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Die Autoren führen praxisbezogen und anschaulich in die Messung bodenphysikalischer Parameter mit einfachen und überall anwendbaren Methoden ein. Das Buch ist für die Ausbildung in der Bodenkunde an Universitäten, Fachhochschulen und anderen Lehranstalten gedacht, aber gleichzeitig für das Selbststudium im Rahmen pflanzenbaulicher, umweltbezogener und erdwissenschaftlicher Fächer geeignet, in denen bodenkundliche Fragen immer häufiger berührt werden. (Verlagstext)

 

 

Aus dem Inhalt:

Vorwort XIII / / Einleitung 1 / 1 Der Zusammenhang zwischen Fragestellung, Probennahme und Ergebnis 3 / 1.1 Das Prinzip des Beurteilens 3 / 1.1.1 Vergleichen, Skalieren, Klassifizieren 3 / 1.1.2 Messwerte und Schätzwerte 3 / 1.1.3 Richtigkeit, Reproduzierbarkeit, Genauigkeit 4 / 1.2 Auswahlprinzipien für Probenentnahmen 4 / 1.2.1 Probenanzahl, Flächencharakterisierung 4 / 1.2.2 Probenanzahl, Profilcharakterisierung 5 / 1.2.3 Probengröße 5 / 1.3 Fehlermöglichkeiten 6 / 1.3.1 Methodenwahl 6 / 1.3.2 Statistische Aspekte der Fehler 6 / 1.3.3 Sicherheitsmaßnahmen gegen Fehler 7 / 1.4 Darstellung der Ergebnisse 8 / 1.4.1 Grundwerte 8 / 1.4.2 Weitere Auswertungen 8 / 1.5 Protokoll, Laborkladde und Datensicherung auf dem PC 9 / 1.6 Literatur 10 / / 2 Die Entnahme von Bodenproben 11 / 2.1 Problemstellung 11 / 2.2 Gestörte Proben aus dem Oberboden 11 / 2.2.1 Geräte 11 / 2.2.2 Entnahme und Verpackung der Proben 11 / 2.2.3 Auswertung der Ergebnisse 12 / 2.3 Ungestörte Proben aus dem Oberboden (Volumenproben) 13 / 2.3.1 Geräte 13 / 2.3.2 Entnahme und Verpackung der Probe 13 / 2.3.3 Vorarbeiten an den Proben 14 / 2.3.4 Wahl der Zylindergröße, Notlösung bei Zylindermangel 14 / 2.4 Gestörte Proben aus verschiedenen Profiltiefen bis etwa 1 m 15 / 2.4.1 Geräte 15 / 2.4.2 Entnahme und Verpackung kleiner Proben 15 / 2.4.3 Entnahme und Verpackung größerer Bodenmengen 16 / 2.4.4 Verarbeitung der Proben 17 / 2.5 Ungestörte Proben aus verschiedenen Profiltiefen bis etwa 1 m 17 / 2.5.1 Geräte 17 / 2.5.2 Entnahme der Proben aus Profilgruben und Verpackung 17 / 2.5.3 Entnahme aus nicht betretbarer Profilgrube 18 / 2.5.4 Verarbeitung der Proben 20 / 2.5.5 Auswertung der Ergebnisse 20 / 2.6 Literatur 20 / / 3 Bestimmung des Wassergehaltes 21 / 3.1 Problemstellung 21 / 3.2 Bestimmung durch Trocknung bei 105° C im Trockenschrank 21 / 3.2.1 Prinzip der gravimetrischen Bestimmung 21 / 3.2.2 Geräte 21 / 3.2.3 Durchführung der Bestimmung 22 / 3.2.4 Berechnung der Ergebnisse 23 / 3.2.5 Ergebnisse und Fehler 24 / 3.2.6 Bemerkungen 24 / 3.2.7 Handhabung