Verfügbarkeit: Der Bodenwasserhaushalt von zwei repräsentativen Flussauenstandorten der Mittelelbe

Der Bodenwasserhaushalt von zwei repräsentativen Flussauenstandorten der Mittelelbe: Untersuchungen mit wägbaren Grundwasserlysimetern

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Bethge-Steffens, Dörthe (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Leipzig Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ 2008
Schriftenreihe:	Dissertation / Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ 2008,1
Schlagworte:	Bodenwasserhaushalt Lysimeteruntersuchung Mittlere Elbe Hochschulschrift
Online-Zugang:	Volltext Volltext Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	Auch als Internetausgabe
Beschreibung:	XV, 133 S. Ill., graph. Darst.

Internformat

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adam_text	Inhaltsverzeichnis_____________________________________________________________iv Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis.........................................................................................iv Abbildungsverzeichnis................................................................................vii Tabellenverzeichnis.....................................................................................xii Symbol- und Abkürzungsverzeichnis.......................................................xiii 1 Einleitung.......................................................................................1 2 Material und Methoden.................................................................8 2.1 Experimentelle Untersuchungen.....................................................8 2.1.1 Meteorologische Messstation.....................................................................8 2.1.2 Feldmessplätze..........................................................................................8 2.1.2.1 Schönberg Deich........................................................................................8 2.1.2.2 Wörtitz......................................................................................................11 2.1.3 Wägbares Grundwasserlysimeter............................................................13 2.2 Berechnungsverfahren..................................................................17 2.2.1 Evapotranspiration...................................................................................17 2.2.1.1 Grundlagen..............................................................................................17 2.2.1.2 Potentielle Verdunstung von Landflächen................................................18 2.2.1.3 Tatsächliche Evapotranspiration..............................................................20 2.2.2 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Inhaltsverzeichnis____________________________________________________________y 3 Ergebnisse...................................................................................29 3.1 Experimentelle Untersuchungen...................................................29 3.1.1 Meteorologische Parameter.....................................................................29 3.1.1.1 Lufttemperatur..........................................................................................29 3.1.1.2 Luftfeuchte...............................................................................................32 3.1.1.3 Windgeschwindigkeit................................................................................33 3.1.1.4 Niederschlag............................................................................................33 3.1.2 Bodenhydrologische Parameter...............................................................34 3.1.2.1 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Evapotranspiration...................................................................................70 3.2.2 Grundwasserneubildung..........................................................................75 3.2.2.1 Bestimmung nach DIN 4049,Teil 1..........................................................75 3.2.2.2 Bestimmung nach dem TUB-BGR-Verfahren..........................................76 3.3 Modellierung mit HYDRUS-1D......................................................78 3.3.1 Parametrisierung......................................................................................78 3.2.2 Wasserhaushalt.......................................................................................81 3.3.2.1 Schönberg Deich......................................................................................81 3.3.2.2 Wöriitz......................................................................................................89 4 Zusammenfassende Diskussion und Schlussfolgerungen...........95 5 Literatur.....................................................................................105 Anhang ....................................................................................................115 A 1 Beschreibung der Messtechnik: Klima-Messstation....................116 A 1.1 Erdboden-Widerstands-Thermometer (828)..........................................116 A 1.2 Messwertgeber für relative Feuchte und Temperatur der Luft...............116 Inhaltsverzeichnis A 1.3 Automatischer Regenmesser.................................................................117 A 1.4 Messwertgeber für Windgeschwindigkeit und Windrichtung..................117 A 1.5 Pyranometer CM 11 zur Messung der Globalstrahlung.........................118 A 2 Beschreibung der Messtechnik: Messplatz Schönberg Deich.....119 A 2.1 TDR-Sonden zur Ermittlung der Bodenfeuchte......................................119 A 2.2 Tensiometer zur Untersuchung des Matrixpotentials.............................119 A 2.3 Messwertgeber zur Messung der Bodentemperatur..............................119 A 2.4 UGT-Datenlogger...................................................................................119 A 2.5 Stromversorgung....................................................................................120 A 2.6 Grundwasserflurabstand........................................................................120 A 2.7 Niederschlag..........................................................................................120 A 2.8 Lufttemperatur, Luftfeuchte....................................................................121 A 2.9 Windgeschwindigkeit..............................................................................121 A3 Beschreibung der Messtechnik: Wägbares Grundwasserlysimeter................................................................122 A 3.1 Entnahmevorrichtung zur monolithischen Entnahme von Bodensäulen..........................................................................................122 A 3.3 Beschreibung der Messtechnik: Wägbares Grundwasserlysimeter Falkenberg..................-...........................................................................124 A 3.3.1 Lysimetermantel.....................................................................................124 A 3.3.2 Baugrube und Lysimeterstation.............................................................124 A 3.3.3 Lysimeterboden......................................................................................124 A 3.3.4 TDR-Sonden zur Ermittlung der Bodenfeuchte......................................125 A 3.3.5 Tensiometer zur Untersuchung des Matrixpotentials und Messwertgeber zur Messung der Bodentemperatur..............................125 A 3.3.6 Grundwassersteuerung..........................................................................125 A 3.3.7 Wägesystem..........................................................................................126 A 3.3.8 UGT-Datenlogger...................................................................................126 A 3.3.9 Funkdatenübertragungseinheit (Empfangszentrale Falkenberg)...........126 Abbildungsverzeichnis_______________________________________________________vji Abbildungsverzeichnis Abb. 1 Wasserkreislauf auf ebenen Flussauenstandorten..................................................2 Abb. 2 Lage des Messplatzes Schönberg Deich (Quelle: google earth).............................9 Abb. 3 Bodenhydrologischer Messplatz (Schönberg Deich).............................................11 Abb. 4 Lage des Messplatzes Wörlitz (Quelle: google earth)............................................12 Abb. 5 Elbeeinzugsgebiet mit den Untersuchungsstandorten...........................................14 Abb. 6 Wägbares Grundwasserlysimeter..........................................................................15 Abb. 7 Fließschema der Grundwassersteuerung..............................................................16 Abb. 8 Schematische Darstellung der Wasserstressreduktionsfunktion nach FEDDES.................................................................................................................25 Abb. 9 Vergleich der Lufttemperatur in Falkenberg, Schönberg Deich und Wörlitz im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005..............................................29 Abb. 10 Vergleich der Lufttemperatur in Falkenberg, Schönberg Deich und Wörlitz im Untersuchungszeitraum 17.07.2005 bis 05.09.2005..............................................30 Abb. 11 Vergleich der Differenzen zwischen den Lufttemperaturen in Schönberg Deich (SD) und Falkenberg sowie Wörlitz (Woe) und Falkenberg im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005..............................................31 Abb. 12 Tageswerte für die Lufttemperatur in zwei Messtiefen in Falkenberg im Untersuchungszeitraum 27.03.2003 bis 31.12.2005.............................................31 Abb. 13 Vergleich der Luftfeuchtigkeit in Schönberg Deich und in Falkenberg im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005..............................................32 Abb. 14 Vergleich der Luftfeuchtigkeit in Schönberg Deich und in Falkenberg (Ausschnitt) im Untersuchungszeitraum 17.07.2005 bis 05.09.2005.....................32 Abb. 15 Vergleich der Windgeschwindigkeit in Falkenberg und in Schönberg Deich