c) Fließende Gewässer
5. MHW, MHQ
C. H W , H Q gemäß 1 - 3 . 7. H H W , H H Q
J
B e m e r k u n g e n .
B ei 2— 6 m uß der zugehörige Z eitraum ersichtlich sein. Ohne Z usatz beziehen sich die B ezeich n u n gen auf das Jahr. M N W des Jahres ergibt sich, ind em der niedrigste W asser
stan d jedes einzelnen Jahres der b e tra ch teten Jahresreihe fe stg este llt u n d aus diesen W erten das M ittel genom m en w ird, ebenso M N Q , ind em die k le in ste A b flu ß m en ge jed es ein zelnen Jahres a u fgesu ch t un d aus diesen W erten d as M ittel g eb ild et w ird. In entsp rech en der W eise sind M N W u n d M N Q für ein en M onat zu v ersteh en u n d in den L ändern, die eine fe s t
stehend e E in teilu n g des Jahres in ein W inter- \m d Som m erhalbjahr hab en , auch M N W und M N Q des W in te rs oder des Som m ers. W ie W inter u n d Som m er abgegren zt sin d , m uß g esagt w erden. F ü r die W erte M H W u n d M H Q treten an die S telle der un teren Grenz
w erte die oberen.
D ie zu ein em der S ym b ole 1— 7 zu sam m engehörigen B u ch sta b en dürfen niem als v o n einander getren n t w erden. E tw a ig e Z eitan gaben sind, so w eit sie n ic h t a u s tabellarischer A nordnung ersichtlich sind, in folgender W eise h in zuzu fü gen :
J a n . M W 1901/20 W i. M N W 1901/20 So. M H Q 1901/20
W ährend die A bkürzun g der M onatsn am en un d H alb jahre durch ein en P u n k t k en n tlich gem ach t w ird, w erden die S ym b ole 1— 7 o h n e P u n k t geschrieben.
Z u s a t z f ü r d e n R h e i n .
D er durch in tern ation ale V ereinbarung festg eleg tc „gleichw ertige W asserstan d “ w ird m it G1W bezeichnet.
B . B e z e i c h n u n g d e r W a s s e r s t ä n d e u n d A b f l u ß m e n g e n n a c h d e r D a u e r . E s is t ein e B ezeich n u n gsw eise sow ohl n ach der U n ter- w ie n ach der Ü b ersch reitu n gs
dauer vorzusehen. B eid e sind in folgen der A rt voneinan der zu u n terscheiden:
30 W der an 30 T agen d es Jah res ü b erschritten e oder gerade vorh an d en e W asserstan d.
M it ih m fä llt zusam m en:
335 W der an 335 T agen des Jahres u n tersch ritten e oder gerade vorh an d en e W asserstan d.
Ohne w eiteren Z usatz beziehen sich d ie B ezeich n u n gen w ieder au f das Jahr.
Z eitan gaben sin d rech ts v o n W oder Q hin zu zufü gen , wie in folgen d en B eisp ielen : 60 W W i. 1901/20 der in d en W intern 1901/20 du rch sch n ittlich a n 60 T agen überschritten e
oder gerade vorhand en e W asserstand.
90 Q So. 1901/20 die in den Som m ern 1901/20 du rchsch n ittlich an 90 T agen u n tersch ritten e oder gerade vorh an d en e A bflu ßm enge.
W asserstände, Wassermengen und Speisung des Flusses, Geschwindigkeiten. 4 1
4 2 Gewässerkunde des Festlandes.
