Techniklexikon

Bodenwasserbewegung, Potentialkonzept der

Theorie zur Beschreibung des Transports von Bodenwasser in Analogie zum elektrischen Strom. Dabei entspricht der Bodenwassergehalt (Bodenfeuchte) q der elektrischen Ladung, die Wasserleitfähigkeit k(q) der elektrischen Leitfähigkeit, die Summe aus Gravitationspotential und Saugspannungspotential (das das Wasserhaltevermögen des Bodens beschreibt), das hydraulische Potential Y(q), dem elektrischen Potential und schliesslich die Filtergeschwindigkeit (Wasserflussdichte) _f der elektrischen Stromdichte:

 .

Das Produkt  wird Diffusivität genannt, es kann als feuchteabhängiger Diffusionskoeffizient interpretiert werden. Bei (gesättigten) Grundwasserströmungen ist q = const. In diesem Fall liegt die Schwierigkeit in der dreidimensionalen räumlichen Heterogenität und schweren Bestimmbarkeit der hydraulischen Parameter k und Y (Grundwasser, Darcy-Strömung). Bei wasserungesättigtem Boden kann die Bewegung zwar oft eindimensional beschrieben werden, jedoch tritt in diesem Fall eine starke Feuchteabhängigkeit der Parameter auf, die bei der Wasserleitfähigkeit bis über zehn (!) Grössenordnungen umfassen kann. Hier werden oft empirische Ansätze benutzt, die k(q) und Y(q) in Abhängigkeit von messbaren Bodenparamtern wie Korngrösse oder Porenraumvolumen parametrisieren.