Daß die Speisung des Grundwassers nicht nur durch Regen, Schnee, Tau, Reif usw., die dem Meere entstam m en, erfolgt, wissen wir (siehe die vorherg. Seite).
W ie schon erwähnt, kann für die Speisung der oberirdischen W asserläufe zahlen
mäßig vorläufig nur der oberirdische Zulauf betrachtet werden.
D ie heutigen Mittel, die Ergiebigkeit von Quellen, Bächen, und Flüssen aus der Größe der Niederschläge und der Größe des Zufluß- (Einzugs-) Gebietes zu berechnen, sind lediglich der Ausdruck einer Verlegenheit. Es wird hoffentlich eine Zeit kommen, in der die durchschnittliche Wassermenge jedes Baches in allen Zeit
punkten des Jahres durch Messungen bekannt ist. D ann wird die Größe der R egen fälle nur noch insofern bedeutungsvoll sein, als es sich um unmittelbare K lim a
schwankungen handelt, deren Folge eine Änderung der jährlichen Wassermengen dieser Wasserläufe sein würde. Würden wir heute aber an die Bearbeitung eines kleineren Wasserlaufes herantreten, sei es, um ihn zu regeln, sei es, um K raft aus ihm zu gewinnen, nur selten fänden wir in der Literatur oder bei den Anliegern A n gaben über die Größe der Wassermengen, m it der wir rechnen müssen und dürfen.
Hier ist als Ergänzung ein Beobachtungsnetz für die Größe der Niederschläge eingetreten. W eiß man, wieviel Wasser in einem bestim m ten Zeitraum auf das Einzugsgebiet eines Wasserlaufes gefallen ist, hat man ferner Erfahrungswerte dafür, -wieviel von diesem Wasser oberirdisch dem Fluß zufließt, wieviel in das Grundwasserbett hineinsinkt und w ieviel verdunstet, dann kann man aus den beiden ersten Zahlen zu brauchbaren W erten über die zu erwartenden W asser
mengen dieses Flusses kommen. Daß diese Rechnungen immer m it größeren Fehler
quellen behaftet sein müssen, ist einleuchtend, die Fehler gleichen sich einmal aber bei Zusammenfassung längerer Zeiträume aus, auch sind sie m eist kleiner als die U n terschiede in der Wasserführung der Flüsse bei den verschiedenen Wasserständen, w ie NW ., MW. und HW . Über die Größe der Regenmengen geben die R egen
beobachtungen Aufschluß, die heute in allen Kulturländern durchgeführt werden.
D ie Regenmenge wird täglich gemessen, in Deutschland in Gefäßen, die von H e l l - m a n n angegeben worden sind.
D ie R egen m esser geben d an n, w enn der W in d an sie herankom m en k an n, gew öhn lich zu klein e R egen m en gen an. D ie L u ft w ird am Gefäß hochgetrieben, so daß ein T eil des R egen s, s t a t t das Gefäß zu fü llen , über die Öffnung hinw egspringt. So is t d am it zu rechnen, daß die A n gaben der R cgen m eß station en m eist noch durch die W irk lich k eit übertroffen werden. D ie Größe der R egen fälle wird so angegeben, a ls ob der gefallen e R egen den B oden in ein er S ch ich t v o n einer b estim m ten M illim eterhöhe bedeckte. D ie Schneedecke wird dabei in W asser um gerech n et, w obei der W assergehalt des Schn ees je nach D ick e u n d A lter der S chn eedecke, ob er m ehr Stau b- oder m ehr E ischarakter b esitzt, 0,1 bis 0,5 der D ick e der S chn eedecke h och sein w ird.
Zu der Speisung durch Regen und Schnee tritt für das Hochgebirge noch die Speisung durch das Eis aus Gletschern hinzu, die in Verbindung m it der Schnee- (Firn-) Schmelze im Sommer die Wasserführung der Gebirgsflüsse stark beein
flussen.
