[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki26\/2021\/06\/17\/drainagedichte-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki26\/2021\/06\/17\/drainagedichte-wikipedia\/","headline":"Drainagedichte \u2013 Wikipedia","name":"Drainagedichte \u2013 Wikipedia","description":"before-content-x4 Drainagedichte ist eine Gr\u00f6\u00dfe, die verwendet wird, um physikalische Parameter eines Einzugsgebiets zu beschreiben. Zuerst von Robert E. Horton","datePublished":"2021-06-17","dateModified":"2021-06-17","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki26\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki26\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wikimedia.org\/api\/rest_v1\/media\/math\/render\/svg\/5ea37444f9145a86139910d25b376215f25c9daf","url":"https:\/\/wikimedia.org\/api\/rest_v1\/media\/math\/render\/svg\/5ea37444f9145a86139910d25b376215f25c9daf","height":"","width":""},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki26\/2021\/06\/17\/drainagedichte-wikipedia\/","wordCount":10455,"articleBody":"     (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});before-content-x4Drainagedichte ist eine Gr\u00f6\u00dfe, die verwendet wird, um physikalische Parameter eines Einzugsgebiets zu beschreiben.  Zuerst von Robert E. Horton beschrieben, ist die Entw\u00e4sserungsdichte definiert als die Gesamtl\u00e4nge des Kanals in einem Einzugsgebiet geteilt durch die Gesamtfl\u00e4che, dargestellt durch die folgende Gleichung:       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Dd=\u03a3LEINbeinsoichnein{displaystyle D_{d}={frac {sum {L}}{A_{Becken}}}}[1]       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Die Menge stellt die durchschnittliche Kanall\u00e4nge pro Einzugsgebietseinheit dar und hat Einheiten [L][L2]{displaystyle {frac {left[Lright]}{links[L^{2}right]}}}, die oft reduziert wird auf [L\u22121]{displaystyle left[L^{-1}right]}.Die Entw\u00e4sserungsdichte h\u00e4ngt sowohl von den klimatischen als auch den physikalischen Eigenschaften des Einzugsgebiets ab.  Die Bodendurchl\u00e4ssigkeit (Infiltrationsschwierigkeit) und die zugrunde liegende Gesteinsart beeinflussen den Abfluss in einer Wasserscheide;  undurchl\u00e4ssiger Boden oder freiliegendes Grundgestein f\u00fchren zu einer Zunahme des Oberfl\u00e4chenwasserabflusses und damit zu h\u00e4ufigeren B\u00e4chen.  Auch zerkl\u00fcftete Gebiete oder solche mit hohem Relief weisen eine h\u00f6here Drainagedichte auf als andere Einzugsgebiete, wenn die sonstigen Eigenschaften des Einzugsgebietes gleich sind.       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Bei der Bestimmung der Gesamtl\u00e4nge von B\u00e4chen in einem Becken sollten sowohl mehrj\u00e4hrige als auch ephemere B\u00e4che ber\u00fccksichtigt werden.[2]  Wenn ein Einzugsgebiet nur ephemere B\u00e4che enth\u00e4lt, w\u00fcrde die Entw\u00e4sserungsdichte nach der obigen Gleichung zu Null berechnet, wenn nur die Gesamtl\u00e4nge der B\u00e4che nur mit mehrj\u00e4hrigen B\u00e4chen berechnet w\u00fcrde.  Das Vernachl\u00e4ssigen von kurzlebigen Str\u00f6men in den Berechnungen ber\u00fccksichtigt nicht das Verhalten des Einzugsgebietes bei Hochwasserereignissen und ist daher nicht vollst\u00e4ndig repr\u00e4sentativ f\u00fcr die Entw\u00e4sserungseigenschaften des Einzugsgebietes.Die Entw\u00e4sserungsdichte ist ein Hinweis auf die Infiltration und Durchl\u00e4ssigkeit eines Entw\u00e4sserungsbeckens sowie auf die Form der Ganglinie.  Die Entw\u00e4sserungsdichte h\u00e4ngt sowohl von den klimatischen als auch den physikalischen Eigenschaften des Einzugsgebiets ab.Hohe Entw\u00e4sserungsdichten bedeuten auch ein hohes Verzweigungsverh\u00e4ltnis.Table of ContentsKehrwert der Drainagedichte als physikalische Gr\u00f6\u00dfe[edit]Elementare Bestandteile von Entw\u00e4sserungsbecken[edit]Bezug zum Wasserhaushalt[edit]Bezug zu Ganglinien[edit]Formel f\u00fcr Drainagedichte[edit]Montgomery und Dietrich (1989)[edit]Verh\u00e4ltnis zum mittleren Jahreshochwasser[edit]Einfluss der Vegetation auf die Drainagedichte[edit]Bezug zur Hochwasserganglinie[edit]Einfluss des Klimawandels auf die Entw\u00e4sserungsdichte[edit]Die Caineville Badlands[edit]Verweise[edit]Externe Links[edit]Kehrwert der Drainagedichte als physikalische Gr\u00f6\u00dfe[edit]Die Entw\u00e4sserungsdichte kann verwendet werden, um die durchschnittliche L\u00e4nge des \u00dcberlandabflusses in einem Einzugsgebiet anzun\u00e4hern.  