(NTH) Bericht 2011–2012 - TU Clausthal

ten organischen Bodensubstanz. Eine Verstärkung
wasserabweisender Eigenschaften mancher
Böden infolge der Wirkungen des Klimaeffektes
ist aber aufgrund zahlreicher Befunde zu erwarten.
Die Wasserbewegung in der oberfl ächennahen
Boden- und Verwitterungszone, wo sich
zumeist die Wurzeln der Pfl anzen befi nden, lässt
sich bislang nur unzureichend vorhersagen, es
ist aber anzunehmen, das sich die Wasserspeicherfähigkeit
des Bodens infolge zunehmender
Benetzungshemmungen deutlich verringert. Bei
Starkregen kann der Boden dann die große Wassermenge
nicht schnell genug aufnehmen. Niederschlag
fl ießt oberfl ächlich ab, Verschlämmung und
Überschwemmungen sind die Folge. Ein weiterer
Teil strömt auf bevorzugten Fließwegen durch den
Boden. Das Wasser verbleibt somit kaum in der
Wurzelzone, der Boden durchnässt nicht genügend,
sondern bleibt weitgehend trocken.
Auf der anderen Seite gibt es auch ein Potenzial,
die Benetzungseigenschaften durch geeignete
Substanzen in bereits geringer Menge gezielt zu
verändern. Damit können positive Effekte wie z.B.
die Reduktion unproduktiver Wasserverdunstung
von landwirtschaftlichen Bodenoberfl ächen
gefördert werden. Darüber hinaus können Benetzungshemmungen
auch als ein Schlüsselprozess
sowohl bei der Stabilisierung der physikalischen
Bodenstruktur als auch bei der Bindung atmosphärischen
Kohlenstoffs in Form organischer
Substanz in Böden betrachtet werden. Für eine
gezielte Veränderung der Benetzungseigenschaften
von Böden ist aber ein grundsätzliches Verständnis
des Grenzfl ächenphänomens essenziell.
Hier liegen insbesondere die Defi zite im heutigen
Erkenntnisstand, aber dieser Umstand bietet auch
den Ansatzpunkt für dieses NTH-Projekt.
Hydraulische Modellierung der Wasserbewegung im
Boden.
Welche Ergebnisse wurden
im Projekt erzielt?
Das Phänomen war grundsätzlich bekannt, doch
fehlten bislang Methoden, um die Wirkung der
Benetzbarkeit auf die Wasserbewegung genau zu
bestimmen. In diesem auf Grundlagenforschung
ausgerichteten bilokalen Kooperationsprojekt der
Arbeitsgruppen Bachmann (Leibniz Universität
Hannover) und Durner (TU Braunschweig) wurden
die Eigenschaften von teilhydrophoben Böden
erforscht und quantifi ziert. Die zentrale Hypothese
bestand darin, dass es durch eine Kombination von
Messung und Modellbildung möglich ist, die Basisprozesse
für das hydraulische Verhalten von Böden
mit zeitlich variierender Hydrophobie zu verstehen,
quantitativ zu erfassen, geeignet zu parametrisieren,
und somit den Wassertransport in natürlichen
Böden durch numerische Modellierung richtig vorherzusagen.
Diese Kombination von Messung und
Modellierung gelang weitestgehend, die Projektziele
in diesem Vorhaben wurden größtenteils erreicht.
BOTTOM-UP-PROJEKT
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