Monitoring Wasserverteilung
Auf landwirtschaftlichen Testfeldern wird der Bodenwassergehalt (BWG) normalerweise nur punktweise anhand von Bodenproben oder vergrabenen Sensoren überwacht. Das Ziel dieses Teilprojekts ist die Überwachung des Bodenwassergehaltes im Ober- und Unterboden im Feldmaßstab. Dafür werden zerstörungsfreie geophysikalische Messungen - wie beispielsweise Bodenradar (GPR), elektromagnetische Induktion (EMI) oder Geoelektrik (ERT) - verwendet.
Großskalige, mehrspulige EMI-Messungen erlauben ein schnelles Kartieren der scheinbaren Leitfähigkeit (ECa) mit verschiedenen Eindringtiefen. Jedoch beeinflussen verschiedene Faktoren wie Temperatur, Tongehalt, Porosität und Feuchtigkeit des Bodens die scheinbare Leitfähigkeit, so daß für die Umrechnung von ECa zu Bodenwassergehalt Zeitraffer-Messungen und eine Kalibration mit gemessen Boden-Parametern notwendig sind. Des Weiteren verwenden wir für die vertikalen Bodenwassergehaltsänderungen zusätzlich ERT-Profile und/oder invertierte EMI-Daten.
Mit GPR ist die Bestimmung des Wassergehaltes einfacher, da mit Hilfe der Topp-Gleichung die dielektrische Permittivität zum BWG konvertiert werden kann. Seit Neuestem gibt es Mehrkanal-GPR-Systeme, mit welchen die Bestimmung von elektromagnetischen Bodenwellen und Reflektionen und somit der dielektrischen Permittivität, großflächig einfacher wird. Die Kombination aus ERT-, GPR- und EMI-Ergebnissen ermöglicht die Bestimmung des Bodenwassergehaltes im Feldmaßstab und erlaubt so den Einfluß von Unterbodenbewirtschaftungsmaßnahmen auf den Wassergehalt in verschiedenen Tiefen zeitnah zu verfolgen.
Kontakt:
Prof. Dr. Jan van der Kruk
Head of research group "Hydrogeophysical Imaging and Characterisation"
- Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG)
- Agrosphäre (IBG-3)
Raum 3037