Temporal variability of the soil hydraulic properties is still an open issue. The present study deals with results of ponded infiltration experiments performed annually in a grid of permanent measurement points (18 spatial and 14 temporal replicates). Single ring infiltrometers were installed in 2003 at a meadow site in the Bohemian Forest highlands, the Czech Republic. The soil at the plot is coarse sandy loam classified as oligotrophic Eutric Cambisol. Soil water flow below infiltration rings has distinctly preferential character.
The results are marked with substantial interannual changes of observed infiltration rates. Considering just the results from the initial four years of the study, the temporal variability did not exceed the spatial variability detected in individual years. In later years, a shift to extremely high infiltration rates was observed. We hypothesize that it is related to structural changes of the soil profile possibly related to combined effect of soil biota activity, climatic conditions and experimental procedure. Interestingly, the temporal changes can partly be described as fluctuations between seemingly stable infiltration modes. This phenomenon was detected in the majority of rings and was found independent of the initial soil moisture conditions.
A one-dimensional dual-continuum model (also known as dual-permeability model) was used to simulate the lateral component of subsurface runoff and variations in the natural 18O content in hillslope discharge. Model predictions were analyzed using the GLUE generalized likelihood uncertainty estimation procedure. Model sensitivity was evaluated by varying two separate triplets of parameters. The first triplet consisted of key parameters determining the preferential flow regime, i.e., the volumetric proportion of the preferential flow domain, a first-order transfer coefficient characterizing soil water exchange between the two flow domains of the dual-continuum system, and the saturated hydraulic conductivity of the preferential flow domain. The second triplet involved parameters controlling exclusively the soil hydraulic properties of the preferential flow domain, i.e., its retention curve and hydraulic conductivity function. Results of the analysis suggest high sensitivity to all parameters of the first triplet, and large differences in sensitivity to the parameters of the second triplet. The sensitivity analysis also confirmed a significant improvement in the identifiability of preferential flow parameters when 18O content was added to the objective function. and K simulacím laterální složky podpovrchového proudění a změn koncentrace izotopu kyslíku 18O ve vodě vytékající ze svahu byl použit jednorozměrný model využívající přístupu duálního kontinua. Nejistota modelových předpovědí byla odhadnuta s využitím metody zobecněné věrohodnosti (GLUE). Citlivost modelu byla zjišťována pomocí variací dvou samostatných trojic parametrů. První trojice sestávala z klíčových parametrů pro určení režimu preferenčního proudění, tj. objemového podílu preferenční domény proudění, přenosového koeficientu charakterizujícího výměnu vody mezi oběma doménami duálního systému a nasycené hydraulické vodivosti preferenční domény. Druhá trojice zahrnovala výhradně parametry určující hydraulické charakteristiky preferenční domény proudění, tj. retenční křivku a funkci hydraulické vodivosti. Z výsledků analýzy vyplývá vysoká citlivost modelu na všechny parametry z první trojice a velké rozdíly v citlivostech parametrů druhé trojice. Analýza dále potvrdila významné zlepšení zjistitelnosti parametrů preferenční domény v případě, kdy je do cílové funkce přidána koncentrace izotopu kyslíku 18O.