Unterlagen und Beiträge zur allgemeinen Theorie der Landschaft. Teil 1 Quantitative Untersuchungen zur Gestalt, zum Gefüge und Haushalt der Naturlandschaft: (Imoleser Subapennin) 9783111627953, 9783111249704

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HAMBURGER GEOGRAPHISCHE

STUDIEN

Herausgegeben von ALBERT KOLB, GERHARD OBERBECK, GERHARD SANDNER Schriftleitung ILSE MÖLLER HEFT 21

QUANTITATIVE UNTERSUCHUNGEN ZUR GESTALT, ZUM GEFÜGE UND HAUSHALT DER NATURLANDSCHAFT (Imoleser Subapennin)

Unterlagen und Beiträge zur allgemeinen Theorie der Landschaft I

von ROBERT

MARTENS

HAMBURG 1968 Im Selbstverlag des Instituts für Geographie und Wirtschaftsgeographie der Universität Hamburg In Kommission bei Cram, de Gruyter & Co., Hamburg

Alle Redite vorbehalten

Die Abhandlung wurde am 16. 6. 1965 von der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Hamburg unter dem Dekanat von Prof. Dr. H. N e u e r t auf Antrag von Prof. Dr. A. K o 1 b als Dissertation angenommen.

Hergestellt bei Ludwig Appel, Hamburg

V O R W O R T

Die Gelände-

und Laboratoriumsuntersuchungen zum Problem der Na-

turlandschaft

des

Imoleser

Subapennins

fanden das freundliche

Entgegenkommen italienischer und deutscher Personen sowie Dienststellen. Die Untersuchungen im Feld wurden durch die Herren

Prof.

Sestini, Firenze, und Prof. Dr. U. Toschi, Bologna, Giambetti,

Bologna,

mit

Überlassung von teils

Dr. A.

sowie Dr. S.

Verweisen auf regionale Unterlagen und

unveröffentlichten

Materialien gefördert.

Weitgehende technische Hilfe gewährten die Herren Dr.

U. Chioda-

relli und Geom. F. Mazzini vom Consorzio della Bonifica Renana in Bologna. Das Istituto Geografico Militare»Firenze»vertreten durch die Herren Col. Ruggero und Magg. Guidi, gestattete die Benutzung seiner Einrichtungen und seines Archives.Für ihre vielseitige und selbstlose Unterstützung sei den Herren Dr. G. B. Vai, Borgo Tossignano-Bologna, und Dr.P. Marcaccini, Firenze, sowie der Familie Luigi Barbieri, Borgo Tossignano, in besonderer Verbundenheit gedacht . Die Untersuchungen im Laboratorium wurden an verschiedenen staatlichen Instituten und im eigenem Feldlabor ausgeführt.Die verantwortlichen Herren,

Dr. Joseph,

Prof.

vom Deutschen Hydrographischen Institut, Kubiena sowie Dr.

Dr. Kalle sowie Dr. Jarke Hamburg,

und Prof. Dr.

Schmidt-Lorenz von der Bundesforschungsanstalt

für Forst- und Holzwirtschaft,

Reinbek,

stellten Geräte und Ar-

beitsplätze für die Durchführung der Analysen zur Verfügung. Hervorheben möchte ich die

jederzeit

freundliche

technische Hilfe

durch das Istituto Technico Agrario Scarabelli, Imola, unter seinem Direktor Prof. Paschavelli und Mitarbeitern.

Für die Auswer-

tung der gewonnenen Daten lieh die Deutsche Olivetti AG, Hamburg, eine

Tischrechenmaschine,

was die Durchführungen der Rechnungen

wesentlich erleichterte. Die technische und finanzielle

Förderung der Untersuchungen ver-

danke ich Herrn Prof. Dr. A. Kolb,welcher den Ablauf der Arbeiten ermöglichte und sicherte.Ihm und allen Personen sowie Einrichtungen, die die Durchführung der Studie begünstigten,

sei mein ver2

bindlicher Dank an dieser Stelle ausgesprochen. Nicht zuletzt möchte ich meiner Frau gedenken, deren berufliche Mitarbeit, sachverständige Kritik und zeitweilige Mithilfe im Gelände dem Fortgang der Untersuchungen diente. Ihr sei die Arbeit gewidmet.

