Rietholzbach Research Catchment, Switzerland

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Contents

Location

The Rietholzbach catchment is a small, hilly pre-alpine basin situated in the middle part of the basin of the Thur, a tributary to the Rhine.

Catchment size

It's area is 3.31 sqkm and the main creek Rietholzbach rises in the West and flows to the East, having a length of 2.2 km.

Climate

Mean temperature 7.4°C and naual precipitation 1459 mm

Geology

The geology of the catchment is characterized by Tertiary deposits of the Upper Freshwater Molasse composed of consolidated clastic sediments such as conglomerates 'Nagelfluh', sandstones, layers of marls and banks of freshwater limestone. In the lower part of the catchment, there are also Pleistocene gravel pockets that represent Würm glacial moraines. The conglomerates 'Nagelfluh', sandstones, and the Quaternary glacial deposits can be particularly regarded as groundwater aquifers with medium to high hydraulical conductivities and relatively large storage capacities. The parent rock types, mainly lime and dolomite coarse gravels and the relief have produced a large variety of soil types (Germann 1981). They can be summarized in a group of less permeable gley soils (42 % of the area, mainly in the lower parts of the catchment) and a group of relatively more permeable regosols and cambisols (58 % of the area, mainly on the slopes). Soil depth is strongly variable and ranges from about 50 cm at steep slopes up to 2 m in the bed of the valley.

Topography

It covers an altitude range between 682 and 950 m a.s.l., with a mean slope of 12.5°.

Vegetation/Land use

The area is sparsely populated, primarily used as pasture land (67 %) and about one forth is forested. The grassland is accompanied by a network of private drainage systems. The land use is about constant since the start of the measurements in 1975.

Context of investigation

hydrological processes


Measurements/Equipment

Instrumentation

  • Meteorological station
  • Runoff
  • Water level
  • Piezometers
  • Soil moisture (TDR, WCR, FDR)
  • Soil heat flux
  • Lysimeters
  • Snow

