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Dynamik des Wassers EarthCache

Hidden : 1/24/2012
Difficulty:
2 out of 5
Terrain:
2 out of 5

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Geocache Description:

Dynamik des Wassers

Nehmen und Geben – Erosion und Sedimentation am Beispiel der Hasselbachaue

Die Hasselbachaue ändert sich ständig durch die Bewegung des Wassers – die Strömung.
Das Gefälle des Hasselbachs bedingt seine Fließgeschwindigkeit.
Je größer die Strömungsgeschwindigkeit, desto mehr Kraft hat das Wasser Substrat (Schotter, Kies) mitzureißen – die Erosion.
Ist die Strömungsgeschwindigkeit geringer, sinkt alles zu Boden: zuerst die großen Steine, dann der Kies und schließlich der Schlick – die Sedimentation.

Aufgrund der unterschiedlichen Struktur im Bachbett, wird die Strömungsrichtung auf das Ufer gelenkt, was dort zur Erosion (die sogenannte Seitenerosion) führt. Geländeunebenheiten, Vegetationsbewuchs und Unterschiede im Ufersediment lassen eine turbulente Strömung mit Verwirbelungen an den Objekten entstehen und lenken den Wasserstrom aus seiner geraden Bahn ab. Oft reichen schon geringfügige Störungen aus, um den Stromstrich - die Linie mit der höchsten Fließgeschwindigkeit innerhalb des Flussbettes, zum Pendeln zu bringen.
Die Zone höchster Wassergeschwindigkeit - der Stromstrich - liegt unter physikalisch idealen Bedingungen in einem völlig geraden Flussbett und ohne Seitenreibung in der Mitte des Fließgewässers. Die Lage des Stromstriches ist um so stabiler, je stärker das Talgefälle ist, da die Fließenergie dann groß genug ist, um Widerstände und Hindernisse, die zur Ablenkung des Stromstriches führen könnten, zu überwinden. Verringert sich mit abnehmendem Gefälle die Strömungsenergie, dann verringert sich die Stabilität des Stromstriches, und eine seitliche Ablenkung ist leicht möglich.
Der Stromstrich wird nun gegen eine Uferseite gedrängt, wo die Erosionskraft zunimmt und es bildet sich eine Verlagerung des Fleißgewässerbettes aus, es entsteht eine Krümmung des Gewässers.

Das erodierte Material wird vom Wasser mitgeführt und an ruhiger Stelle wieder abgelagert. So entstehen Prall- und Gleitufer. Am Steilufer (Prallhang) wird Material weggerissen und das Bachbett wird vertieft (ausgekolkt). Das gegenüberliegende Gleitufer ist dagegen seicht. Hier fließt das Wasser ruhiger, das Material landet an und es bilden sich flache Schlick- und Schotterflächen.

Prall- und GleithangAbbildung 1: Schematisierte Aufsicht auf den Bach – Prallhang und Gleithang wandern in der Strömungsrichtung.

Die schematisch darstellte Ausbildung von Prall- und Gleithang und den damit entstehenden bogenförmig geschwungenen Krümmungen nennt man Mäander. Sobald die Seitenerosion verstärkt einsetzt, beginnt das Fließgewässer mit dem Aufbau eines Mäanderbogens, der dann gleichzeitig auch das Auspendeln des Stromstriches nach der anderen Seite und damit Bildung weiterer Mäander bewirkt. Unterstützt wird dieses „in-die-Kurve-legen“ am Prallhang durch die Zentrifugalkraft (sog. Fliehkraft).

Durch Erosion und Sedimentation entstehen ständig neue Inseln, Halbinseln, Uferabbrüche, Auskolkungen (Bachbettvertiefungen) und Furte.
Hier ist der Hasselbach in mehrere Arme aufgezweigt, die sich teilen, wieder zusammenlaufen und bei jedem Hochwasser ihre Gestalt ändern. Während die eine Rinne vom fließenden Wasser abgeschnitten wird, bahnt sich das Wasser daneben einen neuen Weg, bis das nächste Hochwasser auch diesen wieder vernachlässigt und eine andere Rinne zum Hauptgerinne erweitert. Dazwischen sind oft vegetationslose und sich im dauerenden Umbau begriffene Schotterbänke und Inseln eingestreut.
Bei Niedrigwasser versiegt in einigen Nebengerinnen das oberflächliche Wasser. An den jetzt im Bachbett sichtbar werdenden Schotterfeldern ist der Gesteinstransport erkennbar. Auch die in Längsrichtung wechselnden Wassertiefen, die Seichtstellen (Furt) und Vertiefungen (Kolk), werden deutlich – wie eine Kette von Tümpeln im Bachbett.

Neuer Lebensraum entsteht

Im frisch umgelagerten Uferbereich wechseln kleinräumig Wasserlachen mit Kies- und Geröllflächen, Tothölzern, Genist (Pflanzen- und Tierreste), feuchten und trockenrissigen Auelehmbereichen. Licht und Schatten, Feucht und Trocken, Stein und Lehm. Vom Hochwasser werden neue Schlick- und Schotterflächen geschaffen – Pionierstandorte. Die neu entstandenen Flächen werden schnell von speziell angepassten Tieren und Pflanzen (Pionieren) besiedelt, solange, bis erneut Hochwasser in einigen Uferbereichen wiederum Pionierstandorte schaffen.
Gerade die „unaufgeräumt“ wirkenden Uferbereiche sind für die Pionier-Lebensgemeinschaft besonders wichtig, sie sind sogar darauf angewiesen.


Logbedingungen

Für das erfolgreiche Loggen solltet ihr euch mit einem Zollstock und Stoppuhr zu den angegebenen Koordinaten begeben. Dort findet ihr am Hasselbach eine Infotafel, die jederzeit zu erreichen ist. Ihr findet an der Informationstafel einige Angaben zur Beantwortung der folgenden Fragen und Aufgaben.

1. Wie nennt man den Kontaktbereich zwischen Fließ- und Grundwasser?

2. Wie verhalten sich Strömung und Temperatur in diesem Kontaktbereich?

3. Miss die aktuelle Wassertiefe (in cm) des Hasselbachs hinter der Infotafel.

4. Wie hoch ist die Strömungsgeschwindigkeit (in m/s) in der Bachmitte? (Hier braucht ihr neben den Zollstock eine Stoppuhr, ein Schwimmkörper zur Messunterstützung findet ihr hier überall. Ein kleiner Tipp: In welcher Zeit legt ein Gegenstand eine bestimmte Strecke zurück oder welche Strecke legt ein Gegenstand in einer bestimmten Zeit zurück?)

Sendet die Antworten mir zu und ihr habt automatisch eine vorübergehende Logerlaubnis und müsst keine Antwort meinerseits abwarten. Sollten die Aufgaben nicht korrekt beantwortet werden, melde ich mich mit einer E-Mail bei euch.

Es wäre schön, wenn ihr von euch und euerm GPS ein Foto an der Informationstafel oder bei euren Messungen anfertigt und es euerm Log hinzufügt, dies ist allerdings eine optionale Aufgabe.

Viel Spaß im Hasselbachtal!

Quellen:
Naturpark Solling-Vogler
Hürlimann, R.; Egli-Broz, H.; Geologie; Zürich 2005
Das Saaletal in Halle - Geschichte und Gegenwart. Halle 1982.

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