Guelph-Infiltration , Schunterau

Präsentation zum Thema: "Guelph-Infiltration , Schunterau"—  Präsentation transkript:

1 Guelph-Infiltration 12.05.2006, Schunterau
Stephan Sittig, Torben Wittwer, Michael Roers, Tobias Müller, Kathrin Fabian, Denise Samol, Martin Dietzel, Fabian Haßel, Arndt Geerken, Christian Brand, Moritz Kupisch, Bianca Frankiewitsch, Katharina Droßel

2 Gliederung Hydraulische Leitfähigkeit Standort Guelph-Permeameter
Durchführung Ergebnisse Fazit

3 1. Hydraulische Leitfähigkeit - Definition -
feldgesättigte Leitfähigkeit Ks Materialeigenschaft des Bodens Kenngröße für den Wassertransport und den wassergebundenen Stofftransport im Boden abhängig von Porengrößenverteilung Maximum bei vollständiger Wassersättigung des Bodens Funktion des Matrixpotentials Φm

4 1. Hydraulische Leitfähigkeit -Bestimmung -
Verfahren von Elrick & Reynolds (1992): Q [cm³ d-1] - Wasseraufnahme des Bodens H [cm] - Höhe des Wasserspiegels im Bohrloch C [-] - dimensionsloser Formfaktor (= f(H/r)) KS [cm d-1] - gesättigte Leitfähigkeit Φm [cm² d-1] - Matrix-Fluss-Potential r [cm] - Bohrlochradius

5 2. Standort

6 3. Guelph-Permeameter aus Durner (2006)

7 3. Guelph-Permeameter Bohrlochinfiltrometer konstante Druckhöhe
Vorteile: in-situ Messung Messung durch eine Person möglich geringer Wasserbedarf (2 - 2,5 l/Messung) Messdauer ca. 0,5-1 h Messtiefen von 15 bis 75 cm  horizontbezogene Beprobung Nachteil: Seitliche Diffusion nimmt mit Überstauhöhe zu.

8 Durchführung Bohrlocherstellung von ca. 30 cm Tiefe und
6 cm Durchmesser Bodenverdichtung vermeiden! Aufbau des Guelph-Permeameters Befüllung des Permeameters Einstellen der Überstauhöhe über das Lufteinlassrohr (Anfangsbedingung: 5 cm)

9 Durchführung Start der Messung durch Öffnung des Lufteinlassventils
Ablesen des Wasserstandes in regelmäßigen Abständen bis ein hydraulisches Fließgleich- gewicht erreicht ist (stationärer Fluss) Wiederholung der Messung mit Überstauhöhen von 10 und 15 cm

10 Ergebnisse (exemplarisch)

11 Ks-Wert Verteilung [cm/d]
650 450 60 300 ??? 530

12 Fehlerabschätzung Fehler wurden unterschiedlich abgeschätzt – Vergleichbarkeit ? – Standardabweichung, Absolutfehler, Fehlerfortpflanzung, Streuung … Werte streuten zwischen 60 und 1700 cm/d Fehlerquellen: Inhomogenitäten, höhere Infiltration bei höherem Überstau, Abschätzung von Konstanten (insb. α*), Messungenauigkeiten

13 Fehlerabschätzung Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 4 Gruppe 5
Streuung der Ergebnisse 650 ± 360 cm/d 530 ± 260 cm/d - - - 1020 ± 720 cm/d 86 ± 30 cm/d 580 ± 270 cm/d Geschätzter Wert (Methode) 450 cm/d (α*) 650 cm/d (Regres-sion) 300 cm/d (α*) 60 cm/d (α*) 530 cm/d (α*, Regres-sion)

14 Fazit Die ermittelten Werte liegen in der Größenordnung der Literaturwerte für Mittelsand: 10-3 bis 10-5 m/s. Ausnahme: 60 cm/d. Begründung: Substratwechsel, erhöhter Schluffanteil (uS: 10-5 bis 10-7 m/s). Schwankungen zw. Standorten auf Heterogenität des Bodens zurückzuführen (Variation der Korngrößenzusammensetzung, Makroporen, Verdichtung, Schichtwechsel). Verschiedene Überstauhöhen erreichen unterschiedliche Bodentiefen und ergeben so unterschiedliche ks Werte. Unterschiede zw. Auswertungsmethoden. Methode 1: Homogenität des Bodens wird vorrausgesetzt Methode 3: Tabellierte Werte α* abhängig von Korngröße, die jedoch im Feld nur abgeschätzt wurde.

15 Vielen Dank!