Uni-Bayreuth

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Die Rolle des Hangwassers für Abflußspitzen in einem vor-alpinen Kopfeinzugsgebiet

Jana von Freyberg1, Mario Schirmer1
1 Eawag, Abteilung Wasserressourcen und Trinkwasser, Gruppe Hydrogeologie, Überlandstrasse 133, CH-8600-Dübendorf

P 4.3 in Alpine Hydrogeologie

Einzugsgebiete können in hydraulisch ähnliche Landschaftseinheiten unterteil werden, zum Beispiel Uferzonen, Hänge und Plateaus etc. Hierbei werden die Hänge häufig als wichtigste abflußbildende Landschaftseinheiten kategorisiert (z. B. Seibert & McGlynn 2005). In den nördlichen Schweizer vor-Alpen bestehen die Hänge meist aus glazialen Lockersedimenten mit sehr heterogener Zusammensetzung und Korngrößen von Ton bis Geröll. Hydraulische Durchlässigkeiten sind im Durchschnitt sehr gering, sodass die Generierung von Abflussspitzen während Niederschlagsereignissen entweder durch präferentielle Fließpfade oder variable beitragende Flächen (auf denen beispielsweise Oberflächen- oder oberflächennaher Abfluss generiert werden) erklärt wird (Gurtz et al. 2003).

Die Hänge werden häufig intensiv landwirtschaftlich genutzt und somit ist ihre hydraulische und hydrologische Vernetzung mit den Flüssen und flussnahen Gebieten untrennbar mit der Mobilisierung und dem lateralen Transport gelöster Stoffe (z. Bsp. Nährstoffe) in die Oberflächengewässer verknüpft

In einem vor-Alpinen Kopfeinzugsgebiet der Thur (Seneviratne et al. 2012) untersuchen wir, welche Grundwasserfließprozesse während Niederschlagsereignissen eine dominante Rolle spielen. Eine wesentliche Fragestellung ist hierbei, unter welchen gebiets- und ereignisspezifischen Randbedingungen eine hydraulische und hydrologische Vernetzung der verschiedenen Landschaftseinheiten stattfindet und welche Transportpfade an der Abflusskonzentration beteiligt sind.

Zur Charakterisierung der hydrogeologischen Verhältnisse wurden Infiltrationsversuche, Slug-Tests sowie geophysikalische Messungen durchgeführt. Durch Langzeit-Monitoring von Grund- und Oberflächenwasser in verschiedenen Landschaftseinheiten konnten wichtige Rückschlüsse über Reaktionsmechnismen während Niederschlagsereignissen gezogen werden.

Unsere bisherigen Ergebnisse deuten an, dass weniger die Hänge als vielmehr die flache Talsohle die Generierung von Flutereignissen in dem untersuchten Kopfeinzugsgebiet bestimmt. Hier findet während Niederschlagsereignissen vorwiegend Infiltrationsüberschuss und Sättigungsflächenabfluss statt, da die Hänge die Talsohle kontinuierlich mit Grundwasser versorgen und die Grundwasserspiegel hier dementsprechend flach sind. Der Beitrag durch Hanggrundwasser ist meistens um mehrere Stunden verzögert und auch vergleichsweise gering, da nur der unterste Teil der Hänge hydraulisch angebunden ist. Es bleibt zu untersuchen, inwiefern die „Puffer-Funktion“ der Uferzone Nährstoffeinträge des einströmenden Hanggrundwassers abdämpft und wie dies von der Intensität des Niederschlagsereignisses und der Vorfeuchte im Hang bestimmt wird. 



Seibert, J. & B. McGlynn (2005): Landscape Element Contributions to Storm Runoff. - In: Encyclopedia of Hydrological Sciences, M. G. Anderson (eds.), pp. 1751-1761, John Wiley & Sons, Ltd.

Gurtz, J., M. Zappa, K. Jasper, H. Lang, M. Verbunt, A. Badoux, and T. Vitvar (2003): A comparative study in modelling runoff and its components in two mountainous catchments - Hydrol. Process., 17(2), 297-311.

Seneviratne, S.I., I. Lehner, J. Gurtz, A.J. Teuling, H. Lang, U. Moser, D. Grebner, L. Menzel, K. Schroff, T. Vitvar, M. Zappa (2012): Swiss prealpine Rietholzbach research catchment and lysimeter: 32 year time series and 2003 drought event - Water Resour. Res., 48(6), W06526.

 

Letzte Änderung 29.10.2013