Wasser-Wasserstände, Wassermengen und Speisung des Flusses, Geschwindigkeiten. 4 3 stände und die H äufigkeitslinie. D ie Dauerlinie gib t die Zeitdauer für die ver
schiedenen W asserstände an, wobei der gleiche W asserstand der verschiedensten Tage und Monate so zusam m engezählt wird, als ob er eine einheitliche Zeit vorhanden gewesen wäre. Sie zeigt, an wieviel Tagen (auch in vH ) ein W asser
stand über- oder unterschritten wurde. Die Dauerlinie ist som it nicht m it der W asserstandskurve (Ganglinie) eines Flusses zu verwechseln. D ie H äufig
k eit des Auftretens der W asserstände ohne R ücksicht auf ihre Dauer wird durch die H äufigkeitslinie dargestellt, bei ihr werden also kerne W asserstände aufgetragen, sondern die Zahlen gleicher Pegelstände im Verhältnis zur Ge
sam tzeit. Sie zeigt, daß die m ittleren W asserstände am häufigsten, die niedrigsten und höchsten am seltensten sind. Dort, wo die Häufigkeitslinie umkehrt, wo sie ihren Scheitel hat, liegt der W asserstand, der als Scheitel-
ß ) W assermengen und Speisung. W ie die Speisung der Flüsse erfolgt, ist bereits gesagt worden. In welchen Mengen die W assermengen aus dem Flußgebiete zu
fließen, ergibt sich aus der folgenden Zahlentafel.
E r g i e b i g k e i t d e u t s c h e r S t r o m g e b i e t e b e i N .W ., M .W . u n d H .W .
4 4 Gewässerkunde des Festlandes.
Die in dieser Tafel genannten Zuflußmengen enthalten nicht nur die Speisung durch das oberflächlich dem Flusse zufließende Wasser, sondern auch die durch
den Grundwasserzustrom zu- oder abfließenden Mengen (Abb. 28).
Man sieht z. B ., daß die U nter
schiede für N W . nicht so sehr b e
trächtlich sind. Für die m eisten deutschen Ströme und Flüsse
Abb. 28. Zusammenhang zwischen Fluß- und Grund- Schwankt der Zufluß zwischen 1
wasser. und 2 1/qkm bei N W ., auch bei
MW. sind die Zahlen m it etw a 4 bis 8 1/qkm einander ähnlich. Nur für H W . ergeben sich starke Unterschiede.
Der R hein nim m t als Gletscherfluß durch hohe W erte für NW . und MW. und kleine für H W . eine Sonderstellung ein. Man kann an diesen Zahlen besonders gut den schon genannten Einfluß der Gletscher erkennen.
Abb. 29. Zurückhaltung des Bodensees. Zufluß gemessen am Pegel Au, Abfluß am Pegel Konstanz.
Von der Speisung der Flüsse kann m an nicht unm ittelbar auf die Wasser
menge schließen. Die abfließende W assermenge ist keine absolute Zahl, sondern eine auf die Zeit bezügliche. W enn es sich um die Wassermenge handelte, die sich
in der Sekunde in
50oop- ________ einem längeren Stück
des Flusses befand, dann wäre ein Schluß von derSpeisung noch eher möglich. D a es sich aber jetzt um die W assermenge in der Sekunde für einen be- stirn m ten Querschnitt handelt, so haben die Angaben über die Speisung einen nur angenäherten Wert.
Die Ursache hierfür liegt in dem W echsel der G efälle, dem vooo
3000
2000
OUfJ/mHUCf
Abb. 30. Abflußmengen der Elbe beim Septemberhochwasser 1870.
Wasserstände, W assermengen und Speisung des Flusses, Geschwindigkeiten. 4 5 W echsel der Bodenart und der Querschnittsgröße. So spielen z. B. eingeschaltete Seen wie der Bodensee eine große R olle (Abb. 29); sie verteilen das Hochwasser derart, daß die Hochwassermenge nach Durchfließen des Sees auf einen Bruch
teil verringert werden kann. D ie bewegte W assermenge hat sich dabei, absolut genommen, nicht geändert. Am R hein tritt durch den Bodensee nach K e l l e r eine Verminderung von 3200 auf
1100 cbm /sek, nach S o l d a n von 3500 auf rund 800 cbm /sek ein1).
Ähnlich wirkt die Vergrößerung des Flußbettes und die Abnahme des Ge
fälles im Unterlauf der Flüsse. D ie zu
erst sehr starken Hochwasserwellen m it sehr steilem Gefälle auf dem vorderen Scheitel werden länger und flacher. Die W assergeschwindigkeit und die H och
wassermenge nehm en, da sie relativ sind, demzufolge ab. Abb. 30 gib t hierfür ein lehrreiches Bild. Dieses Bild wird ergänzt durch Zahlentafel auf S. 46, die die Wassermenge verschiedener Flüsse und Orte für verschiedene Zustände wieder
gibt.
