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Ullrich Dettmann

Promotion zum Dr.-Ing. am 13.05.2016

Ullrich Dettmann mit Doktorhut
Ullrich Dettmann mit Doktorhut (© Thünen-Institut/AK)

Am 13.05.2016 hat Ullrich Dettmann erfolgreich seine Doktorarbeit „Improving the determination of soil hydraulic properties of peat soils at different scales” an der Universität Rostock verteidigt. Das Ziel seiner Arbeit war es, die Bestimmung der ungesättigten hydraulischen Eigenschaften von Torfen zu verbessern. Diese wiederum sind entscheidend um die Bodenfeuchte und hydrologischen Dynamiken, als Hauptsteuergrößen für die biogeochemischen Prozesse in Mooren, zu verstehen und zu modellieren. Dies erfolgte inhaltlich mit zwei Schwerpunktthemen:

Im ersten Teil der Arbeit wurde die Anwendbarkeit von hydraulischen Standardfunktionen für verschiedene Torfe mit Hilfe von Laborversuchen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Bodenfeuchtedynamik in Torfen mit den verwendeten Modellen gut beschrieben werden kann wenn geeignete Modeleinstellungen vorgenommen werden. Besonders wichtig ist hierbei die Berücksichtigung von Makroporen unter nassen Bedingungen. Aus den Ergebnissen lassen sich Empfehlungen für eine verbesserte hydrologische Modellierung des instationären Wasserflusses in der ungesättigten Zone ableiten. Dadurch können z.B. groß-skalige Modelle verbessert werden.

Da im Labor bestimmte hydraulische Eigenschaften, auf Grund der räumlichen Variabilität und Skalenabhängigkeit nicht zwangsläufig repräsentativ für Feldbedingungen sein müssen, wurden im zweiten Hauptteil der Arbeit Wasserretentionseigenschaften, für ein Sphagnum Hochmoor, mit einer neu entwickelten in situ Methode bestimmt. Mit der Methode können Wasserretentionseigenschaften aus Wasserstands anstiegen nach Niederschlagsereignissen für Standorte mit oberflächennahen Grundwasserständen invers berechnet werden. Da oberflächennahe Grundwasserschwankungen stark durch das Mikrorelief des entsprechenden Gebietes geprägt sind, wurde in einer separaten Studie eine neue konzeptionelle, eindimensionale Gleichung hergeleitet, mit welcher der Effekt des Mikroreliefs auf die Wasserstandanstiege berücksichtigt werden kann. Mit Hilfe der hergeleiteten Gleichung konnten Wasserretentionseigenschaften für das Sphagnum Hochmoor, für niedrige Unterdrücke, zu plausiblen Werten eingegrenzt werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Ansatz eine vielversprechende Methode ist, um die Feldvariabilität der Wasserretentionseigenschaften mit einfach zu messenden und häufig verfügbaren Daten zu beschreiben.

Insgesamt verbessert die Arbeit von Herr Dettmann die Charakterisierung von ungesättigten hydraulischen Eigenschaften für verschiedene Torfarten und andere organische Böden unter Labor- und Feldbedingungen, sowie das allgemeine Verständnis über die hydrologischen Prozesse in Mooren.