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SFB/TRR 38: Teilprojekt C4 Phase 1: Hydrologische Oberflächenprozesse während der Eintwicklungsphase eines künstlichen Einzugsgebiets
Projekt
Förderkennzeichen: keine Angaben
Laufzeit: 01.01.2007
- 01.01.2010
Forschungszweck: Grundlagenforschung
Kernziel des Projektes ist es, eine Methode zur Quantifizierung der sich stufenweise entwickelnden Fließstrukturen an der Oberfläche sandiger Böden auf der Basis von L- und X-Band Mikrowellendaten zu entwickeln und anzuwenden.
Für die Bestimmung der oberflächennahen Bodenfeuchte wird die Proportionalität der emittierten Mikrowellenstrahlung von der Temperatur und vom Bodenwassergehalt ausgenutzt. Zum Einsatz sollen die Geräte ELBARA (L-Band) und MORA (X-Band) kommen. Nach getrennter Erfassung der Temperatur, die mit einem IR-Radiometer erfolgen soll, lässt sich der Bodenwassergehalt bestimmen. Das L-Band Radiometer empfängt ein integrales Signal, das von einer Fläche gewisser Größe („Footprint“) stammt. Um Subpixel-Strukturen innerhalb dieses Footprintes auflösen zu können, ist die simultane Anwendung eines X-Band und eines L-Band Radiometers mit vertikaler bzw. horizontaler Polarisation vorgesehen. In der Anwendung eines „Doppelten Faltungsalgorithmus“ unter Berücksichtigung der Antennencharakteristik werden Möglichkeiten gesehen, Subpixelstrukturen an Hand Ihres Wassergehaltes zu identifizieren. Zusätzlich soll eine Verbesserung der räumlichen Auflösung durch die Auswertung unterschiedlicher Signalstärken, die sich im Ergebnis eines Schwenkens der Antenne für Überlappungsbereiche ergeben, erzielt werden.
Im ersten Bearbeitungsschritt sollen innerhalb des Footprints Subpixelstrukturen mittels gut leitender Foliestreifen verschiedener Breite und Orientierung vorgegeben werden. Dabei wird eine Abhängigkeit der Polarisation von der Orientierung der Streifen erwartet.
Im nächsten Bearbeitungsschritt soll Substrat aus dem „Hühnerwassereinzugsgebiet“ homogenisiert und auf einer neigbaren Ebene (3 x 4 m) mit einer Mächtigkeit von 0,4 m aufgebracht werden. In den Tiefen 10 cm und 30 cm werden insgesamt 24 TDR Sonden zur Aufzeichnung der Bodenwassergehalte eingesetzt. Durch künstliche Beregnung mit einer höhenverstellbaren Beregnungsanlage werden in Abhängigkeit von der Hangneigungen, der Beregnungsintensität, der Bodenfeuchte, der Oberflächenheterogenität und dem Bewuchs Fließstrukturen erzeugt. Hierzu sind insgesamt 25 bis 30 Experimente in der zweiten Hälfte des Jahres 2006 geplant. Neben der Beobachtung der Entstehung der Fließwege steht deren Identifikation durch die Geräte ELBARA und MORA im Mittelpunkt.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Bodenkunde