Das W esentliche an dieser Tafel ist nun, daß die W assermengen bei NW . und MW. allmählich zum Meere hin zuneh
men, daß aber die Hochwassermenge die schon geschilderte Ausnahme macht.
B ett und Gefälle haben ihren geringsten Einfluß auf den W asserstand bei den kleineren Wassermengen, ihren größten bei HW . D ie Unterschiede in der B e tt
größe sind für das H W . durch bald enge,
bald weite Eindeichung tatsächlich auch viel größer als bei NW . und MW. Zu Abb. 30 ist noch zu bemerken, daß es sich hier um Darstellung der Wasser
mengen, aber nicht der Hochwasserwellen handelt. Abb. 32 zeigt die A uf
stauchung einer H W .-W elle zwischen Deichen.
Der vordere A st der W elle hat m eist ein größeres Gefälle als der hintere und damit eine größere W assergeschwindigkeit. So ist z. B. an der Elbe beobachtet worden, daß die größte W assermenge noch vor Über
gang des W ellenscheitels, also auf dem vorderen A st eintritt. Von anderen Flüssen wird das Entsprechende m itgeteilt. Für die Regelung der Flüsse ist es von W ichtigkeit, daß ganz außerordentliche Hoehwässer sehr selten, manchm al in 100 Jahren nur einmal auftreten. Es ist aus der Wahrsehcinlichkeitslehre leicht nachweisbar, daß das gleichzeitige Auftreten von K atastrophenhochw ässem in dem ganzen Zu
flußgebiete eines Stromes nur ungeheuer selten ein-
treten wird. D ie Hochwässer, die wir kennen, sind immer nur solche eines wenn auch oft großen Teilgebietes. D ie größten bekannten H H W .-Stände der Ver
gangenheit sind zum Teil 2 m, in einzelnen Zonen auch 3 m höher als die von uns erlebten. Auch in der Zukunft muß m an gelegentlich m it großen Katastrophen
1) S o l d a n : D eu tsch e W a sserw irtsch aft 1923, S. 127.
Abb. 32. Einfluß der Deiche auf die Hochwasserwelle.
4 6 Gewässerkunde des Festlandes.
wie Deichbrüehen, Überschwemmungen usw. rechnen (Elbe, Oder Sommer 1926, Rhein 1925/6). E s ist aber die Frage, ob m an ein Flußgebiet auf solche un
gewöhnlichen Fälle einrichten soll. Es ist denkbar, daß die Baukosten solcher Schutzbauten um ein Vielfaches kostspieliger sind als die alle 100—200 Jahre entstehenden Schäden. — Sow eit nicht die Vernichtung von Menschenleben hier
bei in Frage kom m t, ist die Frage nur durch wirtschaftliche Untersuchungen zu lösen.
D i e W a s s e r m e n g e e i n z e l n e r S t r ö m e 1).
Fluß und Ort
Wassermcnge in cbm/sek.
Bemerkungen
bei NNW bei MW bei HHW
E lb e b. D r e s d e n ... A 6 280 4 600 ... „ T o r g a u ... 70 275 4 200 ., .. M a g d eb u rg ... 100 500 4 320
„ A r tle n b u r g ... 154 650 3 600 Oder b. B r e s l a u ... — — 2 1 0 0
„ „ K ü s t r i n ... 1501) — 3 1 6 4 i) B e i M N W W eich sel b. K r a k a u ... 5 0 l ) 103 2 1 4 0 !) B e i M N W
„ a. d. M ontaner Sp. . . 4 5 0 1) 1120 10 440 >•) B ei M N W
W eser b. K a r l s h a f e n ... 11 94 2 350 ,, ,, H o v a ... 47 175 3 000
„ .. B a d e n ... 73 269 4 3003) a) V or E rb au
E m s a. d. H a sem ün d u n g . . . . 7 59 757 u n g der E der-
sperre 4600.
P regel b. T a p ia u ... 2 2 1) 60 1150 >) B ei M N W M em el b. T i l s i t ... 2 5 0 1) 5S0 6 320 l ) B ei M N W R h ein b. B a s e l ... 330 865 6 000
., L i n z ... 608 1879 10 000 ,, „ R e e s ...
