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Scherrer AG
Schönmattstrasse 8
CH-4153 Reinach
Schweiz
Tel:++41 61 715 30 90
www.scherrer-hydrol.ch
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Unterirdischer Abfluss spielt insbesondere bei längeren Regenereignissen eine grosse Rolle. Er kann substantiell zum Hochwasserabfluss beitragen, wenn das Wasser mit hohen Fliessgeschwindigkeiten in lateralen, präferentiellen Fliesswegen, wie z. B. in Mäusegängen oder erosiven Bodenröhren, abfliesst.
|Geophysikalische Methoden ermöglichen es, die unterirdischen Fliesswege sichtbar zu machen. Mittels Georadar (ground penetrating radar, GPR) kann beobachtet werden, wie sich diffuser, unterirdischer Abfluss hangabwärts in präferentiellen Fliesswegen konzentriert (gelb-rote Färbung).|
Erforschung unterirdischer Fliesswege
Detaillierte hydrometrische Messungen und Tracerexperimente an vier Testhängen zeigen die Vielfalt unterirdischer Fliessprozesse. Die Intensität von SSF hängt vor allem davon ab, wie effektiv das Netzwerk vertikaler und lateraler präferentieller Fliesswege im Untergrund ausgebildet ist und wie diese Fliesswege aktiviert werden.
|Die vier Testhänge, alle im Schweizer
Mittelland gelegen, unterscheiden sich in geologischem und pedologischem
Aufbau. Sie zeigen unterschiedliche Reaktionen hinsichtlich Aktivierung
und Intesität von SSF.

Die roten Pfeile markieren die Fliessrichtung und -intensität des Wassers im Boden. Von links nach rechts nimmt die indirekte Speisung der präferentiellen Fliesswege zu.
Zeitliche Variabilität von Subsurface Flow
Durch Beregnungsexperimente mit unterschiedlichen Vorregenmengen zeigte sich, dass der Einfluss des Vorregens auf SSF sehr unterschiedlich sein kann. Insbesondere an Standorten mit einem hoch entwickelten Netzwerk präferentieller Fliesswege spielt der Vorregen nur eine kleine Rolle. Unterschiedliche Niederschlagsintensitäten können zu einem Prozesswechsel führen, da SSF durch kontinuierliche Drainage eine Aufsättigung des Bodens verhindern kann.
|Links sättigte sich bei tiefer Niederschlagsintensität der Unterboden über wenig durchlässigen Material (grau). In der Folge entsteht SSF, der eine vollständige Sättigung des Bodens verhindert. Bei hoher Niederschlagsintensität (rechts) bildet sich eine vorübergehende, hängende Sättigung im Oberboden, da die Infiltration in den Unterboden limitiert ist. Durch diese Kombination von Sättigungs- und hortonischen Prozessen entsteht Oberflächenabfluss, sowie eine sehr flachgründige unterirdische Abflusskomponente.|