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Investigations of Glacier Hydrological Systems using Dye Tracer Techniques: Observations at Pasterzengletscher, Austria

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

Marion Burkimsher*
Affiliation:
School of Geography, University of Manchester, Manchester M13 9PL, England
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

A comprehensive series of dye tracer tests was undertaken over two summers at Pasterzengletscher, Austria, and from these a number of important conclusions can be drawn. A lateral division of drainage on the lower tongue was proved, but this was not determined by the direction of oblique crevasses. Water from many moulins passed into two or more drainage courses, as shown by repeated patterns of multiple peaks on the time/concentration curves. The spatial pattern of travel times from different moulins on the tongue was complex, although it remained stable over time. Repeated tracer tests showed that throughflow velocities varied by up to an order of magnitude during a single day. Maximum velocities occurred at the time of peak discharge, and probably the large diurnal velocity variations are caused by changes in the proportion of the length which has channel-full pressure flow. However, seasonal velocity variations were much smaller, although changes in outflow discharge were larger than in the diurnal case. This gives strong support to the concept that channels adjust in size to the average water discharge passing through, and that these changes occur over a matter of days or a few weeks.

Résumé

Résumé

On a entrepris pendant deux étés sur le Pasterzengletscher en Autriche une série complète d’essais avec des traçeurs colorés, et on peut en tirer plusieurs conclusions importantes. On a mis en évidence une division latérale de l’émissaire dans le bas de la langue mais cette division n’est pas déterminée par la direction des crevasses obliques. L’eau venant de beaucoup de moulins passe par deux ou plus cheminements différents comme le montre la répétition de phénomène de pointes multiples dans les courbes de concentrations de colorants avec le temps. La distribution dans l’espace de délais de réapparition pour différents moulins sur la langue est complexe bien qu’elle reste constante dans le temps. La répétition d’essais de traceurs a montré que les vitesses d’écoulement varient de plus d’un ordre de grandeur au cours d’une seule journée. Les vitesses les plus fortes se produisent au moment des pointes de débit, et les plus fortes variations journalières de vitesses résultant des changements dans la proportion de la longueur du parcours où l’écoulement est en charge. Cependant les variations saisonnières de vitesse sont beaucoup plus faibles, bien que les changements dans les débits soient beaucoup plus forts que dans le cas des variations journalières. Ceci étaye fortement l’hypothèse que les cheneux adaptent leur section au débit liquide moyen qui les traverse et que cette adaptation se réalise en quelques jours ou en peu de semaines.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Auf der Pasterzengletscher in Österreich wurde während zweier Sommer eine umfangreiche Reihe von Farbspurversuchen unternommen, die zu einigen wichtigen Schlussfolgerungen führen. An der unteren Zunge liess sich eine seitliche Aufteilung des Abflusses nachweisen, die jedoch nicht durch die Richtung schräger Spalten bestimmt wurde. Wasser aus vielen Gletschermühlen floss in zwei oder mehr Abflussbahnen, was sich aus dem wiederholten Auftreten von mehrfachen Maxima in den Kurven der zeitlichen Konzentration ergab. Die räumliche Verteilung der Laufzeiten aus verschiedenen Mühlen auf der Zunge war kompliziert, blieb aber zeitlich stabil. Wiederholte Spurenversuche zeigten, dass die Durchflussgeschwindigkeiten während eines Tages bis zu einer Grössenordnung schwankten. Die höchsten Geschwindigkeiten traten zur Zeit des stärksten Abflusses auf; die grossen täglichen Schwankungen werden vermutlich durch Änderungen des Anteils des Flusses unter Druck in vollgefüllten Kanälen an der Abflusslänge verursacht. Jedoch waren die jahreszeitlichen Geschwindigkeitsschwankungen weit geringer, obwohl die Änderungen im Abfluss grösser waren als beim Tagesgang. Das Konzept, dass Wasserführungen ihre Grösse dem mittleren Wasserabfluss anpassen und solche Änderungen in einigen Tagen oder Wochen vor sich gehen, erfährt dadurch eine starke Stütze.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1983
Figure 0

Fig. 1. Map of Pasterzengletscher catchment.

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Fig. 2. Map of dye tracer input points on glacier tongue.

Figure 2

Table I. Lateral division of drainage

Figure 3

Fig. 3. Time/concentration curves from moulin N tracer tests.

Figure 4

Fig. 4. Time/concentration curves from moulin M.

Figure 5

Table II. Daily distribution of multiple peaks

Figure 6

Table III. Occurrence of multiple peaks in each period

Figure 7

Table IV. Spatial variation of velocities

Figure 8

Fig. 5. Time/concentration curve from moulin H.

Figure 9

Fig. 6. Diurnal variations of throughflow velocities.

Figure 10

Table V. Seasonal changes in travel times