Einführung in die Bodenphysik:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Enke
1991
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| Ausgabe: | 2., überarb. und erw. Aufl. |
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| Umfang: | XV, 303 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3432896824 |
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| adam_text | Titel: Einführung in die Bodenphysik
Autor: Hartge, Karl Heinrich
Jahr: 1991
Inhalt
Symbole und Ábkürzungn.............................................................................. XIII
Einleitung............................................................................................................ 1
1 Körnung..............................................................................................................................................................................................4
1.1 Einteilung............................................................................................................................................................................................4
1.1.1 Korngrößen........................................................................................................................................................................................5
1.1.2 Kornformen......................................................................................................................................................................................6
1.1.3 Kornmischungen........................................................................................................................................................................7
1.2 Häufig vorkommende Körnungen und Ursachen für ihre Entstehung .. 14
1.2.1 Sedimentationsgleichung..............................................................................................................................................15
1.2.2 Trennungsvorgänge..............................................................................................................................................................16
1.3 Räumliche Verteilung von Körnungen....................................................................................................18
1.4 Veränderungen von Korngrößenverteilungen im Boden..............................................20
1.5 Beziehungen zu anderen Bodeneigenschaften............................................................................21
1.6 Bestimmungsmethoden..................................................................................................................................................23
1.7 Literatur..................................................................................................................................................................................................24
2 Gefüge, Statik und Dynamik der Lagerung..........................................................................25
2.1 Morphologie des Bodengefüges........................................................................................................................25
2.2 Lagerungsdichte, Dichte des Bodens..........................................................................................................27
2.3 Porenvolumen und Porenziffer............................................................................................................................28
2.3.1 Theoretische Größen von Porenvolumina..........................................................................................29
2.3.1.1 Einfluß von Form und Sortierung....................................................................................................................29
2.3.1.2 Einfluß der Teilchengröße..........................................................................................................................................31
2.3.2 Kontaktzahlen................................................................................................................................................................................32
2.3.2.1 Zusammenhang zwischen Kontaktzahlen und Porenanteil......................................32
2.3.2.2 Natürliche Körnung und Aggregate............................................................................................................33
2.3.3 Einfluß der Bodenentwicklung............................................................................................................................34
2.4 Porengrößenverteilungen..............................................................................................................................................37
2.4.1 Einteilungen......................................................................................................................................................................................37
2.4.2 Formen, Größen und Entstehungsweisen von Poren..........................................................42
2.4.3 Auswirkungen der Porengrößenverteilungen................................................................................43
2.5 Stabilität und Lagerung..................................................................................................................................................43
2.5.1 Kräftesysteme im Boden..............................................................................................................................................44
2.5.1.1 Das Teilchengewicht..........................................................................................................................................................44
2.5.1.2 Über die feste Phase übertragene Auflagerkräfte....................................................................44
2.5.1.3 Über die flüssige (oder die gasförmige) Phase übertragene Kräfte..............45
2.5.1.4 Kräfte zwischen Oberflächen benachbarter Teilchen........................................................45
2.5.2 Stabilität als Gleichgewicht der Kräfte....................................................................................................46
2.5.3 Scherwiderstand als Bodeneigenschaft..................................................................................................47
2.5.3.1 Scherwiderstand des Bodens und seine Erfassung................................................................47
2.5.3.2 Beeinflussung des Scherwiderstands durch Bodensubstanzen............................49
2.5.4 Konsistenz....................................................................................................................................................................................51
2.5.5 Fließverhalten (Rheologie)..................................................................................................................................52
2.6 Drücke und Spannungen im Boden........................................................................................................55
2.6.1 Spannungsverteilungen und ihre Parameter..............................................................................55
2.6.2 Vertikale Spannungskomponente..............................................................................................................57
2.6.3 Horizontale Spannungskomponente......................................................................................................58
2.6.4 Spannungszustände im Boden........................................................................................................................62
2.6.4.1 Erfassung des Spannungszustands..........................................................................................................62
2.6.4.2 Vertikale Spannungsverteilungen in Böden..............................................................................64
2.6.4.2.1 Anthropogen komprimierte Böden..........................................................................65
2.6.4.2.2 Natürliche Lockerungen und Sackungen......................................................65
2.6.4.2.3 Einfluß des Wassers......................................................................................................................66
2.6.4.3 Spannungsverteilungen unter begrenzten Lasten..............................................................67
2.6.5 Grundbruch..................................................................................................................................................................................69
2.7 Veränderungen der Lagerung durch mechanische Einflüsse..........................72
2.7.1 Auswirkungen menschlicher Eingriffe..............................................................................................72
2.7.2 Auswirkungen von Tiertätigkeit und Pflanzenwuchs................................................75
2.7.3 Auswirkungen des Gefrierens........................................................................................................................77
2.8 Literatur............................................................................................................................................................................................79
3 Wechselwirkungen zwischen Wasser und Boden..................................................81
3.1 Wasseradsorption..............................................................................................................................................................81
3.1.1 Mechanismen der Adsorption........................................................................................................................81
3.1.2 Eigenschaften des adsorbierten Wassers........................................................................................83
3.2 Flockung und Peptisation......................................................................................................................................85
3.3 Schrumpfung............................................................................................................................................................................87
3.3.1 Ursachen der Schrumpfung................................................................................................................................88
3.3.2 Schrumpfung in Böden..............................................................................................................................................91
