a) Yerlialten der Flutwelle im Flusse

Treffen in einem K anal zwei Ström ungen von verschiedener Geschwindigkeit aufeinander, so wird an der Treff stelle ein A ufstau entstehen. D a aber die lebendige K raft der den Wasserherg erzeugenden Ström ungen n ich t gleich war, so wird der entstandene W ellenberg sich vorwärts bewegen und zwar in der R ichtung der Strömung, die die größere lebendige K raft besaß. H ierbei werden sich die entgegenström enden W asser m ischen und eine Geschwindigkeit an­

nehm en, die dem U nterschied der lebendigen K räfte der ursprünglichen Strö­

mungen entspricht. D ie Äußerungen dieses Vorganges sehen wir in dem E in ­ treten der Flutw elle in die Flußm ündungen an Meeren m it starken Gezeiten.

Zur Zeit der F lu t b esteh t eine Ström ung von der See her zum Lande, die beim Einlaufen in eine B u ch t um so stärker wird, je mehr sich die B u ch t verengt.

Die Ä stuarien sind in ausgeprägtem Maße solche sich verengenden B uchten m it der weiteren Eigentüm lichkeit, daß eine Salzwasserströmung m it einer Süßwasser­

strömung zusam m entrifft. Die Geschwindigkeit der Flutström ung ist bei Beginn der F lu t kleiner, später jedoch größer als die des Flusses, anfangs behält daher das Flußwasser seine R ichtung bei, später ist aber die Flutström ung stärker und muß ihre R ichtung beibehalten, ihre Geschwindigkeit aber vermindern.

In der Mündung findet jetzt ein A ufstau sta tt; es bildet sich ein W ellenberg, der im Flusse nach der Form einer schlanken W ellenlinie verläuft. Solange die F lu t rasch steigt, liegt der Scheitel der W elle im Meer und rückt nicht vorwärts, nur der Fluß wandert strom auf. Erst im oberen Teil der Flutkurve, wenn das Steigen der F lu t langsamer wird, beginnt der Scheitel der W elle stromaufzulaufen.

Solange noch ein Steigen der F lu t im Meere stattfin d et, h a t die gesamte Wassermasse im Flusse zwischen Scheitel und Meer eine nach aufwärts gerichtete Bewegung. Dieser gesam ten W assermenge ergeht es -wie einer K ugel, die einen Berg hinaufgestoßen wird, sie muß nach einiger Zeit, d. h. sobald ihre lebendige K raft aufgezehrt ist, zur R uhe kom m en. Aber nicht nur die stete Überwinduug der Steigung und R eibung zehrt die K raft der ström enden W elle auf, sondern auch das ihr stetig entgegenström ende Wasser des Flusses wirkt in gleichem Sinne hemmend. Dauernd muß das Wasser der F lutw elle sich m it dem Fluß­

wasser entgegengerichteter Ström ung mischen, fortwährend verm indert sich auch hierdurch ihre Geschwindigkeit1).

Sobald die Ebbe in dem Meer eintritt, kann die Entw icklung eines richtigen W ellenberges im Fluß beginnen. Der Flutberg im Flusse, der sich aus beiden aufeinanderstoßenden Wassermengen bildet, ist dann schon eine ganze Strecke strom auf gewandert, er wird von dem Meere her in sanfter Linie ansteigen.

M it Beginn der Ebbe muß nun auch Wasser aus dem Fluß wieder nach dem Meere fließen. Dieses kann aber anfänglich nur nahe der Mündung geschehen, weil weiter oberhalb die G eschwindigkeit des aufwärts strömenden Wassers ein Rückfließen verhindert. J e länger die E bbe aber dauert, desto mehr bildet sich nun auch hinter dem Flutberg ein nach dem Meere zu abfallender Rücken aus. Auf ihm muß nahe dem Scheitel die Ström ung noch strom auf ge­

richtet sein, w eiter dem Meere zu aber sich in die Ebbeström ung umkehren.

Wir erhalten jetzt den Zustand, daß von dem Flutberg dauernd Wasser dem Meere zufließt, er verliert jetzt also nicht nur durch die W iderstände im Flusse an K a f t , sondern wird auch durch das von ihm zum Meere hin abfließende Wasser an Menge verringert, in seiner W irkung geschwächt.

l ) Vor der M isch ung t r it t ein e Ü b erlageru n g d es S ü ßw assers über d a s Seewasser m it en tg eg en g esetzter S tröm u n g überein and er auf. B e o b a c h te t v o n B a u d irek to r P l a t e , B rem en in der W eser, e in e fü r d ie B erech n u n gen sehr w ic h tig e T atsach e.