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other Links

References

  • Braun, L.N. and Lang, H., 1986. Simulation of snowmelt runoff in lowland and lower Alpine regions of Switzerland. Modelling snowmelt-induced processes, Proceedings of a symposium at Budapest, July 1986, IAHS Publication No. 155, 1986, pp 125-140.
  • Braun, L. and Lang, H., 1984. Vergleich von Schneeschmelzmodellen unterschiedlicher Komplexität in zwei voralpinen Einzugsgebieten verschiedener Grösse. Wissenschaftliche Tagung über schneehydrologische Forschung in Mitteleuropa, Hann. Münden, 12.-15. März 1984. Mitteilungen des Deutschen Verbandes für Wasserwirtschaft und Kulturbau, DVWK, Bonn, Nr. 7, 1984, S. 77-90.
  • Braun, L.N. and Zuidema, P.K., 1982. Modelling snowmelt during advection-melt situations in a small basin (Rietholzbach). International Symposium on Hydrological Research Basin and their Use in Water Resources Planning, 21-23 September 1982 Berne. Sonderheft der Landeshydrologie, Bern, 1982, S. 771-780.
  • Braun, L.N., 1985. Simulation of snowmelt-runoff in lowland and lower Alpine regions of Switzerland. Dissert., Zürcher Geographische Schriften, Heft 21, 1985, Geographisches Institut ETH Zürich, 166 S.
  • Brutsaert, W. and Kustas, W.P., 1986. Wind profile constants in a neutral atmospheric boundary layer over complex terrain. Boundary Layer Meteorology, Dordrecht, NL, Boston, USA, Vol. 34, 1986, pp 35-54.
  • Brutsaert, W. and Kustas, W.P., 1985. Evaporation and humidity profiles for neutral conditions over rugged hilly terrain. Journal of Climate and Applied Meteorology, Boston, USA, Vol. 24, 1985, pp 915-923.
  • Demuth, N.; Lorieri, D. und Menzel, L., 1993. Zur Dynamik der Sickerwasserbewegung in einem Lysimeter - Ergebnisse eines Tracerversuches. Mitteilungen der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft, 71, 1993, S. 119-122.
  • Ewen, T., Lehner, I., Seibert, J., Seneviratne, S.I., 2011. Climate patterns in the long-term hydrometeorological data series of the Rietholzbach catchment. Die Bodenkultur, 62(1-4): 53-58.
  • Germann, P.; Schädler, B. and Meier, R., 1982. The variation of some hydrological elements within a prealpine basin. International Symposium on Hydrological Research Basins and their Use in Water Resources Planning, 21-23 September 1982 Berne. Sonderheft der Landeshydrologie, Bern, 1982, S. 301-310.
  • Germann, P.; Schädler, B. und Kuhn, H., 1981. Zusammenhänge zwischen der flächenmässigen Verteilung von Wald und einigen Standortsfaktoren im hydrologischen Einzugsgebiet Rietholzbach. Schweiz. Z. Forstwesen, 132, 1981, S. 257-265.
  • Germann, P.; Lang, H. and Schädler, B., 1978. Flächenmässige Interpretation von Lysimeterdaten mit Hilfe von Bodenfeuchtemessungen. Mitteilung Deutsche Bodenkundliche Gesellschaft, 26, 1978, S. 61-66.
  • Germann, P., 1993. Ein schicksalshaftes Hochwasser. In: Grebner, D. (Ed.) "Aktuelle Aspekte in der Hydrologie", Festschrift zum 60. Geburtstag von Herbert Lang. Zürcher Geographische Schriften, Heft 53, 1993, Geographisches Institut ETH Zürich, S. 185-192.
  • Germann, P., 1981. Untersuchungen über den Bodenwasserhaushalt im hydrologischen Einzugsgebiet Rietholzbach. Dissert., Mitteilungen der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, ETH Zürich, Nr. 51, 1981, 137 S.
  • Grabs, W. (Ed.), 1997. Impact of Climate Change on Hydrological Regimes and Water Resources Management in the Rhine Basin. International Commission for the Hydrology of Rhine Basin (CHR), CHR-Report no. I-16, 172 S.
  • Grebner, D. and Brutsaert, W.H. (Eds.), 1984. The EVAPEX-ALPEX Campaign 1982. Zürcher Geographische Schriften, Heft 18, 1984, Geographisches Institut ETH Zürich, 203 S.
  • Gurtz, J., M. Verbunt, M. Zappa, M. Moesch, F. Pos and U. Moser, 2003. Long-Term Hydrometeorological Measurements and Model-Based Analyses in the Hydrological Research Catchment Rietholzbach. J. Hydrol. Hydromech., Slovakia, 51, 2003, 3, 162-174.
  • Gurtz, J., M. Zappa, K. Jasper, H. Lang, M. Verbunt, A. Badoux and T. Vitvar, 2003. A Comparative Study in Modelling Runoff and its Components in Two Mountainous Catchments. Hydrol. Process. 17, 297-311.
