Feuchtetransport

Feuchtetransport beschreibt die Bewegung von Wasser durch poröse Medien wie Boden, Gestein oder Baustoffe. Dabei kann Wasser sowohl als Flüssigkeit in den Poren als auch als Wasserdampf durch die Luftphase transportiert werden. Die Treibkräfte sind Druck- bzw. Potenzialgradienten, Temperaturunterschiede sowie chemische Potenziale.

Zu den zentralen Mechanismen gehören der flüssige Transport infolge Kapillarität und Gravitation, der durch das hydraulische Potenzial beschrieben wird; der Dampftransport durch Diffusion der Wasserdampfphase; sowie der Austausch zwischen Flüssigkeit und Dampf durch Verdunstung und Kondensation. In Böden führt Kapillarität Wasser entgegen dem Treibdruck nach oben, während Gravitation den Abfluss unterstützt; in dichten Materialien ist der Transport durch Porenvernetzung stärker eingeschränkt. Temperatur- und Feuchtegradienten verändern die Austauschkinetik.

Mathematisch wird der Feuchtigkeitstransport in vielen Fällen durch gekoppelte Gleichungen beschrieben. Für flüssigen Transport in ungesättigten Böden wird oft die Richards-Gleichung verwendet, welche Kontinuität der Feuchtigkeit mit dem erweiterten Darcy-Gesetz verbindet. Der Dampftransport wird durch Diffusionsgesetze (Fick) beschrieben und in gekoppelten Modellen mit Sorption, Verdunstung und Kondensation berücksichtigt.

Anwendungsfelder umfassen Landwirtschaft, Hydrologie, Bauwesen und Umwelttechnik. Feuchtigkeit beeinflusst Bodenstruktur, Nährstoffverfügbarkeit, Frost- und Trockenschäden in Böden sowie Wärme- und Feuchteverhalten von Baustoffen; im Bauwesen ist Feuchtetransport relevant für Wärmeleitfähigkeit, Schimmelrisiko und Materialabbau.