Die Quantifizierung von Wasserflüssen in der vadosen Bodenzone arider Gebiete ist mit verschiedenen Fehlerquellen behaftet. Schwierigkeiten bestehen aufgrund der generell sehr niedrigen Bodenwassergehalte und Niederschlagsmengen, gekoppelten thermischen und isothermen Prozessen, räumlich und zeitlich hoch variablen meteorologischen Konditionen und Defiziten in Messmethoden für die den Konditionen entsprechenden Messkampagnen. Da Prozesse in der vadosen Bodenzone Raten direkter Grundwasserneubildung bestimmen, ist es jedoch notwendig, diese zu verstehen und zu quantifizieren. Zur vereinfachten Quantifizierung von vertikalen Wasserflüssen in ungesättigtem Boden unter kontrollierten Bedingungen wurden Labor-Bodensäulenversuche entwickelt, die die Simulation arider klimatischer Bedingungen ermöglichten. Innerhalb des Versuchsaufbaus wurden hochaufgelöste Wassergehalts- und Temperaturprofile in einer 92 cm tiefen Bodensäule gemessen. Über der Bodensäule wurde eine atmosphärische Randbedingung mit kontrollierbarem Luftstrom mit definierter Eingangsfeuchtigkeit, Beregnung und regelbarer Temperatur in einem 5 cm hohen Luftraum vorgegeben. Am Säulenfuß wurde ebenfalls die Temperatur geregelt. Eine Saugplatte mit angelegtem konstantem Unterdruck sorgte für einen kontrollierbaren Wasserfluss aus der Säule. Versuche wurden mit zwei verschiedenen Sanden und ändernden Eingangs- und Randbedingungen durchgeführt. Mehrere Beregnungs- und Trocknungsversuche zeigten den starken Einfluss von Beregnungsmenge und –intensität auf Infiltrationstiefen, Evaporationsmengen und der Wasserredistribution innerhalb des Bodenprofils. Beregnungen führten hierbei nur bei einer Infiltrationstiefe von mindestens 20 cm zu Durchfluss, wobei die Menge des Durchflusses sowohl von der Anfangssättigung als auch von dem weiteren Versuchsverlauf abhing. Entsprechend des Versuchsaufbaus wurde ein numerisches Modell in Hydrus-1D aufgebaut. Das Programm Hydrus-1D berechnet gekoppelte Wasser-, Wasserdampf- und Temperaturflüsse in variabel gesättigten porösen Medien (Šimunek et al., 2009). Hydraulische und thermische Bodeneigenschaften, die in dem Modell parametrisiert sind, wurden mit Daten der Säulenversuche von Sättigungsprofilen, Temperaturprofilen sowie Evaporations- und Durchflussmengen kalibriert. Innerhalb der kalibrierten Parameter zeigten die hydraulischen Parameter, die Mengen von Evaporation und Durchfluss in niedrig gesättigten Bereichen bestimmen, und insbesondere der Lufteintrittspunkt im hydraulischen Retentionsmodell von Brooks und Corey (1964) die höchsten Sensitivitäten. Mit dem kalibrierten Modell wurden weitere Szenarien modelliert. Hierbei wurden wechselnde Bodenwassergehaltszustände innerhalb typischer Jahresgänge arider Gebiete untersucht. Weiterhin wurden Modellläufe zur Bestimmung der Einflussgrößen einzelner Eingangs- und Randparameter auf mögliche Grundwasserneubildungsraten durchgeführt. Als größter Einfluss für tiefe Infiltrationsmengen und mögliche Grundwasserneubildung wurde die Niederschlagsmenge einzelner Regenereignisse bestimmt. Bei geringen jährlichen Niederschlagsmengen beeinflusste hauptsächlich der residuale Bodenwassergehalt die berechneten Perkolationsprozesse. Bei niedrigen Wassersättigungen dominierten thermische Wasserdampfflüsse die gesamte Wasserflussmenge. Die Laborexperimente dienten der ersten Untersuchung von Wasserflüssen in der vadosen Bodenzone arider Gebiete. Für die Modellkalibrierung lieferten sie zuverlässige und hochaufgelöste Daten. Mit dem kalibrierten Modell konnten weitere Untersuchungen zu Einflussfaktoren auf Wasserflüsse in der vadosen Zone durchgeführt werde. Das Modell kann somit für Fragen des Grundwassermanagements in ariden Gebieten eingesetzt werden. Insbesondere kann es als Planungsinstrument für die Durchführung von Messkampagnen entsprechend errechneter Sensitivitäten herangezogen werden. Zusätzlich können weitere Modellläufe Bodensättigungen und Perkolationssraten für zukünftige hydrologische und klimatische Veränderungen oder Extreme abschätzen.