Horton (1945) verwendete die folgende Gleichung, um die durchschnittliche L\u00e4nge des \u00dcberlandflusses als Funktion der Drainagedichte zu beschreiben:[2]l\u00d6=12Dd{displaystyle l_{O}={frac {1}{2D_{d}}}}}Wo l0{displaystyle l_{0}}  ist die L\u00e4nge des \u00dcberlandflusses mit L\u00e4ngeneinheiten und Dd{displaystyle D_{d}}  ist die Entw\u00e4sserungsdichte des Einzugsgebietes, ausgedr\u00fcckt in Einheiten der inversen L\u00e4nge.Unter Ber\u00fccksichtigung der Geometrie der Kan\u00e4le am Hang schlug Horton auch die folgende Gleichung vor:l\u00d6=12Dd1\u2212(socsoG)2{displaystyle l_{O}={frac {1}{2D_{d}{sqrt {1-left({frac {s_{c}}{s_{g}}}right)^{2 }}}}}}[2]Wo soc{displaystyle s_{c}}  ist die Kanalsteigung und soG{displaystyle s_{g}}  ist die durchschnittliche Neigung des Bodens im Gebiet.Elementare Bestandteile von Entw\u00e4sserungsbecken[edit]Ein Einzugsgebiet kann durch drei elementare Gr\u00f6\u00dfen definiert werden: Rinnen, das mit diesen Rinnen verbundene Hanggebiet und die Quellgebiete.[3]  Die Kan\u00e4le sind die klar definierten Segmente, die das Wasser effizient durch das Einzugsgebiet transportieren.  Die Kennzeichnung dieser Merkmale als \u201eKan\u00e4le\u201c und nicht als \u201eB\u00e4che\u201c weist darauf hin, dass es keinen kontinuierlichen Wasserfluss geben muss, um das Verhalten dieser Region als Wasserleitung zu erfassen.  Nach dem Stream-Order-System von Arthur Strahler[4]  die Kan\u00e4le sind nicht als einzelner Auftrag oder Auftragsbereich definiert.  Kan\u00e4le niedrigerer Ordnung verbinden sich zu Kan\u00e4len h\u00f6herer Ordnung.  Die zugeh\u00f6rigen Hangbereiche sind die Hanglagen, die direkt in die Kan\u00e4le abfallen.[3]  Niederschlag, der in den Hanglagen in das System eindringt und nicht durch Infiltration oder Verdunstung verloren geht, gelangt in die Kan\u00e4le.  Die Quellgebiete sind konkave H\u00fcgelregionen, die einem einzelnen Kanal zugeordnet sind.[4]  Niederschlag, der in einen Quellbereich eindringt, der nicht durch Infiltration oder Evapotranspiration verloren geht, flie\u00dft durch den Quellbereich und tritt in den Kanal am Kopf des Kanals ein.  Quellbereiche und die mit Kan\u00e4len verbundenen Hangbereiche werden durch Quellbereiche unterschieden, die durch den Kanalkopf entw\u00e4ssern, w\u00e4hrend die zugeh\u00f6rigen Hangbereiche in den Rest des Baches m\u00fcnden.[3]  Gem\u00e4\u00df dem Stromordnungssystem von Strahler m\u00fcnden alle Quellbereiche in einen prim\u00e4ren Kanal, durch die Definition eines prim\u00e4ren Kanals.[4]BHs et al.  (1991)[5]  beschreiben die Bedingungen, die f\u00fcr die Kanalbildung notwendig sind.  Kanalbildung ist ein Konzept, das eng mit der Bildung und Entwicklung eines Entw\u00e4sserungssystems verbunden ist und die Entw\u00e4sserungsdichte des Einzugsgebiets beeinflusst.  Die von ihnen vorgeschlagene Beziehung bestimmt das Verhalten eines bestimmten Hangs als Reaktion auf eine kleine St\u00f6rung.  Als Beziehung zwischen Quellgebiet, Quellneigung und dem Sedimentfluss durch dieses Quellgebiet schlagen sie folgende Gleichung vor:ein\u2202F\u2202SdSdein=F\u2212ein\u2202F\u2202ein{displaystyle a{frac {partial F}{partial S}}{frac {dS}{da}}=Fa{frac {partial F}{partial a}}}[5]Wo F ist der Sedimentfluss, S die Steigung des Quellgebiets ist, und ein ist der Quellbereich.  Die rechte Seite dieser Beziehung bestimmt die Kanalstabilit\u00e4t oder -instabilit\u00e4t.  Wenn die rechte Seite der Gleichung gr\u00f6\u00dfer als Null ist, ist der Hang stabil und kleine St\u00f6rungen wie kleine erosive Ereignisse entwickeln sich nicht zu Kan\u00e4len.  Umgekehrt, wenn die rechte Seite der Gleichung kleiner als Null ist, k\u00f6nnen Bras et al.[5]  bestimmen, dass der Hang instabil ist, und kleine erosive Strukturen wie B\u00e4che neigen dazu, zu wachsen und einen Kanal zu bilden und die Drainagedichte eines Beckens zu erh\u00f6hen.  