Infiltrationsrate nach dem Modell von GREEN & AMPT (1911

Ad-hoc-AG Boden
der Staatlichen Geologischen Dienste und der BGR
Verknüpfungsregel 1.24
INHALT:
Ermittlung der Infiltrationsrate
nach dem Modell von GREEN & AMPT (1911)
EINGANGSDATEN:
- gesättigte Wasserleitfähigkeit kf nach VKR 1.23
- Wassergehalt bei Sättigung ΘS nach VKR 1.18
- Anfangswassergehalt Θ0 in 25 cm Tiefe nach VKR 1.26
- Matrixpotential Ψm0 beim Anfangswassergehalt
nach VKR 1.18
KENNWERT:
Infiltrationsrate I bzw. Eindringtiefe der Befeuchtungsfront
KENNWERTERMITTLUNG:
Nach der Modellvorstellung von GREEN & AMPT (1911) wird (bei Beschränkung auf
wasserüberstauten Boden und konstanter Anfangsfeuchte) vereinfacht angenommen, daß das
Niederschlagswasser kolbenförmig in den Boden eindringt und dabei den verfügbaren
Porenraum vollständig auffüllt. Die mathematische Beschreibung der Infiltrationsrate I erfolgt
nach der DARCY-Gleichung für die vertikale Wasserbewegung im Boden gemäß Gleichung
(1). Der Term xf(t) in Gleichung (1) kann durch Gleichung (2) substituiert werden.
I
∆ (Ψm + Ψg)
= -k · 
xf(t)
I
k
Ψm
Ψg
xf(t)
=
=
=
=
=
(Gl. 1)
Infiltrationsrate
hydraulische Wasserleitfähigkeit in der Transportzone
Matrixpotential
Gravitationspotential
Eindringtiefe der Befeuchtungsfront in Abhängigkeit von der Zeit
xf
= −
xf
kf
g
ρf
Ψm0
ΘS
Θ0
=
=
=
=
=
=
=

kf · g · t

 

 ρf · (ΘS - Θ0)
+

2kf · Ψm0 · t 1/2 
  

ρf · (ΘS - Θ0)  
Eindringtiefe der Befeuchtungsfront
gesättigte Wasserleitfähigkeit
Gravitationskraft
Flüssigkeitsdichte
Matrixpotential bezogen auf den Anfangswassergehalt
Wassergehalt bei Sättigung
Anfangswassergehalt
(Gl. 2)
Ad-hoc-AG Boden
der Staatlichen Geologischen Dienste und der BGR
ANMERKUNGEN:
Der Kennwert I nach dem Ansatz von GREEN & AMPT (1911) wird nur zur Beschreibung
von Infiltrationsprozessen für das Modell EROSION 2D/3D benötigt.
QUELLEN:
GREEN, W. A. & AMPT, G. A. (1911): Studies on soil physics I. The flow of air and water
through soils. - J. of Agr. Sci., 4: 1-24.

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