Vorlesung Wasserwirtschaft Hydrologie I Vorlesung 11 Themen Flussordnungszahlen

Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I Vorlesung 11 Themen: Flussordnungszahlen Kategorisierung von Fließgewässern Längszonierung Erosion / Transport / Sedimentation Abiotische und biotische Faktoren

Lehr- und Lernziele der Veranstaltung erschaffen bewerten analysieren anwenden Sie verstehen die Unterschiede zwischen den abiotischen und biotischen Faktoren eines Gewässers. verstehen erinnern Sie verstehen die Zusammenhänge des Stofftransportes entlang eines Gewässerverlaufes. Sie kennen die charakteristischen Kenngrößen, die ein Gewässer beschreiben sowie ihre Zonierung. Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Oberirdische Gewässer Fließgewässer Standgewässer natürliche künstliche Bäche Be- und Entwässerungsgräben Weiher/Teiche Klärteiche Flüsse Schifffahrtskanäle Seen Flussstauseen Ströme Überleitungskanäle Binnenmeere große Stauseen Quelle: Dyck/Peschke Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Flussordnungszahlen nach Horton und Strahler Die Flussordnungszahl ist nicht zu verwechseln mit der Einteilung von Gewässern nach I. und II. Ordnung gemäß LWG. Die Ordnungszahl erhöht sich wenn zwei Gewässer gleicher Ordnungszahl zusammenfließen. 1 1 1 2 2 2 1. Ordnung Quellbäche 2. Ordnung Mittelbäche 3. Ordnung Hauptbäche 4. Ordnung Flüsse und höher 3 3 Ordnungszahl 4 1 4 Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken Mindestanzahl Gewässer 1 21 -1 = 1 2 22 -1 = 2 3 23 -1 = 4 n 2 n-1

Kategorisierung Bach / Fluss / Strom Kategorie Flussordnungszahl Quellbach 1 Mittelbach 2 Hauptbach 3 Fluss >3 Aufgabe: Nach welchen anderen Kriterien kann man Gewässer kategorisieren? Geben Sie mindestens 3 weitere Unterscheidungsmerkmale an und tragen Größenordnungen für die Werte ein. Strom Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Kategorisierung Bach / Fluss / Strom Die Tabelle verdeutlicht, dass keine scharfe quatitative Abgrenzung zwischen den Kategorien existiert. Die Werte sollen eine Vorstellung zur Abgrenzung vermitteln. Per Definition ist jedoch festgelegt, dass Gewässer ab einer Flussordnungszahl von 4 als Flüsse gekennzeichnet werden. per Definition ein Fluss, der in ein Meer einmündet. Kategorie Flussordnungszahl MNQ [l/s] MQ [m³/s] Quellbach 1 < 10 0, 06 - 0, 18 Mittelbach 2 10 -100 0, 30 - 0, 70 Hauptbach 3 10 -100 1, 20 - 3, 90 <3 -5 Fluss >3 100 - 500 5, 00 >= 5 > 5000 >2000 Strom Breite [m] Quelle: Klee / Schönborn / Uhlmann & Horn / Otto & Braukmann Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Hauptzonen der Gewässer Oberlauf Mündung Unterlauf Mittellauf Bildzitat: MMCD Gmb. H Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Charakteristischer Gewässerlängsschnitt Aufgabe: Oberlauftyp Mittellauftyp Unterlauftyp Die Eigenschaften sowie die Prozesse in einem Fließgewässer ändern sich entlang des Gewässerlängsschnittes in einer charakteristischen Art und Weise. Tragen Sie in das Diagramm die Parameter ein, die Sie für maßgebend halten und geben Sie deren Veränderung über den Flussverlauf an. Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken Lauflänge

Charakteristischer Gewässerlängsschnitt Oberlauftyp Mittellauftyp Unterlauftyp Gefälle & Fließgeschwindigkeit Durchfluss & Jahrestemperatur Sauerstoffgehalt Tiefenerosion Seitenerosion Transport Sedimentation Lauflänge Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Korndurchmesser des Sohlsubstrates Blöcke Schotter Kies Sand, Schlick Oberlauf Mittellauf Quelle Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken Unterlauf Mündung