Hamburg, im Herbst 19 61 Robert Martens

3

I N H A L T Seite I. E I N L E I T U N G

14

0. ALLGEMEINES

14

1. UNTERSUCHUNGSGEBIET 2. UNTERSUCHUNGSVERFAHREN 2.1. Allgemeines 2.2. Verteilung der Meßpunkte und -flächen 2.3. Spezielle Methoden

15 17 17 18 32

II. Z U S T A N D UND GER E L E M E N T E , P L E X E

Ä N D E R U N G E N E I N I F A K T O R E N UND K O M -

3. WITTERUNG UND KLIMA 3.1. Großwetterlagen 3.2. Witterungsverlauf

34 34 34 37

Temperatur - Luftfeuchte - Dunst Nebel - Bewölkung - Regen Schnee - Azidität - Autochthone Witterungsmerkmale

3.3. Jahresverlauf des Klimas 1961 3.4. Merkmale des Niederschlages 1813 - 1962 4. GEWÄSSER

53 54 55

4.1. Wasseraustritte

55 Naßgallen

-

Quellen

4.2. Wasserläufe 4.2.1. Gestalt

58 59

4.2.1.1. Längsprofil

60

Tiefe - Breite - Sohle - UmfangGefälle - Hydraulischer Radius Querschnitts fläche - Flußstrek= kentypen

4.2.1.2. Querprofil

65

Tiefe - Breite - Umfang - Quer= schnittsfläche Hydraulischer Radius

4.2.1.3. Sedimentdecke Korngrößen

-

68 Gestalt

4

Seite 4.2.2. Kräftespiel

75

Temperatur - Eisverhältnisse kinematische Viskosität - Ge = schvindigkeit - Turbulenz -Strö= mung - Widerstand - Stabilität 4.2.3. Stoff- und Massentransport

82

4.2.3.1. Abfluß

82

4.2.3.2. Solvative Fracht

82

Silizium - Aluminium - Gelbstoff 4.2.3.3. Partikuläre Fracht

83

Transport - Durchgang - Umlage= rung - Abtrag - Aufschüttung 5. BÖDEN

93

5.1. Stofflicher Aufbau

95

Tonmineralien - KalziumkarbonatKalium - Phosphor - Stickstoff Organische Stoffe - Salze - Azidität 5.2. Partikulärer Aufbau

102

Korngrößen - Temperatur - Perme= abilität - Kapillarität - Feld= kapazität - Feuchtebilanz 5.3. Feuchteverteilung

107

Profil - Tagesgang Schwankun= gen - Vollformen - Hohlformen Aufbrüche - Kavernen 5.4. Gefüge

H

4

Quellung - Plastizität - 0ber= fläche - Profil 119

6. ABTRAGUNG 6.1. Massenumlagerungen niederer Ordnungen

119

6.1.1. Wirkungen des Niederschlages

119

Kahle Flächen - Bewachsene chen

Flä=

6.1.2. Abtrag als Lösung Ausmaß ligkeit

124 Verbreitung - Schnel=

6.1.3. Abtrag als Einzelkorn Abfluß - Abspülung 6.1.4. Abtrag im Kornverband 5

125 Ausspülung 128

Seite Aufbau - Bewegung Gleitstrek= ken - M o r p h o l o g i s c h e Wirkungen Häufigkeit - Verbreitung

