Hydraulische Leitfähigkeit: Wie viele Messungen benötigen Sie?
Forscher verändern die Art und Weise, wie Infiltrationsmessungen erfasst werden, und halten gleichzeitig die Standards für die Messung hoch.
Das SATURO und das Doppelring-Infiltrometer sind beides Ring-Infiltrometer, die Wasser von der Oberfläche in den Boden infiltrieren. Insgesamt ist ihre Messgenauigkeit in vielen Bodentypen vergleichbar, wobei das SATURO in Böden mit großen Makroporenstrukturen besser abschneidet. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Methoden besteht darin, wie sie die dreidimensionale Strömung bei der Berechnung der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit (Kfs) im Feld behandeln.
Die SATURO verwendet den Ansatz der Multiple-Ponded-Head-Analyse, um eine direktere Schätzung von Alpha zu erhalten, mit der bestimmt wird, wie der Boden das Wasser seitlich zieht. Bei diesem Ansatz wird weniger Wasser verbraucht, so dass die Forscher eine Studie durchführen können, ohne schwere Wasserbehälter zu einem Standort schleppen zu müssen. Das Doppelring-Infiltrometer hingegen verwendet einen größeren äußeren Ring, der als Puffer für den dreidimensionalen Fluss dient. Dafür wird mehr Wasser benötigt und die Literatur deutet darauf hin, dass diese Methode nicht sehr leistungsfähig ist. Bei der Verwendung eines Doppelring-Infiltrometers müssen die Forscher immer noch Alpha in den Gleichungen schätzen, was in der Regel anhand einer Nachschlagetabelle auf der Grundlage des Bodentyps geschieht und oft zu Fehlern führt.
Wir haben das SATURO mit einem Innenringdurchmesser von 15,24 cm (sechs Zoll) mit einem Doppelring-Infiltrometer mit einem Innenringdurchmesser von 15,24 cm (sechs Zoll) und einem Außenring mit einem Durchmesser von 30,48 cm (12 Zoll) verglichen. Der Test wurde auf dem METER-Fußballfeld an sieben verschiedenen Stellen durchgeführt. Die Messungen zwischen dem SATURO und dem Doppelring wurden zur gleichen Zeit auf derselben 1m2 großen Fläche durchgeführt. SATURO und die Messungen des Doppelring-Infiltrometers waren gut vergleichbar, außer in den Fällen, in denen der Fluss hauptsächlich von großen Makroporen dominiert wurde(Abbildung 1). Die Messungen an den Standorten SF3 und SF4 wurden hauptsächlich von großen Makroporen dominiert. Dieses Verhalten war bei vielen Messungen am südlichen Ende des Feldes konsistent.
Bei der Installation des Doppelring-Infiltrometers wurde deutlich, dass die Struktur des Bodens durch den Kraftaufwand für die Installation des Doppelring-Infiltrometers gestört wurde. Aufgrund dieser Störung waren die gesättigten hydraulischen Leitfähigkeiten (Kfs) des Doppelring-Infiltrometers im Feld um ein bis zwei Größenordnungen niedriger als die Messungen auf SATURO (Tabelle 1).
Insgesamt sind die Messungen der beiden Methoden Gegenüberstellung gut, außer in den Fällen, in denen große strukturelle Makroporen vorhanden sind, die durch die Kraft, die für die Installation des Doppelring-Infiltrometers erforderlich ist, zerstört werden können.
Standort | Doppel-RingKfs | SATURO Kfs | ∆Kfs |
---|---|---|---|
SF 1 | 21,27 cm/Stunde | 18,1 cm/Stunde | -3,19 cm/Std. |
SF 2 | 20,43 cm/Stunde | 11,4 cm/Stunde | -9,05 cm/Stunde |
SF 3 | 1,23 cm/Stunde | 62,6 cm/Stunde | 61,41 cm/Stunde |
SF 4 | 1,49 cm/Stunde | 44,3 cm/Stunde | 42,79 cm/Stunde |
SF 5 | 6,07 cm/Stunde | 7,6 cm/Stunde | 1,48 cm/Stunde |
SF 6 | 2,82 cm/Stunde | 1,3 cm/Stunde | -1,50 cm/Stunde |
SF 7 | 1,69 cm/Stunde | 3,4 cm/Stunde | 1,67 cm/Stunde |
Abbildung 1. 1:1-Plot von Kfs Messungen mit einem Doppelring-Infiltrometer und dem SATURO Dual Head Infiltrometer
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