Guten Tag,
ich wünsche Ihnen ein gutes Jahr 2025 und viel Gesundheit.
Über die Antwort bin ich etwas verwirrt, da sich die Aussagen widersprechen:
"Die beantragten Informationen liegen dem Landesamt für Umwelt- und Arbeitsschutz nicht vor. An unseren Niederschlagsmessstationen erfassen wir keine Gewichtsveränderungen
(technische Prozesse innerhalb der Wägezellen). Es wird lediglich der erzeugte Impuls (Stromfluss ja/nein; „Kurzschlussprinzip“) am Datensammler als Folge der Gewichtsveränderung (4 - 20 mA) registriert. Ein „Kurzschluss“ ist hierbei ein Impuls, d. h. 0,1 mm in entsprechender Zeit. Ein für die Ermittlung des Wasserhaushaltes im Boden geeignete Messeinrichtung, wie z.B. Lysimeter, werden an den Niederschlagsmessstationen des LUA nicht betrieben."
Lysimeter sind Waagen; in der Antwort wird behauptet, nur die positive Gewichtsänderung zu erfassen. Waagen messen ursprünglich ein Gewicht. Sollte dieses Gewicht tatsächlich nicht gespeichert werden, dann muss man sich fragen WARUM. Wie bereits in der Anfrage erwähnt, kann man mit den Messergebnissen von Lysimeter viel mehr auswerten als nur den Niederschlag (Direktabfluss, Evapotranspiration, aktuelle Feuchte des Oberbodens).
Zahlreiche Quellen der Gutachten aus Mitte der 1990er verweisen mehrfach auf Lysimeter und deren Möglichkeiten. Eine der Schlussfolgerungen der Gutachten ist, dass das Monitoring rund ums Grundwasser verbessert und ausgewertet werden muss. Die messtechnischen Voraussetzungen dafür gibt es, warum werden diese nicht optimal genutzt?
Sie schreiben in der Antwort, dass ein 4-20mA Signal gemessen wird. Bei allen bisherigen 4-20 mA Gewichtsmessungen (Bandwaagen, Silos, etc.), die ich in 27 Jahren als Ingenieur im Anlagenbau gesehen/ausgewertet habe, entsprach der Wert jeweils dem eines zugeordneten Gewichtes. Bei einem Lysimeter, der z.B. in einer Tiefe von 1,5m eingebaut ist, hätte ich vermutet, dass 4mA etwa dem Mindestgewicht (bei trockenem Oberboden - x), das 20 mA dem Maximalgewicht (bei gesättigtem Oberboden +x) entspricht.
Hätten Sie geschrieben, dass nur der Summierer (engl. Totalizer) ausgewertet wird, dann würde die Antwort zumindest technisch Sinn ergeben.
Hiermit möchte ich Sie höflichst bitten, nochmals zu prüfen, welche Werte ausgewertet werden. Bitte stellen Sie mir alle gemessenen Werte zur Verfügung, gegebenenfalls kann man die gesammelten Werte doch noch bewerten.
Mit freundlichen Grüßen
Dipl. Ing. Elektrotechnik (FH)
Dipl. Wirtschaftsingenieur (FH)
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PS.: Diese Frage an die KI (OpenChat GPT):
"Was kann man alles aus den Messergebnissen von Lysimeter, welche ursprünglich für die Messung der Niederschlagsmenge eingesetzt werden, auswerten? Kann man damit auf den Direktabfluss, Evapotranspiration, Perkolation, Grundwasserneubildung und Bodenfeuchte schließen?"
wurde wie folgt beantwortet:
"Lysimeter sind nützliche Instrumente, um verschiedene hydrologische Prozesse und Boden-Wasser-Dynamiken zu analysieren. Ursprünglich zur Messung der Niederschlagsmenge eingesetzt, bieten sie eine Vielzahl an zusätzlichen Informationen. Hier ist eine Übersicht, welche Messgrößen und Prozesse aus Lysimeterdaten abgeleitet werden können:
1. Niederschlag
Primäre Messgröße: Der Niederschlag, der direkt auf die Oberfläche des Lysimeters fällt, wird aufgezeichnet.
2. Evapotranspiration (ET)
Messbarkeit: Die Differenz zwischen dem Niederschlag und dem Abfluss (einschließlich Perkolation und gespeicherter Wassermenge im Boden) kann zur Abschätzung der Evapotranspiration verwendet werden.
Details: Es ist möglich, zwischen der Evaporation (Verdunstung von der Boden- oder Pflanzenoberfläche) und der Transpiration (Wasserverlust durch Pflanzen) zu unterscheiden, wenn zusätzliche Daten wie Vegetationsdichte oder Pflanzenphysiologie vorliegen.
3. Perkolation
Messbarkeit: Der Wasserfluss durch das Lysimeter (häufig gemessen an einer Drainageschicht am Boden) liefert Informationen über die Perkolation, also das Sickerwasser, das in tiefere Bodenschichten abfließt.
Details: Dies kann mit hoher Genauigkeit gemessen werden, wenn der Lysimeterboden gut isoliert ist.
4. Grundwasserneubildung
Schlussfolgerung: Die Grundwasserneubildung kann direkt aus der Perkolation abgeleitet werden, sofern keine weiteren Wasserentnahmeprozesse (wie tiefe Wurzeln) vorliegen.
Grenzen: Diese Messung ist besonders in natürlichen Bodensystemen komplex, da externe Faktoren wie seitliche Wasserflüsse berücksichtigt werden müssen.
5. Bodenfeuchte
Messbarkeit: Die Bodenfeuchte kann indirekt abgeleitet werden, indem der Wassergehalt im Lysimeter vor und nach einem bestimmten Zeitintervall gemessen wird.
Sensoren: Einige Lysimetersysteme sind mit Bodenfeuchtesensoren ausgestattet, um direkte Messungen in verschiedenen Bodenschichten zu ermöglichen.
6. Direktabfluss
Eingeschränkte Messbarkeit: Lysimeter sind in der Regel nicht dafür konzipiert, den oberflächlichen Direktabfluss zu messen, da sie üblicherweise versiegelt sind und Wasser nur nach unten ableiten. Spezielle Oberflächenkonstruktionen wären erforderlich, um diese Messung zu ermöglichen.
7. Zusätzliche Analysen
Wassernährstoffe und Kontaminanten: Durch chemische Analysen des abfließenden Wassers können Rückschlüsse auf die Nährstoffauswaschung oder Verschmutzung gezogen werden.
Klimatische Einflüsse: Die Wirkung von Temperatur, Wind und Strahlung auf die Wasserbilanz kann durch Vergleichsstudien bewertet werden.
Zusammenfassung:
Lysimeter können Daten für die folgenden Prozesse liefern:
Niederschlag (direkt messbar),
Evapotranspiration (ableitbar aus Wasserbilanz),
Perkolation (direkt messbar),
Grundwasserneubildung (aus Perkolation ableitbar),
Bodenfeuchte (indirekt durch Wasserbilanz oder Sensoren).
Der Direktabfluss ist in typischen Lysimeter-Designs nicht direkt messbar. Mit gut konzipierten Instrumenten und der Integration weiterer Sensoren oder Systeme kann jedoch eine umfassende Analyse der Wasser- und Stoffflüsse im Boden ermöglicht werden."
Mit freundlichen Grüßen
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Anfragenr: 319099
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