Kleber, A; Schellenberger, A; Beierkuhnlein, C; Kaupenjohann, M; Peiffer, S: Slope deposits and water paths in a spring catchment, Frankenwald, Bavaria, Germany, Nutrient Cycling in Agroecosystems, 50, 119-126 (1998), doi:10.1023/A:1009719724519 [Link]
Abstract:
The spring catchment under study is underlain by shale, on which several layers of slope sediments (cover-beds) are deposited. The upper of these layers contain eolian fines mixed into shale-derived debris, which latter material entirely comprises the basal cover-bed. Due to its dislocation by solifluction, the shale debris has a tegular structure. This leads to hydraulic anisotropy, particularly where no fine earth occurs. Thus, water that seeps into such material is forced to flow laterally while vertical movement is impeded. The basal cover-bed therefore hosts a deep aquifer. Only during major discharge events, excess hydrostatic pressure makes water flow into upper parts of the soils, being mixed with surficially interflowing water. Most of the time, however, there are two levels of water flow at different depths with different dwelling times, which finding is supported by probably geogenic sulphur isotopes in the deeply flowing water that are different from precipitation water. Kurzfassung Das bearbeitete Quelleinzugsgebiet liegt in Tonschiefer, welcher mit Deckschichten bedeckt ist. In die oberen Deckschichten wurde Löß eingearbeitet, während die untere ausschließlich aus umgelagertem Anstehenden besteht. Dieses Material wurde solifluidal verlagert und dabei mit einer dachziegelartigen Struktur abgelagert. Diese führt zu hydraulischer Anisotropie besonders in feinerdearmen Schichten. Wasser, das darin einsickert, fließt bevorzugt lateral, während vertikale Bewegungen stark behindert werden. Deshalb ist in der Basislage ein tieferes Aquifer entstanden. Während ausgeprägter Abflußereignisse wird der Überdruck darin jedoch so groß, daß es zu einem Aufpressen des Wasser in hangende Schichten und dort zur Vermischung mit höherem Zwischenabfluß kommt. Zumeist aber gibt es zwei unterschiedliche Interflow-Stockwerke in verschiedenen Tiefen. Dies wird bestätigt durch eine wahrscheinlich geogene Sulfatbeimischung im tieferen Stockwerk, die sich vom Niederschlagswasser in den Isotopen unterscheidet.
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