Spannungsinfiltrometer sind für die Messung der ungesättigten hydraulischen Eigenschaften von Böden konzipiert. Das Wasser kann langsamer in den Boden eindringen, als wenn es auf die Bodenoberfläche aufgeschlagen wird. Dies wird dadurch erreicht, dass ein geringer Unterdruck auf das Wasser ausgeübt wird, während es aus der Infiltrometerscheibe in den Boden fließt.
Im Gegensatz dazu wird die gesättigte hydraulische Leitfähigkeit von Oberflächenböden häufig mit Einzel- oder Doppelring-Infiltrometern bestimmt. Bei Einzel- oder Doppelring-Infiltrometern wird Wasser mit atmosphärischem Druck in den Boden infiltriert, zunächst schnell, dann langsamer, sobald sich die offenen Räume im Boden mit Wasser füllen. Wenn sich die Infiltrationsrate stabilisiert hat, wird die Infiltrationsrate gemessen und zur Berechnung der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit verwendet.
Da jedoch bei Ringinfiltrometern das Wasser auf die Bodenoberfläche aufgeschlagen wird, kann ein großer Teil des Wassers durch Risse oder Wurmlöcher infiltrieren, während ein geringerer Teil durch die Bodenmatrix infiltriert wird. Wird ein geringer Unterdruck auf das Wasser ausgeübt, während es in den Boden einsickert, dringt weniger Wasser in die großen Risse oder Wurmlöcher ein, sondern wird durch die Bodenmatrix infiltriert. Je höher der auf das Wasser ausgeübte Unterdruck ist, desto mehr Bodenporen unter der Bodenoberfläche sind ohne Wasser, so dass der Boden ungesättigter wird. Mit dem Spannungsinfiltrometer kann man die ungesättigte hydraulische Leitfähigkeit bestimmen.
Der Bereich der einstellbaren Spannungen ist (aus praktischen Gründen) auf Spannungen zwischen 0 und -30 Zentimetern H2O beschränkt. Wenn man die Spannung bei oder nahe Null ansetzt, kann man eine Infiltrationsrate erhalten, die der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit nahe kommt.
Es gibt mehrere Methoden zur Berechnung der hydraulischen Eigenschaften aus den Spannungsinfiltrationsdaten. Eine Methode geht von einer logarithmischen Beziehung zwischen Spannung und hydraulischer Leitfähigkeit aus, wie sie erstmals von Gardner (1958) beschrieben wurde. Dies ist eine gültige Annahme für den optimalen Spannungsbereich des Infiltrometers. Diese Methode ist in der Literatur zu finden und wird in der Anleitung des Ring-Infiltrometers ausführlich beschrieben.
Andere Methoden zur Berechnung der hydraulischen Eigenschaften aus den Infiltrationsdaten verwenden die Methode der inversen Parameterschätzung zur Berechnung der van Genuchten-Parameter (Simunek et al. 1994).
LIEFERUMFANG
- Ring Infiltrometer
- Vakuumpumpe
