pF-Wert
In der Bodenkunde kennzeichnet der dimensionslose pF-Wert (p von Potenz, F von freier Energie des Wassers) die Energie, mit der das Bodenwasser entgegen der Schwerkraft in der Bodenmatrix gehalten wird. Je höher der pF-Wert, desto trockener der Boden bzw. desto geringer sein Wassergehalt.
Definition
| pF-Wert | Bodenwasser- spannung in hPa | Bodenwasser- spannung in mWS | Bodenfeuchte |
|---|---|---|---|
| 0 | −1 hPa = −100 hPa | −0,01 mWS | |
| 1 | −10 hPa = −101 hPa | −0,1 mWS | nass |
| 2 | −100 hPa = −102 hPa | −1 mWS | feucht |
| 3 | −1.000 hPa = −103 hPa | −10 mWS | frisch |
| 4 | −10.000 hPa = −104 hPa | −100 mWS | trocken |
| 5 | −100.000 hPa = −105 hPa | −1000 mWS | dürr |
Der pF-Wert ist definiert als dekadischer Logarithmus des Betrags der Bodenwasserspannung in Hektopascal (diese wird auch Saugspannung oder Matrixpotential genannt):
Ist die Bodenwasserspannung als Druck nicht in Hektopascal angegeben, sondern
- in Meter Wassersäule (mWS)
- in Pascal (Pa) oder
- in der Geotechnik in kPa,
so muss sie zur Bestimmung des pF-Wertes erst in Hektopascal umgerechnet werden.
Unter hydrostatischen Verhältnissen entspricht der pF-Wert näherungsweise dem dekadischen Logarithmus des vertikalen Abstands zum Grundwasserspiegel in Zentimeter.
Anwendungsbeispiele
- Im hydrostatischen Zustand entspricht ein Grundwasserstand von 60 cm unter der Bodenoberfläche einer Bodenwasserspannung an der Bodenoberfläche von −60 hPa und damit einem pF-Wert von 1,8.
- Die Feldkapazität von Böden liegt bei einem pF-Wert von pF≥1,8[1].
- Bei einem pF-Wert von 4,2 (entsprechend zirka 160 m Abstand zum Grundwasser) ist der permanente Welkepunkt PWP definiert; Sonnenblumen, Helianthus annuus, und Kiefern, Pinus sylvestris, können selbst bei guter Durchwurzelung dem Boden nicht mehr genug Wasser entziehen und welken irreversibel.
- Eine Bodenprobe im Gleichgewichtszustand bei 90 % relativer Luftfeuchte, d. h. so lange ausgetrocknet, bis sich der Wassergehalt des Bodens demjenigen der Luft angepasst hat, entspricht einem pF-Wert von 5.
Siehe auch
Literatur
- Karl Heinrich Hartge: Einführung in die Bodenphysik. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung oHG, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-89681-6, S. 132–140.
- Diedrich Schroeder: Bodenkunde in Stichworten. Hirt Verlag, Unterägeri 1984, ISBN 3-266-00192-3.
Weblinks
- Christine Alewell: Bodenwasser: Kapillarität, Potentiale, Darcy, nFK, Kapitel 8 in Grundlagen der Bodenkunde. Institut für Umweltgeowissenschaften, Universität Basel (PDF-Datei; 1,69 MB).
- M. Schöniger, J. Dietrich: Matrixpotential und Wassergehalt. In: HydroSkript – Vorlesungen zur Hydrologie und Wasserwirtschaft.
Einzelnachweise
- ↑ Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (Hrsg.): Bodenkundliche Kartieranleitung. 5. Auflage. Hannover 2005, ISBN 3-510-95920-5, S. 345.