Umso wärmer die Atmosphäre wird, umso mehr Wasser kann diese enthalten. Die Clausius-Clapeyron-Beziehung ergibt, dass die Wasserdampf-Aufnahmefähigkeit der bodennahen Atmosphäre bei Erwärmung um etwa 7 % je 1 °C zunimmt, sofern die relative Luftfeuchte ungefähr konstant bleibt. Es gibt Untersuchungen, wonach bei konvektiven Ereignissen (Gewitter) die Zunahme sogar 14 % je 1 °C betragen kann [4]. Die Klimaerwärmung bedingt folglich sowohl längere Trockenperioden als auch potenziell heftigere Niederschläge.
Die Infiltration bezeichnet die Bewegung des Sickerwassers von der Erdoberfläche zur Grundwasseroberfläche und wird durch die Infiltrationsrate gekennzeichnet. Der Grundwasserkörper ist durch wassergesättigte Porenräume gekennzeichnet, während die wasserungesättigte Bodenzone den Raum zwischen dem Grundwasserkörper und der Erdoberfläche bezeichnet. Die wasserungesättigte Bodenzone besteht im unteren Bereich aus einem geschlossenen Kapillarraum, in dem alle kapillaren Poren mit Wasser gefüllt sind.
Übersteigt das Niederschlagswasser die Infiltrationsrate, entsteht Oberflächenwasser, das nicht mehr versickern kann.
Vegetationsfreie, schluffreiche Böden haben die Tendenz, dass durch die Planschwirkung der Regentropfen eine Verschlämmungskruste entsteht. Dabei werden Bodenaggregate zerstört und Feinmaterial wird in die oberflächennahen Poren eingetragen. Die dadurch entstehende, dichter gelagert Oberflächenschicht kann die Infiltrationsfähigkeit erheblich vermindern und bei Starkregen den Oberflächenabfluss begünstigen.
Die Infiltrationsfähigkeit eines Bodens hängt stark von der Porosität der obersten Bodenschicht ab. Durch die Planschwirkung des Tropenschlags werden die Bodenaggregate zerstört und es werden Feinteilchen herausgelöst. Im leicht stehenden Wasser sedimentieren die Feinteilchen. Einerseits wird dadurch die Bodenoberfläche geebnet, sodass die Widerstände für einen Wasserabfluss reduziert werden. Zudem werden die Poren verschlossen, sodass die Infiltrationsrate herabgesetzt wird.
Als Langzeitwirkung bildet sich nach einer Abtrocknung eine Kruste (Verschlämmungskruste).
Anfällig für Verschlämmung sind vegetationsarme, grobschluffige oder feinsandige Böden. Das trifft besonders auf Feldbau, Weinbau und Obstbau zu, während Grünland nicht betroffen ist. Befinden sich diese in Hanglage, besteht Erosionsrisiko. Um der Verschlämmung entgegenzuwirken, wird der Boden mechanisch aufgelockert. Eine Pflanzendecke kontrastiert die Verschlämmung.
Daneben besteht die Tendenz ausgetrockneter Böden, sich vorübergehend wasserabstoßend (hydrophob) zu verhalten. Die Hydrophobie von Böden wurde erst in den letzten Jahren wissenschaftlich untersucht. „Es ist noch nicht abschließend geklärt auf was die Hydrophobie in Böden zurückgeführt werden kann. Die in der Forschung vorherrschende Meinung geht aber davon aus, dass sie teilweise oder sogar vollständig von langkettigen, organischen Molekülen verursacht wird, die aus verrotteter oder verbrannter Streu stammen“ [3]. Wahrscheinlich sind es organische Stoffe, die nicht im Wasser löslich sind, die vermutlich Fettsäuren und Wachse enthalten.
Literatur:
[1] Helmut Prinz und Roland Strauß: „Ingenieurgeologie“, Springer Spektrum, Berlin 2017
[2] Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr und Berndt-Michael Wilke: „Scheffer/ Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde“, Springer Spektrum, Berlin 2018
[3] Florian Jehn: „Eigenschaften von biologischen Bodenkrusten vor und nach mechanischen Störungen und deren Einfluss auf die Hydrophobie in Sekule/Slowakei“, Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen 2014
[4] Bayerisches Landesamt für Umwelt (Link)
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