3.4 Quellung..........................................................................................................................................................................................92
3.4.1 Ursachen der Quellung und Quellungsdrücke........................................................................92
3.4.2 Hemmung der Quellung..........................................................................................................................................95
3.5 Rißbildungen............................................................................................................................................................................97
3.6 Wasser als Stabilitätsfaktor................................................................................................................................101
3.6.1 Statischer Wasserdruck.............................................................................................................................................101
3.6.2 Strömungsdruck....................................................................................................................................................................104
3.7 Benetzungseigenschaften......................................................................................................................................106
3.7.1 Benetzung und Benetzungswinkel..........................................................................................................107
3.7.2 Benetzbarkeit von Böden......................................................................................................................................110
3.8 Elektrische Strömungspotentiale................................................................................................................112
3.9 Literatur............................................................................................................................................................................................113
4 Verbreitung und Hydrostatik des Bodenwassers..................................................115
4.1 Verbreitung und Herkunft des Wassers............................................................................................115
4.2 Kräfte im Bodenwasser............................................................................................................................................116
4.3 Die Grundwasseroberfläche als Bezugspunkt........................................................................118
4.4 Potential des Bodenwassers................................................................................................................................119
4.4.1 Gesamtpotentiale und Teilpotentiale....................................................................................................121
4.4.1.1 Das Matrixpotential........................................................................................................................................................122
4.4.1.2 Das Gravitationspotential......................................................................................................................................122
4.4.1.3 Das osmotische Potential........................................................................................................................................123
4.4.1.4 Das Auflastpotential......................................................................................................................................................123
4.4.1.5 Das Druckpotential..........................................................................................................................................................124
4.4.2 Kombination von Teilpotentialen..............................................................................................................125
4.4.3 Meßgeräte......................................................................................................................................................................................126
4.5 Potentialgleichgewicht..............................................................................................................................................128
4.6 Wasserspannung und Wassergehalt......................................................................................................131
4.6.1 Einfluß der Körnung auf die Wasserspannungskurve................................................132
4.6.2 Einfluß des Gefüges auf die Wasserspannungskurve..................................................132
4.6.3 Hysteresis der Wasserspannungskurve............................................................................................134
4.6.4 Bestimmung der Wasserspannungskurve......................................................................................135
4.6.5 Mathematische Beschreibung der Wasserspannungskurve................................136
4.7 Literatur............................................................................................................................................................................................137
5 Wasserbewegung im Boden........................................................................................................................138
5.1 Eigenschaften von Wasserbewegungen im Boden..........................................................138
5.1.1 Strömungsfelder..................................................................................................................................................................141
5.1.2 Rand-und Grenzbedingungen........................................................................................................................142
5.1.3 Eindimensionale Strömung................................................................................................................................143
5.1.4 Zwei-und dreidimensionale Strömungen....................................................................................146
5.2 Ungesättigter Fluß............................................................................................................................................................149
5.3 Nichtstationärer Fluß....................................................................................................................................................152
5.3 J Verwendung der Diffusionsgleichung................................................................................................155
5.4 Wasserleitfähigkeit des Bodens.................................................................................156
5.5 Dampfförmiger Wassertransport................................................................................................................164
5.6 Literatur............................................................................................................................................................................................165
6 Wasserhaushalt im Boden............................................................................................................................166
6.1 Grund-und Stauwasser............................................................................................................................................168
6.2 Gang der Wasserspannungen..........................................................................................................................171
6.3 Kennwerte des Wasserhaushalts................................................................................................................178
6.3.1 Feldkapazität............................................................................................................................................................................178
6.3.2 Permanenter Welkepunkt......................................................................................................................................180
6.3.3 Hygroskopizität....................................................................................................................................................................181
6.4 Infiltration......................................................................................................................................................................................181
6.5 Dränung............................................................................................................................................................................................186
6.6 Evaporation................................................................................................................................................................................194
6.7 Literatur............................................................................................................................................................................................198
7 Die Gasphase im Boden....................................................................................................................................200
7.1 Mengen und Verteilungen der Gasphase........................................................................................200
7.2 Energetische Lage der Gasphase................................................................................................................201
7.3 Zusammensetzung der Gasphase................................................................................................................203
7.4 Transportvorgänge............................................................................................................................................................205
7.4.1 Diffusion..........................................................................................................................................................................................205
7.4.2 Massenfluß.............................................................................................................................................................207
7.4.3 Umverteilungen....................................................................................................................................................................208
7.5 Gashaushalt....................................................................................................................................................................................210
