Das Ready-to-go Lysimeter ist eine kleine Lysimeter-Station für Bodenmonolithen mit einer Fläche bis zu 0,5 m² und einer Länge bis zu 1 m. Kleinlysimeter sind eine weitverbreite Methode zur direkten Bestimmung der Evapotranspiration. Für Standorte mit Wurzeltiefen kleiner als die Tiefe des Lysimeter-Gefäßes kann der latente Wärmestrom (auch für heterogene Standorte) mit dieser Messmethode verlässlich bestimmt werden [Grimmond et al., 1992, Parisi et al., 2009]. Das RTG-Lysimeter ist sowohl für gestörten Boden (per Hand gefüllt), als auch für ungestörte Bodenmonolithen - bei Verwendung der patentierten UGT Gewinnungstechnologie - geeignet. Die kompakte Lysimeter-Station besteht aus einem PE-HD Lysimetergefäß mit Wägesystem und Sickerwasserfasssung mit Kipp-Waage, einer Wetterstation, einer Reihe von bodenhydrologischen Sensoren und einem, Datenlogger, an den bis zu vier RTG-Lysimeter angeschlossen werden können. Die Anlage wurde als Plug-and-Play-System konstruiert, so dass die gesamte Station auch ohne spezielles Werkzeug oder Personal aufgebaut und in Betrieb genommen werden kann. Weiterhin besteht die Möglichkeit die erhobenen Daten via Internet über das SVADSS Online-Daten-Management-System anzuzeigen.
Das RTG-Lysimeter ist die ideale Ergänzung zu einer bestehenden Klimastation, um die Evapotranspiration direkt zu ermitteln. Unter Berücksichtigung der limitierten Oberfläche und der Gefäßtiefe stellt das RTG-Lysimeter eine kostengünstige Alternative zu Groß-Lysimetern zur Beobachtung verschiedener Bodenwassertransportprozesse unter natürlichen Randbedingungen dar.
An EcoUnit is a measurement system to investigate ecosystem functions in the soil-plant-atmosphere system under defined boundary conditions.
EcoUnits were developed for the iDiv-Ecotron research station by UGT GmbH and emc GmbH in collaboration with scientists and technicians of the German Center for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle Jena-Leipzig and the Helmholtz Center for Environmental Research-UFZ.
Ecotrons are used to investigate processes within the soil-plantatmosphere system as well as the interactions between the compartments. Ecotrons are lysimeter applications beyond the investigation of only soil processes and thus the generic term for lysimeter applications of all kinds.
An EcoUnit consists of three units. The lower unit contains the soil, which can either be inserted directly into the container or in extra stainless steel cylinders (lysimeters).
The latter allows the investigation of undisturbed soil monoliths. Up to four lysimeters can be installed in one EcoUnit.
Several soil sensors can be installed in the lower unit to collect soil temperature, soil moisture and soil tension data.
To investigate root systems and root growth rhizotrons can be installed as well. The lower unit is equipped with a system to collect seepage water and a system to control the temperature conditions at the lower boundary of the soil.
On top of the lower unit a second unit is attached, which isolates the environment above the soil surface from the surrounding. The size of the isolated habitat is big enough for growing of medium shrubs.
The second unit can be equipped with additional walls to divide the EcoUnit in four self contained sub units. On top of the second unit the upper unit is located, which contains equipment for irrigation, lighting and ventilation. The upper unit can also be equipped with sensors to collect data of temperature and humidity as well as with a gas analyzer.
The lower and upper units are equipped with a control cabinet containing the required power supply and signal transformation as well as the measurement and control technology. The EcoUnit comes with a touch panel to visualize collected data and to control the EcoUnit. The equipment and design of the EcoUnits are always optimized for the customer-specific research goal.
The iDiv Ecotron, a central experiment platform of the DFG Research Centre iDiv. Credit: Tilo Arnhold, iDiv
Die lauter werdende Forderung von Städten und Gemeinden die Umweltauswirkungen der Verkehrsinfrastruktur zu minimieren macht es notwendig die Renaturierung bei Planung und Durchführung von Verkehrswegen zu berücksichtigen. Um die ökologischen und ökonomischen Vorteile von Grünflächen wie Parks, Grünstreifen oder der Gleisbegrünung zu zeigen, müssen die bisherigen qualitativen Bewertungen durch exakte Messdaten belegt werden.
Das Urban Track Lysimeter ermöglicht die Schätzung und Optimierung der Wasserrückhalteeigenschaften verschiedener Substrat- und Vegetationssysteme in Gleisbetten. Diese Lysimeter überwachen die Speicherung, die Infiltration und die Evapotranspiration von präzipitierbarem Wasser.
Tensiometer bestimmen den Anteil des für Pflanzen zur Verfügung stehenden, in den Substratschichten gespeicherten Wassers. Zusätzlich zu den Wasserbilanzmessungen ist es möglich Qualitätsmessungen durchzuführen, um Stofftransporte aus und in das städtische Gleisbett aufzuzeichnen, wie z.B. abtropfende Schmier- oder Treibstoffe.
Der Effekt der Naturierung auf das Mikroklima des Gleisbettes wird durch das Aufzeichnen von Feuchtigkeit und Temperatur der Luft, sowie des Temperaturgradienten im Gleisbett bestimmt. Hiermit lässt sich die Reduzierung der Wärmeabgabe von der Gleisbettfläche durch Wärmeentzug aufgrund von Verdunstung beweisen.