6.1.5. Abtrag wechselnder Art

131

Abgrusen - Abplatzen Spüllösungen

-

Sackungen

6.1.6. Abtragung im Rachelkessel

133

Fallstudie zum Zusammenwirken einzelner Vorgänge

6.2. Massenumlagerungen höherer Ordnungen Umfang

-

135

Häufigkeit

6.3. Massenauslagerungen Umfang Zeit

137 - Vorkommen

-

Häufigkeit-

7. GELÄNDEFORMEN

139

7.1. Racheln

141

7.1.1. Gestalt

142 Rücken - Furchen - Geäste - Kes= sei - S t u f u n g - F o r m e n w a n d e l

7.1.2. Entwicklung

151

Ort - V o r g a n g Zeit

- Gestaltwandel

-

7.2. Morphologische Kennwerte

161

7.2.1. Umrißentwicklung

161

7.2.2. Oberflächenentwicklung 7.2.3. Massenentwicklung

162 162

Umfang

- Verteilung

III. G E F Ü G E E I N I G E R K 0 M P L E X E

-

Zeit

F A K T O R E N

U N D

8. WECHSELBEZIEHUNGEN IN GEFÜGEBEREICHEN

167 167

8.1. GewSsser

167 Flußlauf

- Flußsystem

-

Gelände

8.2. Gelände

17 5 Abtragung

-

Racheln

-

Gelände

9. TEILGEFÜGE 9.1. Graphische Darstellung allgemeiner Systeme 9.2. Flußsystem 9.2.1. Einschwingungsverhalten

181 181 183 184 6

Seite 9.2.2.

Gefüge

186 Baupläne - Wirkungspläne - S t r u k = t u r p l ä n e - K e n n z e i c h e n und G e f ü = gevandel von Flußstreckentypen

9.3.

Rachelsystem

195

9.3.1.

Wachstum

195

9.3.2.

Gefüge

197

1 0 . PARTIELLER STRUKTURPLAN DER NATURLANDSCHAFT 10.1.Verflechtung

199 200

10.2.Steuerung

201

10.3.Grad

203

10.4.Stabilität

204

IV. H A U S H A L T

DER

N A T U R L A N D S C H A F T

206

1 1 . DYNAMISCHE ASPEKTE DES STOFF- UND MASSENUMSATZES

206

11.1.Physikalische 12.

Aspekte des Umsatzes

207

11.2.Chemische Aspekte des Umsatzes

210

STOFFHAUSHALT

213

1 3 . MASSENHAUSHALT

214

14.

216

LANDSCHAFTSHAUSHALT

V. Z U S A M M E N F A S S U N G

221

Summary - Resume - R i a s s u n t o - Resumen - Pezrome VI. S C H R I F T T U M VII. V E R F A S S E R V E R Z E I C H N I S O R T S N A M E N V E R Z E I C H N I S

VIII.

7

224 228 229

S A C H V E R Z E I C H N I S

232

F 0 T 0 G R A F I E N

2'10

B E I L A G E N

Stecktasche

V E R Z E I C H N I S

DER

F I G U R E N

Seite

Fig.

1: S y n o p t i s c h e s Klimadiagramm ,Imola W i n t e r

Fig.

2: Quer- und L ä n g s p r o f i l durch apennin

Fig.

3: Effektiver Niederschlag la

Fig.

U : Gang der Niederschläge

Fig.

5: Längsprofile

Fig.

1961/62

den Imoleser

U1

/ 1»2

SubU1 / h2

1921-1950,

1961

zu ImoU1 / k2

1813-1962 in B o l o g n a

...

61

/ 62

6: L ä n g s p r o f i l e von Q u e r s c h n i t t s f o r m e n

6l

/ 62

Fig.

7: Längsprofile

61

/ 62

Fig.

8: K o r n g r ö ß e n w a n d e l

Fig.

9: R i p p e l - und Dünengatter la 117)

Fig.

von Q u e r s c h n i t t s f l a c h e n

1» 1 / h2

hydraulischer

Radien

im L ä n g s p r o f i l im Flußbett

61 / 62 (Rio

10: H i s t o g r a m m e von S e d i m e n t e n verschiedener strecken (Torrente S e l l u s t r a ) am Flußrand

61

/ 62

61

/ 62

61

/ 62

Fluß-

Fig.

11: S p ü l s a u m s y s t e m e

Fig.

12: Q u e r p r o f i l a b f o l g e , Rio M e s c o l a

65 / 66

Fig.

13: Typen von F l u ß s t r e c k e n

68 / 69

Fig.

