Innovatives In-situ-System zur Quantifizierung von Perkolationsmengen. WICKIE nutzt eine Kombination aus passiven Glasfaser-Dochten und einer 3D-gedruckten Kippwaage, um Wasserflüsse im Untergrund in Echtzeit zu erfassen. Dank seiner speziellen länglichen Geometrie bietet es eine deutlich höhere räumliche Repräsentativität als herkömmliche Sammler.

Hochauflösendes Monitoring der Grundwasserneubildung – Präzise, Kostengünstig und Skalierbar

Die genaue Bestimmung der Grundwasserneubildung und des Stofftransports durch die ungesättigte Zone ist essenziell für den Umweltschutz und ein nachhaltiges Agrarmanagement. Herkömmliche Lysimeter sind oft teuer, aufwendig in der Installation und Wartung. Hier bietet WICKIE (WICK-sampler In-situ Estimations) eine technologische Weiterentwicklung.

Das innovative Konzept:
WICKIE ist ein passives Monitoring-System, das perkolierendes Wasser direkt im Feld quantifiziert. Das Herzstück des Systems ist eine Edelstahl-Dochtschiene, an der acht Glasfaser-Dochte linear angeordnet sind. Diese längliche Konstruktion ermöglicht es, eine größere laterale Variabilität des Bodenwasserflusses zu erfassen als bei quadratischen Samplern. 

Technische Highlights und Funktionsweise:

• Effiziente Probenahme: Durch die hängende Anordnung der Dochte wird eine spezifische Saugspannung erzeugt, die Wasser aus dem umgebenden Boden aufnimmt, ohne dass eine externe Stromversorgung für den Transport durch Saugpumpen benötigt wird.
• Präzise Quantifizierung: Das gesammelte Wasser wird über eine 3D-gedruckte Kippwaage aus PETG geleitet. Jede Kippung wird als diskretes Ereignis protokolliert, was eine extrem hochauflösende Erfassung von Perkolationsereignissen erlaubt.
• Störungsarme Installation: Dank der scharfen Führungskante der Schiene kann das System horizontal in den Boden eingeschoben werden. Dies bewahrt die natürliche Bodenstruktur und verhindert die Entstehung künstlicher Makroporen.

Praxisanwendbarkeit und Flexibilität:
Das System ist modular aufgebaut und lässt sich problemlos an verschiedene Boden- und Landnutzungstypen anpassen. Durch die Kopplung mit batteriebetriebenen Loggern und LTE-M Modems stehen die Daten in nahezu Echtzeit zur Verfügung.

Ein besonderer Vorteil liegt in der Erweiterbarkeit: WICKIE dient als ideale Plattform für die Integration von In-situ-Wasserqualitätssensoren. So können Wasserfluss und Schadstoffkonzentrationen (z. B. Nitrat oder DOC) simultan erfasst werden, um präzise Stofffrachten zu berechnen.

Ob in der Forschung, im Wasserressourcen-Management oder in der Landwirtschaft – WICKIE ermöglicht eine kostengünstige Skalierung zu dichten Monitoring-Netzwerken und schützt so vulnerable Aquifere in intensiv bewirtschafteten Landschaften.