzen niedriger als in größerer Tiefe.

Bei einer Saugspannung von 160 cm liegen die Leitfähigkeiten im Bereich 2,5 · 10-⁶ cm/s (110-120 cm Tiefe) bis 2,2 · 10-s cm/s (30-40 cm Tiefe), d. h. rund 2-0,02 mm/d. Bei einer Saugspannung über 160 cm findet demzufolge nur noch im C-Horizont eine bescheidene Wasserbewegung statt, in den anderen Horizonten ist die Wasserbewegung vernachlässigbar.

Während der beiden Meßjahre 1981 und 1982 fielen die in den Steinen steckenden Tensiometer gegenüber den Tensiometern in der Feinerde nie durch abweichende Meßwerte auf. Um diese unerwartete Erscheinung erklären zu können, wurde in einem Laborversuch die Durchlässigkeit des Kalkgesteins bestimmt. Ein Stein, in

k ('lr) (cm· s-¹) k ('lr) (cm· s-¹)

10° ^o-0 0-10 cm Tiefe 10° ^o-o 40-50 cm Tiefe

i---% 10-20 cm Tiefe ;r---i 50-60 cm Tiefe

+--+ 20-30 cm Tiefe -+ --+ 60-70 cm Tiefe

~ 30-40 cm Tiefe >f-X 75-85 cm Tiefe

10-2 10-2

10-B_._ __ +--l---+-l---+---1----.,...

-1 -5 -10-20-40-80-160 'lrmG (cm)

o-o 80- 90 cm Tiefe )!:'--'* 85- 95 cm Tiefe +--+ 90-100 cm Tiefe

-1 -5 -10-20-40..:80-160 'lrmG (cm)

10-⁶

o---0 100-110 cm Tiefe

t--,1( 110-120 cm Tiefe +---+ 120-130 cm Tiefe

10-B~---l----4-+---+---i--+---_.,...

10-B~---+---l--l---+---l---1---1 -5 -10-20-40-80-160 'lrmG (cm) -1 -5 -10-20-40-80-160 'lrmG (cm)

Abbildung 18

k(-1):

k(c-1):

Wasserleitfähigkeit k als Funktion des Matrixpotentials für 14 Bodentiefen: k = k (-Wmo) (cm/s)

bestimmt bei konstanter Druckhöhe (s. Kap. 312) Werte berechnet mit quadratischer Regression:

log k ( - W) = a · log^{2 ( -} W) + b · log ( - W) + c.

dem ein Tensiometer steckte, wurde an der Luft während eines Monats getrocknet und anschließend ins Wasser getaucht. Aufgrund der Reaktion des Tensiometers konnte der k-Wert des Kalkes geschätzt werden. Der erhaltene k-Wert von 1 bis 10 · 10-⁷ cm/s entspricht jenem eines schwerdurchlässigen Bodens (vgl. z.B. Lokal-form «Chnoden», RICHARD et al., 1978). Die hohen k-Werte des Kalkes sind durch die Risse und Spalten bedingt, eine Folge der jahrmillionenlangen Einwirkung der Umwelt im Tertiär, als diese Steine nicht vom Wasser bedeckt waren. Zwischen zwei Ablesungen (meist 3-7 Tage) verstreicht genügend Zeit, daß ein Ausgleich durch die Steine hindurch stattfinden kann. Wären die Tensiometer kontinuierlich, z.B. in stündlichen Abständen, abgelesen worden, hätte sich wohl eine langsamere Reaktion der Tensiometer in den Steinen gezeigt.

446 Feldbestimmung der gesättigten Wasserleitfähigkeit

Der Meßblock Ost (vgl. Kap. 511) wurde Ende Juli 1982 mit einem Zeltzuge-deckt, um das Verhalten des Bodens unter dem Einfluß der Vegetation bei ausblei-benden Niederschlägen zu verfolgen. An diesem ausgetrockneten Meßblock wurde am 2. November 1982 im Feld ein Infiltrationsversuch durchgeführt, um die im Labor an den Ausflußproben bei konstantem Druck bestimmten gesättigten k-Werte zu überprüfen.

Die Fläche wurde während knapp 6 Stunden mit einer konstanten Rate von 24 mm/h, entsprechend 24 l/(m^{2 •} h) bewässert. Bei konstanter Infiltrationsrate dringt in homogenen Bodenproben das Wasser nahezu kolbenartig in den Boden ein. Dabei bildet sich eine Naßfront, an der die Sättigung sprunghaft zunimmt (DRACOS, 1980).

Hinter der Naßfront ist mit einem konstanten Sättigungsgrad zu rechnen (GREEN und AMPT, zit. in DRACOS, 1980).

Hinter der Naßfront betrug die Saugspannung rund 5 cm (WmG = -5 cm). Die Naßfront (Abb. 19) erreichte nach einer Stunde eine Tiefe von 80 cm. Deutlich ist erkennbar, wie in der Tiefe 80-100 cm die Naßfront langsamer vorwärts dringt. Nach 2 bis 3 Stunden wurde die Tiefe 170 cm erreicht. Daraus kann der durchschnittliche k-Wert bei einer Saugspannung von rund 5 cm geschätzt werden. Er beträgt für die obersten 80 cm rund 2 · 10-² cm/s und liegt damit in derselben Größenordnung wie die an den Ausfluß proben ermittelten Werte. Für die restliche Profiltiefe (80-170 cm) ergibt sich ein kleinerer Wert von etwa 1 · 10-² cm/s. Auch dieser Wert liegt in der gleichen Größenordnung wie die Laborwerte. Daß er eher größer ist, mag damit zusammenhängen, daß beim Feldversuch vermehrt die Perkolation durch die Makro-poren erfaßt wurde, während im Labor die Leitfähigkeit der ganzen Probe bestimmt wurde. Zudem handelte es sich beim Feldversuch um eine Infiltration, also eine Sorp-tion, beim Laborversuch dagegen um eine Drainage, also eine Desorption.

2. November 1983, 9.45 bis 11.40 Uhr 0cm

9.~

---170cm

1

Beginn der Be- wässe-rung 10.00 h

170 cm

0cm

-negatives Matrixpotential -'lrmG (cm)

1

^{~20 21-40}

1

11.20~

41-80 81-160

-

---=--=--=

1

11.40~

161-345

i--==::-==

...__=-=

i---~ -',

1 1 L. - •

~ 346 Abbildung 19 Bewässerungsversuch zur Bestimmung des k-Wertes im Feld.

Bewässerungsrate: 24 mm/h = 24 l/(m² • h).

2. November 1983, 12.00 bis 15.00 Uhr 0cm

170 cm

negatives Matrixpotential -WmG (cm)

21-40 41-80

(Fortsetzung Abbildung 19.)

Im Dokument Wasserhaushalt und Skelettstruktur eines Rendzina-Bodens (Seite 43-57)