11+: Aufbau der strecken

Sedimentdecken

(Rio M e s c o l a

Mesco-

verschiedener

117)..

Fluß68 / 69

Fig.

15: Gang der W a s s e r t i e f e

78 / 79

Fig.

16:

78 / 79

Fig.

17: Gang des h y d r a u l i s c h e n

Fig.

18: Gang der Temperatur

78 / 79

Fig.

19: Gang der Strömung

78 / 79

Gang der Quer schnitt sflächen Radius

78 / 79

Fig. 20: Gang der Turbulenz

78 / 79

Fig. 21: Gang des Abflusses

78 / 79

Fig. 22: Gang der S e d i m e n t k o n z e n t r a t i o n

78/79

Fig. 23: Gang der B o d e n f e u c h t e

108/109

in der Krume

Fig. 2k: Gang der w i n t e r l i c h e n B o d e n t e m p e r a t u r e n 1961/62)

(Imola 108/109

8

Fig. 25: Zerstörung

der B o d e n s t r u k t u r

Fig. 26: F o r m e n s c h a t z

durch Nivation

...

eines Rachelgrabens

108/109 108/109

Fig. 27: Abtrag auf v e r s c h i e d e n e n B ö s c h u n g e n

127/128

Fig. 28: M a s s e n a u s l a g e r u n g

127/128

aus Flußgebieten

Fig. 29: T a l q u e r s c h n i t t e mit gegenwärtig Stirnen der S c h i c h t r i p p e n

unzerstörten 127/128

Fig. 30: T a l q u e r s c h n i t t e mit gegenwärtig Stirnen der Schi chtrippen Fig. 31: T a l q u e r s c h n i t t e mit vormals der S c h i c h t r i p p e n

zerstörten 127/128

zerstörten

Stirnen 127/128

Fig. 32: Normalkurven der O b e r f l ä c h e n v e r t e i l u n g Fig. 33: F l ä c h e n v a r i a t i o n rippen

der

H ö h e n g e b i e t e von

Fig. 3*+: M a s s e n d i a g r a m m e biete

für S c h i c h t r i p p e n

139/1 '»O Schicht139/1^0

und

Flußge139/1^0

Fig. 35: Typen von Racheln und R a c h e l g r u p p e n

139/1^0

Fig. 36: Entwicklung

eines

159/160

Fig. 37: Entwicklung

von Rachelkomplexen

Fig. 38: Entwicklung von (Me zzocolle)

Rachelrückens

Talweggeästen

Fig. 39: E i n s c h w i n g u n g s v e r h a l t e n (1)(3)und m ä a n d r i e r e n d e n

(Schema)

159/160 in

Rachelkesseln 159/160

von

serpentinierenden

(2)(U)(5)Flußstrecken

Fig. ItO: Baupläne von F l u ß s t r e c k e n t y p e n Fig. 1*1: Baupläne von R a c h e l r ü c k e n t y p e n Fig. 1*2: Entwicklung der kurz-und m i t t e l f r i s t i g e n bilanz in verschiedenen Zuständen der landschaft (imoleser S u b a p e n n i n )

19^/195 19**/195 StoffNatur-

Fig. 1*3: Entwicklung der kurz- und m i t t e l f r i s t i g e n Massenbilanz in verschiedenen Zuständen der Naturlandschaft (imoleser S u b a p e n n i n ) Die Figuren und Beilagen zeichneten Herr J. Böge und P.U. nach Entvrürfen des Verfassers. Die Übersichtskarte der Naturlandschaft

9

18U/185

213/21U

215/216 Thomsen

des Imoleser Subapennin und der Strukturplan befinden sich lose in der S t e c k t a s c h e .