D ie Wasser Verhältnisse eines von Gletschern gespeisten Flusses sind gerade umgekehrt wie die eines gletscherlosen. H a t der letztere im Frühjahr Hochwasser durch Schneeschmelze, dann hat der Gletscherfluß Niedrigwasser; hat dergletscher- lose Fluß im Sommer wegen H itze und Trockenheit Niedrigwasser, dann hat der Gletscherfluß wegen starker Eisschmelze ein gutes Mittel- oder Hochwasser. Sowie es sich nicht um reine Gletscherspeisung handelt, vermindern sich diese
Gegen-2*
.nfcili S ^ ^ ^ ^ ^ N
20 D a s V orkom m en des AVassers.
sätze. In den Flüssen der norddeutschen Tiefebene, w ie Weser, Elbe, Oder, tritt das gefährlichste Hochwasser im Frühjahr ein, im R hein und der R hone da
gegen im Hochsommer (siehe dazu die Abb. 2 a bis c), bei der Oder auch im Sommer.
D er R h ein als A lpenfluß h a t daher ganz andere AVasserverhältnisse als die E lb e oder die W eser, da die Q uellgebiete sich in beiden F ä llen ganz versch ied en verh alten . D ie G letscher
der A lp en b ed eu ten ein e v ie l w eiter in das Jah r hin einreichende A n sam m lun g v o n AVasser als die Schn eedecke des H arzes oder des R iesengebirges. D ie E rgieb igk eit der G letscher wird u. a.
durch die L age ihres F u ß es festg estellt.
E in Zurückw eichen des F u ß es v o n Jahr zu J a h r b ed eu tet V erm inderung der G letseherspeisun g des F lu sses. W ied erum g a n z anders v erh a lten sich tropische F lü sse, so der N il (A bb. 1) m it seinem regelm äß igen (nur selten fehlen den) H och w asser v o n J u li b is D ezem ber.
D ie für uns maßgebenden R egen
karten sind von H e l l m a n n 1) ge
geben worden. Eine solche R egen
karte zeigt Abb. 5. Sie wurde be
nutzt, um die Niederschlagsgebiete für die Talsperrenwerke im Harz zu klären. D ie eingezeichneten Linien geben die H öhe der Jahresniederschläge für einen dreißigjährigen D urch
schnitt in Millimetern an. Man sieht, daß der Brocken z. B. einen langjährigen mittleren Jahresniederschlag von 1700 mm besitzt, d, li. 1 qkm einer derartig be
dachten Fläche erhält den Jahresniederschlag von 1,7 Mill. cbm.
Abb. 2. Häuflgkcltskurven für verschiedene W a sserstä n d e. _ -für den lthein bei Mannheim, für den Rhein bei Köln, —. — für die Weser bei Baden.
E in Vergleich m it der Höhenkarte Abb. 4 zeigt klar die regenabfangende W irkung der Bergrücken und die R egenbeschattung der Täler. AAhe groß die Rolle der Gebirge als Regenfänger ist, erkennt m an daraus, daß der durchschnitt
liche Jahresniederschlag Deutschlands etw a 660 mm ist, gegenüber einem solchen im Oberharz von 1500 bis 1700 mm, in den A'ogesen von 1400 bis 2500 m m . D ie größten Regenhöhen auf der Erde sollen zwischen 4000 und 5000 m m liegen.
Bei der Beurteilung der Ausbauwürdigkeit großer Anlagen — W asserkraftwerke
1 ) H ellm an n sch e R egen k arte, B e r lin : D ietr. R eim er.
D ie Niedersehläge und ihr Verbleiben. 2 1
— sind die m ittleren W erte der Niederschläge von größter W ichtigkeit, während die außergewöhnlichen Regenm engen sehr unbequem sind, da oft die ganze A n
lage nach ihnen entworfen werden muß.
D a im N ovem b er bereits o ft Schn ee fä llt, der in dem betreffenden K alend erjahr n ich t m ehr ab fließ t, so w ird das hyd rologische J a h r v o m 1. N ovem b er bis zum 31. O ktober g e rechnet. M an h a t dadurch in dem selben Z eita b sch n itt alle A b flü sse v erzeich n et, die zu den N iederschlägen der g leich en Ja h reszeit gehören.