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UGT entwickelt seit 25 Jahren kontinuierlich die Lysimetertechnik weiter. Unsere Patente, die sowohl die Station selbst als auch die Sensorik im Lysimeter betreffen, ermöglichen den Wissenschaftlern in Europa und weltweit ihre Experimente im Lysimeter auf dem neuesten Stand der Technik durchzuführen. Auf den jeweiligen Forschungsgegenstand zugeschnittene Ausführungsvarianten werden auf Kundenwunsch implementiert.
Seit mehr als 200 Jahren werden Lysimeter-Experimente für verschiedene Fragestellungen durchgeführt. Seit den ersten, einfachen Lysimeter-Experimenten wurde die Lysimeter-Technik stets weiterentwickelt und auf immer komplexere Fragestellungen angewendet. Lysimeter bestehen aus einer gegenüber der Umwelt physisch abgegrenzten Bodensäule mit bekannten Volumen und Querschnittsfläche. Das Bodenmaterial kann gestört in die Säule eingebaut werden oder in Form eines ungestörten Bodenmonolithen im Freiland entnommen werden. Lysimeter werden sowohl im Labor (Laborlysimeter) als auch im Freiland eingesetzt (Feldlysimeter).
Lysimeter sind ein geeignetes Mittel für die Erfassung von allen Wasserhaushaltsgrößen. In Kombination mit Niederschlagsmessungen kann anhand wägbarer Lysimeter über die Gewichtsänderung die Evapotranspiration des Standortes direkt und zuverlässig bestimmt werden. Lysimeter ermöglichen daher Wasserbilanzuntersuchungen von Ökosystemen oder können für Untersuchungen des Pflanzenwasserbedarfs von Bewässerungskulturen verwendet werden. Mit einer Sickerwasserfassung ausgestattet ermöglichen Lysimeter zudem eine quantitative als auch qualitative Untersuchung des Sickerwassers.
Bodenprozesse im Labormaßstab zu studieren bringt einige Vorteile: die kontrollierte Umgebung erlaubt genauere Experimente, der Maßstab ist für viele Prozesse angepasst und ermöglicht kürzere Versuchszeiten im Vergleich zu Feldstudien. Verschiedene Materialien können schnell eingebaut werden. Mittels Laborlysimetern lassen sich sowohl Monolithe als auch gezielt befüllte Säulen realisieren.
Säulenversuche an Laborlysimetern eignen sich für die Untersuchung der bodenphysikalischen Parameter über Multistep-Outflow oder Multistep-Flux Experimente. Diese können auch für die Messung von konservativem oder reaktivem Transport eingesetzt werden.
Die UGT GmbH bietet Laborlysimeter in einer Vielzahl von Konfigurationen an. Eine Steuerung der Randbedingungen mittels Saugboden oder Beregnung ist ebenso möglich wie eine freie Konfiguration von Messsonden.
Jede Laborlysimeteranlage wird kundenspezifisch an das geplante Projekt angepasst.
Das Moorlysimeter ermöglicht die Beobachtung der Auswirkungen der Wiedervernässung von Moorböden auf die Mobilisierung von Phosphor im Boden sowie auf die Qualität des Oberflächenwassers. Durch die Messung lateraler Transportprozesse ermöglicht das Lysimeter die Bestimmung von Parametern des Wasser- und Stoffhaushaltes von Moorböden mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung. Der Grundwasserspiegel kann über ein Steuerungssystem aktiv definiert werden.
Das Dachlysimeter dient zur umfangreichen Analyse der Vorteile neuer Dachbegrünungssysteme. Für großflächige Dachbegrünungen werden Pflanzen wie Sukkulenten und Xerophyten verwendet, da sie eine geringe Wachstumshöhe besitzen und kaum Pflege erfordern. Das Dachlysimeter liefert Informationen über den Wasserhaushalt der Dachbegrünung. Hieraus können Rückschlüsse auf den Einfluss der Begrünung auf die Abflussmenge des Niederschlags und somit einer mögliche Entlastung der Kanalisation oder auch auf den Einfluss auf die Energiebilanz des Gebäude gezogen werden.
Mit dem Schneelysimeter kann exakt das Wasser-Äquivalent der akkumulierten Schneedecke mittels Wägezellen permanent bestimmt werden, ohne dabei die zu untersuchende Schneedecke zu stören. Somit ist eine durchgehende Erfassung von Akkumulations- und Ablationsvorgängen in der Schneedecke – in Kombination mit SVADSS online visualisierbar- möglich. Die damit gewonnenen Messgrößen können unter anderem zum Hochwasserschutzmanagement, zur Lawinengefahrabschätzung und zum Wassermanagement herangezogen werden.
Die gesamte Konstruktion ist aus rostfreiem Edelstahl gefertigt und auf jahrelangen Einsatz unter härtesten Bedingungen ausgelegt. In der standardmäßig 15cm tiefen und 1m2 großen Messschale (kundenspezifische Anpassung sowohl in der Tiefe als auch in der Größe möglich) kann die, dem Schneelysimeter umgebende, Bodenoberfläche vergleichbar aufgebaut werden. Dadurch ist gewährleistet, dass der, die Akkumulationsund Ablationsvorgänge beeinflussende, Inseleffekt so gering wie möglich gehalten wird. Bei einer vorhandenen permanenten Stromversorgung oder entsprechend dimensionierten Solaranlage kann das Schmelzwasser mittels einer (beheizten) Kippwaage ermittelt werden. Auf Kundenwusch ist die Installation eines speziellen Schneeschneiders möglich, der die Schnee-/ Eisbrückenbildung zur umgebenden Schneedecke dauerhaft unterbindet möglich.
Vorteile
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