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Wasservorratsänderung

 
     
  Vorratsänderung, Grösse in der Wasserbilanz. Für die Wasserbilanzeines Ausschnitts der Erdoberfläche bis zu der Tiefe, aus der Wasser noch in den atmosphärischen Wasserkreislauf einbezogen ist, ausgedrückt in mm Wasserhöhe über einen bestimmten Zeitabschnitt, gilt:


P+E+R+ΔW=0. Dabei ist E die Verdunstungshöhe, P die Niederschlagshöhe, R die Abflusshöhe (ober- und unterirdisch) und W der Wasservorrat im Gebiet (Abb.). Die Grösse ΔW als Änderung des Wasservorrats in dem betrachteten Zeitschritt wird durch die gegenläufigen Prozesse der Infiltration von Niederschlag in den Boden, des lateralen (seitlichen) Zu- und Abflusses sowie der Aufwärtsbewegung von Wasser in den Pflanzenwurzeln in Verbindung mit kapillarem Aufstieg des Wassers im Boden bestimmt. In der Hydrologie wird die Wasservorratsänderung auch als Differenz aus Wasserrücklage und Wasseraufbrauch definiert. Die Vorzeichen der Wasserbilanzelemente in der genannten Gleichung, ausgehend von der Oberfläche, sind aus der Abbildung ersichtlich. Der Niederschlag P führt, wenn vorhanden, der Oberfläche Wasser zu und hat ein positives Vorzeichen. Die Verdunstung E ist stets eine Verlustgrösse und liegt nachts nahe bei Null. Sie geht also mit negativem Vorzeichen in die Wasserhaushaltsgleichung ein. Ein Wassergewinn der Oberfläche durch Tau oder Reif (dünner Pfeil in der Abbildung) ist von untergeordneter Bedeutung. Die Grösse ΔW ist die zeitliche Änderung des Wasservorrats W der Bodenschicht, zusammengesetzt aus dem Grundwasser und dem Bodenwasser oberhalb des Grundwassers einschliesslich Oberflächenwasser und Schnee bzw. Eis. Sie kann positiv oder negativ sein. An einem Sommertag ohne Niederschlag wird in den Pflanzenwurzeln und Kapillaren nur Wasser an die Oberfläche transportiert, also dem Boden entzogen. In diesem Falle geht ΔW negativ in die Gleichung ein. Ebenso kann die Abflusshöhe (Zufluss minus Abfluss) beide Vorzeichen annehmen. Es sei angemerkt, dass häufig die Verdunstung meist nicht in dieser exakten Form als Verlustgrösse verwendet wird, sondern ohne Vorzeichen. Dann sind die Vorzeichen in der Wasserhaushaltsgleichung zu ändern. Die im Verlaufe des Jahres wechselnden Witterungsbedingungen und die hierdurch bedingten Schwankungen in der Stoffwechselintensität von Pflanzen führen zu einem mehr oder weniger stark ausgeprägten charakteristischen Verlauf von Wasserzufuhr zum Boden und Wasserverlusten aus dem Boden. Der Verlauf dieser Veränderungen, der vielfach unter dem Begriff Wasserhaushalt zusammengefasst wird, ist ausser von den genannten Faktoren auch noch von den Bodeneigenschaften sowie von der hydrologischen Situation abhängig. Hierbei sind vor allem die Wasserleitfähigkeit der Böden bei unterschiedlichen Sättigungszuständen und damit die Eigenschaften des Porensystems wichtig. Daher sind die Wasserspannungskurve und die Wasserleitfähigkeitskurve wichtige Hilfsmittel bei der Beurteilung von Bodenwasserhaushalten. Für die Beurteilung des Wasserhaushaltes von Böden werden häufig Begriffe wie Feldkapazität und permanenter Welkepunkt verwendet. Diese Werte entsprechen Wassergehalten, die für die einzelnen Bodenschichten und -horizonte charakteristisch sind und sich unter definierten Verhältnissen stets wieder einstellen. Früher wurde oft angenommen, dass es sich bei diesen Kennwerten um Bodenkonstanten handelt, deren Wassergehalt einem bestimmten Gleichgewicht entsprechen würde. Die vorkommenden Wassergehalte werden jedoch auch von Faktoren beeinflusst, die nicht mit Bodeneigenschaften zusammenhängen. Der Wasserhaushalt eines Bodens unterliegt jahreszeitlichen Schwankungen, die durch das klimabedingte Verhältnis zwischen Wasserverlust und Wasserzufuhr gesteuert werden. So ist z.B. unter humiden Klimabedingungen bei grösseren Grundwasserabständen ( > 2m unter Flur) im grossen gesehen eine ständige nach unten gerichtete Wasserbewegung typisch, da im Verlaufe eines Jahres mehr Wasser durch die Niederschläge zugeführt wird als verdunsten kann.

WasservorratsänderungWasservorratsänderung: Vorzeichen von E=Verdunstungshöhe, P=Niederschlagshöhe, R=Abflusshöhe (ober- und unterirdisch) und ΔW=Änderung des Wasservorrats.
 
 

 

 

 
 
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