M2 Flussregime und Kanalmorphodynamik

Thema

Das Flussregime beschreibt das typische Muster der saisonalen und zwischenjährlichen Schwankungen der Abflussmenge eines Flusses. Dieses Muster wird durch das Klima seines Einzugsgebiets – Niederschlag und Schneeschmelze –, die Geologie des Einzugsgebiets und seine Vegetation bestimmt.

Die Flussmorphodynamik untersucht, wie sich der Flusslauf selbst – seine Form, Größe, Krümmung und sein Gefälle – an den ständigen Abfluss und Sedimenttransport anpasst. Der Flusslauf entwickelt sich, bis er einen Zustand des dynamischen Gleichgewichts erreicht. In diesem Zustand wird der dominante Abfluss, der den Flusslauf bis zum Ufer füllt und typischerweise alle 18 Monate auftritt, zum Hauptfaktor für die Formung des Flusslaufs. Die seitliche Verlagerung von Mäandern ist der sichtbarste morphodynamische Prozess: In mittelgroßen Flüssen wandern diese Mäander typischerweise zwischen einem und zehn Metern pro Jahr, in Ausnahmefällen jedoch auch zwischen fünfzig und hundert Metern pro Jahr. Der Mechanismus hinter dieser Verlagerung ist die höhere Fließgeschwindigkeit des Wassers an der Außenseite jeder Flussbiegung, wo es das Ufer erodiert, im Vergleich zur geringeren Fließgeschwindigkeit an der Innenseite derselben Biegung, wo sich Sedimente ablagern.

Die sedimentäre Vernetzung zwischen Becken, Fluss und Küste bestimmt, wie viel des von den Hängen erodierten Sediments tatsächlich die Küste erreicht. In großen Becken gelangen nur zehn bis zwanzig Prozent dieses Sediments an die Küste, da der Großteil des Restes in den Auen, die der Fluss durchquert, abgelagert wird. Flussverlagerungen sind abrupte Änderungen des Flusslaufs und treten typischerweise auf, wenn das Gefälle eines alternativen Flussbetts etwa zehnmal steiler ist als das des aktuellen Flussbetts. Sie sind häufig in den Auen stark sedimentierter, verzweigter Flüsse anzutreffen. Das zu erwartende Verhalten dieses gesamten Flusssystems beinhaltet eine ständige morphologische Anpassung an Veränderungen: Eine Zunahme des Sedimenteintrags verbreitert und verflacht das Flussbett, während der Bau eines Staudamms dasselbe Flussbett verengt, indem er die dominante Strömung unterbindet, die zuvor seine Form bestimmt hat. Ausgehend vom zu Beginn dieses Dokuments beschriebenen Flussregime bis hin zur morphologischen Anpassung am Ende, die die vorherrschende Strömung, die Mäanderwanderung, die sedimentäre Konnektivität und die Flussverlagerungen umfasst, bedeutet das Flussregime und die Kanalmorphodynamik, dass die Form eines Flusses niemals wirklich festgelegt ist, sondern vielmehr ein sich ständig verschiebendes Gleichgewicht zwischen Strömung und dem von ihr transportierten Sediment darstellt.

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