In diesem Sinne wird “instabil” nicht in dem Sinne verwendet, dass die Hangneigung gr\u00f6\u00dfer ist als der B\u00f6schungswinkel und damit anf\u00e4llig f\u00fcr Massenverluste, sondern fluviale Erosionsprozesse wie Plattenstr\u00f6mung oder Kanalstr\u00f6mung neigen dazu, einzuschneiden und zu erodieren einen einzigen Kanal zu bilden.[5]  Daher beeinflussen die Eigenschaften des Quellgebiets oder potentiellen Quellgebiets die Drainagedichte und die Entwicklung eines Einzugsgebiets.[5]Bezug zum Wasserhaushalt[edit]Die Entw\u00e4sserungsdichte ist an die Wasserhaushaltsgleichung gebunden:dVdt=R+Gich\u2212G\u00d6\u2212Gso\u2212ET\u2212Qw{displaystyle {frac {dV}{dt}}=R+G_{i}-G_{o}-G_{s}-ET-Q_{w}}[6]Wo dVdt{displaystyle {frac {dV}{dt}}}  ist die \u00c4nderung der Reservoirspeicherung, R ist Niederschlag, ET ist Verdunstung, Gich  und G\u00d6  sind der jeweilige Grundwasserzufluss in und aus dem Becken, Gso  ist die Grundwassereinleitung in B\u00e4che, und Qw  ist der Grundwasserabfluss aus dem Becken durch Brunnen.  Die Entw\u00e4sserungsdichte bezieht sich auf die Speicher- und Abflussbedingungen.  Die Entw\u00e4sserungsdichte bezieht sich auf die Effizienz, mit der Wasser \u00fcber die Landschaft transportiert wird.  Wasser wird durch Kan\u00e4le viel schneller transportiert als \u00fcber Hanglagen, da die ges\u00e4ttigte \u00dcberlandstr\u00f6mung langsamer ist, weil sie durch Vegetation oder Poren im Boden ausged\u00fcnnt und verstopft ist.[7]  Folglich wird ein Einzugsgebiet mit einer relativ h\u00f6heren Drainagedichte effizienter entw\u00e4ssert als ein h\u00f6her dichtes.[7]  Aufgrund des ausgedehnteren Entw\u00e4sserungssystems in einem Becken mit h\u00f6herer Dichte wird der Niederschlag, der in das Grundgebirge eindringt, im Durchschnitt eine k\u00fcrzere Strecke \u00fcber die langsameren H\u00e4nge zur\u00fccklegen, bevor er die schneller flie\u00dfenden Kan\u00e4le erreicht und das Becken in k\u00fcrzerer Zeit durch die Kan\u00e4le verl\u00e4sst.  Umgekehrt dauert es l\u00e4nger, wenn Niederschl\u00e4ge, die in ein Einzugsgebiet mit geringerer Entw\u00e4sserungsdichte gelangen, das Einzugsgebiet verlassen, da es l\u00e4nger \u00fcber den langsameren Hang flie\u00dft.[7]In seinem 1963 erschienenen Aufsatz \u00fcber Entw\u00e4sserungsdichte und Bachlauf stellte Charles Carlston fest, dass der Grundabfluss in B\u00e4che umgekehrt mit der Entw\u00e4sserungsdichte des Einzugsgebiets zusammenh\u00e4ngt:Qbeinsoefl\u00d6w\u03b1Dd\u22122{displaystyle Q_{baseflow}propto {D_{d}}^{-2}}[8]Diese Gleichung repr\u00e4sentiert den Einfluss der Drainagedichte auf die Infiltration.  Mit zunehmender Entw\u00e4sserungsdichte nimmt der Grundabfluss in einen Bach f\u00fcr ein bestimmtes Becken ab, da weniger Infiltration zum Grundabfluss beitr\u00e4gt.[8]  Ein gr\u00f6\u00dferer Teil des Wassers, das w\u00e4hrend eines Niederschlags unmittelbar nach einem Niederschlagsereignis in das Einzugsgebiet eindringt, tritt schnell durch B\u00e4che aus und wird nicht infiltriert, um zum Grundwasserabfluss beizutragen.  Gregory und Walling (1968) fanden heraus, dass der durchschnittliche Abfluss durch ein Einzugsgebiet proportional zum Quadrat der Drainagedichte ist:Qrdunein\u00d6ff\u03b1Dd2{displaystyle Q_{Abfluss}propto D_{d}^{2}}[9]Diese Beziehung veranschaulicht, dass eine Umgebung mit einer h\u00f6heren Drainagedichte Wasser effizienter durch das Becken transportiert.[7]  In einer Umgebung mit relativ geringer Entw\u00e4sserungsdichte w\u00e4ren die durch diese Beziehung vorhergesagten niedrigeren durchschnittlichen Abflussergebnisse das Ergebnis davon, dass der Oberfl\u00e4chenabfluss mehr Zeit damit verbringt, \u00fcber H\u00fcgel zu wandern und eine l\u00e4ngere Zeit f\u00fcr die Infiltration zu haben.  Die erh\u00f6hte Versickerung f\u00fchrt gem\u00e4\u00df der Wasserhaushaltsgleichung zu einem verringerten Oberfl\u00e4chenabfluss.[6]Diese beiden Gleichungen stimmen miteinander \u00fcberein und folgen der Wasserhaushaltsgleichung.  