N eck ar a. d. M ü n d u n g ...
787 1983 9 000
32 190 4 800
M ain a. d. M ü n d u n g ... 44 -— 2 500 D on au b. W i e n ... — 1890 10 500
W o l g a ... 6 7 0 1) 5722 25 6002) !) B ei M N W N il b. K a i r o ... 400 3000 12 000 2) B e i M H W Zum Schluß sei ein interessanter Versuch am Aarekanal wiedergegeben (Abb. 33 u. 34). Man hat dort innerhalb einer Stunde die ganzen Schützen des Wehres geöffnet und nun an verschiedenen Stellen oberhalb bei Vingatz (P 0), unterhalb bei Brügg P und bei Buren P ' alle notwendigen Messungen gem acht,
Abb. 33. Künstlich© HW.-Welle im Aarekanal. Lage der Meßstellen.
um das Gefälle J , die Geschwindigkeit v, die Pegelstände P , den benetzten Querschnitt F und die Wasser menge Q festzustellen. Für die Punkte P 0 und P ' sind nur die Pegelstände festgestellt und eingezeichnet worden. Man kann in den Linien das plötzliche Anspringen aller W erte, ihr über den Beharrungs
wert H inausschießen und ihr Abklingen genau erkennen. Besonders bemerkens
wert ist die Gefälleentwicklung bei Brügg, P unkt P.
V on großer W ichtigkeit ist der H ochwasserm eldedienst. Es werden hierfür an allen w ichtigen Punkten eines Strom gebietes Meldestellen eingerichtet, die
1) E n tn om m en aus H . d. I.-W . I I I . T eil, I. B d . 1911.
Wasserstände, Wassermengen und Speisung des Flusses, Geschwindigkeiten. 4 7
die B eobachtung zur Zentralstelle telegraphisch weitergeben. Hier wird durch Auswertung die Zeit des Eintreffens der H W .-W elle an der Zentralstelle er
rechnet. D ie einzelnen Stellen geben dann die Meldungen an die tiefer liegen
den Zentralstellen weiter. D ie Lage der einzelnen Punkte für das R heingebiet zeigt Abb. 31, S. 45.
7) Geschwindigkeit. D ie Hochwasserwelle läuft einen Fluß um so schneller herunter, je höher die W elle ist. Als Laufgeschwindigkeit der W elle (nicht des Wassers) hat m an m it 2—3,5 km /Stunde in größeren Flüssen zu rechnen. Die W assergeschwindigkeit, die in m /sek angegeben wird, kann von wenigen
Zenti-£ S. F.ebr. 6. Februar
11 12 13 W ~ s 1BUhr
Abb. 34. Beobachtung einer künstlich erzeugten Hochwasserwelle in der Aare.
metern bis zu 3 oder 4 m betragen. Ihre K enntnis ist für die Bestim m ung der Wassermengen entscheidend, denn letztere können in den Flüssen niem als un
mittelbar, sondern nur durch Feststellung der sekundlichen Geschwindigkeit errechnet werden. Der theoretische Teil hierüber folgt weiter hinten.
D ie Geschwindigkeit ist unter sonst gleichen Verhältnissen eine Funktion der W assertiefe. Einige Geschwindigkeiten größerer Flüsse gib t die Zahlentafel auf S. 48 an. In der Tafel ist die größte Oberflächengeschwindigkeit nicht an
gegeben, sie stim m t jedoch m eist m it der größten Querschnittsgeschwindigkeit überein. Völlig gesetzm äßig ist es dabei, daß die Geschwindigkeit m it der Wasser- tiefe und W assermenge, für einen einzelnen Querschnitt gerechnet, zunim m t1). In der Tafel sind nicht die Geschwindigkeiten für die größten Hochwässer angegeben.
