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DIN-Normenausschuss Wasserwesen (NAW)

Einführungsbeitrag

Bodenwassergehalt und Matrixpotenzial stehen miteinander in Beziehung und bestimmen das Wasserrückhaltevermögen eines Bodens. Bodenwasser, das sich im Gleichgewicht mit dem freien Wasser befindet, hat das Matrixpotenzial (oder die Saugspannung) null, und der Boden ist gesättigt. Wenn der Boden austrocknet, nimmt das Matrixpotenzial ab (das heißt es wird negativer), und große Poren werden wasserfrei, bis schließlich nur noch in den feinsten Poren Wasser zurückgehalten wird. Es wird nicht nur das Wasser aus den Bodenporen entfernt, sondern es verlieren auch die Wasserhäutchen, die die Bodenteilchen umschließen, an Dicke. Deshalb ist abnehmendes Matrixpotenzial mit abnehmendem Bodenwassergehalt verbunden. Es können Labor- oder Feldmessungen dieser beiden Parameter ausgeführt werden, und ihre Beziehung kann in Form einer Kurve dargestellt werden, die als Wasserretentionskennlinie des Bodens bezeichnet wird. Die Beziehung erstreckt sich von wassergesättigtem Boden (etwa 0 kPa) bis zu ofentrockenem Boden (etwa -10⁶ kPa). Die Wasserretentionskennlinie des Bodens ist für jede Bodenart unterschiedlich. Form und Lage der Kurve hängen von den Bodeneigenschaften wie Gefüge, Dichte und Hysterese hinsichtlich der Befeuchtungs- und Trocknungsvorgeschichte ab. Für besondere Zwecke lassen sich einzelne Punkte der Wasserretentionskennlinie bestimmen. Beispiele dafür, wie die mithilfe dieser Verfahren ermittelten Ergebnisse angewendet werden können, sind: - eine Bewertung der Porengrößenverteilung zu ermöglichen (zum Beispiel die Identifizierung von Makro- und Mikroporen); - einen Index für das pflanzenverfügbare Wasser im Boden zu bestimmen und den Boden entsprechend zu klassifizieren (zum Beispiel für Bewässerungszwecke); - den entwässerbaren Porenraum zu bestimmen (zum Beispiel für Entwässerungsprojekte, Einschätzungen von Verunreinigungsgefahren); - die Gefügeveränderungen eines Bodens zu überwachen (die zum Beispiel durch die Feldbewirtschaftung, Verdichtung oder den Zusatz von organischen Stoffen oder synthetischen Bodenhilfsstoffen verursacht werden); - die Beziehung zwischen dem negativen Matrixpotenzial und anderen physikalischen Eigenschaften des Bodens zu ermitteln (zum Beispiel die hydraulische Leitfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit); - den Wassergehalt bei spezifischen negativen Matrixpotenzialen zu ermitteln (zum Beispiel für Untersuchungen zum mikrobiologischen Abbau); - weitere physikalische Bodeneigenschaften (zum Beispiel die hydraulische Leitfähigkeit) abzuschätzen. Diese Internationale Norm legt Laborverfahren für die Ermittlung des Wasserrückhaltevermögens des Bodens fest. Diese Norm gilt nur für Messungen der Trocknungs- oder Desorptionskurve. Vier Verfahren sind beschrieben, damit der gesamte Bereich der Bodenwasserpotenziale wie folgt abgedeckt wird: a) Ein Verfahren, bei dem Sand-, Kaolin- oder Keramiksaugtische für die Ermittlung von Matrixpotenzialen zwischen 0 kPa und -50 kPa verwendet werden. b) Ein Verfahren, bei dem eine poröse Platte und eine Bürettenapparatur für die Ermittlung von Matrixpotenzialen zwischen 0 kPa und -20 kPa verwendet werden. c) Ein Verfahren, bei dem ein Druckplattenextraktor für die Ermittlung von Matrixpotenzialen zwischen -5 kPa und -1 500 kPa verwendet wird. d) Ein Verfahren, bei dem Druckmembranzellen für die Ermittlung von Matrixpotenzialen zwischen -33 kPa und -1 500 kPa verwendet werden. Es sind Anleitungen für die Auswahl des für den Einzelfall am besten geeigneten Verfahrens enthalten. Für diese Norm ist das Gremium NA 119-01-02-02 UA "Chemische und physikalische Verfahren" im DIN zuständig.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN ISO 11274-2001-01 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Abschnitt 3.3: Das Ende der 2. Zeile und ein Teil der 3. Zeile lautet: " , z. B. 0 kPa bis -20 kPa, -20 kPa bis -100 kPa und -100 kPa bis -1500 kPa." statt " , z. B. 0 kPa bis 20 kPa, 20 kPa bis 100 kPa und 100 kPa bis 1500 kPa." b) Tabelle 2:3. Spalte, der Untertitel lautet: "Oberfläche von Saugtischen (Saugspannung -5 kPa)". 4. Spalte, der Untertitel lautet: "Oberfläche von Saugtischen (Saugspannung -11 kPa)". 5. Spalte, der Untertitel lautet: "Oberfläche von Saugtischen (Saugspannung -21 kPa)". c) Abschnitt 5.5.1.2: Das Ende der 6. Zeile nach der Gleichung lautet: "... Kubikzentimeter (= 1 g . cm-3).". Das Ende der ANMERKUNG 1 lautet: " um m(pm) zu erhalten.". d) Abschnitt 6.5.1.2: Die Gleichung wurde korrigiert. e) Abschnitt 8.2.5: Das Ende der Zeile lautet "... Porenradius 240 nm (2400 Å) oder 24 nm (240 Å)."

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

NA 119-01-02-02-09 AK - Physikalische Verfahren  

Zuständiges internationales Arbeitsgremium

ISO/TC 190/SC 3 - Chemische und physikalische Charakterisierung