Gem\u00e4\u00df den Gleichungen wird in einem Becken mit hoher Abflussdichte der Beitrag des Oberfl\u00e4chenabflusses zum Bachabfluss hoch sein, w\u00e4hrend der Beitrag des Grundwassers gering sein wird.  Umgekehrt hat ein Bach in einem System mit geringer Entw\u00e4sserungsdichte einen gr\u00f6\u00dferen Beitrag des Grundabflusses und einen geringeren Beitrag des \u00dcberlandabflusses.[8][9]Bezug zu Ganglinien[edit]Der Abfluss durch den zentralen Bach, der ein Einzugsgebiet entw\u00e4ssert, spiegelt die Entw\u00e4sserungsdichte wider, was ihn aufgrund seiner engen Anbindung an die Ganglinie zu einer n\u00fctzlichen Diagnose f\u00fcr die Vorhersage des Hochwasserverhaltens eines Einzugsgebietes nach einem Sturmereignis macht.[7]  Das Material, \u00fcber das die \u00dcberlandstr\u00f6mung flie\u00dft, ist ein Faktor, der die Geschwindigkeit beeinflusst, mit der Wasser aus einem Einzugsgebiet abflie\u00dfen kann.  Wasser flie\u00dft deutlich langsamer \u00fcber H\u00fcgel im Vergleich zu Kan\u00e4len, die sich bilden, um Wasser und anderes flie\u00dfendes Material effizient zu transportieren.[7]  Nach Hortons Interpretation der H\u00e4lfte des Kehrwerts der Entw\u00e4sserungsdichte als durchschnittliche L\u00e4nge des \u00dcberlandflusses[2]  bedeutet, dass die \u00dcberlandstr\u00f6mung in Umgebungen mit hoher Drainage einen schnell flie\u00dfenden Kanal \u00fcber eine k\u00fcrzere Reichweite schneller erreichen wird.  Auf der Ganglinie ist der Peak h\u00f6her und tritt \u00fcber einen k\u00fcrzeren Bereich auf.  Dieser kompaktere und h\u00f6here Peak wird oft als \u201eauff\u00e4llig\u201c bezeichnet.[7]Der Zeitpunkt der Ganglinie in Bezug auf die Spitze der Hyetografie wird durch die Drainagedichte beeinflusst.[7]  Das Wasser, das w\u00e4hrend eines Sturms in eine Wasserscheide mit hoher Entw\u00e4sserung eintritt, wird relativ schnell einen Kanal erreichen und in den Hochgeschwindigkeitskan\u00e4len in relativ kurzer Zeit zum Auslass der Wasserscheide gelangen.  Umgekehrt muss das Wasser, das in ein Becken mit geringer Entw\u00e4sserungsdichte eintritt, im Durchschnitt eine l\u00e4ngere Strecke \u00fcber den Hang mit geringer Geschwindigkeit zur\u00fccklegen, um die Kan\u00e4le zu erreichen.  Infolgedessen ben\u00f6tigt das Wasser mehr Zeit, um den Ausgang des Einzugsgebiets zu erreichen.  Die Verz\u00f6gerungszeit zwischen der Spitze des Hyetographen und der Ganglinie ist dann umgekehrt proportional zur Entw\u00e4sserungsdichte;  Mit zunehmender Entw\u00e4sserungsdichte wird das Wasser effizienter aus dem Becken abgeleitet und die Verz\u00f6gerungszeit nimmt ab.[7]Eine weitere Auswirkung der Entw\u00e4sserungsdichte auf die Ganglinie ist ein steiler fallender Schenkel nach dem Sturmereignis aufgrund seiner Auswirkungen sowohl auf den \u00dcberlandabfluss als auch auf den Basisabfluss.[7][10]  Das fallende Glied tritt nach dem H\u00f6hepunkt der Ganglinienkurve auf und ist, wenn der \u00dcberlandfluss auf das Umgebungsniveau zur\u00fcckgeht.  In h\u00f6her gelegenen Entw\u00e4sserungssystemen erreicht die \u00dcberlandstr\u00f6mung die Kan\u00e4le schneller, was zu einer engeren Ausbreitung im fallenden Schenkel f\u00fchrt.  Baseflow ist der andere Beitrag zur Ganglinie.  Der Peak des Grundwassers zu den Kan\u00e4len tritt nach dem Peak des schnellen Flusses auf, da der Grundwasserfluss viel langsamer ist als der schnelle Fluss.  Da die Baseflow-Spitze nach der Quick-Flow-Spitze auftritt, beeinflusst die Baseflow-Spitze die Form des abfallenden Schenkels.[10]  Nach der von Gregory und Walling dargelegten Verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfigkeit[9]  mit zunehmender Drainagedichte nimmt der Beitrag des Basisabflusses zum abfallenden Ast der Ganglinie ab.  W\u00e4hrend eines Sturmereignisses in einem Einzugsgebiet mit hoher Entw\u00e4sserungsdichte gibt es wenig Wasser, das als Infiltration in den Boden eindringt, da das Wasser weniger Zeit verbringt, \u00fcber die Oberfl\u00e4che im Einzugsgebiet zu flie\u00dfen, bevor es durch den zentralen Kanal austritt.  Da nur wenig Wasser als Infiltration in das Wasser eindringt, tr\u00e4gt Baseflow nur einen kleinen Teil zum Herabfallen der Gliedma\u00dfen bei.  