eines Exsikkators 25 / 3.3 Weitere Methoden zur Wassergehaltsbestimmung 25 / 3.3.1 Trocknungsverfahren mit gravimetrischer Bestimmung 25 / 3.3.2 Verfahren ohne Trocknung 26 / 3.4 Rechenbeispiel 26 / 3.5 Literatur 27 / / 4 Bestimmung der Korngrößenverteilung 28 / 4.1 Problemstellung 28 / 4.2 Vorbehandlung (Dispergierung) 28 / 4.2.1 Zweck und Ausmaß 28 / 4.2.2 Geräte 29 / 4.2.3 Durchführung von Vorbehandlung und Einwaage 29 / 4.3 Bestimmung der Anteile der Kornfraktion durch Siebung 30 / 4.3.1 Prinzip der Methode 30 / 4.3.2 Geräte 31 / 4.3.3 Durchführung der Bestimmung 31 / 4.3.4 Auswertung der Ergebnisse 32 / 4.4 Bestimmung der Anteile der Kornfraktionen mit Hilfe der korngrößenbedingten Sinkgeschwindigkeit 32 / 4.4.1 Prinzip der Methode 32 / 4.4.2 Geräte für die Sedimentationsmethode 33 / 4.4.3 Durchführung der Bestimmung (Sedimentationsmethode) 33 / 4.4.4 Auswertung der Ergebnisse 35 / 4.4.5 Bemerkungen 36 / 4.5 Ergebnisse und Fehler 37 / 4.5.1 Darstellung der Verteilungen 37 / 4.5.2 Fehler der Bestimmungen, Anwendungsbereiche 38 / 4.5.3 Häufig vorkommende Korngrößenverteilungen 39 / 4.6 Zeichnen einer Summenkurve 40 / 4.7 Rechenbei spiele 41 / 4.8 Weitere Methoden 41 / 4.9 Literatur 42 / / 5 Die Bestimmung der Dichte des Bodens 43 / 5.1 Problemstellung 43 / 5.2 Bestimmung der Dichte des Bodens an Proben mit bekanntem Volumen (Stechzylindermethode) 43 / 5.2.1 Prinzip der Methode 43 / 5.2.2 Geräte 44 / 5.2.3 Durchführung der Bestimmung 44 / 5.2.4 Berechnung der Ergebnisse 45 / 5.2.5 Rechenbeispiel 45 / 5.2.6 Bemerkungen 45 / 5.3 Bestimmung der Dichte des Bodens ohne Stechzylinder (Volumenersatzmethoden) 46 / 5.3.1 Prinzip der Methoden 46 / 5.3.2 Geräte 46 / 5.3.3 Durchführung der Bestimmung 47 / 5.3.4 Rechenbeispiel 49 / 5.3.5 Bemerkungen 49 / 5.4 Literatur 50 / / 6 Bestimmung der Dichte der festen Bodensubstanz 51 / 6.1 Problemstellung 51 / 6.2 Prinzip der Methode 51 / 6.3 Geräte 51 / 6.4 Durchführung der Bestimmung (Tauchwägung) 52 / 6.4.1 Aufbereitung der Proben, Bestimmung des Trockengewichtes 52 / 6.4.2 Vorbereitung der Tauchwägung 52 / 6.4.3 Die Tauchwägung 53 / 6.4.4 Ergänzende Bestimmungen 53 / 6.4.5 Bemerkungen 54 / 6.5 Berechnung der Ergebnisse 54 / 6.6 Ergebnisse und Fehler 54 / 6.6.1 Häufigste Werte der Dichte 54 / 6.6.2 Fehler der Bestimmung 55 / 6.7 Rechenbeispiel 55 / 6.8 Weitere Methoden 56 / 6.8.1 Arbeitsweise mit Volumenablesungen (Pyknometrie) 56 / 6.8.2 Bestimmungen mit Hilfe verschieden schwerer Lösungen 56 / 6.9 Literatur 56 / / 7 Bestimmung des Porenraumes (Porenvolumen, Porosität, Porenziffer) 57 / 7.1 Problemstellung 57 / 7.2 