  • Gurtz, J., M. Verbunt, M. Zappa, M. Moesch and U. Moser, 2003. Long-Term Hydrometeorological Measurements and Model Based Analyses in the Hydrological Research Catchment Rietholzbach. Proceed. of International Conference on "Interdisciplinary Approaches in Small Catchment Hydrology: Monitoring and Research. Demànovska dolina, Slovakia, September 25-28, 2002, 6pp.
  • Gurtz, J., M. Verbunt, K. Jasper, H. Lang and M. Zappa, 2002. Spatial and temporal variations of hydrological processes in mountainous regions and their modelling. In Water Resources and Environment Research, Proceedings of ICWRER 2002, 22-25 July 2002 Dresden, Germany, Band 28, Volume I, pp. 47-51.
  • Gurtz, J., M. Zappa, K. Jasper, M. Verbunt, A. Badoux, T. Vitvar and H. Lang, 2001. Modelling of runoff and its components and model validation in Swiss Pre-Alpine and Alpine catchments. International Workshop runoff generation and implications for river basin modelling, 9-12 October 2000, Freiburger Schriften zur Hydrologie 13, Freiburg i. Br., Germany, 206-220.
  • Gurtz, J., Baltensweiler, A. and Lang H., 1999. Spatially distributed hydrotope-based modelling of evapotranspiration and runoff in mountainous basins. Hydrol.Process. 13. 2751-2768.
  • Gurtz, J.; Baltensweiler, A.; Lang, H.; Menzel, L. und Schulla, J., 1997. Auswirkungen von klimatischen Variationen auf Wasserhaushalt und Abfluss im Flussgebiet des Rheins. Projektschlussbericht im Rahmen des NFP31:"Klimaänderungen und Naturkatastrophen", vdf, Hochschulverlag AG ETH Zürich, 159 S.
  • Gurtz, J.; Baltensweiler, A.; Lang, H. and Schulla, J., 1996. Spatial distribution model approaches to hydrologic processes and river flow from mountainous regions. Ecohydrology of High Mountain Areas. Proceedings of the International Conference, Kathmandu, Nepal, 24-28 March 1996, pp 129-141.
  • Gurtz, J.; Lang, H.; Menzel, L. und Schulla, J., 1996. Zur Modellierung von Wasserhaushalt und Abfluss im alpinen Raum. Festschrift zum 60. Geburtstag von Prof. Gerd Peschke, IHI-Schriften, Heft 2, 1996, S. 223-235.
  • Kirnbauer, R.; Lang, H. und Forster, F., 2000. Hydrologische Forschungsgebiete - Informationsquellen für Wissenschaft und Praxis. Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft, Jg. 52, Heft 5/6, 2000, S. 87-94.
  • Koch, F.; Lang, H. und Moser, U., 1986. Erfahrungen mit einer Anlage zur Datenerfassung und -übertragung in einem hydrologischen Forschungsgebiet. Wasser, Energie, Luft, 78, 1986, S. 96-100.
  • Koch, F. and Lang, H., 1984. Experience on the use of an automatic data collection and transmission system in a hydrological research basin. Technical Conference on the Use of Microprocessors and Microcomputers in operational Hydrology, Geneva 4-5 September 1984. Organized by the WMO. In: microprozessors in operational hydrology, edited by WMO, D. Reidel Publishing Company, Dordrecht, 1986, pp 205-212.
  • Koenig, P. and Menzel, L., 1993. Die Forschung im Gebiet Rietholzbach: Eine Standortbestimmung. In: Grebner, D. (Ed.) "Aktuelle Aspekte in der Hydrologie", Festschrift zum 60. Geburtstag von Herbert Lang. Zürcher Geographische Schriften, Heft 53, 1993, Geographisches Institut ETH Zürich, S. 9-24.
  • Koenig, P.; Lang, H. and Schwarze, R., 1994. On t*he runoff formation in the small pre-alpine research basin Rietholzbach. Proceedings of the Braunschweig Conference, 11-15 October 1993, IAHS Publication No. 221, 1994, pp 391-398.
  • Koenig, P., 1994. Abflussprozesse in einem kleinen voralpinen Einzugsgebiet. Dissert., Zürcher Geographische Schriften, Heft 58, 1994, Geographisches Institut ETH Zürich, 164 S.
  • Kölla, E. and Zuidema, P.K., 1993. Abflussprozesse während Starkniederschlägen im Modell, in Feldversuchen und in einem Hochwasserschätzverfahren - ein Rückblick auf vor 10 Jahren gemachte Erfahrungen. In: Grebner, D. (Ed.) "Aktuelle Aspekte in der Hydrologie", Festschrift zum 60. Geburtstag von Herbert Lang. Zürcher Geographische Schriften, Heft 53, 1993, Geographisches Institut ETH Zürich, S. 200-207.
