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• W2006804371 abstract "During rainstorms, physical properties of the soil surface change significantly. As a result of surface sealing, variations in infiltration rate, water content, water suction, bulk density and surface roughness can be observed and quantified. Dynamic processes taking place on the soil surface were investigated in laboratory and field experiments on a typical loess-derived soil in Germany. This study focused on the effects of continuous and subsequent rainfall treatments. Furthermore, all laboratory experiments were carried out in two different initial moisture regimes. In the laboratory experiments, a capillary rainfall simulator was used. Water suction was measured with microtensiometers 2 cm below the sealed surface in a 30 s time interval. The water content was determined with TDR probes in a variable time step, depending on the movement of the infiltration front. Compared to the continuous rainfall treatment, the decline of infiltration rate was much steeper in the subsequent rainfall events. After 2 h of continuous rainfall, a `drying effect' could be observed underneath the surface sealing at a depth of 2 cm. This was not the case in the intermittent treatment. Saturated conditions 10 cm below the surface sealing were reached in none of the treatments. The variation of bulk density within the first centimeter of the soil was determined via computed tomography and also with two simple methods using micro soil cores [Fohrer, N., 1995. Auswirkungen von Bodenfeuchte, Bodenart und Oberflächenbeschaffenheit auf Prozesse der Flächenerosion durch Wasser. PhD Thesis, Technical University Berlin, Bodenökologie und Bodengenese, No. 19, 183 pp.] and immersion as described by Roth [Roth, C.H., 1997. Bulk density of surface crusts: depth functions and relationships to texture. Catena 29 (3–4) 223–237.]. Under continuous rainfall conditions, the initially dry plots showed a higher compaction than the initially moist treatments. In the case of subsequent rainstorms, it was shown that the bulk density–depth function is not constant with time. The alteration of surface roughness was measured using a laser relief meter. The levelling effect of the intermittent rainfall regime proved to be much stronger in comparison to the continuous event. Während eines Niederschlagsereignisses verändern sich die physikalischen Eigenschaften der Bodenoberfläche in starkem Maße. Aufgrund von Oberflächenverschlämmung sind Änderungen der Infiltrationsrate, des Wassergehaltes, der Saugspannung, der Lagerungsdichte und der Oberflächenrauhigkeit zu beobachten und zu quantifizieren. An einem ausgewählten Lössboden werden in Labor und Feldversuchen die dynamischen Prozesse an der Bodenoberfläche dargestellt. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf den Vergleich von kontinuierlichen und intermittierenden Beregnungen gerichtet. Weiterhin werden zwei verschiedene Anfangsfeuchtestufen betrachtet. Die Laborversuche wurden mit einem Kapillarregner durchgeführt. Die Saugspannung wurde mit Hilfe von Mikrotensiometern in 2 cm Tiefe alle 30 s gemessen. Der Wassergehalt wurde in einem variablen Zeitschritt, der sich an der Bewegung der Wasserfront orientierte, mit Feld-TDR-Sonden bestimmt. Verglichen mit der kontinuierlichen Beregnung fällt die Infiltrationsrate in der intermittierenden Variante wesentlich stärker ab. Bei zweistündiger kontinuierlicher Beregnung zeigt sich unterhalb der Verschlämmungsschicht, in 2 cm Tiefe, ein Austrocknungseffekt, der bei intermittierender Beregnung nicht zu beobachten ist. In keiner der Varianten werden 10 cm unterhalb der Verschlämmung gesättigte Verhältnisse angetroffen. Die Entwicklung der Lagerungsdichte im obersten Bodenzentimeter wurde vergleichend mittels Computertomographie und einfacher Bestimmungsverfahren anhand von Ministechzylinderproben [Fohrer, N., 1995. Auswirkungen von Bodenfeuchte, Bodenart und Oberflächenbeschaffenheit auf Prozesse der Flächenerosion durch Wasser. PhD Thesis, Technical University Berlin, Bodenökologie und Bodengenese, No. 19, 183 pp.] und der Tauchwägungsmethode nach Roth [Roth, C.H., 1997. Bulk density of surface crusts: depth functions and relationships to texture. Catena 29 (3–4) 223–237.] ermittelt. Unter kontinuierlicher Beregnung ergab sich bei trockener Ausgangssituation ein höheres Dichtemaximum als bei den feuchten Varianten. Im Falle der intermittierenden Beregnungen zeigt sich, dass auch die Lagerungsdichte-Tiefen-Funktion einer zeitlichen Dynamik unterliegt. Die Änderung der Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe eines Laserreliefmeters quantifiziert. Auch hier wird deutlich, dass aufeinanderfolgende Niederschläge den Einebnungseffekt verstärken." @default.
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