D ie größ te m onatlich e R egen m en ge tr itt in D eu tsch la n d im J u li u n d A u g u st auf, sie k a n n bis zu 1/3 der m ittleren Jahresm engo ste ig en 1). F ür die ein zeln en Jahresm en gen lassen sich längere Z eiträum e erk en nen, in denen trock en e m it nassen Jah resh älften abw echseln.
D ie U n tersch ied e einzelner Jahre k ön nen bis zu 100 v H u n d m ehr betragen, so daß die V erw endung ein zelner Jahre zu g a n z falschen Schlüssen führen k an n (in der E ifel bis 200 v H ).
J e n ach den verschiedenen Z w ecken erfolgt die A u sw ertung der ein zeln en R e g en m essu ngen n ach versch iedenen R ich tu n gen . D ie M ittelw ertbildun g über m ehrere Jahre (im M ittel e tw a 18 Jah re) sin d für die F lü sse v o n besonderer B ed eu tu n g. D ie m ittlere R e g en m enge der ein zeln en Jahre u n d Jah reszeiten is t für T alsperrenanlagen w ich tig , d ie H ö ch st
w asserm enge b ei der B estim m u n g der H och w asserschu tzräum e u n d der A n lage v o n D eich en .
Abb. 3. Wassermengen des lthelns im Verlauf eines Jahres (30jäbr. Mittel) vom Bodensee bis Köln.
W ich tig is t ferner die T atsach e, daß für die H ochw ässer der aus n ic h t v ergletsch erten G e
birgen kom m end en F lü sse die Schn eeschm elze u n d d a m it das Frü hjahr en tsch eid en d ist, daß aber die stärk sten N iedersch läge kurzer Z eiträum e im Som m er fa s t nur durch R egen gü sse erfolgen. N u r ausnahm sw eise is t im Oberharz der größte M onatsniederschlag ein es la n g jährigen Zeitraum es im D ezem ber erfolgt (C lausthal m it 456 m m , Osterode m it 211 m m ).
D ie größten täglichen R egen m en gen liegen fa st ausnahm slos in den M onaten M ai bis Ok
tob er2). D ie größten Tagesniederschläge gehen selb st in d en G ebirgen nur selten über 100 m m h in aus (C lausthal 29. V I. 1861: 116 m m , L au ten th al 11. V II. 189S: 122 m m ).
A u ch die stü n d lichen größten R egen m en gen w erden gem essen , sin d aber für den Verkehrs Wasserbau oh n e große B ed eu tu n g .
Entscheidend ist nun das Mengenverhältnis, in dem der Niederschlag ober
irdisch abfließt, versickert und wieder verdunstet.
Allgemeine Angaben sind m eist ohne W ert und führen nur zu gedankenloser Anwendung. Man muß zur genauen Feststellung dieser Zahlen für jeden Ort Ver
suche machen. D ie oft vorhandene Angabe, daß je a/3 der
Niederschlags-J) B e i dem H och w asser A u gust 1924 fiel in d en G ebieten der Isar in 3 6 stü n d igem Sturzregen etw a 1/ 3 des m ittleren Jahrcsniedersehlages.
2) H an d b . d. In g.-W is. 1911, I I I . T eil, B d . 1, S. 27.
22 D a s V orkom m en d es W assers.
.angeisheim
"oslar
‘Lautenta)
Osterode
Hasselfe
Herzberg
Schorzfei
E llrich
Nordhausen 'dersfodr
Abb. t. Iiühenkarte. Maßstab 1:500000.
denken, daß nicht nur Wasser, sondern auch Schnee in erheblichen Massen ver
dunstet.