im Untersuchungszeitraum 01.09.2003 bis 31.12.2005.........................................33 Abb. 16 Vergleich des mit den Lysimetern sowie den Hellmann-Regenmessem ermittelten Niederschlages im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005..............................................................................................................34 Abb. 17 Verlauf des Grundwasserflurabstandes am Messplatz Schönberg Deich im Vergleich zum Verlauf des Wasserstandes der Elbe am nächstgelegenen Pegel Wittenberge im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006..........35 Abbildunqsverzeichnis________________________________________________________yiü Abb. 18 Verlauf des Grundwasserflurabstandes am Messplatz Wörlitz im Vergleich zum Verlauf des Wasserstandes der Elbe am nächstgelegenen Pegel Wittenberge im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006...................36 Abb. 19 Verlauf des Grundwasserflurabstandes am Messplatz in Schönberg Deich und in den korrespondierenden Lysimetern 205 und 206 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005..............................................37 Abb. 20 Verlauf des Grundwasserflurabstandes am Messplatz in Wörlitz und in den korrespondierenden Lysimetern 207 und 208 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.....................................................................................37 Abb. 21 Verlauf des Grundwasserflurabstandes am Messplatz in Schönberg Deich und in Wörlitz im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005..................38 Abb. 22 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 30 cm Tiefe am Messplatz Schönberg Deich bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005..............................................39 Abb. 23 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 60 cm Tiefe am Messplatz Schönberg Deich bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005..............................................39 Abb. 24 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 90 cm Tiefe am Messplatz Schönberg Deich bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005..............................................40 Abb. 25 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 120 cm Tiefe am Messplatz Schönberg Deich bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005..............................................40 Abb. 26 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 20 cm bzw. 30 cm Tiefe am Messplatz Wörlitz bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005..............................................42 Abb. 27 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 60 cm bzw. 70 cm Tiefe am Messplatz Wörlitz bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005..............................................43 Abb. 28 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 90 cm Tiefe am Messplatz Wörlitz bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.................:............................43 Abb. 29 Tageswerte für die Bodentemperatur in zwei Messtiefen in Falkenberg im Vergleich zur Lufttemperatur im Untersuchungszeitraum 27.03.2003 bis 31.12.2005..............................................................................................................44 Abbildunosverzeichnis Abb. 30 Verlauf der Bodentemperatur im oberen Bodenbereich am Messplatz Schönberg Deich und in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005..............................................46 Abb. 31 Verlauf der Bodentemperatur in 50 bzw. 60 cm Tiefe unter GOK am Messplatz Schönberg Deich sowie in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005..............................................47 Abb. 32 Verlauf der Bodentemperatur in 90 cm Tiefe unter GOK am Messplatz Schönberg Deich sowie in den korrespondierenden Lysimetem im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005..............................................48 Abb. 33 Verlauf der Bodentemperatur im oberen Bodenbereich am Messplatz Wörlitz und in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005.....................................................................................50 Abb. 34 Verlauf der Bodentemperatur im mittleren Bodenbereich am Messplatz Wörlitz und in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005..............................................51 Abb. 35 Vertauf der Bodentemperaturen im Bodenbereich um 90 cm unter GOK am Messplatz Wörlitz und den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005..............................................51 Abb. 36 Definierte Auflegepunkte der Gewichte für den Wägeversuch...............................53 Abb. 37 Verlauf des Gewichtes in den einzelnen Lysimetem, Juli 2004.............................53 Abb. 38 Änderung der Bodenwasserhaushaltsgrößen am 04.08.2005...............................57 Abb. 39 Verlauf des Grundwasserflurabstandes im Lysimeter 207 während des Hochwasserexperimentes......................................................................................59 