Für m ittlere Hochwässer kann man schließen, daß die Geschwindigkeit von 2 m /sek nur selten überschritten werden wird. Für die höchsten Hochwässer aber werden Geschwindigkeiten zwischen 3 und 4 m auftreten können. D ie größten Ge
schwindigkeiten bei MW. liegen in m ittleren Strömen m eist um 1 m /sek, bei den großen Strömen um 1—2 111/sek herum.
l ) E s kan n aber ein treten , daß ein enges u n d tiefes P rofil bei klein erem W asser ein e größere G esch w indigkeit a u fw eist a ls ein benach b artes flach es P rofil b ei ein em höheren W asserstand.
G r ö ß e d e r G e s c h w i n d i g k e i t i n e i n z e l n e n S t r ö m e n 1).
4 8 Gewässerkunde des Festlandes.
»4 Geschwindig
Wasserstand Gefälle Strom- Mittlere keiten Wasser
Bemerkungen über Wasserstandshöhen
d Fluß am Pegel 1. breito
b. Tiefe + «» mittlereProfil größteProfil menge<3
3 Vm Fd u x
zu m m/km m D l m m cbm
l E lb e Torgau + 5,97 ____ 340 4,74 1,297 2,20 2091
+ 1,60 — 178 1,92 0,908 1,27 311 18 cm über MW.
+ 0,30 0,220 109 1,24 0,680 0,87 92 11 cm über N W .
2 33 H äm er- + 34,82 — 747 3,65 0,987 1,60 2692
ten + 31,50 0,171 316 1,77 0,936 1,44 522 23 cm über MW.
+ 29,95 0,185 172 1,39 0,713 0,94 170 12 cm über N W .
3 33 A rtlen + 4,74 0,135 530 4 ,8 4 1,103 1,60 2830
burg + 1,91 0,120 325 2,92 0,868 1,11
0,79
825 46 cm über MW .
+ 0,05 0,117 270 1,51 0,546 223 17 cm über N W .
4 R h ein L inz + 4,01 0,138 379 4,72 1,473 2,08 2634
+ 2,96 0,156 368 3,62 1,344 1,88 1792 12 cm ü b * MW.
+ 0,85 0,220 258 2,49 1,064 1,47 682 17 cm über N W .
5 33 K ö ln + 3,76 0,216 446 4,16 1,508 2,25 2795
+ 2,90 0,236 420 3,27 1,502 2 ,1 8 2061 u n gefäh r b ei MW.
+ 0,64 0,656 352 1,53 1,305 1,69 701 3 cm über N W .
6 33 R ees + 4,60 0,156 320 7,89 1,651 2,57 4165
+ 2,41 0,080 315 5,73 1,116 1,66 2017 bei MW.
+ 0,05 0,039 298 3,35 0 ,796 1,04 797 7 cm über N W .
7 D on au W ien + 5,15 0,580 789 8,68 2,970 3,38 8897
+ 1,41 0,561 267 4,91 2,510 3,17 3287
1,67 0,412 137 3,40 1,520 2,21 717
Für jeden Fluß ist es notwendig, neben der Linie der W asserstände auch die Linie der W assermengen zu kennen. Man kann die Wassermengen- abflußlinie <p"T aus der W asserstandslinie cp'T m it H ilfe der W
assermengen-Wassermenge cbm /sek
500 WO 300 200 100
Abb. 35. Pcgelstandsdauerlinie P = rp‘ T. Pegelcharakteristik Q — <p" T .
kurve cpP finden, die für jeden W asserstand als Ordinate die W assermenge als Abszisse zeigt. Abb. 35 zeigt die in Abb. 27 bereits erscheinende W asser
standsdauerlinie. H inzu tritt die ganz nach oben ausschlagende W asser
mengenkurve. Aus diesen beiden oberen K urven ist dann für jeden Pegel-') A u s H . d. I.-W . I I I , I. 1911, S. 337.
