Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Flussordnungszahlen Kategorisierung von Fließgewässern Längszonierung Erosion / Transport / Sedimentation Abiotische und

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken

Flussordnungszahlen

Kategorisierung von Fließgewässern

Längszonierung

Erosion / Transport / Sedimentation

Abiotische und biotische Faktoren

Vorlesung 11

Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I

Themen:

https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/


analysieren

anwenden

verstehen

erinnern

Lehrziele der Veranstaltung

erschaffen

bewerten

Sie verstehen die Zusammenhänge des Stofftransportes entlang eines Gewässerverlaufes.

Sie kennen die charakteristischen Kenngrößen, die ein Gewässer beschreiben sowie ihre Zonierung.

Sie verstehen die Unterschiede zwischen den abiotischen und biotischen Faktoren eines Gewässers.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/


Quelle: Dyck/Peschke

Fließgewässer Standgewässer

natürliche

Bäche

Flüsse

Ströme

künstliche

Be- und Entwässe-

rungsgräben

Schifffahrts-kanäle

Überleitungs-kanäle

natürliche

Weiher/Teiche

Seen

Binnenmeere

künstliche

Klärteiche

Flussstauseen

große Stauseen

Oberirdische Gewässer



Die Ordnungszahl erhöht sich wenn zwei Gewässer

gleicher Ordnungszahl zusammenfließen.

1. Ordnung Quellbäche

2. Ordnung Mittelbäche

3. Ordnung Hauptbäche

4. Ordnung Flüsse und höher

OdnungszahlMindestanzahl

Gewässer

1

2

3

n

21-1

= 1

22-1

= 2

23-1

= 4

2n-1

Ordnungssystem nach Horton und

Strahler

Die Flussordnungs-zahl ist nicht

zu verwechseln mit der Einteilung

von Gewässern nach I. und II.

Ordnung gemäß LWG.

1 1

1

1

1

11

1

1

1

2

2

22

2

3

3

4

4

Flussordnungszahlen



KategorieFlussord-nungszahl

Quellbach 1

Mittelbach 2

Hauptbach 3

Fluss > 3

Strom

Aufgabe:

Nach welchen anderen Kriterien kann

man Gewässer kategorisieren ?

Geben Sie mindestens 3 weitere

Unterrscheidungs-merkmale an und

tragen Größen-ordnungen für die

Werte ein.

Kategorisierung Bach / Fluss / Strom



Die Tabelle verdeut-licht, 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

Flussordnungs-zahl von 4 als Flüsse

gekennzeichnet werden.

Quelle: Klee/ Schönborn/

Uhlmann & Horn/

Otto & Braukmann

KategorieFlussord-nungszahl

MNQ [l/s]

MQ [m³/s]

Breite [m]

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

Strom > 5000 >2000

per Definition ein Fluss, der in ein Meer

einmündet.

Kategorisierung Bach / Fluss / Strom



Bildquelle: MMCD GmbH

Oberlauf

MittellaufUnterlauf

Mündung

Hauptzonen der Gewässer



UnterlauftypMittellauftypOberlauftyp

Lauflänge

Aufgabe:

Die Eigenschaften sowie die Prozesse in

einem Fließgewässer ändern sich entlang

des Gewässerlängs-schnittes in einer

charakteristischen Art und Weise.

Tragen Sie in das Diagramm die Para-

meter ein, die Sie für maßgebend halten

und geben Sie deren Veränderung über

den Flussverlauf an.

Charakteristischer Gewässerlängsschnitt



Tiefen-erosion Transport

Sedimentation

Gefälle & Fließ-geschwindigkeit

Durchfluss & Jahrestemperatur

Tiefenerosion

Seitenerosion

UnterlauftypMittellauftypOberlauftyp

Lauflänge

Sauerstoffgehalt

Seitenerosion

Charakteristischer Gewässerlängsschnitt



Blöcke

Schotter

Kies

Sand, Schlick

Quelle Mündung

Oberlauf UnterlaufMittellauf

Korndurchmesser des Sohlsubstrates

Korndurchmesser des Sohlsubstrates




Produktionszone

Transferzone

Depositionszone


Hauptzonen der Gewässer



0,1

1

10

100

1000

0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000

Mittlere Teilchengröße des Untergrundes in [mm]

Feinsand

Grobsand

Feinkies

Grobkies

Steine/Blöcke

Strömungs-geschwindigkeit

[cm/s]

Aufgabe:

Tragen Sie in das Diagramm ein, in

welchem Bereich Abtrag, Transport bzw.

Sedimentation auf Grund des Zusammen-

hangs zwischen Strömungsgeschwindig-

keit und Sohlsubstrat-größe stattfinden

wird.

Erosion / Transport / Sedimentation



0,1

1

10

100

1000

0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000

Mittlere Teilchengröße des Untergrundes in [mm]

Feinsand

Grobsand

Feinkies

Grobkies

Steine/Blöcke

Strömungs-geschwindigkeit

[cm/s]

Abtrag

Transport

Sedimentation

Quelle: Schmitz/Morisawa/Brehm/ Schönborn/

Uhlmann&Horn

Erosion / Transport / Sedimentation als Funktion der Fließgeschwindigkeit

Die Abbildung verdeutlicht den

Zusammenhang zwischen der

Fließgeschwindigkeit und dem

resultieren-den Partikelzustand je nach

der Größen-struktur des Sohlmaterials.

Auffällig ist dabei, dass Schluff und Ton

(<<0,1mm) durch die Wirkung der

Kohäsion teilweise größeren

Fließgeschwindigkeiten widerstehen als

z.B. Feinkies.



Korngröße

(Durchmesser in mm)

Deutsche Bezeichnung Englische Bezeichnung Wird transportiert ab einer Geschwindigkeit (cm/s)

von1:

<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

Quelle: Nielsen, Rössert, Hynes, Gorman & Karr1) Bezieht sich auf die Korngrößen in Klammern

Korngrößen



Quelle Oberlauf Mittellauf Unterlauf Mündung

Gefälle

Wasserführung Wassertrübung

Nährstoffgehalt

Bodenart

Maximale Temperatur

Sauerstoff- gehalt

Nimmt stetig ab

Nimmt stetig zu

Fels, Steine

<10°C

gering

Steine, KiesKies, Sand, & Feinsediment

Sand, Feinsediment

<15°C >15°C <20°C >20°C

geringer geringerHoch, mit ausgeprägten Jahres- und

Tagesamplituden

Abiotische Faktoren



Hauptnahrungs-quelle für

Wirbellose

Ernährungstypen

(Makrobenthos)

Produktion / Respiration

Falllaub

Überwiegend Zerkleinerer

Produktion

<

Respiration

Falllaub und AufwuchsalgenZerkleinertes Falllaub

(Feindetritus &

Aufwuchsalgen)

Phytoplankton Phytoplankton

überwiegend Weidegänger

und Sediment-fresser/

Filtrierer

überwiegend Sediment-

fresser/ Filtrierer


Produktion

=

Respiration

Produktion

>

Respiration

Biotische Faktoren



Zerkleinerer

Weidegänger und

Filtrierer

Filtrierer


Biotische Faktoren

Bildquelle Abbildungen: LfU Bayern

Ernährungstypen

(Makrobenthos)



Fließgewässerzone

Fischregion

Leitfische

Fischregion

Gewässerzone


Forelle Äsche Barbe Brachse

Kaulbarsch/ Flunder

Salmoniden Brackwasser

Rhitral Potamal

Epi- Meta- Hypo- Epi- Meta- Hypo-

Krenal

Cypriniden

Zonierung von Fließgewässern


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