Abb. 40 Verlauf der Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 207 während des Hochwasserexperimentes......................................................................................60 Abb. 41 Verlauf des Grundwasserflurabstandes im Lysimeter 205 während des Verdunstungsexperimentes....................................................................................62 Abb. 42 Verlauf der aufsummierten Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 205 während des Verdunstungsexperimentes..............................................................62 Abb. 43 Verlauf der aufsummierten Verdunstungshöhen in den Lysimetem 205 und 206 während des Verdunstungsexperimentes.......................................................63 Abb. 44 Verlauf der Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 205 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006..............................................64 Abb. 45 Verlauf der Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 206 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006..............................................65 Abbildunqsverzeichnis Abb. 46 Verlauf der Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 207 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006..............................................65 Abb. 47 Verlauf der Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 208 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006..............................................66 Abb. 48 Verlauf der aufsummierten Infiltration in den einzelnen Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006..............................................67 Abb. 49 Verlauf der aufsummierten Exfiltration in den einzelnen Lysimetem im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006..............................................68 Abb. 50 Verlauf der aufsummierten Grundwasserneubildung in den einzelnen Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006......................68 Abb. 51 Verlauf des aufsummierten kapillaren Aufstiegs in den einzelnen Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006.........................................69 Abb. 52 Evapotranspirationshöhen im Untersuchungszeitraum 01.01.2003 bis 31.12.2003..............................................................................................................70 Abb. 53 Evapotranspirationshöhen im Untersuchungszeitraum 01.01.2004 bis 31.12.2004..............................................................................................................71 Abb. 54 Evapotranspirationshöhen im Untersuchungszeitraum 01.01.2005 bis 31.12.2005..............................................................................................................72 Abb. 55 Evapotranspirationshöhen im Untersuchungszeitraum 01.01.2003 bis 31.12.2005..............................................................................................................73 Abb. 56 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 205 im Untersuchungszeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2004.............................................................................82 Abb. 57 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 205 im Untersuchungszeitraum vom 01.01.2005 bis 31.12.2005.............................................................................83 Abb. 58 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 206 im Untersuchungszeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2004.............................................................................84 Abb. 59 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 206 im Untersuchungszeitraum vom 01.01.2005 bis 31.12.2005.............................................................................85 Abb. 60 Modellierungsergebnisse für den Messplatz Schönberg Deich im Untersuchungszeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2005......................................86 Abb. 61 Vergleich des am Messplatz Schönberg Deich gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 30 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.............87 Abb. 62 Vergleich des am Messplatz Schönberg Deich gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 60 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.............87 Abbildungsverzeichnis Abb. 63 Vergleich des am Messplatz Schönberg Deich gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 90 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.............88 Abb. 64 Vergleich des am Messplatz Schönberg Deich gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 120 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten...........88 Abb. 65 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 207 im Zeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2004.....................................................................................90 Abb. 66 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 207 im Untersuchungszeitraum vom 01.01.2005 bis 