Die Rolle der Grundtopographie für den unterirdischen Sturmfluss

Wir haben eine detaillierte Untersuchung des unterirdischen Flusses und der Reaktion des Grundwasserspiegels in Verbindung mit digitaler Geländeanalyse (DTA) von Oberflächen- und Untergrundmerkmalen auf der Hängebene im Panola Mountain Research Watershed (PMRW), Georgia, durchgeführt. Die Beiträge des unterirdischen Sturmflusses aus Makroporen- und Matrixfluss in verschiedenen Abschnitten entlang einer künstlichen Grabenwand waren hinsichtlich Timing, Spitzenfluss, Rückgangscharakteristika und Gesamtflussvolumen stark variabel. Die Merkmale des Grabenflusses zeigten Verbindungen zur räumlichen Reaktion der Tensiometer, die die Entwicklung des Grundwasserspiegels im Hangoberlauf definierten. Die DTA der Bodenoberfläche erfasste nicht die beobachteten räumlichen Muster des Grabenflusses oder der tensiometrischen Reaktion. Allerdings verbesserten sich die topografischen Indizes der Grundgesteinsoberfläche erheblich bei der Schätzung der räumlichen Variation des Flusses im Graben. Die punktgenauen tensiometrischen Daten korrelierten ebenfalls stärker mit den auf der Grundgesteinsoberfläche basierenden Indizes. Diese Beziehungen wurden weiter auf zeitliche Veränderungen während eines Regens untersucht. Die Verbindungen zwischen den Grundgesteinsindizes und dem Grabenfluss sowie den räumlichen Grundwasserantworten verbesserten sich während der nassen Phasen des Regens, als der Hangwasserfluss hydrologisch stärker verbunden war. Unsere Ergebnisse zeigen eindeutig, dass die lokale Grundgesteins-Topographie auf der Hängebene in einigen Einzugsgebieten, in denen die Grundgesteinsoberfläche als relativ undurchlässige Grenze fungiert, von großer Bedeutung für die Entwicklung eines konzeptionellen Rahmens zum Verständnis der Mechanismen der Oberflächenabflussbildung sein kann.