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Präferenzieller Fluss

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Die Abbildung zeigt das Infiltrationsmuster einer blauen Tracerlösung in einen zweischichtigen, sandigen Boden bei verschiedenen Wassergehalten. Die obere Schicht des Bodens war auf der linken Seite sehr trocken und leicht hydrophob. Der Farbstoff ist deshalb nur an einigen wenigen Stellen infiltriert und schnell ist die Tiefe geflossen. Auf der rechten Seite wurde die obere Schicht zuerst bewässert, was zu einem etwas gleichmässigeren Eindringen der Farbstofflösung geführt hat.

Ein natürlich gelagerter Boden ist selten ein homogenes Medium. Er enthält Schichtgrenzen, Makroporen und Risse, Bereiche unterschiedlicher Feuchtigkeit und manchmal sogar hydrophobe Zonen. Deshalb ist der Wassertransport im Feld selten so gleichmässig wie in einer Sandsäule im Labor. Meistens wird das bei einem Niederschlagsereignis infiltrierende Wasser durch präferenzielle Fliesswege transportiert. Oft handelt es sich dabei um Makroporen oder Risse, es können aber auch feuchte Zonen in einem hydrophoben Boden sein, oder Zonen anderer Körnung. Je nach Infiltrationsbedingungen an der Bodenoberfläche kann es auch in einem sehr homogenen Boden zu präferenziellem Fluss kommen.

Präferenzieller Fluss führt dazu, dass ein Grossteil der Bodenmatrix "umflossen" wird. So kann ein Stoff viel schneller ins Grundwasser gelangen, als eine Vorhersage aufgrund von Laborexperimenten mit homogenen Bodensäulen erwarten lässt. Es ist deshalb wichtig das Phänomen des präferenziellen Flusses miteinzubeziehen, wenn Vorhersagen über den Transport von Düngestoffen oder Pestiziden gemacht werden!

Weiteres zu diesem Thema im Skript Kapitel "Transport gelöster Stoffe". Einen Einblick in einige abgeschlossene Forschungsprojekte zu diesem Thema ist unter http://www.ito.ethz.ch/SoilPhys/Fliessmuster zu finden.

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