31.12.2005.............................................................................91 Abb. 67 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 208 im Untersuchungszeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2004.............................................................................91 Abb. 68 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 208 im Untersuchungszeitraum vom 01.01.2005 bis 31.12.2005.............................................................................92 Abb. 69 Modellierungsergebnisse für den Messplatz Wörlitz im Untersuchungszeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2005......................................93 Abb. 70 Vergleich des am Messplatz Wörlitz gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 20 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.............93 Abb. 71 Vergleich des am Messplatz Wörlitz gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 70 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.............94 Abb. 72 Vergleich des am Messplatz Wörlitz gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 90 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.............94 Tabellenverzeichnis Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Bodenkenndaten Messplatz Schönberg Deich SD 32.........................................10 Tabelle 2 Bodenkenndaten Messplatz Wörlitz (nach RINKLEBE, 2004; verändert).............................................................................................................12 Tabelle 3 Material der Filterschicht am Lysimeterboden.....................................................14 Tabelle 4 Ergebnis des Vergleichs der Messwerte des volumetrischen Bodenwassergehaltes am Messplatz Schönberg Deich, im Lysimeter 205 und im Lysimeter 206 mit Hilfe der Varianzanalyse mit 2 Variablen..............................................................................................................41 Tabelle 5 Mittelwerte der Bodentemperaturen in den einzelnen Messtiefen am Standort Schönberg Deich und in den Lysimetem..............................................45 Tabelle 6 Ergebnis des Vergleichs der Messwerte der Bodentemperatur am Messplatz Schönberg Deich, im Lysimeter 205 und im Lysimeter 206 mit Hilfe der Varianzanalyse mit 2 Variablen.......................................................46 Tabelle 7 Mittelwerte der Bodentemperaturen in den einzelnen Messtiefen am Standort Wörlitz und in den Lysimetern...............................................................49 Tabelle 8 Ergebnis des Vergleichs der Messwerte der Bodentemperatur am Messplatz Wörlitz, im Lysimeter 207 und im Lysimeter 207 mit Hilfe der Varianzanalyse mit 2 Variablen.....................................................................50 Tabelle 9 Vergleich der messtechnisch ermittelten mit den berechneten Verdunstungshöhen.............................................................................................74 Tabelle 10 Ermittlung der maximalen kapillaren Aufstiegsrate am Messplatz Schönberg Deich..................................................................................................76 Tabelle 11 Ermittlung der maximalen kapillaren Aufstiegsrate am Messplatz Wörlitz..................................................................................................................76 Tabelle 12 Ermittlung der nutzbaren Feldkapazität in der durchwurzelten Bodenzone am Messplatz Schönberg Deich.......................................................77 Tabelle 13 Ermittlung der nutzbaren Feldkapazität in der durchwurzelten Bodenzone am Messplatz Wöriitz........................................................................77 Tabelle 14 Ermittlung der mittleren jährlichen Sickerwasserrate am Messplatz Schönberg Deich..................................................................................................77 Tabelle 15 Ermittlung der mittleren jährlichen Sickerwasserrate am Messplatz Wöriitz..................................................................................................................77 Tabelle 16 Pedotransferfunktionen für die Lysimeter Schönberg Deich (205 und 206)......................................................................................................................81 Tabelle 17 Pedotransferfunktionen für die Lysimeter Wöriitz (207 und 208).........................89
