Ganglinienseparation

Die Ganglinienseparation ist eine Methode der Hydrologie. Man versteht darunter die Aufgliederung des Gesamtdurchflusses in die Ganglinien der einzelnen Abflusskomponenten.[1] Allgemein unterscheiden sich Abflußkomponenten hinsichtlich ihrer Herkunftsräume, Fließwege und Verweilzeiten in einem hydrologischen Einzugsgebiet.

Bezüglich der Vorgehensweise können Ganglinienseparationen grundsätzlich in zwei Kategorien eingeteilt werden[2]: Methoden, die sich ausschließlich auf die Analyse des Gesamtdurchflusses stützen (einschließlich grafischer Methoden und digitaler Filter) sowie Methoden, die zusätzlich auf der Analyse von Tracerzeitreihen beruhen.

Bei den grafischen Methoden handelte es sich ursprünglich um manuelle Ansätze, die unter Verwendung des Gesamtdurchflusses Punkte schätzten, an denen der grundwasserbürtige Abfluss (Basisabfluss) den ansteigenden und abfallenden Ast des Hydrographen schnitt[3]. Später wurden Computerprogramme entwickelt, die auf grafischen Methoden basierten, wie zum Beispiel DIFGA,[1] HYSEP[4] oder PART[5]. In der Praxis sind diese zur Schätzung des Basisabflusses heute weit verbreitet.

Auch digitale Filter haben in den letzten Jahren zunehmende Verwendung gefunden[6][7]. Diese Methoden basieren auf einer Signalanalyse des Hydrographen und trennen auf diese Weise hochfrequente und niederfrequente Anteile des Gesamtdurchflusses.

Tracergestützte Ganglinienseparationen wiederum nutzen generell die Massenerhaltung der Wasser- und Tracerströme im Einzugsgebiet, dies meist unter Annahme stationärer Bedingungen[8][9][10][11].

Einzelnachweise

  1. ↑ a b Siegfried Dyck, Gerd Peschke: Grundlagen der Hydrologie. 3., stark bearb. Auflage. Verl. für Bauwesen, Berlin, ISBN 3-345-00586-7.
  2. ↑ Jeff P. Raffensperger, Anna C. Baker, Joel D. Blomquist, Jessica A. Hopple: Optimal hydrograph separation using a recursive digital filter constrained by chemical mass balance, with application to selected Chesapeake Bay watersheds (= Scientific Investigations Report. Band 2017–5034). U.S. Geological Survey, Reston, VA 2017, doi:10.3133/sir20175034.
  3. ↑ John D. Hewlett, Alden R. Hibbert: Factors affecting the response of small watersheds to precipitation in humid areas. In: Forest hydrology. Band 1. Pergamon Press, New York 1967, S. 275–290 (cornell.edu [PDF; abgerufen am 22. November 2020]).
  4. ↑ Ronald A. Sloto, Michele Y. Crouse: HYSEP: A Computer Program for Streamflow Hydrograph Separation and Analysis (= Water-Resources Investigations Report. Band 96–4040). U.S. Geological Survey, Reston, VA 1996, doi:10.3133/wri964040 (usgs.gov [PDF; abgerufen am 22. November 2020]).
  5. ↑ A. T. Rutledge: Computer programs for describing the recession of ground-water discharge and for estimating mean ground-water recharge and discharge from streamflow records-update (= Water-Resources Investigations Report. Band 98–4148). U.S. Dept. of the Interior, U.S. Geological Survey ; Information Services,, 1998, doi:10.3133/wri984148.
  6. ↑ R. J. Nathan, T. A. McMahon: Evaluation of automated techniques for base flow and recession analyses. In: Water Resources Research. Band 26, Nr. 7, 1990, S. 1465–1473, doi:10.1029/WR026i007p01465.
  7. ↑ K. Eckhardt: How to construct recursive digital filters for baseflow separation. In: Hydrological Processes. Band 19, Nr. 2, 2005, S. 507–515, doi:10.1002/hyp.5675.
  8. ↑ George F. Pinder, John F. Jones: Determination of the ground-water component of peak discharge from the chemistry of total runoff. In: Water Resources Research. Band 5, Nr. 2, 1969, S. 438–445, doi:10.1029/WR005i002p00438.
  9. ↑ T. Dinçer, B. R. Payne, T. Florkowski, J. Martinec, E. Tongiorgi: Snowmelt runoff from measurements of tritium and oxygen-18. In: Water Resources Research. Band 6, Nr. 1, 1970, S. 110–124, doi:10.1029/WR006i001p00110.
  10. ↑ P. Fritz, J. A. Cherry, M. Sklash, K. U. Weyer: Storm runoff analysis using environmental isotopes and major ions. In: Interpretation of environmental isotope and hydrochemical data in groundwater hydrology : proceedings of an advisory group meeting / organized by the International Atomic Energy Agency and held in Vienna, 27-31 January 1975. International Atomic Energy Agency, Vienna 1976, ISBN 92-0-141076-X, S. 111–130 (iaea.org).
  11. ↑ Michael G. Sklash, Robert N. Farvolden: The role of groundwater in storm runoff. In: Journal of Hydrology. Band 43, Nr. 1, 1. Oktober 1979, S. 45–65, doi:10.1016/0022-1694(79)90164-1.