Korngrößen Korngröße (Durchmesser in mm) Deutsche Bezeichnung Englische Bezeichnung <0, 002 Ton Clay 0, 002 - 0, 06 Schluff Silt 0, 06 - 0, 2 (0, 2) Feinsand Fine sand 10 0, 2 - 0, 6 Mittelsand Medium sand 17 0, 6 -2 (1, 3) Grobsand Coarse sand 25 2 - 6 (5, 0) Feinkies Gravel 50 6 - 20 (11, 0) Mittelkies Gravel 75 20 - 60 (45, 0) Grobkies Pebble 150 >60 (80) Steine Stones 200 (180) Block Rock 300 1) Wird transportiert ab einer Geschwindigkeit (cm/s) von 1: Bezieht sich auf die Korngrößen in Klammern Quelle: Nielsen, Rössert, Hynes, Gorman & Karr Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Hauptzonen der Gewässer Produktionszone Transferzone Depositionszone Bildzitat: MMCD Gmb. H Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Erosion / Transport / Sedimentation Aufgabe: Tragen Sie in das Diagramm ein, in welchem Bereich Abtrag, Transport bzw. Sedimentation auf Grund des Zusammenhangs zwischen Strömungsgeschwindigkeit und Sohlsubstratgröße stattfinden wird. 1000 100 Strömungsgeschwindigkeit [cm/s] 10 1 0, 001 0, 1 Feinsand 1000 10 Feinkies Steine/Blöcke Grobsand Grobkies 1 Mittlere Teilchengröße des Untergrundes in [mm] Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Erosion / Transport / Sedimentation als Funktion der Fließgeschwindigkeit Die Abbildung verdeutlicht den Zusammenhang zwischen der Fließgeschwindigkeit und dem resultierenden Partikelzustand je nach der Größenstruktur des Sohlmaterials. Auffällig ist dabei, dass Schluff und Ton (<<0, 1 mm) durch die Wirkung der Kohäsion teilweise größeren Fließgeschwindigkeiten widerstehen als z. B. Feinkies. 1000 Abtrag 100 Strömungsgeschwindigkeit [cm/s] 10 Transport Sedimentation 1 0, 001 0, 1 Feinsand 1000 10 Feinkies Steine/Blöcke Grobsand Grobkies 1 Mittlere Teilchengröße des Untergrundes in [mm] Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Abiotische Faktoren Quelle Oberlauf Mittellauf Unterlauf Mündung Gefälle Nimmt stetig ab Wasserführung Wassertrübung Nährstoffgehalt Nimmt stetig zu Bodenart Fels, Steine, Kies, Sand, & Feinsediment <10°C <15°C >15°C Maximale Temperatur Sauerstoffgehalt gering Hoch, mit ausgeprägten Jahres- und Tagesamplituden Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken Sand, Feinsediment <20°C >20°C geringer

Biotische Faktoren Quelle Oberlauf Mittellauf Unterlauf Mündung Ernährungstypen (Makrobenthos) Bildzitat: Lf. U Bayern Zerkleinerer Filtrierer Weidegänger und Filtrierer Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Biotische Faktoren Hauptnahrungsquelle für Wirbellose Ernährungstypen (Makrobenthos) Produktion / Respiration Quelle Oberlauf Mittellauf Unterlauf Mündung Falllaub Zerkleinertes Falllaub und Falllaub Phytoplankton Aufwuchsalgen (Feindetritus & Aufwuchsalgen) Überwiegend Zerkleinerer überwiegend Weidegänger und Sedimentfresser/ Filtrierer überwiegend Sedimentfresser/ Filtrierer Produktion < Respiration Produktion = Respiration Produktion > Respiration Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken

Zonierung von Fließgewässerzone Quelle Oberlauf Forelle Fischregion Äsche Mittellauf Barbe Unterlauf Brachse Mündung Kaulbarsch/ Flunder Leitfische Salmoniden Fischregion Gewässerzone Krenal Cypriniden Rhitral Epi- Meta- Hypo- Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I | 11. Vorlesung |Univ. -Prof. Dr. -Ing. Heribert Nacken Brackwasser Potamal Epi- Meta- Hypo-

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