Bestimmung durch Berechnung aus Dichtewerten 57 / 7.3 Bestimmung durch direkte Messung 58 / 7.4 Ergebnisse und Fehler 58 / 7.4.1 Häufige Werte des Porenvolumens (PV bzw. n) 58 / 7.4.2 Häufige Werte der Porenziffer (PZ bzw. e) 59 / 7.4.3 Fehler der Bestimmungen 60 / 7.5 Rechenbeispiele 60 / 7.6 Literatur 61 / / 8 Bestimmung des Drucksetzungsverhaltens 62 / 8.1 Problemstellung 62 / 8.1.1 Der einachsiale Zylinderdruckversuch mit seitlicher Begrenzung 62 / 8.2 Drucksetzungsmessung 62 / 8.2.1 Prinzip der Methode 62 / 8.2.2 Geräte 63 / 8.2.3 Durchführung der Bestimmung 64 / 8.3 Ergebnisse und Fehler 66 / 8.3.1 Ermittlung der Porenziffer 66 / 8.3.2 Zeichnen der Drucksetzungskurve und Bestimmung von Vorbelastung und Verdichtungsverhältnis 66 / 8.3.3 Häufige Werte 67 / 8.3.4 Fehler der Bestimmung 69 / 8.4 Bemerkungen 69 / 8.5 Rechenbeispiele 70 / 8.6 Weitere Methoden 70 / 8.7 Literatur 71 / / 9 Bestimmung der Scherparameter 72 / 9.1 Problemstellung 72 / 9.2 Der direkte Scherversuch 72 / 9.2.1 Prinzip der Methode 72 / 9.2.2 Geräte 73 / 9.2.3 Einrichtung des Kreisringschergerätes 74 / 9.2.4 Durchführung des Scherversuches 75 / 9.3 Auswertung der Messungen 75 / 9.4 Ergebnisse und Fehler 76 / 9.4.1 Häufigste Werte der Scherparameter 77 / 9.4.2 Fehler 77 / 9.5 Rechenbeispiele 77 / 9.6 Andere Methoden 79 / 9.7 Literatur 80 / / 10 Bestimmung der Wasserspannungskurve 81 / 10.1 Problemstellung 81 / 10.2 Unterdruckmethode 81 / 10.2.1 Prinzip der Methode 81 / 10.2.2 Geräte 82 / 10.2.3 Durchführung der Bestimmung 82 / 10.2.4 Auswertung der Ergebnisse 84 / 10.2.5 Bemerkungen 85 / 10.2.6 Ergänzende Arbeiten 87 / 10.3 Überdruckmethode 88 / 10.3.1 Prinzip der Methode 88 / 10.3.2 Geräte 88 / 10.3.3 Durchführung der Bestimmung 89 / 10.3.4 Auswertung der Ergebnisse 90 / 10.3.5 Bemerkungen 90 / 10.4 Vergleich der Druck- mit der Saugmethode 92 / 10.4.1 Prinzipielle Unterschiede 92 / 10.4.2 Arbeitstechnische Unterschiede 92 / 10.5 Ergebnisse und Fehler 92 / 10.5.1 Darstellung der Ergebnisse 92 / 10.5.2 Fehler der Ergebnisse 94 / 10.5.3 Häufig vorkommende Ergebnisse 94 / 10.6 Bemerkungen 95 / 10.6.1 Be- und Entwässerungskurven 95 / 10.6.2 Zeitbedarf für die Einstellung des Gleichgewichtes zwischen Wassergehalt und Wasserspannung 96 / 10.7 Rechenbeispiele 97 / 10.8 Weitere Methoden 98 / 10.8.1 Zentrifugalmethode 98 / 10.8.2 Dampfdruckgleichgewichte 98 / 10.8.3 Nomographische Bestimmung mittels Körnungssummenkurven 98 / 10.9 Literatur 98 / / 11 Aggregatstabilität (Wasserstabilität) 99 / 11.1 Problemstellung 99 / 11.2 Prinzip der Methode (Nasssiebung) 99 / 11.3 Geräte 100 / 11.4 Durchführung