adam_txt	Inhaltsverzeichnis_iv Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis.iv Abbildungsverzeichnis.vii Tabellenverzeichnis.xii Symbol- und Abkürzungsverzeichnis.xiii 1 Einleitung.1 2 Material und Methoden.8 2.1 Experimentelle Untersuchungen.8 2.1.1 Meteorologische Messstation.8 2.1.2 Feldmessplätze.8 2.1.2.1 Schönberg Deich.8 2.1.2.2 Wörtitz.11 2.1.3 Wägbares Grundwasserlysimeter.13 2.2 Berechnungsverfahren.17 2.2.1 Evapotranspiration.17 2.2.1.1 Grundlagen.17 2.2.1.2 Potentielle Verdunstung von Landflächen.18 2.2.1.3 Tatsächliche Evapotranspiration.20 2.2.2 Grundwassemeubildung.21 2.2.2.1 DIN 4049, Teil 1.21 2.2.2.2 TUB-BGR-Verfahren.21 2.3 Modellierung.23 2.3.1 Grundlagen.23 2.3.2 RJCHARDS-Gleichung.24 2.3.3 Wurzelwasseraufnahme.25 2.3.4 Modellauswahl.27 2-3.5 Modeilgüte.28 Inhaltsverzeichnis_y 3 Ergebnisse.29 3.1 Experimentelle Untersuchungen.29 3.1.1 Meteorologische Parameter.29 3.1.1.1 Lufttemperatur.29 3.1.1.2 Luftfeuchte.32 3.1.1.3 Windgeschwindigkeit.33 3.1.1.4 Niederschlag.33 3.1.2 Bodenhydrologische Parameter.34 3.1.2.1 Grundwasserflurabstand.34 3.1.2.2 Volumetrischer Bodenwassergehalt.38 3.1.2.3 Matrixpotential.44 3.1.2.4 Bodentemperatur.44 3.1.3 Lysimeteruntersuchungen.52 3.1.3.1 Wägung.52 3.1.3.2 Grundwasserbilanzierung.54 3.1.3.3 Bodenwasserhaushaltsgrößen.56 3.2 Berechnungsverfahren.70 3.2.1 Evapotranspiration.70 3.2.2 Grundwasserneubildung.75 3.2.2.1 Bestimmung nach DIN 4049,Teil 1.75 3.2.2.2 Bestimmung nach dem TUB-BGR-Verfahren.76 3.3 Modellierung mit HYDRUS-1D.78 3.3.1 Parametrisierung.78 3.2.2 Wasserhaushalt.81 3.3.2.1 Schönberg Deich.81 3.3.2.2 Wöriitz.89 4 Zusammenfassende Diskussion und Schlussfolgerungen.95 5 Literatur.105 Anhang .115 A 1 Beschreibung der Messtechnik: Klima-Messstation.116 A 1.1 Erdboden-Widerstands-Thermometer (828).116 A 1.2 Messwertgeber für relative Feuchte und Temperatur der Luft.116 Inhaltsverzeichnis A 1.3 Automatischer Regenmesser.117 A 1.4 Messwertgeber für Windgeschwindigkeit und Windrichtung.117 A 1.5 Pyranometer CM 11 zur Messung der Globalstrahlung.118 A 2 Beschreibung der Messtechnik: Messplatz Schönberg Deich.119 A 2.1 TDR-Sonden zur Ermittlung der Bodenfeuchte.119 A 2.2 Tensiometer zur Untersuchung des Matrixpotentials.119 A 2.3 Messwertgeber zur Messung der Bodentemperatur.119 A 2.4 UGT-Datenlogger.119 A 2.5 Stromversorgung.120 A 2.6 Grundwasserflurabstand.120 A 2.7 Niederschlag.120 A 2.8 Lufttemperatur, Luftfeuchte.121 A 2.9 Windgeschwindigkeit.121 A3 Beschreibung der Messtechnik: Wägbares Grundwasserlysimeter.122 A 3.1 Entnahmevorrichtung zur monolithischen Entnahme von Bodensäulen.122 A 3.3 Beschreibung der Messtechnik: Wägbares Grundwasserlysimeter Falkenberg.-.124 A 3.3.1 Lysimetermantel.124 A 3.3.2 Baugrube und Lysimeterstation.124 A 3.3.3 Lysimeterboden.124 A 3.3.4 TDR-Sonden zur Ermittlung der Bodenfeuchte.125 A 3.3.5 Tensiometer zur Untersuchung des Matrixpotentials und Messwertgeber zur Messung der Bodentemperatur.125 A 3.3.6 Grundwassersteuerung.125 A 3.3.7 Wägesystem.126 A 3.3.8 UGT-Datenlogger.126 A 3.3.9 Funkdatenübertragungseinheit (Empfangszentrale Falkenberg).126 Abbildungsverzeichnis_vji Abbildungsverzeichnis Abb. 1 Wasserkreislauf auf ebenen Flussauenstandorten.2 Abb. 2 Lage des Messplatzes Schönberg Deich (Quelle: google earth).9 Abb. 3 Bodenhydrologischer Messplatz (Schönberg Deich).11 Abb. 4 Lage des Messplatzes Wörlitz (Quelle: google earth).12 Abb. 5 Elbeeinzugsgebiet mit den Untersuchungsstandorten.14 Abb. 6 Wägbares Grundwasserlysimeter.15 Abb. 7 Fließschema der Grundwassersteuerung.16 Abb. 8 Schematische Darstellung der Wasserstressreduktionsfunktion nach FEDDES.25 Abb. 9 Vergleich der Lufttemperatur in Falkenberg, Schönberg Deich und Wörlitz im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005.29 Abb. 10 Vergleich der Lufttemperatur in Falkenberg, Schönberg Deich und Wörlitz im Untersuchungszeitraum 17.07.2005 bis 05.09.2005.30 Abb. 11 Vergleich der Differenzen zwischen den Lufttemperaturen in Schönberg Deich (SD) und Falkenberg sowie Wörlitz (Woe) und Falkenberg im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005.31 Abb. 12 Tageswerte für die Lufttemperatur in zwei Messtiefen in Falkenberg im Untersuchungszeitraum 27.03.2003 bis 31.12.2005.31 Abb. 13 Vergleich der Luftfeuchtigkeit in Schönberg Deich und in Falkenberg im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005.32 Abb. 14 Vergleich der Luftfeuchtigkeit in Schönberg Deich und in Falkenberg (Ausschnitt) im Untersuchungszeitraum 17.07.2005 bis 05.09.2005.32 Abb. 15 Vergleich der Windgeschwindigkeit in Falkenberg und in Schönberg Deich im Untersuchungszeitraum 01.09.2003 bis 31.12.2005.33 Abb. 16 Vergleich des mit den Lysimetern sowie den Hellmann-Regenmessem ermittelten Niederschlages im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005.34 Abb. 17 Verlauf des Grundwasserflurabstandes am Messplatz Schönberg Deich im Vergleich zum Verlauf des Wasserstandes der Elbe am nächstgelegenen Pegel Wittenberge im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006.35 Abbildunqsverzeichnis_yiü Abb. 18 Verlauf des Grundwasserflurabstandes am Messplatz Wörlitz im Vergleich zum Verlauf des Wasserstandes der Elbe am nächstgelegenen Pegel Wittenberge im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006.36 Abb. 19 Verlauf des Grundwasserflurabstandes am Messplatz in Schönberg Deich und in den korrespondierenden Lysimetern 205 und 206 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.37 Abb. 20 Verlauf des Grundwasserflurabstandes am Messplatz in Wörlitz und in den korrespondierenden Lysimetern 207 und 208 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.37 Abb. 21 Verlauf des Grundwasserflurabstandes am Messplatz in Schönberg Deich und in Wörlitz im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.38 