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

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Präsentation zum Thema: "Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Flussordnungszahlen Kategorisierung von Fließgewässern Längszonierung Erosion / Transport / Sedimentation Abiotische und."—  Präsentation transkript:

1 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:

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

3 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Quelle: Dyck/Peschke FließgewässerStandgewässer 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

4 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Die Ordnungszahl erhöht sich wenn zwei Gewässer gleicher Ordnungszahl zusammenfließen. 1. Ordnung Quellbäche 2. Ordnung Mittelbäche 3. Ordnung Hauptbäche 4. Ordnung Flüsse und höher Odnungszahl Mindestanzahl Gewässer n = = = 4 2 n-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 Flussordnungszahlen

5 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Kategorie Flussord- nungszahl Quellbach1 Mittelbach2 Hauptbach3 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

6 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken 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 Kategorie Flussord- nungszahl MNQ [l/s] MQ [m³/s] Breite [m] Quellbach1< 100,06 - 0,18 Mittelbach ,30 - 0,70 Hauptbach ,20 - 3,90< Fluss> ,00>= 5 Strom> 5000>2000 per Definition ein Fluss, der in ein Meer einmündet. Kategorisierung Bach / Fluss / Strom

7 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: MMCD GmbH Oberlauf Mittellauf Unterlauf Mündung Hauptzonen der Gewässer

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

9 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Tiefen- erosion Transport Sedimentation Gefälle & Fließ- geschwindigkeit Durchfluss & Jahrestemperatur Tiefenerosion Seitenerosion UnterlauftypMittellauftypOberlauftyp Lauflänge Sauerstoffgehalt Seitenerosion Charakteristischer Gewässerlängsschnitt

10 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Blöcke Schotter Kies Sand, Schlick Quelle Mündung Oberlauf Unterlauf Mittellauf Korndurchmesser des Sohlsubstrates

11 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: MMCD GmbH Produktionszone Transferzone Depositionszone Bildquelle: MMCD GmbH Hauptzonen der Gewässer

12 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken 0, ,001 0,01 0, 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

13 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken 0, ,001 0,01 0, 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.

14 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Korngröße (Durchmesser in mm) Deutsche Bezeichnung Englische Bezeichnung Wird transportiert ab einer Geschwindigkeit (cm/s) von 1 : <0,002 Ton Clay 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 (5,0) Feinkies Gravel (11,0) Mittelkies Gravel (45,0) Grobkies Pebble 150 >60 (80) Steine Stones 200 (180) Block Rock 300 Quelle: Nielsen, Rössert, Hynes, Gorman & Karr 1 ) Bezieht sich auf die Korngrößen in Klammern Korngrößen

15 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken QuelleOberlaufMittellaufUnterlaufMündung Gefälle Wasserführung Wassertrübung Nährstoffgehalt Bodenart Maximale Temperatur Sauerstoff- gehalt Nimmt stetig ab Nimmt stetig zu Fels, Steine <10°C gering Steine, Kies Kies, Sand, & Feinsediment Sand, Feinsediment <15°C>15°C <20°C >20°C geringer Hoch, mit ausgeprägten Jahres- und Tagesamplituden Abiotische Faktoren

16 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Hauptnahrungs- quelle für Wirbellose Ernährungstypen (Makrobenthos) Produktion / Respiration Falllaub Überwiegend Zerkleinerer Produktion < Respiration Falllaub und Aufwuchsalgen Zerkleinertes Falllaub (Feindetritus & Aufwuchsalgen) Phytoplankton überwiegend Weidegänger und Sediment- fresser/ Filtrierer überwiegend Sediment- fresser/ Filtrierer QuelleOberlaufMittellaufUnterlaufMündung Produktion = Respiration Produktion > Respiration Biotische Faktoren

17 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Zerkleinerer Weidegänger und Filtrierer Filtrierer QuelleOberlaufMittellaufUnterlaufMündung Biotische Faktoren Bildquelle Abbildungen: LfU Bayern Ernährungstypen (Makrobenthos)

18 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Fließgewässerzone Fischregion Leitfische Fischregion Gewässerzone Quelle OberlaufMittellaufUnterlaufMündung ForelleÄscheBarbeBrachse Kaulbarsch/ Flunder SalmonidenBrackwasser RhitralPotamal Epi-Meta-Hypo- Epi-Meta-Hypo- Krenal Cypriniden Zonierung von Fließgewässern


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