der Bestimmung 100 / 11.4.1 Vorbereitung der Proben (Lufttrocknung, Oberflächenproben) 100 / 11.4.2 Die Nasssiebung 101 / 11.4.3 Verfahren unter Umgehung der Trocknung (Proben aus Unterboden und Untergrund) 102 / 11.5 Auswertung der Ergebnisse 102 / 11.5.1 Das Stabilitätsmaß 102 / 11.5.2 Die graphische Auswertung 103 / 11.5.3 Die rechnerische Auswertung 104 / 11.5.4 Ergebnisse und Fehler 104 / 11.6 Bemerkungen 104 / 11.6.1 Charakterisierung der Aggregierung eines Bodens 104 / 11.6.2 Verklebungen 105 / 11.7 Rechenbeispiel 105 / 11.8 Andere Methoden 105 / 11.9 Literatur 106 / / 12 Bestimmung der Wasserleitfähigkeit 107 / 12.1 Problemstellung 107 / 12.1.1 Fließwiderstand und Wasserleitfähigkeit 107 / 12.1.2 Gesättigte und ungesättigte Wasserleitfähigkeit 107 / 12.1.3 Anwendungsbereiche 107 / 12.2 Prinzip der Methode 108 / 12.2.1 Die Darcy-Gleichung 108 / 12.2.2 Dimensionen und Einheiten des Koeffizienten k 108 / 12.2.3 Ungestörte Lagerung 109 / 12.3 Gesättigte Wasserleitfähigkeit 109 / 12.3.1 Messprinzip 109 / 12.3.2 Geräte HO / 12.3.2.1 Durchführung der Bestimmung 110 / 12.3.2.2 Berechnung der Ergebnisse 113 / 12.4 Ungesättigte Wasserleitfähigkeit 113 / 12.4.1 Messanordnungen 113 / 12.4.2 Messung mit direkter Ablesung 114 / 12.4.3 Berechnung aus zeitlicher Veränderung der Wasserspannung 116 / 12.4.4 Berechnung der Ergebnisse 118 / 12.5 Ergebnisse und Fehler 120 / 12.5.1 Gesättigte Wasserleitfähigkeit 120 / 12.5.2 Ungesättigte Wasserleitfähigkeit 122 / 12.6 Rechenbeispiele 123 / 12.6.1 Gesättigte Wasserleitfähigkeit 123 / 12.6.2 Ungesättigte Wasserleitfähigkeit 124 / 12.7 Weitere Methoden 125 / 12.7.1 Gesättigte Wasserleitfähigkeit 125 / 12.7.2 Ungesättigte Wasserleitfähigkeit 125 / 12.7 Literatur 126 / / 13 Messung des Matrixpotentials (der Wasserspannung) im Boden 128 / 13.1 Problemstellung 128 / 13.2 Tensiometer 128 / 13.2.1 Prinzip der Methode 128 / 13.2.2 Geräte 129 / 13.2.3 Durchführung der Bestimmung 130 / 13.2.4 Ergebnisse und Fehler 132 / 13.2.5 Bemerkungen 133 / 13.2.6 Freilandtensiometer 134 / 13.3 Die Gipsblockelektrode 135 / 13.3.1 Prinzip der Methode 135 / 13.3.2 Geräte 135 / 13.3.3 Durchführung der Bestimmung 135 / 13.3.4 Auswertung der Ergebnisse 138 / 13.3.5 Fehler der Bestimmung 139 / 13.3.6 Bemerkungen 139 / 13.4 Häufig im Boden vorkommende Wasserspannungen 140 / 13.4.1 Allgemeine Größenordnungen 140 / 13.4.2 Der Jahresgang 140 / 13.4.3 Einfluss der Bodenart (Porengrößenverteilung) 140 / 13.4.4 Der Einfluss der Tiefe im Profil 142 / 13.5 Rechenbeispiele 142 / 13.5.1 Tensiometer 142 / 13.5.2 Gipsblockelektrode 142 / 13.6 Weitere Methoden 143 / 13.7 Literatur 143 / / 14 Bestimmung des Eindringwiderstandes des Bodens mit der Schlagsonde... 