Abb. 22 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 30 cm Tiefe am Messplatz Schönberg Deich bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.39 Abb. 23 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 60 cm Tiefe am Messplatz Schönberg Deich bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.39 Abb. 24 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 90 cm Tiefe am Messplatz Schönberg Deich bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.40 Abb. 25 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 120 cm Tiefe am Messplatz Schönberg Deich bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.40 Abb. 26 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 20 cm bzw. 30 cm Tiefe am Messplatz Wörlitz bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.42 Abb. 27 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 60 cm bzw. 70 cm Tiefe am Messplatz Wörlitz bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.43 Abb. 28 Verlauf des volumetrischen Bodenwassergehalts in 90 cm Tiefe am Messplatz Wörlitz bzw. in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.12.2005.:.43 Abb. 29 Tageswerte für die Bodentemperatur in zwei Messtiefen in Falkenberg im Vergleich zur Lufttemperatur im Untersuchungszeitraum 27.03.2003 bis 31.12.2005.44 Abbildunosverzeichnis Abb. 30 Verlauf der Bodentemperatur im oberen Bodenbereich am Messplatz Schönberg Deich und in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005.46 Abb. 31 Verlauf der Bodentemperatur in 50 bzw. 60 cm Tiefe unter GOK am Messplatz Schönberg Deich sowie in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005.47 Abb. 32 Verlauf der Bodentemperatur in 90 cm Tiefe unter GOK am Messplatz Schönberg Deich sowie in den korrespondierenden Lysimetem im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005.48 Abb. 33 Verlauf der Bodentemperatur im oberen Bodenbereich am Messplatz Wörlitz und in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005.50 Abb. 34 Verlauf der Bodentemperatur im mittleren Bodenbereich am Messplatz Wörlitz und in den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005.51 Abb. 35 Vertauf der Bodentemperaturen im Bodenbereich um 90 cm unter GOK am Messplatz Wörlitz und den korrespondierenden Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.04.2003 bis 31.12.2005.51 Abb. 36 Definierte Auflegepunkte der Gewichte für den Wägeversuch.53 Abb. 37 Verlauf des Gewichtes in den einzelnen Lysimetem, Juli 2004.53 Abb. 38 Änderung der Bodenwasserhaushaltsgrößen am 04.08.2005.57 Abb. 39 Verlauf des Grundwasserflurabstandes im Lysimeter 207 während des Hochwasserexperimentes.59 Abb. 40 Verlauf der Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 207 während des Hochwasserexperimentes.60 Abb. 41 Verlauf des Grundwasserflurabstandes im Lysimeter 205 während des Verdunstungsexperimentes.62 Abb. 42 Verlauf der aufsummierten Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 205 während des Verdunstungsexperimentes.62 Abb. 43 Verlauf der aufsummierten Verdunstungshöhen in den Lysimetem 205 und 206 während des Verdunstungsexperimentes.63 Abb. 44 Verlauf der Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 205 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006.64 Abb. 45 Verlauf der Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 206 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006.65 Abbildunqsverzeichnis Abb. 46 Verlauf der Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 207 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006.65 Abb. 47 Verlauf der Bodenwasserhaushaltsgrößen im Lysimeter 208 im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006.66 Abb. 48 Verlauf der aufsummierten Infiltration in den einzelnen Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006.67 Abb. 49 Verlauf der aufsummierten Exfiltration in den einzelnen Lysimetem im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006.68 Abb. 50 Verlauf der aufsummierten Grundwasserneubildung in den einzelnen Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006.68 Abb. 51 Verlauf des aufsummierten kapillaren Aufstiegs in den einzelnen Lysimetern im Untersuchungszeitraum 01.02.2003 bis 31.01.2006.69 Abb. 52 Evapotranspirationshöhen im Untersuchungszeitraum 01.01.2003 bis 31.12.2003.70 Abb. 53 Evapotranspirationshöhen im Untersuchungszeitraum 01.01.2004 bis 31.12.2004.71 Abb. 54 Evapotranspirationshöhen im Untersuchungszeitraum 01.01.2005 bis 31.12.2005.72 Abb. 55 Evapotranspirationshöhen im Untersuchungszeitraum 01.01.2003 bis 31.12.2005.73 Abb. 56 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 205 im Untersuchungszeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2004.82 Abb. 57 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 205 im Untersuchungszeitraum vom 01.01.2005 bis 31.12.2005.83 Abb. 58 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 206 im Untersuchungszeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2004.84 Abb. 59 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 206 im Untersuchungszeitraum vom 01.01.2005 bis 31.12.2005.85 