Modelluntersuchungen zum Stofftransport und Stoffumsatz in einer Terra fusca- Rendzina auf Muschelkalk

1986

106 S.

zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

102202

In der vorliegenden Arbeit wurde der Stofftransport und -umsatz in einer Terra fusca-Rendzina untersucht. Ziel war die Ermittlung der den Transport von Stoffen beschreibenden Parameter und deren Umsetzungsraten. Diese Groessen unterliegen im Freiland unterschiedlichen Umweltbedingungen. Eine quantitative Aussage ueber den Einfluss der sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren auf Stofftransport und -umsatz ist nur bei Kenntnis aller wesentliche Groessen moeglich. Deshalb wurden die Untersuchungen an ungestoerten Bodenmonolithen unterschiedlicher Groesse (30cm und 100cm Laenge), bei verschiedenen Beregnungsraten und Temperaturen, im Labor unter Ausschluss der Pflanzen durchgefuehrt. Untersuchungen zum Stofftransport: - Die zur Beschreibung des Stofftransportes erforderlichen Durchbruchskurven fuer Chlorid wurden bei Sickerwasserraten von 0.3, 1.0, 3.0 und 9.0 cm/d ermittelt. Dazu wurde KCl auf die Oberflaeche der ungestoerten Bodenmonolithe ausgebracht, die ausfliessende Loesung gesammelt und auf Cl- untersucht. Die Ergebnisse wurden in Form von Durchbruchskurven aufgetragen. Sie unterscheiden sich in ihrer Form nicht wesentlich von denen skelettfreier Boeden. In Modelluntersuchungen konnte gezeigt werden, dass der Loesungstransport mit einem einfachen Modell simuliert werden kann. Durch den Vergleich der Simulationsergebnisse mit den experimentellen Befunden konnten - mit Hilfe eines Optimierungsverfahrens - die scheinbaren Diffusionskoeffizienten (D) und die Verzoegerungsfaktoren (R) fuer die Tiefenabschnitte 0-30cm und 30-100cm ermittelt werden. Der Vergleich mit Ergebnissen aus der bodenkundlichen Literatur zeigt, dass die scheinbaren Diffusionskoeffizienten des Solums, ebenso wie die Verzoegerungsfaktoren, annaehernd mit den Resultaten aus Feld- und Laborversuchen anderer Autoren uebereinstimmen. Die D-Werte fuer die Frostschuttdecke (30-100cm) dagegen liegen weit ueber denen skelettfreier Boeden. - Die erhaltenen D-Werte wurden zusammen mit Werten von Beese und Wierenga, 1983a, benutzt, um eine allgemeine Beziehung zwischen D und anderen Groessen abzuleiten, die eine Schaetzung von D erlaubt. Beese und Wierenga berichteten, dass D nicht nur von der Porenwassergeschwindigkeit des Bodenwassers, sondern auch von nicht weiter quantifizierten Bodenparametern bestimmt wird. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass ein vom Tongehalt im Boden abhaengiger Totwassergehalt (Welkepunktwasserkapazitaet WWK) zu einer Unterschaetzung der Porenwassergeschwindigkeit im Boden fuehrt. Bei Verwendung der Porenwassergeschwindigkeit in den Poren > 0.2Mym ergab sich eine bedeutende Verringerung der bodenbedingten Einfluesse auf D und damit eine engere Abhaengigkeit der D-Werte. Fuer die Schaetzung werden der Wassergehalt im Boden und die pF-Kurven, bzw. die Welkepunktwasserkapazitaet (WWK) benoetigt. - Die quantitative Beschreibung des Trans...