A llgem ein es. 49
Bei den Festlandgewässern sind von den atmosphärisch bedingten Er
scheinungen Zufluß, Versickern und Verdunsten entscheidend, der Einfluß von Wind und W ellen ist aber, einige Sonderfälle ausgenommen, gleichgültig. Anders liegen die Verhältnisse für das Meer. Hier bilden W ind und W ellen, letztere in ihrer großartigsten Form der Gezeiten, die H aupteinflüsse, die Niederschläge aber N eben- einflüsse. Mittelmcere und Randmeere bilden z. T. Ausnahmen. D ie W inde sind bestimmend für die H öhe der W asserstände und die K raft der W ellen und üben dadurch den größten Einfluß aus. D ie Wirkung der Festlandsniederschläge äußert sich meist nur indirekt in der Veränderung der Sinkstoff- und Geschiebemassen, die von den Flüssen dem Meere zugeführt werden und die für die Änderung der Wassertiefe der Mündungen und Meeresufer m itbestim m end sind. Für M ittel
meere ergeben die Festlandsniederschläge m eist eine Verringerung des Salz
gehaltes gegenüber dem Weltmeere.
5 0 Meereskunde.
Ähnlich, wie es notwendig ist, für das Binnenland eine K arte der Nieder
schläge für jedes Gebiet zu zeichnen, muß m an für die See für jedes K üstengebiet die W indkarte besitzen. D ie W inde werden nach ihrer Stärke eingeteilt. In ter
national ist heute die W indskala von Beaufort eingeführt worden.
Quartale. Jahresdurchschnitte.
Abb. 37 ft. Borkum. Winter.
/V
Abb. 37 e. Borkum + 4 m NN.
Af
Abb. 37 d. Borkum. Herbst. Abb. 40. Hamburg -f- 20 m NN. Abb. 44. Memel -f* 4 m KN.
Abb. 37 a—d. Borkum. Abb. 37 e— 44. Jahreswind rosen.
Abb. 37—44. Windrosen von Küstenplätzen nach Aßmann.
N zusam m engestellt und daraus ein gezeichnetes B ild der W indhäufigkeiten entw ickelt. Für die W ellenbildung ist aber nicht die W indstärke unm ittelbar
5 2 Meereskunde.
Ähnliche Unterschiede, wie sie sich im Maßsystem der einzelnen Länder finden, sind auch auf die Meereskunde durch die einzelnen Völker übertragen worden.
Nur sind die Unterschiede nicht so groß w ie in den Festländern, w eil sich die A n
sichten des stärksten Seevolkes, der Engländer, gegenüber den anderen Völkern vielfach durchgesetzt haben.
I n der M eeres- u n d Schiffahrtskun de sin d folgen de M aße üb lich:
I n d eu tsch en Seekarten : Tiefenangabo u n ter K a rten -N u ll in M etern, in en glisch en S ee
k arten in F a d en (1 F ad en = 6 F u ß englisch = 1,829 m ). D a s K a rten -N u ll der d eu tsch en
«Seekarten lie g t an der N ordsee 30 cm u n ter dem m ittleren Sp rin g-N W . D er Schiffer m iß t so m it m eist größere T iefen , als die Seekarte sie an gib t. A n der O stsee lie g t das K a rten n u ll in D eu tsch la n d in der M W .-H öhe. In F rankreich lie g t es in der H ö h e des b ek an n ten N N W ., in den V ereinigten S ta a te n v o n N ordam erika in der H ö h e des M ittelw assers, in E n glan d und den anderen L ändern in der H ö h e des S p rin g-N W . D a s K a rten n u ll h ä n g t in jedem L an d e v o n d em ch arak teristischen W asserstan de ab , der v o n ö rtlich en V erh ältn issen b e stim m t w ird. — U n ter M W . v e rsteh t m an das M ittel aller W asserstän d e, n ic h t aber das M ittel aus H och - u n d N iedrigw asser.
D io E n tfern u n gen auf See w erden in Seem eilen angegeben. D ie d eu tsch e S eem eile is t gleich der L änge einer B og en m in u te ein es E rdm eridians, so m it 1 d eu tsch e Seem eile = 1852 m , Vio Seem eile = 1 K ab ellän ge. D ie englisch e Seem eile is t 1853,5 m (1 B o g en m in u te am Äquator). D io G esch w indigk eitsangabe v o n Ström un gen u n d S chiffen erfolgt m eisten s in K n o ten . 1 d eu tsch e S eem eile/st = 1 K n o te n = 0,5144 m /sek. D a der K n o ten ein G e
schw in digkeitsm aß ist, dürfen m it ih m n ich t u n ter V erw echslu ng m it der Seem eile L ängen angegeben w erden.