Abb. 60 Modellierungsergebnisse für den Messplatz Schönberg Deich im Untersuchungszeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2005.86 Abb. 61 Vergleich des am Messplatz Schönberg Deich gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 30 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.87 Abb. 62 Vergleich des am Messplatz Schönberg Deich gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 60 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.87 Abbildungsverzeichnis Abb. 63 Vergleich des am Messplatz Schönberg Deich gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 90 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.88 Abb. 64 Vergleich des am Messplatz Schönberg Deich gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 120 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.88 Abb. 65 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 207 im Zeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2004.90 Abb. 66 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 207 im Untersuchungszeitraum vom 01.01.2005 bis 31.12.2005.91 Abb. 67 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 208 im Untersuchungszeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2004.91 Abb. 68 Modellierungsergebnisse für das Lysimeter 208 im Untersuchungszeitraum vom 01.01.2005 bis 31.12.2005.92 Abb. 69 Modellierungsergebnisse für den Messplatz Wörlitz im Untersuchungszeitraum vom 01.02.2003 bis 31.12.2005.93 Abb. 70 Vergleich des am Messplatz Wörlitz gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 20 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.93 Abb. 71 Vergleich des am Messplatz Wörlitz gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 70 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.94 Abb. 72 Vergleich des am Messplatz Wörlitz gemessenen volumetrischen Bodenwassergehaltes in 90 cm Tiefe unter GOK mit modellierten Daten.94 Tabellenverzeichnis Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Bodenkenndaten Messplatz Schönberg Deich SD 32.10 Tabelle 2 Bodenkenndaten Messplatz Wörlitz (nach RINKLEBE, 2004; verändert).12 Tabelle 3 Material der Filterschicht am Lysimeterboden.14 Tabelle 4 Ergebnis des Vergleichs der Messwerte des volumetrischen Bodenwassergehaltes am Messplatz Schönberg Deich, im Lysimeter 205 und im Lysimeter 206 mit Hilfe der Varianzanalyse mit 2 Variablen.41 Tabelle 5 Mittelwerte der Bodentemperaturen in den einzelnen Messtiefen am Standort Schönberg Deich und in den Lysimetem.45 Tabelle 6 Ergebnis des Vergleichs der Messwerte der Bodentemperatur am Messplatz Schönberg Deich, im Lysimeter 205 und im Lysimeter 206 mit Hilfe der Varianzanalyse mit 2 Variablen.46 Tabelle 7 Mittelwerte der Bodentemperaturen in den einzelnen Messtiefen am Standort Wörlitz und in den Lysimetern.49 Tabelle 8 Ergebnis des Vergleichs der Messwerte der Bodentemperatur am Messplatz Wörlitz, im Lysimeter 207 und im Lysimeter 207 mit Hilfe der Varianzanalyse mit 2 Variablen.50 Tabelle 9 Vergleich der messtechnisch ermittelten mit den berechneten Verdunstungshöhen.74 Tabelle 10 Ermittlung der maximalen kapillaren Aufstiegsrate am Messplatz Schönberg Deich.76 Tabelle 11 Ermittlung der maximalen kapillaren Aufstiegsrate am Messplatz Wörlitz.76 Tabelle 12 Ermittlung der nutzbaren Feldkapazität in der durchwurzelten Bodenzone am Messplatz Schönberg Deich.77 Tabelle 13 Ermittlung der nutzbaren Feldkapazität in der durchwurzelten Bodenzone am Messplatz Wöriitz.77 Tabelle 14 Ermittlung der mittleren jährlichen Sickerwasserrate am Messplatz Schönberg Deich.77 Tabelle 15 Ermittlung der mittleren jährlichen Sickerwasserrate am Messplatz Wöriitz.77 Tabelle 16 Pedotransferfunktionen für die Lysimeter Schönberg Deich (205 und 206).81 Tabelle 17 Pedotransferfunktionen für die Lysimeter Wöriitz (207 und 208).89
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spelling	Bethge-Steffens, Dörthe Verfasser aut Der Bodenwasserhaushalt von zwei repräsentativen Flussauenstandorten der Mittelelbe Untersuchungen mit wägbaren Grundwasserlysimetern von Dörthe Bethge-Steffens Leipzig Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ 2008 XV, 133 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Dissertation / Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ 2008,1 Auch als Internetausgabe Zugl.: Rostock, Univ., Diss., 2007 Bodenwasserhaushalt (DE-588)4007421-3 gnd rswk-swf Lysimeteruntersuchung (DE-588)4123695-6 gnd rswk-swf Mittlere Elbe (DE-588)4299856-6 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Mittlere Elbe (DE-588)4299856-6 g Bodenwasserhaushalt (DE-588)4007421-3 s Lysimeteruntersuchung (DE-588)4123695-6 s DE-604 Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ Dissertation 2008,1 (DE-604)BV035421074 2008,1 http://d-nb.info/988833166/34 Volltext http://rosdok.uni-rostock.de/file/rosdok_derivate_000000003398/Dissertation_Bethge-Steffens_2007.pdf Volltext HBZ Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=016383590&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis
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