Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

En studie genomfördes för att undersöka sambanden mellan topografiska index och uppmätta
värden på djup till grundvattennivå, markvattenhalt och mark-pH i ett 20 ha stort
avrinningsområde i naturreservatet Kindlahöjden. Avrinningsområdet var starkt kuperat och
hade granitisk berggrund med tunn täckning av stenfattig morän. De digitala topografiska
indexen beräknades ur höjddata från topografisk kartering med 5m ekvidistans. Mätning av
djup till grundvattennivå och markvattenhalt genomfördes i tre omgångar i vardera månaden
juni, juli och augusti 2003. Mark-pH mättes i de markprover som togs och
jordartsklassificerades i juli.

Som topografiska index användes det digitala topografiska fuktighetsindexet Topographic
Wetness Index (TWI) och dess två beståndsdelar uppströmsarea och tanβ, samt Downslope
Index (DI). Dessutom användes det direkt i fält manuellt uppmätta indexet Uppströmslutning.

Indexen uppströmsarea och tanβ gav större förståelse för sambanden mellan TWI och
uppmätta värden, men gav inga egna korrelationer av större vikt mot uppmätta värden. DI gav
i stort sett identiska värden som tanβ.

Humusskiktets pH-värde visade sig vara något högre i blötare områden, vilket beskrivs bra av
såväl markvattenhalt och djup till grundvattennivå som av TWI.

Generellt visade sig TWI kunna lokalisera in- och utströmningsområden. TWI kunde däremot
inte på ett tillfredsställande sätt beskriva den rumsliga variationen av markvattenhalt och djup
till grundvattennivå i avrinningsområdet. Visserligen var korrelationerna signifikanta för
mätningarna i augusti, men tvetydiga. Anledningarna till denna tvetydighet och de dåliga
sambanden i juni och juli anses vara: svårigheter i att föra ihop provplatsernas koordinater
med digitala höjddata, dålig lokal topografibeskrivning av TWI, samt påverkan av lokala
variationer i markstruktur, marklutning och evapotranspiration.

Indexet Uppströmslutning visade sig få signifikanta samband mot både djup till
grundvattennivå och markvattenhalt för alla tre mättillfällen. Index liknande
Uppströmslutning föreslås därför som alternativ eller komplement till TWI.

A study was performed in order to investigate the relationships between topographic indices
and measured values on depth to groundwater table, soil moisture and soil pH in a 20 ha
catchment in the nature reserv of Kindlahöjden. The catchment was quite hilly and had a
granitic bedrock with a thin cover of till soil. The digital topographic indices were estimated
with elevation data from a topographic map with 5m equidistance. The measurements of
depth to groundwater table and soil moisture was performed in three occasions: in June, July
and August 2003 respectively. Soil pH was measured in the soil samples which were taken
and soil classified in July.

The topographic indices used in the study were Topographic Wetness Index and its two
components upslope area and tanβ. Also Downslope Index (DI) and the index
Uppströmslutning (Upstream slope), which was manually measured direct in the catchment,
were used.

The indices upslope area and tanβ didn’t gave strong correlations to the measurements of soil
moisture content or depth to groundwater table but contributed to the understanding of the
correlations between TWI and the same measurements.

Soil pH in O-horizon appeared to be slightly higher in wetter areas, which was well described
of soil moisture, depth to groundwater table and TWI.

In general TWI succeeded to localize wet and dry areas and describe the water distribution in
the catchment. On the other hand TWI wasn’t able to describe the spatial distribution of soil
moisture and depth to groundwater table in a satisfactory way. The correlations with the
measurements performed in August were significant but on the same time equivocal. The
reasons for this ambiguity and the weak correlations in June and July is considered to be:
problems to connect coordinates for sample plots with elevation data, TWI is not able to
describe local topography and local influences from variations in soil structure, ground slope
and evapotranspiration.

Significant correlations between Uppströmslutning and depth to groundwater table and
between Uppströmslutning and soil moisture were obtained for all of the three measuring
occasions. Therefor index like Uppströmslutning are suggested to be good alternatives or
complements to TWI.