V E R Z E I C H N I S

DER

F O T O S

Foto

1: Einschneidende Flußstrecke, U.12.1961

Foto

2: Einschneidende Flußstrecke, Unterlauf Rio 1*.12.19él

Foto

3: Ablagerung gespickter Tongerölle, ne, 8.2 . 1962

Foto

Oberlauf Rio

Mescola,ANHANG Mescola,

Rio della

Pozo"

U: Oberflächenstruktur lustra, 17.5.1963

schluffiger Tonböden, Val Sel-

Foto

5: Oberflächenstruktur la, 18.5.1963

schluffiger Tonböden,Val

Foto

6: Oberflächenstruktur cola, 16.5.1963

schluffiger Lehmböden,Val

Foto Foto Foto Foto Foto

" AquiMes"

7: Oberfläche beackerter Tonböden nach Val Aquila, 13. 1 1 • 1961

Niederschlägen

8: Oberfläche beackerter Lehmböden vor Val Aquila, 11.11.1961

Niederschlägen

9: Oberfläche beackerter Lehmböden gen, Val Aquila, 13.11.1961

" "

nach

Niederschlä"

10: Flächenspülung, Rinnenspülung und Rutschung, Mescola, 12. 10. 1963

Val "

11: Überprägung von Gerinnen durch Fe st stofftransport , Val Casale, 5.12.1961

"

12: Überprägung von Gerinnen durch Fest stofftransport , Val Casale (Ausschnitt), 5.12.1961

"

Foto

13: Wandablösung 29.10.1961

"

Foto

1 U : Wandablösung 3.3.1962

Foto

Foto

durch Spannungsklüfte I, Val durch Spannungsklüfte

II,Val

Mescola, Mescola,

"

15: Sackrutschung bei Steilwänden, Val Casale ri 19^2), 3.3.1962

(P.Bina"

Foto

16: Erdlöcher, Val Montrone, 2.8.1962

"

Foto

17: Grabeneinsatz, Val Mescola, 5-7.1962

"

Foto

18: Rachelkomplex 10.6. 1962*

im Valetta Saccone,

Val

Gambelaro, ANHANG

10

V E R Z E I C H N I S Tab. Tab.

D E R

T A B E L L E N

1: F e h l e r g r e n z e n bei der Messung jekte

landschaftlicher

Ob17

2: Merkmale l a n g f r i s t i g e r Meßflächen

und - S t a t i o n e n

Tab.

3: W i n t e r l i c h e s

Tab.

U: W i n t e r l i c h e W i t t e r u n g

Tab.

5: W e t t e r l a g e n und Dunsttage

Tab.

6: W e t t e r l a g e n

Tab.

7: H e r k u n f t

Tab.

8: J a h r e s z e i t l i c h e

Tab.

9: W i n t e r l i c h e N i e d e r s c h l a g s v e r t e i l u n g

..

Luftmassenregime

36

zu Imola

(20)

38

und Nebeltage

UU

der N i e d e r s c h l ä g e Verteilung

Tab. 10: Betrag und Azidität Tab. 11: A b f l u ß s p e n d e n

Ul» des Niederschlages

U5

1921 - 1 9 6 2

des N i e d e r s c h l a g e s

...

je W i t t e r u n g

aus dem S p e i c h e r w a s s e r

13: Umfang h y d r a u l i s c h e r Radien

61 63

(QP)

T a b . 15: Umfang der Ä n d e r u n g von Querprofilab folgen Tab. 16: Streubereich

66

dynamischer K e n n w e r t e

7^

Tab. 17: E i s v e r h ä l t n i s s e Tab. 18: Häufigkeit

76

der ü b e r k r i t i s c h e n

Strömung

79

Tab. 19: A u s m a ß der A b f l u ß s c h w a n k u n g e n Tab. 20: S c h w e b s t o f f v e r t e i l u n g (Mäander)

82

schießend

abkommender

und

Wasser 8U

Tab. 21: S c h w e b s t o f f v e r t e i l u n g strömend (gradlinige S t r e c k e n ) Tab. 22: Herkunft

abkommender

Wasser 81+

Vermischungsgrad

von

Sedimenten

in

Hochwassern Tab. 23: Streubereich Tab. 2h:

Größenordnung Hochwässern

86 der S e d i m e n t f ü h r u n g umgelagerten

88

Bodenmaterials

Tab. 25: Häufigkeit und Dauer der U m l a g e r u n g von rial in Flüssen mit S c h w e b s t o f f g e h a l t Tab. 26: T o n m i n e r a l v e r h ä l t n i s s e Tab. 27: T o n m i n e r a l v e r h ä l t n i s s e Nutzung Tab. 28: K a l z i u m k a r b o n a t g e h a l t e getation

nach

in Böden

90

Bodenmate92

in m o r p h o l o g i s c h e n K o m p l e x e n

95

unterschiedlicher 96

in Böden mit w e c h s e l n d e r

Tab. 29: K a l i u m - und P h o s p h o r g e h a l t e

11

1+9

59

(LP)

Tab. 1U: U m f a n g von Q u e r s c h n i t t s f l ä c h e n

U8

38

Tab, 12: K e n n w e r t e w i c h t i g e r Flußgebiete Tab.

19

Ve97

in Rohböden von Racheln

98

Tab. 30: Kalium- und Phosphorgehalte in A-C - Böden ter Hänge Tab. 31: Kalium- und Phosphorgehalte gen

zerbalz-

in Böden von Verebnun-

Tab. 32: Bodenreaktion der Oberfläche gruppen von Racheln

verschiedener Form-

Tab. 33: Ton-, Schluff- und Kalkgehalt verschiedener Tab. 3U: Bilanzen des Bodenwassers

Böden.

1926 - 1950, 1961

98 99 102 103 107

Tab. 35: Bodenfeuchte der Oberfläche verschiedener Formgruppen von Racheln

110

Tab. 36: Bodenfeuchte gestufter len

112

Längsprofile von Rachelsoh-

Tab. 37: Bodenfeuchte und Plastizität von Aufbrüchen

113

Tab. 38: Strukturprofil vegetationsloser Rachelhänge

117

Tab. 39: Strukturprofil grasbewachsener Lehnenhänge

117

Tab. 1*0: Strukturprofil ackerbaulich genutzter Terrassen

...

118

Tab. 1*1: Strukturprofil ackerbaulich genutzter Auen

119

Tab. 1*2: Partikuläre Bodenunlagerung durch Regen

120

Tab. 1*3: Bodenumlagerung durch die tropfen 1

Schlagwirkung von Regen-

122

Tab. 1*1*: Bodenumlagerung durch die tropfen II

Schlagwirkung von Regen-

123

Tab. 1*5: Abflußmerkmale von Wasser filmen und -fäden auf Hängen

125

Tab. 1*6: Kurzfristige Massenbilanz eines Rachelkessels

131*

Tab.

136

1*7: M a s s e n a b l a g e r u n g

in V o r f l u t e r n

Tab. 1*8: Massenauslagerung von Flußgebieten Tab. 1*9: Auslagerungszeit Flußgebiete

von

137

Schwebstoffen

verschiedener 138

Tab. 50: Morphologische Parameter paralleler Rachelriicken Tab. 51: Morphologische Parameter ken

..

divergierender

Rachelrük-

Tab. 52: Morphologische Parameter konvergierender

Rachelrük-

11*3

ken

11* 3

Tab. 53: Morphologische Parameter steilwandiger Blattkämme Tab.

5l*: M o r p h o l o g i s c h e

Parameter

gestufter

Rachel furchen

.

ll*l*

..

11*7

Tab. 55s Gefälle konkaver Rücken an Verschneidungen Tab. 5 6 :

1U2

Ionenumtauschfähigkeit Tongesteine:

kretazischer und

Tab. 57: Baumaterialien des Inoleser Subapennins

11*8 pliozäner

1U9 150 12

Tab. 5 8 :

Anzahl und Verbreitung typischer Rachelkomplexe

Tab. 59s Massenauslagerung bei Entwicklungsstadien

Rachelkesseln

...

verschiedener

Tab. 60: Entwicklung der Talweggeäste in Rachelkesseln unterschiedlicher Entwicklungszustände und -alter ...

153 156 158

Tab. 61: Entwicklung des Talweggeästes von Flußgebieten unterschiedlicher Entwicklungszustände und -alter ...

