Mittlerer Saugspannungsverlauf im Kanton Zürich (2004-2014)

Seit 2004 betreibt die Fachstelle Bodenschutz das Messnetz Bodenfeuchte. Abbildungen 1 und 2 zeigen die mittlere Verteilung der Saugspannungswerte im Ober- und Unterboden.

Die Werte variieren allerdings von Jahr zu Jahr (siehe Jahresvergleich) und weisen markante regionale Unterschiede auf.

Nur genügend abgetrocknete und tragfähige Böden dürfen befahren und bearbeitet werden. Bei weniger als 6 cbar ruhen alle Bodenarbeiten. Liegen die Werten zwischen 6 und 20 cbar herrschen heikle Verhältnisse und Bodenarbeiten erfordern grosse Sorgfalt. Ideal sind Werte grösser als 20 cbar, die weitgehend während der Vegetationsperiode gemessen werden.

Vereinzelte hohe Saugspannungswerte im Winter (v.a. Februar) sind auf Gefrierprozesse im Boden zurückzuführen.

Jahresvergleich

Die Verteilung der Saugspannungswerte variiert von Jahr zu Jahr sehr stark (Abbildung 3). Optimale Bedingungen (> 20 cbar) finden sich vorwiegend während der Vegetationsperiode von Mitte April bis Ende September. Im Winterhalbjahr liegend weitgehend ungünstige Bedingungen (< 6 cbar) vor.
Die hohen Saugspannungswerte im (ausserordentlich kalten) Februar 2012 sind auf Gefrierprozesse im Boden zurückzuführen.

Regionale Unterschiede

Die Unterschiede zwischen den einzelnen Standorten im Kanton sind teils beträchtlich.

Tiefenabhängigkeit der Ausstrocknung

Physikalische Umwelteinflüsse ändern sich in Oberflächennähe rascher und stärker als in grösserer Bodentiefe. Die Wärmeeinstrahlung und der Wasserentzug durch Pflanzenwurzeln führen zu einem raschen Anstieg der Saugspannung in 20 cm Tiefe, währenddessen die Austrocknung in 40 und 70 cm Tiefe wesentlich langsamer und gedämpfter abläuft. Ein markanter Tagesgang macht sich erst nach der Entleerung der Grobporen bei rund 10 cbar in allen Bodenschichten deutlich bemerkbar.

Auswirkung unterschiedlicher Niederschlagsintensitäten

1) Geringe Niederschläge in einer sommerlichen Trockenperiode führen zu keiner nennenswerten Veränderung der Saugspannung.
2) Mittlere Niederschläge führen zu einem vorübergehenden Abfall der Saugspannungen im Oberboden. Die Wirkung der Niederschläge reicht nicht bis in den Unterboden auf 40 cm Tiefe. Der Unterboden ist vorübergehend trockener als der Oberboden.
3) Ein weiteres, etwas intensiveres Niederschlagsereignis wirkt sich 8 Tage später bis in Bodenschichten unterhalb von 40 cm aus. Der Boden trocknet in der Folge nur zögerlich ab.
4) Ein weiterer intensiver Niederschlag führt nahezu zu einer Sättigung aller Bodenschichten und beendet die hochsommerliche Trockenperiode.

Variabilität von Messsonden in gleicher Tiefe

Saugspannungsmessungen im Oberboden wie auch im Unterboden unterliegen einer natürlichen Variabilität. Bei einer Messstation liefern jeweils drei Tensiometer der gleichen Tiefe und unter gleichen Temperatur-, Feuchtigkeits- und Standort- Bedingungen leicht unterschiedliche Messwerte. Zur weiteren Verwendung wird immer der mittlere der drei Werte (Median) ermittelt.

Häufigkeitsverteilungen selber erstellen

Auf der folgenden Seite können Standorte, Bodentiefe und Zeitraum ausgewählt werden um Diagramme mit Häufigkeitsverteilungen der verschiedenen Saugspannungsbereiche (0-6, 6-10, 10-20, >20 cbar) zu erstellen.