Das fallende Glied ist also ziemlich steil.  Umgekehrt hat ein niedriges Drainagesystem ein flacheres fallendes Glied.  Laut Gregory und Wallings Beziehung[9]  die Abnahme der Drainagedichte f\u00fchrt zu einer Zunahme des Grundabflusses zu den Kan\u00e4len und einer allm\u00e4hlicheren Abnahme der Ganglinie.Formel f\u00fcr Drainagedichte[edit]Montgomery und Dietrich (1989)[edit]Montgomery und Dietrich (1989)[3]  haben durch Beobachtung von Einzugsgebieten im Tennessee Valley, Kalifornien, folgende Gleichung f\u00fcr die Drainagedichte ermittelt:D=wso\u03c1wR0W*\u03c1soKz soichnein \u03b8c\u00d6so \u03b8[1\u2212(tan\u03b8tan\u03c8)]\u22121{displaystyle D={frac {w_{s}rho_{w}R_{0}}{W^{ast}rho_{s}K_{z} sin theta cos theta }}links[1-left({frac {tantheta }{tanpsi }}right)right]^{-1}}[3]Wo wso  ist die mittlere Quellbreite, \u03c1w  ist die Dichte von Wasser, R0  ist die durchschnittliche Niederschlagsrate, W* ist die Breite des Kanalkopfes, \u03c1so  ist die ges\u00e4ttigte Sch\u00fcttdichte des Bodens, Kz  ist die vertikale ges\u00e4ttigte hydraulische Leitf\u00e4higkeit, \u03b8 ist das Gef\u00e4lle am Kanalkopf, und \u03c6 ist der Bodenwinkel der inneren Reibung.R0, der durchschnittliche Niederschlagsterm, zeigt die Abh\u00e4ngigkeit der Drainagedichte vom Klima.  Bei konstanten anderen Faktoren f\u00fchrt eine Zunahme der Niederschl\u00e4ge im Einzugsgebiet zu einer Zunahme der Einzugsdichte.[3]  Eine Abnahme des Niederschlags, beispielsweise in einer ariden Umgebung, f\u00fchrt zu einer geringeren Entw\u00e4sserungsdichte.  Die Gleichung zeigt auch die Abh\u00e4ngigkeit von den physikalischen Eigenschaften und der Lithologie des Einzugsgebiets.  Materialien mit geringer hydraulischer Leitf\u00e4higkeit, wie Ton oder festes Gestein,[6]  w\u00fcrde zu einem System mit h\u00f6herer Drainagedichte f\u00fchren.  Aufgrund der geringen hydraulischen Leitf\u00e4higkeit geht nur wenig Wasser durch Infiltration verloren, und dieses Wasser verl\u00e4sst das System als Abfluss und kann zur Erosion beitragen.  In einem Becken mit einer h\u00f6heren vertikalen Wasserleitf\u00e4higkeit dringt Wasser effektiver in den Boden ein und tr\u00e4gt nicht zur ges\u00e4ttigten \u00dcberlandflusserosion bei, was zu einem weniger entwickelten Kanalsystem und damit zu einer geringeren Drainagedichte f\u00fchrt.[3]Verh\u00e4ltnis zum mittleren Jahreshochwasser[edit]Charles Carlston (1963)[8]  eine Gleichung ermittelt, um den mittleren j\u00e4hrlichen Hochwasserabfluss Q2.33 f\u00fcr ein gegebenes Einzugsgebiet als Funktion der Einzugsdichte auszudr\u00fccken.  Carlston fand bei der Aufzeichnung von Daten aus 15 Einzugsgebieten eine Korrelation zwischen den beiden Gr\u00f6\u00dfen und stellte die folgende Gleichung auf:Q2.33=1.3D2{displaystyle Q_{2.33}=1,3D^{2}}[8]Wo Q ist in der Einheit Kubikfu\u00df pro Sekunde pro Quadratmeile und Dd  ist in Einheiten von inversen Meilen.  Aus dieser Gleichung wird geschlossen, dass sich ein Einzugsgebiet durch Erosion selbst so anpasst, dass diese Gleichung erf\u00fcllt ist.Einfluss der Vegetation auf die Drainagedichte[edit]Das Vorhandensein von Vegetation in einem Einzugsgebiet hat vielf\u00e4ltige Auswirkungen auf die Einzugsdichte.  Vegetation verhindert Erdrutsche[11]  im Quellbereich eines Einzugsgebietes, die zu einer Kanalbildung f\u00fchren und den Bereich der Entw\u00e4sserungsdichtewerte unabh\u00e4ngig von der Bodenzusammensetzung verringern w\u00fcrden.[11]Die Vegetation stabilisiert den instabilen Quellbereich im Becken und verhindert die Kanalinitiierung.[11]  Pflanzen stabilisieren den Hang, in dem sie wachsen, was zu physikalischen Erosionsvorg\u00e4ngen wie Regenspritzern, Trockenrasen oder Gefrier- und Auftauprozessen f\u00fchrt.[11]  W\u00e4hrend es zwischen den Arten erhebliche Unterschiede gibt, wachsen Pflanzenwurzeln in unterirdischen Netzwerken, die den Boden an Ort und Stelle halten.  Da der Boden an Ort und Stelle gehalten wird, ist er durch diese physikalischen Methoden weniger anf\u00e4llig f\u00fcr Erosion.[11]  Es wurde festgestellt, dass die Verbreitung von H\u00fcgeln mit der Vegetationsbedeckung exponentiell abnimmt.