Für die V e r d u n s t u n g ist die landwirtschaftliche Bebauung des Landes stark entscheidend. W ald läßt mehr verdunsten als unbebaute Felder, aber nur
*/a soviel wie in Kultur stehende Felder. Als m ittlere tägliche Verdunstungs
höhe wird für m it Pflanzen bedecktes Ackerland 1 bis 7 mm angegeben, für W iesen 3 bis 7 mm, für W ald verschiedener Art aber nur 0,5 bis 1 mm. Darauf beruht es, daß in den waldreichen Gebirgen trotz der großen Niederschlagshöhen nur wenig Wasser verdunstet, ebenso wie dort wegen der steilen H änge und des steinigen Bodens nur wenig Wasser versickert, eine für unsere K raftwirtschaft, aber auch unsere Flüsse sehr wichtige Tatsache. Die tägliche Verdunstung von W asserflächen menge abfließe, versickere und wieder verdunste, ist als Kegel irreführend. Für irgendein Gebiet kann dieses Verhältnis einmal als seltene Ausnahme richtig sein, darf aber nie ohne weiteres zugrunde gelegt werden. Entscheidend für die W ahl dieser Zahlenwerte ist neben dem Klima und der Jahreszeit die Geländegestaltung und der geologische Aufbau der in Frage stehenden Gebiete. Auch die augenblick
lichen W indverhältnisse sind nicht ohne Einfluß. Bei der Verdunstung ist zu
be-Goslar)
^«Vteremt
nigerode
Osferode
yrrfiavs 'S» /
rattern Herzberg
'B adL ovM
E llrich
foumspnflgs
.Alordhausen
Abb. 5. Hcgenkartc. M&ßstab 1 :500 000.
Für die Versickerung finden sieh noch stärkere Unterschiede. D ie größte Versickerung hat Sand- und Kiesboden, die kleinste Felsboden und fester Lehm boden. Mooriger Boden, kalkartige Bodenarten usw. stehen in der M itte. Ist der Boden m it Moos oder anderen Pflanzen bestanden, dann ist die Versickerung nur ein Bruchteil der kahlen unbestandenen Fläche. B ei Lehm ist dieses Verhältnis der Versickerung der kahlen Fläche zur m it Gras bewachsenen z. B . 25 : 1, bei Sand und Torf aber nur 5 : 1 . In den heißen M onaten kann wegen der Ver
zögerung der Versickerung die Pflanzendecke die Versickerung auf 0 herabmin- dem . Grober, kiesiger Untergrund ohne wesentlich schützende Pflanzendecke
D ie Xlederscliläge und ihr Verbleiben. 2 3 wird bis zu 150 m m 1) in den heißen Monaten gerechnet. Im großen Durchschnitt rechnet man heute dam it, daß einschließlich der Verdunstungsarbeit der Pflanzen fast SO v H des lierabfallenden Wassers vom Regenfall bis zum Meere ver
dunstet, daß also nur 20 v H versickert und oberirdisch abfließt. In Gebirgen dagegen m it wenig Spalten und kahlen Hängen kann 70 bis SO vH versickern und verdunsten.
1) M essungen im R u hrgeb iet.
2 4 Gewässerkunde des Festlandes.
kann bis zu SO v H des Wassers versickern lassen. Steile, felsige Gebirgshänge.
lassen Wasser nur in einzelnen Spalten versickern, die so verloren gehende Menge wird kaum 10 v H erreichen.
Zahlen über die Größe der V ersickerung zu geben , h a t liier k ein e B ed eu tu n g , die Zahlen sin d zu verschieden. E s g en ü g t zu zeigen , w ie groß die U n tersch ied e sin d , w ie vo rsich tig die gan ze F rage b eh a n d elt w erden m uß. B esonders hin gew iesen w erde aber auf die A n gaben v o n B u b e n d c y im H an d b . d. In g .-W iss.1) über d ie E rm ittlu n g v o n H ochw asserm engen.
B u b e n d e y g ib t hier in seiner praktischen H y d ra u lik auch F orm eln verscliiedener F a c h m änner an, nach denen sich diese W asserm engen ann ähern d b estim m en lassen, auch sin d in der gleichen A rbeit T afeln e n th a lten , die an gen äh erte Zahlen ergeben.