Geographica Augustana - Institut für Geographie und ...

Beregnungs- und Färbeexperimente zur Ermittlung der hydraulischen Eigenschaftenperiglazialer DeckschichtenKatja Heller & Arno KleberInstitut für Geographie, Technische Universität Dresden1. EinführungDie Minderung von Schäden durch Hochwasserereignisse bzw. Schadstofftransportprozesse ist nur aufder Basis ausreichender Informationen über die Abflussbildungsprozesse in den Einzugsgebieten zuerreichen (Uhlenbrook 2005). Letztere sind aufgrund ihrer Komplexität und Nichtlinearität jedochnicht vollständig verstanden (McDonnell et al. 2007). In den Mittelgebirgen beispielsweise sind diehydrologischen Prozesse maßgeblich von den Eigenschaften der Hänge abhängig (Graham et al.2010). Der oberflächennahe Untergrund an den Hängen der zentraleuropäischen Mittelgebirge istnahezu flächendeckend aus periglazialen Deckschichten („Lagen“) aufgebaut. Diese gliedern sich inHaupt-, Mittel- und Basislage und unterscheiden sich hinsichtlich ihrer sedimentologischen undbodenphysikalischen Eigenschaften (Kleber 2004). In einem 6 ha großen Quelleinzugsgebiet im Osterzgebirgewird seit 2007 untersucht, welchen Einfluss diese flächenhaft verbreitete Struktur derperiglazialen Deckschichten auf die Abflussbildungsprozesse am Hang hat.2. Material und MethodenDas ausschließlich forstlich genutzte Untersuchungsgebiet nahe der Ortschaft Mulda, dessen quellnahesRelief als Hangdelle ausgebildet ist, liegt in 521 bis 575 m ü. NHN. Der anstehende Gneis wirdvon Zwei- und Dreischichtprofilen überlagert. Neben hydrometrischen, hydrochemischen und geoelektrischenMessverfahren (Heller 2012) wurden Färbeexperimente mit Brilliant Blue zur visuellenErfassung der kleinräumigen Fließwege des Wassers innerhalb und zwischen den Schichten durchgeführt.An einem Standort mit dreischichtigem Aufbau wurde im Innenring eines Doppelring-Infiltrometers (30 cm) 18 l gefärbtes Wasser innerhalb von 24 Minuten versickert. Zusätzlich wurdenmit Hilfe einer Beregnungsanlage auf einer 2,25 m² großen Fläche mit zweischichtigem Aufbau40 l m - ² mit einer Intensität von rund 12 mm h -1 aufgebracht. Bei beiden Versuchen wurde eine BrilliantBlue-Konzentration von 3 g l -1 verwendet. Um Zwischenabfluss direkt beobachten zu können,wurde eine Interflowgrube (Abb. 1) an einem Dreischichtprofil angelegt und innerhalb von3,5 Stunden mit 171 l m - ² künstlich beregnet. Der Abstand zwischen der beregneten Fläche und derGrube betrug 50 cm. Die Hangneigung am Standort liegt bei 15 °. Die Auffangrinnen wurden unterhalbder organischen Auflage in 11 cm u. GOK sowie an der Grenze zwischen Haupt- und Mittellage122