[11]  Durch die Stabilisierung des Hangs im Quellbereich der Becken ist die Kanalinitiierung weniger wahrscheinlich.  Die Erosionsprozesse, die zur Kanalinitiierung f\u00fchren k\u00f6nnen, werden verhindert.  Die erh\u00f6hte Bodenfestigkeit sch\u00fctzt auch vor Oberfl\u00e4chenabflusserosion, die eine einmal begonnene Kanalentwicklung behindert.[11]Auf Beckenebene gibt es weniger Kan\u00e4le im Becken und die Entw\u00e4sserungsdichte ist geringer als bei einem unbewachsenen System.  Der Einfluss der Vegetation auf die Verringerung der Entw\u00e4sserungsdichte ist jedoch nicht unbegrenzt.  Bei hoher vegetativer Bedeckung nimmt der Effekt der Erh\u00f6hung der Bedeckung ab.  Dieser Effekt setzt der Gesamtverringerung der Entw\u00e4sserungsdichte, zu der die Vegetation f\u00fchren kann, eine Obergrenze auf.[11]Die Vegetation schr\u00e4nkt auch den Bereich der Entw\u00e4sserungsdichtewerte f\u00fcr Einzugsgebiete unterschiedlicher Bodenzusammensetzung ein.[11]  Unbegr\u00fcnte Becken k\u00f6nnen eine gro\u00dfe Bandbreite an Entw\u00e4sserungsdichten aufweisen, von niedrig bis hoch.  Die Entw\u00e4sserungsdichte h\u00e4ngt mit der Leichtigkeit zusammen, mit der sich Kan\u00e4le bilden k\u00f6nnen.  Nach der Gleichung von Montgomery und Dietrich ist die Drainagedichte eine Funktion der vertikalen hydraulischen Leitf\u00e4higkeit.  Grobk\u00f6rniges Sediment wie Sand h\u00e4tte eine h\u00f6here hydraulische Leitf\u00e4higkeit und wird von der Gleichung vorhergesagt, um ein System mit einer relativ h\u00f6heren Entw\u00e4sserungsdichte zu bilden als ein System aus feinem Schluff mit einer geringeren hydraulischen Leitf\u00e4higkeit.[6]Waldbr\u00e4nde spielen eine indirekte Rolle bei der Entw\u00e4sserungsdichte eines Einzugsgebietes.  Sowohl nat\u00fcrliche als auch unnat\u00fcrliche Waldbr\u00e4nde zerst\u00f6ren einen Teil oder die gesamte vorhandene Vegetation, wodurch die Stabilit\u00e4t der Pflanzen und ihrer Wurzeln verloren geht.  Ein neu destabilisierter Hang im Becken ist dann anf\u00e4llig f\u00fcr Kanalbildungsprozesse, und die Entw\u00e4sserungsdichte des Beckens kann zunehmen, bis die Vegetation wieder in den vorherigen Zustand zur\u00fcckw\u00e4chst.  Die Art der Pflanzen und die damit verbundene Tiefe und Dichte der Pflanzenwurzeln bestimmen, wie stark der Boden gehalten wird sowie die Intensit\u00e4t des Waldbrandes beim Abt\u00f6ten und Entfernen der Vegetation.  Computersimulationsexperimente haben best\u00e4tigt, dass die Entw\u00e4sserungsdichte in Regionen mit h\u00e4ufigeren Waldbr\u00e4nden h\u00f6her sein wird.[11]Bezug zur Hochwasserganglinie[edit]Der Abfluss durch den zentralen Bach, der ein Einzugsgebiet entw\u00e4ssert, spiegelt die Entw\u00e4sserungsdichte wider, was ihn aufgrund seiner engen Anbindung an die Ganglinie zu einer n\u00fctzlichen Diagnose f\u00fcr die Vorhersage des Hochwasserverhaltens eines Einzugsgebietes nach einem Sturmereignis macht.[7]  Das Material, \u00fcber das die \u00dcberlandstr\u00f6mung flie\u00dft, ist ein Faktor, der die Geschwindigkeit beeinflusst, mit der Wasser aus einem Einzugsgebiet abflie\u00dfen kann.  Wasser flie\u00dft deutlich langsamer \u00fcber H\u00fcgel im Vergleich zu Kan\u00e4len, die sich bilden, um Wasser und anderes flie\u00dfendes Material effizient zu transportieren.  Nach Hortons Interpretation der H\u00e4lfte des Kehrwerts der Entw\u00e4sserungsdichte als durchschnittliche L\u00e4nge des \u00dcberlandflusses[2]  bedeutet, dass die \u00dcberlandstr\u00f6mung in Umgebungen mit hoher Drainage einen schnell flie\u00dfenden Kanal \u00fcber eine k\u00fcrzere Reichweite schneller erreichen wird.  Auf der Ganglinie ist der Peak h\u00f6her und tritt \u00fcber einen k\u00fcrzeren Bereich auf.  Dieser kompaktere und h\u00f6here Peak wird oft als \u201eauff\u00e4llig\u201c bezeichnet.[7]Der Zeitpunkt der Ganglinie in Bezug auf die Spitze der Hyetografie wird durch die Drainagedichte beeinflusst.[7]  Das Wasser, das w\u00e4hrend eines Sturms in eine Wasserscheide mit hoher Entw\u00e4sserung eintritt, wird relativ schnell einen Kanal erreichen und in den Hochgeschwindigkeitskan\u00e4len in relativ kurzer Zeit zum Auslass der Wasserscheide gelangen.  