145 / 14.1 Problemstellung 145 / 14.2 Prinzip der Methode 145 / 14.3 Geräte 146 / 14.4 Durchführung der Bestimmung 146 / 14.4.1 Die Schlagtechnik 146 / 14.4.2 Die Messpunkte 148 / 14.5 Auswertung der Ergebnisse 148 / 14.5.1 Eindringtiefe in Abhängigkeit von der Tiefe im Boden 148 / 14.5.2 Linien gleichen Eindringwiderstandes 149 / 14.6 Ergebnisse und Fehler 149 / 14.6.1 Natur der Unterschiede 149 / 14.6.2 Häufige Ergebnisse 149 / 14.6.3 Streuungen 150 / 14.7 Bemerkungen 150 / 14.8 Weitere Methoden 150 / 14.8.1 Einfachste Schlagsonden und Aushilfsmethoden 150 / 14.8.2 Sonden mit anderen Messprinzipien 151 / 14.9 Literatur 151 / / 15 Auswertung örtlich zuordnungsfähiger Messwerte 152 / 15.1 Problemstellung 152 / 15.2 Prinzip der Methode 152 / 15.3 Durchführung der Auswertung 153 / 15.3.1 Datenfeld aus statischen Messwerten 153 / 15.3.2 Datenfeld aus statischen Messwerten, dazu einzelne Daten über Bewegungs-(Fluss)vorgänge 155 / 15.3.3 Unvollständige Datenfelder, fehlende Messwerte 157 / 15.4 Bemerkungen zu Homogenitäts- und Kontinuitätsbedingungen 158 / 15.5 Literatur 158 / / 16 Bestimmung des Spannungszustandes der festen Matrix 160 / 16.1 Problemstellung 160 / 16.1.1 Kapazitäts-Intensitäts Konzept 160 / 16.1.2. Hauptspannungen 161 / 16.1.3 Visuelle Ansprache Schürfe und frische Profile 161 / 16.2 Ruhedruck als Anisotropieparameter der Intensität 161 / 16.2.1 Prinzip, Basisgrößen 161 / 16.2.2 Der Ruhedruck 162 / 16.3 Der Ruhedruckkoeffizient 162 / 16.3.1 Prinzip, Wahl der Basisgrößen 162 / 16.3.2 Lagerungskurve als Ausgangsbasis 163 / 16.3.2.1 Benötigte Daten 163 / 16.3.2.2 Benötigte Geräte 163 / 16.3.2.3 Durchführung der Bestimmung 163 / 16.3.2.4 Lag-Kurve, zeichnerische Auswertung 163 / 16.3.3 Eindringwiderstand (EW) als Ausgangsbasis 164 / 16.3.3.1 Benötigte Daten 164 / 16.3.3.2 Benötigte Geräte 164 / 16.3.3.3 Durchführung der Bestimmung 164 / 16.3.3.4 Tiefenfunktion des EW 164 / 16.3.4 Bestimmung des Ruhedruckkoeffizienten 165 / 16.3.4.1 Auswertung der Lagerungskurve 165 / 16.3.4.2 Auswertung der EW-Tiefenfunktion 166 / 16.4. Konzentrationsfaktor nach Newmark 167 / 16.4.1 Prinzip der Methode 167 / 16.4.2 Benötigte Geräte 168 / 16.4.3 Durchführung der Messungen 169 / 16.4.4 Berechnungsbeispiele 169 / 16.4.5 Bemerkungen 170 / 16.5. Literatur 170 / / Häufige Umrechungen 171 / Längen, Flächen, Volumina, Massen, Dichten, / Geschwindigkeit, Kraft 171 / Druck, Energie/Arbeit, Leistung, Ertrag 172 / Fluss, Temperatur 173 / / Stichwortverzeichnis 174