Richards-Gleichungsmodell eines Regen Gartens

Traditionelles Regenwasser-Management mildert die Grundwasserverringerung, die aus Grundwasserpumpen und der Reduzierung der Auffüllung resultiert, nicht. Infiltrationspraktiken, wie Regen Gärten, bieten einen potenziell effektiven Ansatz zur Bekämpfung der Grundwasserverringerung. Ein Regen Garten ist ein begrünter Garten in einer flachen Senke, der das Regenwasser von nahegelegenen undurchlässigen Flächen erhält und die Auffüllung fokussiert. Wir haben ein numerisches Modell entwickelt, das bei der Gestaltung und Bewertung von Regen Gärten angewendet werden kann. Der Wasserfluss durch den Regen Gartenboden wird über drei Schichten modelliert: eine Wurzelzone, eine mittlere Speicherschicht mit hoher Leitfähigkeit und eine untere Schicht im Unterboden. Um die Auffüllung, den Abfluss und die Evapotranspiration kontinuierlich zu simulieren, koppelt das Modell die Richards-Gleichung mit einer wasserwirtschaftlichen Bilanz. Das Modell wurde auf das Klima im Süden von Wisconsin angewendet. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass während der schneefreien Jahreszeit sehr hohe Auffüllungsraten möglich sind. (Das Modell behandelt keine Schneeschmelze.) Ein Regen Garten mit einer Fläche von etwa 10–20 % der beitragenden undurchlässigen Fläche maximiert die Grundwasserauffüllung. Eine Vergrößerung der Tiefenlage erhöht die Auffüllungs- und Sättigungszeiten, was die Pflanzenüberlebensfähigkeit beeinflusst. Die Machbarkeit eines Regen Gartens hängt auch von der hydraulischen Leitfähigkeit des Unterbodens ab.