  • Kölla, E. and Zuidema, P.K., 1982. A conceptual storm runoff model applied to three small Swiss experimental basins: a brief description. International Symposium on Hydrological Research Basins and their Use in Water Resources Planning, 21-23 September 1982 Berne. Sonderheft der Landeshydrologie, Bern, 1982, S. 513-519.
  • Lang, H. and Schädler, B., 1980. Wasserhaushalt und Wärmehaushalt. Wasser, Energie, Luft, 72, 1980, S. 284-289.
  • Lang, H., 1978. Untersuchungen über den Wasserhaushalt und über Abflussprozesse im hydrologischen Forschungsgebiet Rietholzbach. Tagungsbericht "Wasserhaushalts-systeme naturnaher kleiner Einzugsgebiete", Mai 1978, Grafenau, Schriftenreihe des Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, S. 108-117.
  • Lang, H., 1976. Die hydrologische Forschung im Gebiet Rietholzbach. Schweizer Journal, April 1976, S. 39-40.
  • Lehner, I., Teuling, A.J., Gurtz, J., Seneviratne, S.I., 2010. Long-term water balance in the prealpine Rietholzbach catchment: First comparison of evapotranspiration estimates. In Status and Perspectives of Hydrology in Small Basins, IAHS Publ., Proceedings of workshop held at Goslar-Hahnenklee, Germany, 30 March-2 April 2009, 336, 54-58.
  • Meier, R. and Schädler, B., 1979. Die Ausaperung der Schneedecke in Abhängigkeit von Strahlung und Relief. Arch. Met. Geoph. Biokl., Serie B, 27, 1979, S. 151-158.
  • Meier, R., 1981a. Soil moisture detection with microwave and thermal infrared sensors in the catchment area Rietholzbach (Switzerland). Remote Sensing Series, Band 4, Geographisches Institut, Universität Zürich, 48 S.
  • Meier, R. 1981b. Möglichkeiten und Grenzen der Fernerkundung als Mittel zur flächenhaften Erfassung der Bodenfeuchte. Wasser und Boden, 33, 1981, Heft 3, S. 96-97.
  • Meier, R., 1981c. Simulation of the topographic influence on SLAR data for soil moisture detection in a hilly area. Remote Sensing of Environment, 11, 1981, pp. 245-251.
  • Meier, R., 1980. Fernerkundungsmethoden zur Erfassung der Bodenfeuchtigkeit im hydrologischen Einzugsgebiet Rietholzbach. Mitteilungen der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, ETH Zürich, Nr. 45, 1980, 115 S.
  • Meier, R., 1978. Fernerkundung von Pflanzeneigenschaften zur Beschreibung der Bodenfeuchte. Proceedings ISP-IUFRO International Symposium on Remote Sensing, Freiburg i.Br., Juli 1978, S. 2349-2356.
  • Menzel, L. and Nievergelt, J., 1995. Niederschlag und Sickerwasser an fünf schweizerischen Lysimeteranlagen. Bulletin der Bodenkundlichen Gesellschaft der Schweiz, 19, 1995, S. 113-116.
  • Menzel, L. and Demuth, N., 1993. Tracerhydrologische Untersuchungen am Lysimeter Rietholzbach. Berichte und Skripten, Heft 52, 1993, Geographisches Institut ETH Zürich, 27 S.
  • Menzel, L. 1997. Modellierung der Evapotranspiration im System Boden - Pflanze - Atmosphäre. Dissert., Zürcher Geographische Schriften, Heft 67, 1997, Geographisches Institut ETH Zürich, 128 S.
  • Menzel, L., 1996. Development of an evapotranspiration model from research studies in a small prealpine catchment. Ecohydrological Processes in Small Basins, Extended abstracts of the ERB Conference, Strassbourg, 24-26 September 1996, S. 91-95.
  • Menzel, L., 1996. Modelling Canopy Resistances and Transpiration of Grassland. Physics and Chemistry of the Earth, 21, 1996, No. 3, pp 123-129.
  • Menzel, L., 1995. Bodenfeuchtemessung mittels Time Domain Reflectrometry (TDR) - Funktion und Anwendung. Berichte und Skripten, Heft 55, 1995, Geographisches Institut ETH Zürich, 68 S.
  • Menzel, L., 1991. Wasserhaushaltsstudien im Einzugsgebiet der Thur (Ostschweiz). Analyse hydrologischer Feldmessungen 1976-1985. Berichte und Skripten, Heft 46, 1991, Geographisches Institut ETH Zürich, 206 S.
  • Müller, G. and Ohmura, A., 1993. Radiation Annual Report ETH No. 2, 1990 und 1991. Zürcher Geographische Schriften, Heft 52, 1990, Geographisches Institut, ETH Zürich.
  • Müller, G., 1989. Methodische Untersuchungen zur Bestimmung der Verdunstung im voralpinen Raum. (Ausgeführt im Rahmen des hydrologisch-klimatologischen Forschungsprojektes Rietholzbach und der ALPEX-EVAPEX-Kampagne im Sommer 1982). Dissert., Zürcher Geographische Schriften, Heft 36, 1989, Geographisches Institut ETH Zürich, 224 S.