V erh alten der F lu tw ellen im Flu sse. 1 8 1 Beginnt nun das nach unten ablaufende Wasser das von oben zuströmende zu überwiegen, dann kann der Scheitel zwar noch weiter aufwärts laufen, seine H öhe muß sich aber immer schneller verringern, bis sie schließlich gleich Null wird, d .h . m it dem gewöhnlichen W asserstand des Flusses zusam m enfällt, hier liegt die F l u t g r e n z e im Flusse. D e r l e t z t e T e il d i e s e s B e r g e s u n t e r h a l b d er F l u t g r e n z e ist n u n n i c h t s w e it e r a ls d a s v o r d e m S c h e i t e l a n g e ­ s t a u t e F l u ß w a s s e r . Innerhalb des größten Teils dieses letzten Stauwassers ist Abwärtsströmung vorhanden, die allerdings- desto mehr abnim m t, je näher sie dem Scheitel kom m t. Bereits eine Strecke oberhalb der Endstellung des Scheitels müssen Tideström ung und Flußgeschwindigkeit einander gleich werden, d. h.

jede Ström ung verschwindet. Bis hierher reicht dem nach der letzte R est der eigentlichen F lu t, hier liegt d ie G r e n z e d e r F l u t s t r ö m u n g .

Zusammenfassend sieht man also zuerst eine zusammenhängende W asser­

masse in den Fluß einströmen, diese löst sich aber bereits vor E in tritt der Ebbe im Meere durch Ausbildung eines W ellentals hinter sich vom Meer los und wandert nun unabhängig vom Meere lediglich infolge der ihr innewohnenden lebendigen Kraft als W elle den Fluß hinauf. Sobald der Flutborg die Grenze der Flutström ung erreicht hat, ist bereits der größte Teil des Flutwassers, das in den Fluß eintreten konnte, wieder abgelaufen. E s muß jetzt der R est des Flutwassers zusammen mit dem aufgestauten Flußwasser abwärts strömen. Je mehr Seewasser in den Fluß eintreten konnte, desto

mehr Flußwasser wurde in ihm aufgestaut, eine um so viel größere Gcsaintwassermcnge muß nun auch bei der Ebbe zu Tal fließen und eine um so größere aufiliumende sink- stof fabf ührende Kraft wird dem Flusse verliehen. Dieser Satz bildet die Grundlage für jede

Korrektion, es wird später auf ihn zurückgegriffen werden. Aus ihm geht der Zwang hervor, eine Tidem ündung nicht in der Breite einzuschränken, sondern zwecks Einführung von m öglichst v iel Flutwasser nach bestim m ten Regeln zu erweitern. D iese R egeln werden später entw ickelt.

Die F l u t w e l l e h at die Form einer sehr flachen W elle, ihre Periode ist gleich der Flutperiode im Meer, an der Nordsee also 12 Std. 25 Min.

Abb. 213 zeigt den Verlauf einer Flutw elle stromaufwärts, wie er bei einem sehr langen Flusse, w ie z. B. dem Amazonenstrom, eintritt (bei europäischen Flüssen nicht!). D ie Bahn des W cllenscheitels S iSs usw. S 7 nennt man die L in ie d e s H o c h w a s s e r s , die Bahn des W ellenfußes F 7FAF g usw. die L i n i e d es N i e d r ig w a s s e r s . Der vordere W ellenfuß muß sieh dabei auf der gleichen Bahn bewegen wie der darauffolgende. Braucht der W ellenscheitel mehr als die Zeit einer Periode, um von der Mündung bis zur Grenze der Flutström ung zu laufen, dann treten hintereinander mehrere Flutw ellen in den Fluß hinein. D ieses geschieht besonders leicht, w enn der Fluß eine große Tiefe und geringes Gefälle und das Meer einen großen Tidehub besitzt, z. B. Amazonenstrom, der gelbe Fluß.

Die Form dieser W elle ist abhängig von der G estalt des Flußbettes. Ist dieses von gleichmäßig sich änderndem Querschnitt und Gefälle, dann wird die Form der W elle auch eine regelmäßige sein. B esitzt das B ett plötzliche Er­

weiterungen, dann wird die W elle an dieser Stelle eine Senkung zeigen; finden sich starke Verengungen, dann tritt eine H ebung der W elle ein. Beides ist m it einem Verlust an lebendiger K raft und gleichzeitig an W assermenge verbunden.