Umgekehrt muss das Wasser, das in ein Becken mit geringer Entw\u00e4sserungsdichte eindringt, im Durchschnitt eine l\u00e4ngere Strecke \u00fcber den Hang mit niedriger Geschwindigkeit zur\u00fccklegen, um die Kan\u00e4le zu erreichen.  Infolgedessen ben\u00f6tigt das Wasser mehr Zeit, um den Ausgang des Einzugsgebiets zu erreichen.  Die Verz\u00f6gerungszeit zwischen der Spitze des Hyetographen und der Ganglinie ist dann umgekehrt proportional zur Entw\u00e4sserungsdichte;  Mit zunehmender Entw\u00e4sserungsdichte wird das Wasser effizienter aus dem Becken abgeleitet und die Verz\u00f6gerungszeit nimmt ab.[7]Eine weitere Auswirkung der Entw\u00e4sserungsdichte auf die Ganglinie ist ein steiler fallender Schenkel nach dem Sturmereignis aufgrund seiner Auswirkungen sowohl auf den \u00dcberlandabfluss als auch auf den Basisabfluss.[7][10]  Das fallende Glied tritt nach dem H\u00f6hepunkt der Ganglinienkurve auf und ist, wenn der \u00dcberlandfluss auf das Umgebungsniveau zur\u00fcckgeht.  In h\u00f6her gelegenen Entw\u00e4sserungssystemen erreicht die \u00dcberlandstr\u00f6mung die Kan\u00e4le schneller, was zu einer engeren Ausbreitung im fallenden Schenkel f\u00fchrt.  Baseflow ist der andere Beitrag zur Ganglinie.  Der Peak des Grundwassers zu den Kan\u00e4len tritt nach dem Peak des schnellen Flusses auf, da der Grundwasserfluss viel langsamer ist als der schnelle Fluss.[10]  Da die Baseflow-Spitze nach der Quick-Flow-Spitze auftritt, beeinflusst die Baseflow-Spitze die Form des fallenden Gliedes.4 Gem\u00e4\u00df der von Gregory und Walling dargelegten Proportionalit\u00e4t[9]  mit zunehmender Drainagedichte nimmt der Beitrag des Basisabflusses zum abfallenden Ast der Ganglinie ab.  W\u00e4hrend eines Sturmereignisses in einem Einzugsgebiet mit hoher Entw\u00e4sserungsdichte gibt es wenig Wasser, das als Versickerung in den Boden eindringt, da das Wasser weniger Zeit verbringt, \u00fcber die Oberfl\u00e4che im Einzugsgebiet zu flie\u00dfen, bevor es durch den zentralen Kanal austritt.  Da nur wenig Wasser als Infiltration in das Wasser eindringt, tr\u00e4gt Baseflow nur einen kleinen Teil zum Herabfallen der Gliedma\u00dfen bei.  Das fallende Glied ist also ziemlich steil.  Umgekehrt hat ein niedriges Drainagesystem ein flacheres fallendes Glied.  Laut Gregory und Wallings Beziehung[9]  die Abnahme der Drainagedichte f\u00fchrt zu einer Zunahme des Grundabflusses zu den Kan\u00e4len und einer allm\u00e4hlicheren Abnahme der Ganglinie.Einfluss des Klimawandels auf die Entw\u00e4sserungsdichte[edit]Die Entw\u00e4sserungsdichte kann auch durch den Klimawandel beeinflusst werden.  Langbein und Schumm (1958)9 schlagen eine Gleichung f\u00fcr den Sedimentabfluss durch das Einzugsgebiet in Abh\u00e4ngigkeit von der Niederschlagsrate vor:P=einR\u03b11+bR\u03b3{displaystyle P={frac {aR^{alpha}}{1+bR^{gamma}}}}[12]Wo P ist die Sedimentausbeute, R ist der durchschnittliche effektive Niederschlag, \u03b1 ~ 2.3, \u03b3 ~ 3.33, und ein und b variieren je nach einheit.  Der Graph dieser Gleichung hat ein Maximum zwischen 10 und 14 Zoll und scharfe Abnahmen auf beiden Seiten des Peaks.  Bei geringeren effektiven Niederschl\u00e4gen ist der Sedimentabfluss geringer, da weniger Niederschl\u00e4ge den Hang erodieren.  Bei effektiven Niederschl\u00e4gen von mehr als 10-14 Zoll wird die Abnahme der Sedimentausbeute als Ergebnis einer zunehmenden Vegetationsdecke interpretiert.[12]  Zunehmende Niederschl\u00e4ge unterst\u00fctzen eine dichtere Vegetationsbedeckung und verhindern \u00dcberlandabfl\u00fcsse und andere Methoden der physikalischen Erosion.  Dieser Befund stimmt mit den Befunden von Istanbulluoglu und Bras \u00fcber die Wirkung der Vegetation auf Erosion und Kanalbildung \u00fcberein.[11]Die Caineville Badlands[edit]  Badlands am Blue Gate, UtahDie Badlands von Caineville, Utah, werden oft als eine Region mit extrem hoher Entw\u00e4sserungsdichte bezeichnet.  Die Region zeichnet sich durch steile H\u00e4nge, Hochreliefs, ein trockenes Klima und eine v\u00f6llige Vegetationslosigkeit aus.