Hydrologisches Praktikum I

Bodenhydrologische Versuche:Tensionsinfiltrometer

Gruppe 3: Tanja Müller, Vanessa Sternitzke, Susann Vollrath

10,0 cm

Tensionsinfiltrometer - Aufbau

Auswertungsformel

)(*r*

S*b*

r*

q)(K

ae

ee

2

2

4

θe: Endwassergehalt des Bodens (volumetrisch)θa: Anfangswassergehalt des Bodens (volumetrisch)S: Sorptivität [cm/d1/2]qe: Endinfiltrationsrate [cm3/d]r: Radius der Kontaktfläche [=17,8 cm]b: empirischer Faktor (0,55)

Wie sieht eine typische Infiltration aus ?

0

50

100

150

200

250

300

350

0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008

Zeit [d]

Ku

mu

liert

e In

filt

ati

on

[c

m]

Beispiel

Gleichung nach Philip:

I(t) = S*t1/2 + qe*t

Wie sieht eine typische Infiltration aus ?

0

50

100

150

200

250

300

350

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

Zeit [d^1/2]

Ku

mu

liert

e In

filt

ati

on

[c

m]

Beispiel

Gleichung nach Philip:

I(t) = S*t1/2 + qe*t

Wie sieht eine typische Infiltration aus ?

0

50

100

150

200

250

300

350

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

Zeit [d^1/2]

Ku

mu

liert

e In

filt

ati

on

[c

m]

Beispiel

Wie sieht eine typische Infiltration aus ?

0

50

100

150

200

250

300

350

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

Zeit [d^1/2]

Ku

mu

liert

e In

filt

ati

on

[c

m]

Beispiel

Sorptivität Gr. 3 -5cm

Sorptivität feststellen

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Wurzel der Zeit [d^1/2]

Infi

ltra

tio

n s

um

mie

rt [

cm

]

Gr3 -5cm

Sorptivität Gr. 3 -10, -5 & 0cm

Sorptivität feststellen

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035

Wurzel der Zeit [d^1/2]

Infi

ltra

tio

n s

um

mie

rt [

cm

]

Gr3 -10cm

Gr3 -5cm

Gr3 0cm

Sorptivität Gr. 1+3 -10cm

Sorptivität feststellen

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,0000 0,0010 0,0020 0,0030

Wurzel der Zeit [d^1/2]

Infi

ltra

tio

n s

um

mie

rt [

cm

]

Gr3 -10cm

Gr1-10cm

Sorptivität Gr. 2,3,4 -5cm

Sorptivität feststellen

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,0000 0,0010 0,0020 0,0030

Wurzel der Zeit [d^1/2]

Infi

ltra

tio

n s

um

mie

rt [

cm

]

Gr3 -5cm

Gr4 -5cm

Gr2 -5cm

Sorptivität aller Gruppen 0cm

Sorptivität feststellen

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,0000 0,0010 0,0020 0,0030

Wurzel der Zeit [d^1/2]

Infi

ltra

tio

n s

um

mie

rt [

cm

]

Gr3 0cm

Gr4 0cm

Gr1 0cm

Gr2 0cm

Sorptivität aller Gruppen & Druckstufen

Sorptivität feststellen

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,0000 0,0010 0,0020 0,0030

Wurzel der Zeit [d^1/2]

Infi

ltra

tio

n s

um

mie

rt [

cm

] Gr3 -10cm

Gr3 -5cm

Gr3 0cm

Gr4 -5cm

Gr4 0cm

Gr1-10cm

Gr1 0cm

Gr2 -5cm

Gr2 0cm

Berechnung: Gr. 3; -10 cm WS

)(*r*

S*b*

r*

q)(K

ae

ee

2

2

4

)15.027.0(*8,17*

)10*46,1(*55.0*4

8,17*

59,34341)(

203

2ae

eK

0610*6,05,34)( eK

Unsicherheiten

θe: Endwassergehalt des Bodens (± 0.01)

θa: Anfangswassergehalt des Bodens (± 0.02)

S: Sorptivität (± 50%) [cm/d1/2]

r: Radius der Kontaktfläche (± 0,1) [cm]

qe: Endinfiltrationsrate (± 0,01 [„cm“/min] ± 700 [cm3/d] )

b: empirischer Faktor (0,55)

Ks – aller Gruppen unter unterschiedlichen Druckstufen

Ks Standardabw.[cm/d] [cm/d]

Gr1: -10cm 27 1Gr3: -10cm 35 1Gr2: -5cm 30 1Gr:3 -5cm 33 1Gr4: -5cm 26 1Gr1: 0cm 24 1Gr2: 0cm 25 1Gr3: 0cm 35 1Gr4: 0cm 36 1

Fazit

• Vergleich zu Literaturwerten

Literatur Kf (gesättigt):10 – 40 cm/d mittlere Durchlässigkeit*

Gemessene Werte Ks:24 – 36 cm/d

(* Quelle: http://www.uni-kassel.de/fb13/fglaplan/mayer/script/skripbdk.pdf )

Fehlerbetrachtung

• Membran zog Luft (Luftblasen): – d.h. kein konstanter Unterdruck & nicht die

gesamte Fläche wirkte benetzend

• bei Unterdruck von 0 cm: gesättigtes System

• zu wenig Messdaten für Sorptionsberechnung (Zweipunkt- Meth.)

• Schätzung der Fehler und Berechnung