Messung und Simulation der anisothermen Feuchtebewegung in benetzungsgehemmten Mineralböden

Benetzungshemmungen treten meist in humosen Oberböden auf, wo auch die Temperaturgradienten am größten sind. Über den Einfluß von Temperaturen und Temperaturgradienten auf die Wasserbewegung benetzungsgehemmter Böden ist bislang wenig bekannt. Mit der vorliegenden Studie ist daher beabsichtigt, den simultanen Einfluß von Temperatur‐ und Wasserspannungsgradienten auf den Wassertransport zu erfassen. Dazu wurde ein Laborversuch mit vier Sandböden durchgeführt. Die Böden hatten annähernd gleiche Körnung und Humusgehalte zwischen 1.0 und 2.4 Prozent. Die Kontaktwinkel wurden mit einem Kontaktwinkelmeßverfahren gemessen und weisen Werte zwischen 25 und 111 Grad auf. Die Laborversuche wurden mit Säulensystemen durchgeführt, wobei am oberen Rand ein konstantes Matrixpotential von −175 hPa und zusätzlich ein konstanter Temperaturgradient um l.1°C/cm eingestellt wurde. Über eine keramische Platte im Kontakt mit einem Vorratsgefäß konnte die Säule Wasser aufnehmen oder abgeben, das untere Säulenende war geschlossen. Mit zunehmender Benetzungshemmung weichen die Tiefenprofile der Matrixpotentiale und Wassergehalte voneinander ab. Ergebnisse von Simulationsrechnungen mit einem Modell nach Philip und De Vries (1957) zur Beschreibung des gekoppelten Wärme‐ und Feuchtetransports wurden mit den zeitabhängigen Meßwerten verglichen. Es deutet sich an, daß für die Böden mit Kontaktwinkeln im Bereich 25–35, 93–108 und 109–111 Grad die zeitabhängigen Feuchteänderungen in der Säule dann gut mit dem Modell beschrieben werden können, wenn der anisotherme Dampfdiffusionskoeffizient, D TV , mit einem Verstärkungsfaktor zwischen zwei und drei multipliziert wird. Für den Boden mit Kontaktwinkeln zwischen 45 und 83 Grad und Gehalten an organischer Substanz von 2.4 Prozent liegt der Verstärkungsfaktor im Bereich um sieben bis acht. Die Verstärkung von D TV kann möglicherweise eine Folge des kombinierten Effektes von mittlerer Benetzungshemmung und spezieller Mikromorphologie der organischen Substanz von diesem Boden sein.