Ein funkbasiertes Sensornetzwerk zur Bodenfeuchtemessung im Nationalpark Eifel

Eines der zentralen Untersuchungsgebiete des HGF-Forschungsnetzwerks TERENO und des Sonderforschungsbereichs Transregio 32 ist das 27 ha große Wüstebach-Einzugsgebiet im Nationalpark Eifel mit folgenden Forschungsschwerpunkten:
 
  • Analyse von raumzeitlichen Mustern und Interaktionen von Umweltparametern und Prozessen zwischen Boden, Vegetation und der Atmosphäre,
  • Untersuchung der Auswirkung einer Umforstungsmaßnahme von einem reinen Fichtenwald hin zu einem standortgerechten Mischwald.
Die zeitliche und räumliche Dynamik der Bodenfeuchte mit den Prozessen der Evaporation, Transpiration, Infiltration und Grundwasserneubildung ist für das Verständnis der lokalen Wasserkreisläufe von größter Bedeutung. Mit den konventionellen Meßmethoden ist der Bodenwassergehalt nur punktuell zu erfassen. Um die Beeinflussung des Bodenwasser-haushalts durch die geplante Waldumbaumaßnahme, detailliert untersuchen zu können, wurde das funkbasierte Sensornetzwerk SoilNet vom Forschungszentrum Jülich entwickelt. SoilNet besteht aus End Devices, Routern und einem Koordinator. Zur Messung der Bodenfeuchte werden Sensoren der Firma Decagon (ECH2O EC-5 und 5TE) verwendet, die in drei Tiefen installiert werden (siehe Abb. 1).
 
Abb. 1: SoilNet End Devices mit ECH2O EC-5 und 5TE Sensoren und Einbau.

Abb. 1: SoilNet End Devices mit ECH2O EC-5 und 5TE Sensoren und Einbau.

Die in den Böden eingelassenen End Devices kommunizieren über oberirdisch aufgestellte SoilNet Routern (siehe Abb. 2) mit einem Koordinator (der Zentrale des Netzwerks). Von hier aus werden die Messdaten per GPRS-Übertragung zum Forschungszentrum gesendet.
 
Abb. 2: Das Wüstebach Testgebiet und Ausbaugrad des Bodensensornetzwerkes (Stand Februar 2009).

Abb. 2: Das Wüstebach Testgebiet und Ausbaugrad des Bodensensornetzwerkes (Stand Februar 2009).

Der Aufbau des Bodensensornetzwerkes hat im Herbst 2008 begonnen und wird in mehreren Zwischenschritten weitergeführt, wobei im ausgebauten Stadium bis zu 1800 Sensoren an 300 Messplätzen Bodenfeuchte, -temperatur- und -leitfähigkeit in hoher zeitlicher Auflösung erfassen werden.
Text und Bilder mit freundlicher Genehmigung von Herrn Dr. Heye Bogena.

Ansprechpartner

Thomas Keller
Tel: +49 89 12 66 52 - 19
Fax: +49 89 12 66 52 - 20
E-Mail: tk@ums-muc.de
 
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Referenz

Dr. Heye Bogena
Forschungszentrum Jülich GmbH - Institut für Agrosphere (ICG-4)
 
h.bogena@fz-juelich.de

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