Burkhardt, Michael: Feldversuche zur Erfassung des Transportverhaltens von gelösten und partikulären Tracern mittels Multitracing-Technik in einem schluffigen Boden. - Bonn, 2003. - Dissertation, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn.
Online-Ausgabe in bonndoc: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-01503
@phdthesis{handle:20.500.11811/1863,
urn: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-01503,
author = {{Michael Burkhardt}},
title = {Feldversuche zur Erfassung des Transportverhaltens von gelösten und partikulären Tracern mittels Multitracing-Technik in einem schluffigen Boden},
school = {Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn},
year = 2003,
note = {Die bodenphysikalische Heterogenität in strukturierten Böden und die Niederschlagintensität sind wichtige Faktoren für den gelösten und partikulären Transport durch die ungesättigte Bodenzone in das Grund- oder Oberflächenwasser. Zur Identifizierung und Charakterisierung von Transportphänomenen wurde ein Multitracing-Verfahren mit dem Herbizid Isoproturon, dem Wassertracer Bromid, dem Farbtracer Brilliant Blue (BB) sowie 1 und 10 µm großen Mikrosphären (MS) gewählt. Auf einem schluffigen Boden sind acht Beregnungsversuche auf Plots mit jeweils 2 m2 Fläche durchgeführt worden, auf denen die Bearbeitungstiefe und die Beregnungsintensität variiert wurden. Zur Simulation des partikulären Transports wurden MS erstmals auf feldnaher Skala getestet. Vier Plots wurden direkt nach der Beregnung aufgegraben, die vier anderen nach einem Witterungseinfluss von 90 d. Nach Versuchsende wurden horizontale Profilschnitte in 5 und 10 cm Abständen präpariert und für die digitale Bildanalyse fotografiert. Aus jeder Tiefe sind Bodenproben zur Bestimmung bodenchemischer Parameter sowie ungestört gelagerte Proben für bodenphysikalische Analysen entnommen worden. Für die Analyse von Bromid und Isoproturon sind je Tiefe 15 Bodenproben, für die MS 50 Proben ausgewählt worden. Die Quantifizierung der MS erfolgte mittels Fluoreszenz-Mikrokop und digitaler Bildanalyse. Die photometrisch bestimmten BB-Konzentrationen wurden auf zwei Plots für jede Tiefe mit dem Farbspektrum der digitalisierten Farbverteilungsbilder mit zwei Polynomen 2. Ordnung korreliert. Zur weiteren Gewinnung von räumlich hochaufgelösten Konzentrationsverteilungen wurden die Funktionen auf die anderen Plots übertragen. Die vergleichbaren Wiederfindungen für BB auf 1 m2 Fläche und in 15 Proben ließen auf eine repräsentative Beprobung schließen. Basierend auf Konzentrationsprofilen und der Momentenanalyse wurde das Transportverhalten der Substanzen miteinander verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die tiefgründigere Bodenbearbeitung zu einer größeren Verlagerung des Massenschwerpunktes und reduziertem präferentiellem Transport führte. Die Konzentrationsprofile und Farbbedeckung ergaben für alle Tracer eine präferentielle Transportdistanz bis 120 cm Tiefe, wenn direkt nach der Applikation eine Infiltration mit 6,7 mm h-1 folgte. Aus den Ergebnissen für die gelösten und partikulären Tracer war zu schließen, dass diese unabhängig von ihren physikochemischen Eigenschaften präferentiell verlagert wurden. Nur der Massenschwerpunkt wurde durch die substanzspezifischen Merkmale beeinflusst. Die effektive Retardation von BB lag direkt nach der Beregnung bei 2 und nach 90 Tagen bei 4, von den MS auf allen Plots zwischen 1 und 7. Für Bromid wurde zwischen dem Massenschwerpunkt und der maximalen Transportdistanz ein konstantes Verhältnis von 0,2 gefunden. Die Konzentrationsprofile von Bromid konnten mit Ausnahme des präferentiellen Vorauseilens durch die Konvektions-Dispersions-Gleichung am besten gefittet werden. Darauf basierend wurden die Transportparameter berechnet. Eine bedeutende Randbedingung für präferentiellen Fluss ist eine verschlämmte Bodenoberfläche, auf der das Wasser ohne Überschreiten der Infiltrationskapazität heterogen infiltriert. Auf diesen Oberflächen wurden immer die höchsten MS-Gehalte bestimmt. Die Farbverteilung und das Stauwasser auf der Pflugsohle zeigten präferentiellen Transport im teilgesättigten Boden an. Die Witterung erhöhte in bereits erschlossenen präferentiellen Fließwegen die Transportdistanz.},
url = {http://hdl.handle.net/20.500.11811/1863}
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