Zeitschrift für Hydrogeologie und Hydrotechnik

Infiltration

Unter Infiltration versteht man den Vorgang, bei dem Wasser von der Bodenoberfläche in den Boden eindringt. In der Bodenkunde ist die Infiltrationsrate ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der der Boden Regen oder Bewässerung aufnehmen kann. Sie wird in Zoll pro Stunde oder Millimeter pro Stunde gemessen. Die Rate nimmt ab, wenn der Boden gesättigt ist. Wenn die Niederschlagsrate die Infiltrationsrate übersteigt, kommt es in der Regel zu Abfluss, es sei denn, es gibt eine physische Barriere. Sie hängt mit der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit des oberflächennahen Bodens zusammen. Die Infiltrationsrate kann mit einem Infiltrometer gemessen werden. Die Infiltration wird durch zwei Kräfte gesteuert: Schwerkraft und Kapillarwirkung. Während kleinere Poren einen größeren Widerstand gegen die Schwerkraft bieten, ziehen sehr kleine Poren zusätzlich zur Schwerkraft und sogar gegen die Schwerkraft Wasser durch Kapillarwirkung an. Die Infiltrationsrate wird durch Bodeneigenschaften bestimmt, einschließlich der Leichtigkeit des Eindringens, der Speicherkapazität und der Übertragungsrate durch den Boden. Die Bodenbeschaffenheit und -struktur, die Vegetationstypen und -bedeckung, der Wassergehalt des Bodens, die Bodentemperatur und die Niederschlagsintensität spielen alle eine Rolle bei der Steuerung der Infiltrationsrate und -kapazität. Grobkörnige Sandböden haben beispielsweise große Zwischenräume zwischen den einzelnen Körnern und ermöglichen ein schnelles Eindringen von Wasser. Die Vegetation schafft porösere Böden, indem sie den Boden vor Regentropfen schützt, die natürliche Lücken zwischen Bodenpartikeln schließen können, und den Boden durch die Wurzelwirkung lockert. Aus diesem Grund weisen Waldgebiete die höchsten Infiltrationsraten aller Vegetationstypen auf. Die oberste Schicht der Laubstreu, die nicht zersetzt wird, schützt den Boden vor der prasselnden Wirkung des Regens; Ohne dies kann der Boden weitaus weniger durchlässig werden. In Chaparral-Bewuchsgebieten können die hydrophoben Öle in den Sukkulentenblättern mit Feuer über die Bodenoberfläche verteilt werden, wodurch große Flächen hydrophoben Bodens entstehen. Andere Bedingungen, die die Infiltrationsraten verringern oder blockieren können, sind trockene Pflanzenstreu, die einer Wiederbefeuchtung widersteht, oder Frost. Wenn der Boden zum Zeitpunkt einer starken Frostperiode gesättigt ist, kann der Boden zu einem Betonfrost werden, auf dem fast keine Infiltration stattfinden würde. Im gesamten Wassereinzugsgebiet kann es zu Lücken im Betonfrost oder im hygroskopischen Boden kommen, durch die Wasser eindringen kann. Sobald Wasser in den Boden eingedrungen ist, verbleibt es im Boden, versickert bis zum Grundwasserspiegel oder wird Teil des unterirdischen Abflussprozesses.