[13][7]  Da die Hangneigungen oft gr\u00f6\u00dfer sind als der B\u00f6schungswinkel, ist der vorherrschende Erosionsprozess in den Badlands von Caineville Massenverschwendung.[13]  Es gibt keine Vegetation, die den H\u00e4ngen Stabilit\u00e4t verleiht, den B\u00f6schungswinkel erh\u00f6ht und Massenverschwendung verhindert.  Die Regionen unterhalb des B\u00f6schungswinkels weisen jedoch im Allgemeinen immer noch einen signifikanten Winkel auf, und die Hangausbreitung ist gem\u00e4\u00df der folgenden Beziehung immer noch eine bedeutende Erosionsquelle:\u2202z\u2202t=Kso\u22022z\u2202x2{displaystyle {frac {partial z}{partial t}}=K_{s}{frac {partial^{2}z}{partial x^{2}}}}Wo Kso  ist ein Diffusivit\u00e4tskoeffizient des Hangs, z ist die H\u00f6he des H\u00fcgels, und x ist horizontaler Abstand.Der Bereich der Entw\u00e4sserungsdichten in den Caineville Badlands veranschaulicht die komplizierte Natur der Entw\u00e4sserungsdichten in Umgebungen mit geringen Niederschl\u00e4gen.[11]  Alan Howard (1996) stellte in einer Studie \u00fcber die Region fest, dass der Effekt zunehmender Reliefwinkel in verschiedenen Becken keinen konstanten Einfluss auf die Drainagedichte hatte.[13]  F\u00fcr Regionen mit relativ geringem Relief sind Drainagedichte und Relief positiv korreliert.  Dies geschieht, bis ein Schwellenwert bei einem h\u00f6heren Entlastungsverh\u00e4ltnis erreicht wird, wenn eine Erh\u00f6hung des Neigungsverh\u00e4ltnisses mit einer Abnahme der Drainagedichte einhergeht.[13]  Dies wird von Howard als Ergebnis des kritischen Quellbereichs interpretiert, der ben\u00f6tigt wird, um eine Kanalvergr\u00f6\u00dferung zu unterst\u00fctzen.  Bei einem h\u00f6heren Gef\u00e4lle wird die Erosion schneller und effizienter durch weniger Kan\u00e4le geleitet.[13]  Die geringere Anzahl von Kan\u00e4len f\u00fchrt zu einer geringeren Entw\u00e4sserungsdichte f\u00fcr das Becken.  Eine topografische Karte der Badlands von Caineville, Utah, erstellt mit QGIS und GRASS GIS unter Verwendung des SRTM-H\u00f6henkarten-Datensatzes der USGSDiese qualitative topografische Karte eines Abschnitts eines Abschnitts der Caineville Badlands zeigt das ausgedehnte Entw\u00e4sserungsnetz in der ariden Umgebung.  In Bezug auf Montgomery und Dietrichs Definition der elementaren Teile eines Einzugsgebietes,[3]  der Sourcebereich f\u00fcr jeden der Kan\u00e4le ist relativ sehr klein, was zur Bildung einer gro\u00dfen Anzahl von Kan\u00e4len f\u00fchrt.  Das Bild der Caineville Badlands zeigt den Mangel an Vegetation und zahlreiche Kan\u00e4le.  Die Caineville Badlands liegen in einer trockenen Umgebung und erhalten durchschnittlich 125 mm Niederschlag pro Jahr.[13]  Dieser niedrige Niederschlag steht im Gegensatz zu Montgomery und Dietrichs Gleichung der Entw\u00e4sserungsdichte, die vorhersagt, dass die Entw\u00e4sserungsdichte bei geringen Niederschl\u00e4gen niedrig sein sollte.[3]  Dieses Verhalten stimmt eher mit Langbeins und Schumms Darstellung der Erosionsrate als Funktion des Niederschlags \u00fcberein.[12]  Der Gleichung zufolge wird die Erosion mit dem Niederschlag bis zu einem Punkt zunehmen, an dem der Niederschlag die Stabilisierung der Vegetation unterst\u00fctzen kann.  Das Fehlen von Vegetation im Bild der Caineville Badlands deutet darauf hin, dass die Niederschlagsrate dieser Region unter der kritischen Niederschlagsmenge liegt, die die Vegetation unterst\u00fctzen kann.Verweise[edit]^ Horton, Robert E. (Juni 1932).  “Eigenschaften von Entw\u00e4sserungsbecken”. Transaktionen – American Geophysical Union. 13 (1): 350\u2013361.  mach:10.1029\/TR013i001p00350.^ ein b c d e Horton, Robert E. (1945-03-01). “Erosionsentwicklung von B\u00e4chen und ihren Entw\u00e4sserungsbecken; Hydrophysikalischer Ansatz zur quantitativen Morphologie”. GSA-Bulletin. 56 (3): 275\u2013370.  mach:10.1130\/0016-7606(1945)56[275:EDOSAT]2.0.CO;2.^ ein b c d e f G ha ich Montgomery, David R.;  Dietrich, William E. (August 1989).  \u201eQuellbereiche, Entw\u00e4sserungsdichte und Kanalinitiierung\u201c. Wasserressourcenforschung. 25 (8): 1907\u20131918.  mach:10.1029\/WR025i008p01907.^ ein b c Strahler, Arthur N. 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