Len gleichen Erfolg haben Reibungswiderstände, wie sie durch Sandbänke, Kuhnenbauten usw. hervorgerufen werden.

1 8 2 M ündungen m it stark en G ezeiten.

D ie Geschwindigkeit der Flutström ung selbst im Fluß ist von der Ge­

schwindigkeit. m it der der F lutscheitel fortschreitet, verschieden, trotzdem sie gleiche R ichtung besitzen. N och viel klarer liegt dieses bei der Ebbeström ung, die abwärts gerichtet ist, während das E bbetal strom aufwärts fortschreitet, die R ichtungen hier also gerade entgegengesetzt sind. W ie alle W ellen, die auf schräge Flächen auflaufen, eine Verzögerung am Fuß erleiden, also steiler werden, so tritt dieses auch bei den F lutw ellen im Fluß ein. D ie F lutw elle ist stromauf steiler als der Ebbeberg hinter ihr. D ie Dauer des A nsteigens ist also auch kürzer, die Dauer der Ebbe jedoch um soviel länger. D ie Abb. 214 u. 215 zeigen das A b­

hängigkeitsverhältnis von Flutkurve und Flutwrelle. Je steiler der hintere Flut- zw'eig der Flutkurve, desto steiler muß auch der vordere Fluthang der Welle sein. Diese Aufstauchung der W elle beruht w'ieder zum großen Teil auf dem Stoß des abströmenden Flußwassers auf den W cllenfuß.

Abb. 214. Flutwelle.

Abb. 215. Flutkurve.

Abb. 214—215. AbliänglgkcitsverMltnis von Flutwelle und Flutkurve.

B esitzt ein Fluß eine im Verhältnis zum Tidenhub geringe Tiefe oder be­

sonders starke Strömung, dann kann die Verzögerung so stark werden, daß die F lu t wirklich brandet und als steile W asserwand den Fluß hinaufeilt. Diese m auerähnliche W elle, B o r e oder auch M a s c a r e t genannt, erreicht auf dem Am azonenstrom 5 m H öhe und rast m it der Geschwindigkeit von 50 km in der Stunde stromauf. D ie Bilder ändern sich dann sinngemäß u m in die Abb. 221 S. 183.

Ein gutes Bild der Änderung der Flutkurven im Flusse geben die F lu t­

kurven der Elbe (s. Abb. 216). E s is t zu erkennen, wie die Flutdauer in H am ­ burg z. B . nur 4 Std. 46 Min., die Ebbedauer rd. 7.5 Std. beträgt. Trägt m an die W asserstände für denselben Augenblick auf, dann erhält m an che F lutw ehe von Cuxhaven bis Ham burg. A lle F lu t­

kurven sind auf gleiche H öhe bezogen. D ie L a u f - g e s c h w i n d i g k e i t jedes Punktes d e r F l u t w e l l e im Flusse kann annähernd nach der Formel

V —

±

+

stand des Profilschwer­

punktes von der jeweiligen Oberfläche und u die ge­

wöhnliche Ström ungsge­

schw indigkeit des Flusses bedeutet. Für sehr breite Flüsse m it steilen Ufern und der Tiefe H bei irgend­

einem beliebigen H W .-Stand geht die Formel praktisch über in V = Ü V ■ H + u .

Bedingung ist, daß die W ellenhöhe kleiner als die Flußtiefe bei N W . bleibt.

D ie Form eln geben aber meist zu große W erte, sind also, wie O e l t j e n und

D ie H o ch - u n d N iedrigw asserlinien. 1 8 3 Dr. R e i n e c k e nachgewiesen, haben, für genauere Berechnungen in unregelmäßigen Flüssen unbrauchbar, sie können aber in Kanälen (Suezkanal, Berechnungen von d e T h ie r r y ) verw endet werden1). In Übereinstimm ung m it der Formel ist die Geschwindigkeit des Flutscheitels immer größer als die seines Fußpunkts, so daß j eder Flutw ellenscheitel das vorhergehende Tal teilweise einholt. Daher stam m t die Verkürzung der Flutdauer und die Verlängerung der Ebbedauer (Abb. 216).

Abb. 217—221. Hoch- und Kledrigwasserlinic in Flußmündungen.