159

Tab. 62: Massenumfang und -Verteilung I

16U

Tab. 63: Massenumfang und -Verteilung II

165

Tab. 6U: Regressions- und Korrelationsmatrix morphologischer und dynamischer Größen im Flußquerschnitt I

168

Tab. 65: Regressions- und Korrelationsmatrix morphologischer und dynamischer Größen im Flußquerschnitt II

169

Tab. 66: Regressions- und Korrelationsmatrix morphologischer Größen im Längsprofil des Flusses I

172

Tab. 67: Regressions- und Korrelationsmatrix morphologischer Größen im Längsprofil des Flusses II

173

Tab. 68: Regressions- und Korrelationsmatrix morphologischer und dynamischer Größen des Flusses mit seiner Umgebung

173

Tab. 6 9 :

Regressions- und Korrelationsmatrix und dynamischer Größen im Boden

morphologischer

Tab. 70: Regressions- und Korrelationsmatrix Größen von Racheln

morphologischer

177 178

Tab. 71: Regressions- und Korrelationsmatrix morphologischer und dynamischer Größen der Geländeformen

179

Tab.:72: Regressions- und Korrelationsmatrix Kennziffern

179

morphologischer

Tab. 73: Einschwingverhalten von Teilsystemen des Flusses(Mäander ) 1

185

der Baupläne (LP)

187

Tab. 75: Skalare Charakteristiken der Baupläne (OP)

190

Tab. 7 6 :

191

Tab. 7 *: Skalare Charakteristiken

Skalare Charakteristiken der Wirkungspläne

Tab. 77: Skalare Charakteristiken der Strukturpläne

192

Tab. 78: Gefügewandel von Teilsystemen des Flusses

191*

Tab. 79! Zuwachsraten des Stoffund Massenhaushaltes in verschiedenen Zuständen der heutigen Naturlandschaft

219

Das Verzeichnis Stecktas che

13

der Abkürzungen

befindet sich

lose in der

I. 0.

E I N L E I T U N G ALLGEMEINES

Die wissenschaftliche Erfassung der Landschaft verlangt außer einer Schilderung der Formen und Prozesse eine Messung und Vermessung charakteristischer Merkmale und Eigenschaften,die es gestatten, die Gestalt, das Gefüge und den Haushalt der Landschaft hinreichend genau zu beschreiben. Für den Fragenkreis der Naturlandschaft wird in dieser orientierenden Vorarbeit an Hand eines Schichtrippengebietes der Versuch unternommen, quantitative Unterlagen zu einigen, meist qualitativ bekannten Formen und Prozessen zu erlangen,um einen genaueren Einblick in die Intensität und Größenordnung der Abläufe in der Naturlandschaft und ihren Wandel zu gewinnen.Mittels Gefügeuntersuchungen werden gewisse Strukturzüge der Naturlandschaft in Umrissen herausgestellt, die Hinweise auf die Verkettung, Wirkung und Stellung einzelner Prozesse im Landschaftsgeschehen geben. Dabei wird der Frage nachgegangen»wieweit die zeitlichen und räumlichen Änderungen der benutzten Größen den Zustand und die Entwicklung der Landschaft in ihrer Gestalt, ihrem Gefüge und Haushalt kennzeichnen. Die Untersuchungen im Gelände fanden statt in den Jahren 1961 bis 1963. Die eigenen Reihenmessungen liefen vom 1. Oktober 1961 bis zum 30.September 1962. Allgemeine Beobachtungen, gezielte Einzelmessungen und Kartierungen wurden zwischenzeitlich und nachfolgend bis zum Herbst 1963 durchgeführt.Im Sommer 1964 beendete der Verfasser die Laboratoriumsuntersuchungen. Die vorliegende Darstellung der Erhebungen stützt sich in Einzelheiten auf einen typischen Ausschnitt der Meßreihen, die auf dem Hintergrund des gesamten Materials erörtert werden. Abgeschlossen wurde das Manuskript im Spätherbst 19 64. Weitere Untersuchungen zum Problem der Naturlandschaft erschienen bereits oder liegen zum Druck vor.Eine theoretische Auswertung dieser empirischen Ergebnisse wird in den Hamburger Geographischen Studien in Kürze als Abhandlung über die Grundzüge des denudativen Feldes veröffentlicht werden. 14

1.

