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Hochaufgelöste Charakterisierung der hydrologischen Dynamik der ungesättigten Zone mittels Großlysimetern

Lysimetertestfeld
Hochaufgelöste Charakterisierung der hydrologischen Dynamik der ungesättigten Zone mittels Großlysimetern
Ansprechpartner:

Dr. Nadine Göppert

M. Sc. Markus Merk

Projektbeschreibung

 

Die ungesättigte Zone ist charakterisiert durch komplexe Wasser- und Stofftransportprozesse, die stark durch meteorologische Pa­ra­me­ter und damit auch direkt durch den Klimawandel beeinflusst werden. Hierbei spielen die Zusammenhänge zwischen At­mo­sphä­re, Biosphäre und Untergrund, sowie die Zwischenspeicherung des Wassers und Neuverteilung durch Evapotranspiration, Ober­flä­chen- und Zwischenabflüsse, eine entscheidende Rolle.

Ziel des Projekts ist die Klärung inwieweit sich Starkregenereignisse bzw. extreme klimatische Bedingungen und Schneeschmelze auf das Abflussverhalten und den Bodenwasserhaushalt, und damit letztlich auch auf die Grundwasserneubildung, auswirken.

Als Testfeld dient ein Großlysimeter auf der Deponie Karlsruhe West, das lückenlose Datenreihen über die letzten 10 Jahre liefert. Dort scheint präferenziellen Fließwegen beim Wassertransport eine wesentliche Bedeutung zuzukommen. Bei einem Nie­der­schlags­er­eig­nis wird das Bodenwasser durch nachfließendes Niederschlagswasser mittels Druckübertragung weitergeleitet (Piston-Flow); das eindringende Wasser sucht sich allerdings oft einen alternativen Weg durch Wurzelgänge, von Organismen ge­schaf­fe­ne Hohl­räu­me und bestehende Risse. Anhand von Markierungsversuchen sollen die wesentlichen Transportparameter und die Frage nach dem Verteilungsgrad dieser Wegsamkeiten geklärt werden.

Eine hangparallele Abflusskomponente wird ebenfalls vermutet. Dieses Phänomen konnte durch den Vergleich der Abflüsse von zwei angrenzenden, in Falllinie angeordneten Teilfeldern aufgezeigt werden (vgl. Abbildung 1, B unten und B oben). Allerdings ist noch nicht geklärt, welche Parameter im Einzelnen einen Einfluss auf das Verhältnis der beiden Abflüsse besitzen.

 

 

 Abbildung Lysimeterfeld  Abbildung Bodenfeuchte
 

 

Profil des Lysimetertestfeldes. Aufgebaut aus 5 Schichten: Rekultivierungsschicht, Dränschicht, Mineralische Dichtschicht, Kapillarschicht, Kapillarblock.

 

 

 

Zeitliche Variation der Bodenfeuchte an Messstelle NS7. Zum Vergleich sind der Niederschlag und der Oberflächenabfluss dargestellt.