  • Ohmura, A.; Müller, G.; Schroff, K. and Konzelmann, T., 1990. Radiation Annual ETH Report No. 1, 1987 - 1989. Zürcher Geographische Schriften, Heft 39, 1990, Geographisches Institut, ETH Zürich.
  • Ohmura, A. and Lang, H., 1989. Secular variation of global radiation in Europe. Proceedings of the International Radiation Symposium, Lille, France, 18-24 August 1988, Edited by J. Lenoble and J.F. Geleyn, A. Deepak Publishing, Hampton, USA, 1989, pp 298-301.
  • Schädler, B. and Koch, F., 1981. Schneedecke automatisch erfasst. Wasser, Energie, Luft, 73, 1981, S. 15-16.
  • Schädler, B., 1982. The variability of evapotranspiration in the Rietholzbach basin determined using energy balance methods. Mitteilungen der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, ETH Zürich, Nr. 46 e, 1982.
  • Schädler, B., 1981. Verdunstung aus der Energiebilanz berechnet. Wasser und Boden, 33, 1981, Heft 3, S. 98-101.
  • Schädler, B., 1980. Der Wasserhaushalt eines Wägelysimeters als Index für ein kleines Einzugsgebiet. Jahrbuch der Schweizerischen Naturforschenden Gesellschaft, wissenschaftlicher Teil, 1980, S. 75-79.
  • Schädler, B., 1980. Die Variabilität der Evapotranspiration im Einzugsgebiet Rietholzbach bestimmt mit Energiebilanzmethoden. Dissert., Mitteilungen der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, ETH Zürich, Nr. 46, 1980, 115 S.
  • Schulla, J., 1997. Hydrologische Modellierung von Flussgebieten zur Abschätzung der Folgen von Klimaänderungen. Dissert., Zürcher Geographische Schriften, Heft 69, 1997, Geographisches Institut ETH Zürich, 161 S.
  • Seneviratne, S.I., Lehner, I., Gurtz, J., Teuling, A.J., Lang, H., Moser, U., Grebner, D., Menzel, L., Schroff, K., Vitvar, T., Zappa, M., 2012. Swiss prealpine Rietholzbach research catchment and lysimeter: 32 year time series and 2003 drought event. Water Resour. Res., 48, W06526, doi: 10.1029/2011WR011749.
  • Teuling, A.J., Lehner, I., Kirchner, J., Seneviratne, S.I., 2010. Catchments as simple dynamical systems: Experience from a Swiss pre-alpine catchment. Water Resour. Res., 46, W10502, DOI: 10.1029/2009WR008777.
  • Vitvar, T., Gurtz, J. and H. Lang, 1999. Application of GIS-based distributed hydrological modelling for estimation of water residence times in the small Swiss pre-alpine catchment Rietholzbach. Symposium "Integrated Methods in Catchment Hydrology-Tracer, Remote Sensing and New Hydrometric Techniques", Proceedings of IUGG 99 Symposium HS4, Birmingham, July 1999, IAHS Publ. No. 258, 241-248.
  • Vitvar, T., 1998. Water Residence Times and Runoff Generation in a Small Prealpine Catchment. Dissert., Zürcher Geographische Schriften, Heft 71, 1998, Geographisches Institut ETH Zürich, 127 S.
  • Vitvar, T. and Balderer, W., 1997. Estimation of mean water residence times and runoff generation by 180 measurements in a prealpine catchment (Rietholzbach, Eastern Switzerland). Applied Geochemistry, 12, 1997, pp 787-796.
  • Vitvar, T., 1996. Estimation of mean water residence times and runoff generation by stable isotope measurements in a small prealpine research catchment (Rietholzbach Eastern Switzerland). Ecohydrological Processes in Small Basins, Extended abstracts of the ERB Conference, Strassbourg, 24-26 September 1996, 157.
  • Zappa, M., F. Pos, U. Strasser, P. Warmerdam and J. Gurtz, 2003. Seasonal Water Balance of an Alpine Catchment as Evaluated by Different Methods for Spatially Distributed Snow Melt Modelling. Nordic Hydrology 34(3), 2003, 179-202.
  • Zappa, M. and J. Gurtz, 2002. The Spatial Resolution of Physiographic Data Simulations in Prealpine and Alpine Catchments. In Water Resources and Environment Research, Proceedings of ICWRER 2002,22-25 July 2002 Dresden, Germany, Band 28, Volume I, 101-105.
  • Zuidema, P.K. and Kölla, E., 1983. Ein Niederschlag/Abfluss-Modell für kleine Einzugsgebiete. Wasser, Energie, Luft, 75, 1983, S. 124-125.
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