7.6 Literatur..............................................................................................................................................................................................214
8 Das thermische Verhalten des Bodens........................................................................................215
8.1 Verteilung der Wärme im Boden................................................................................................................215
8.2 Wärmequellen............................................................................................................................................................................216
8.3 Thermische Eigenschaften des Bodens..............................................................................................218
8.3.1 Wärmekapazität......................................................................................................................................................................218
8.3.2 Wärmeleitfähigkeit............................................................................................................................................................220
8.3.3 Temperaturleitfähigkeit..............................................................................................................................................222
8.3.4 Absorption......................................................................................................................................................................................222
8.4 Wärmetransportmechanismen..........................................................................................................................223
8.5 Wärmehaushalt im Boden......................................................................................................................................225
8.6 Gefrieren des Wassers und seine Folgen..........................................................................................229
8.6.1 Gefriervorgang und Eisbildung......................................................................................................................229
8.6.2 Gefriervorgang und Wasserbewegung................................................................................................230
8.6.3 Gefügebildung..........................................................................................................................................................................232
8.7 Literatur..............................................................................................................................................................................................233
9 Der Pflanzenstandort und seine physikalische Veränderung . ... .. 235
9.1 Bedürfnisse der Pflanzen hinsichtlich der Wasserversorgung........................235
9.2 Meüorationsmöglichkeiten....................................................................................................................................240
9.2.1 Beeinflussung der Luft- und Wassermengen..............................................................................240
9.2.2 Beeinflussung der Wassernachlieferung..........................................................................................243
9.2.3 Beeinflussung der Lagerung................................................................................................................................244
9.3 Meliorationstechniken..................................................................................................................................................246
9.3.1 Rekultivierungen..................................................................................................................................................................247
9.3.2 Dränmaßnahmen....................................................................................................................................................................250
9.3.3 Gefügemeliorationen......................................................................................................................................................251
9.4 Bewässerungen........................................................................................................................................................................252
9.5 Literatur..............................................................................................................................................................................................253
10 Erosion..............................................................................................................................................................................................255
10.1 Allgemeine Gesetzmäßigkeiten......................................................................................................................255
10.1.1 Ablösung von Teilchen und Aggregaten..........................................................................................256
10.1.2 Transport und Ablagerung......................................................................................................................................259
10.2 Ansätze für Abhilfemaßnahmen....................................................................................................................260
10.2.1 Erodierbarkeit............................................................................................................................................................................261
10.2.2 Erodierende Wirkung....................................................................................................................................................263
10.3 Erosionsgleichungen........................................................................................................................................................264
10.3.1 Bodenerosion durch Wasser................................................................................................................................264
10.3.2 Bodenerosion durch Wind......................................................................................................................................267
10.4 Literatur..............................................................................................................................................................................................267
11 Filterung und Dekontamination............................................................................................................269
11.1 Filtervorgänge in Böden............................................................................................................................................269
11.1.1 Typen von Filtern................................................................................................................................................................269
11.1.2 Böden als Filter.................................................................................... 271
11.2 Säuberung und Regeneration von Filtern........................................................................................273
11.3 Verdrängungsvorgänge................................................................................................................................................274
11.3.1 Durchtrittskurve......................................................................................................................................................................274
11.3.2 Hydrodynamische Dispersion..........................................................................................................................278
11.3.3 Molekulare Diffusion....................................................................................................................................................279
11.3.4 Adsorption und Austausch...........................................................................................................................280
11.3.5 Weitere Einflußfaktoren............................................................................................................................................281
11.4 Erfassung der Wirksamkeit eines Filters..........................................................................................282
11.5 Folgerungen im Hinblick auf Förderung erwünschter Vorgänge................283
11.5.1 Riickhaltung von Inhaltsstoffen im Filterbereich................................................................284
11.5.2 Auswaschung von Salzen, Schadstoffen und anderen Substanzen..........285
11.6 Literatur..............................................................................................................................................................................................286
12 Weiterführende Literatur................................................................................................................................289
12.1 Spezielle Lehrbücher und Monographien........................................................................................289
12.2 Sammelreferate........................................................................................................................................................................290
12.3 Berichte von Symposien und Tagungen............................................................................................290
Häufige Umrechnungen......................................................................................................................................................................291
Sachregister............................................................................................................................................................................................................295
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| author | Hartge, Karl Heinrich 1926-2009 Horn, Rainer 1950- |
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Inhaltsverzeichnis
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Handapparate (nicht verfügbar)
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0516 D.285
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| Exemplar 1 | Dauerhaft ausgeliehen Ausgeliehen |
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Teilbibliothek Weihenstephan
| Signatur: |
1002 LAN 117f 10.1991 A 1351
Lageplan |
|---|---|
| Exemplar 1 | Ausleihbar Am Standort |