Bremen 2000 – wissenschaftliches Programm
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UP: Umweltphysik
UP 11: Agrar-, Bodenphysik und Hydrologie
UP 11.2: Hauptvortrag
Mittwoch, 22. März 2000, 14:30–15:00, N3130
Quantitative Mikromorphologie des Porenraumes im Boden und Konsequenzen für die Prozessbeschreibung — •Hans-Jörg Vogel1, Isabelle Cousin2 und Kurt Roth1 — 1Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 229, 69120 Heidelberg — 2INRA, Orleans, 45160 Ardon, France
Wasser- und Stoffflüsse im Boden werden letztlich durch die
Struktur des Porenraumes bestimmt. Diese ist äusserst komplex
und ertreckt sich über mehrere Skalen vom Submikrometer bis zu
einigen Zentimetern. Am Beispiel eines Bodens wird eine
effiziente Methode zur Messung grundlegender geometrischer
Eigenschaften wie Volumendichte, Oberflächendichte und
Topologie vorgestellt. Die Skalierungseigenschaften dieser
Grössen werden anhand von Messungen an unterschiedlichen
Probengrössen untersucht. Dabei kann kein repräsentatives
Elementarvolumen (REV) für die verschiedenen Strukturparameter
gefunden werden werden, was durch die hierarchische Struktur
des Porenraumes erklärt werden kann.
Daraus ergeben sich Konsequenzen für die Bestimmung derjenigen
Materialeigenschaften, die über ein REV definiert sind, wie die
Druck-Sättigungs Beziehung und die relative Permeabilität.
Diese Konsequenzen werden diskutiert und ein skalenunabhängiges,
hierarchisches Konzept zur Modellierung von Wasserfluss und
Stofftransport vorgeschlagen.