UNTERSUCHUNGSGEBIET

Der betrachtete Raum umfaßt einen etwa 65 km

2

großen

Ausschnitt

des kleinkammerigen Schichtrippengebietes der adriatischen Vorhügelzone des toskanischen

A-pennins.

Die Bergkette der

Gesso schließt das untersuchte Gelände ab.

Vena

zum mittleren Apennin

del hin

Gegenüber dem emilianischen und romagnolischen Abschnitt der

Vorhügelzone begrenzen die weiten Täler des Sillavo und Senio den Imoleser Subapennin,

dessen Abfall zur Poebene nicht mehr in die

Untersuchungen einbezogen wird.

Eine wissenschaftliche Bearbeitung des Gebietes fehlt. Einzelne Beobachtungen teilen G. AZZI 1912 und 1958 über Geländeformen, R.PELLIZZER- G.GUIDETTI 1959 über Gesteine, G.RUGGIERI 19UU über den Untergrund und U. TOSCHI 1955 über Gewässer mit. Weitere Fakten können zusammenfassenden regionalen Darstellungen, die zum Teil unveröffentlicht sind, entnommen werden. Zu nennen wären besonders U, BAGNAREWI - E. COCO - F. MAZZINI - G. PAPPIMI 1960 (Landesplanung), T. GAZZOLO 1960 (Abtragung), U.TOSCHI 1961 (Landeskunde) und P. ZANGHERI 1936 - 1956 (Vegetation).

Das Imoleser

Schichtrippenland

Stirnen der Schichtrippen schen

Abschnitt

zwischen dem dar.

der wechselnd intensiv

apenninen

Mittelgebirge

Es bildet zugleich den

Übergang

stellt

mit

seinen zerrachelten

und den Durchbruchstälern genutzten

einen typiVorhügelzone

und der padanischen Ebene

stratigraphischen

und tektonischen

der zentralen IVoskaniden zur padanischen Vortiefe.

Die

ostvergenten Faltendecken des Ligurischen Bogens fallen hier,durch NE-SWlegt,

und NW-SE-streichende

Störungen in größere Schollen zer-

mit antithetischer Treppung in die adriatisch-

Geosynklinale ab.

padanische

Die ausstreichenden Schichtserien dieser wech-

selnd breiten Zone werden aufgebaut aus neritischen,bathyalen und pelagischen Tonen, Tonmergeln nebst Kalken, litoralen und fluviatilen Sanden und Kiesen sowie laguriären örtlich von fahren, 15

mesozoischen

Wechsellagerungen,

die,

Serien mit metamorphen Gesteinen über-

noch im ausgehenden

Neogen

herausgehoben werden bis in

mehr als 500 m Meereshöhe und gegenwärtig einer heftigen Abtragung anheimfallen. Den mittleren jährlichen Abtrag, etwa 0,5 bis 1,1 cm, schätzt man innerhalb Italiens sonst nur noch in der weiteren Umgebung (Bologna-San Marino) derartig hoch ein. Die stark erosionsgefährdeten Böden rechnen zu den mediterranen und mitteleuropäischen Rendzinen, soweit basenreiche Tone und Schluffe den Untergrund bilden, während über sandigen bis lehmigen, teils konglomeratischen Materialien sich mediterrane bis mitteleuropäische Braunerden entwickeln sollen. Die Vorfluter dieses Gebietes, der Torrente Sellustra und Fiume Santerno mit beidseitigen Zuflüssen, gehören zum Einzugsgebiet des Fiume Renosin der südlichen Poebene und den angrenzenden Apenninen.Ein zweigipfliges Abflußregime mit den Maxima im Herbst und Frühling (Tipo Tosco-Marchiano) charakterisiert die Flüsse der Emilia - Romagna. Es beruht auf den hohen Niederschlägen in den Übergangsjahreszeiten und einem ausgeprägten Gang der Temperaturen, die bestimmend sind für die Situation des untersuchten Gebietes im Übergangsbereich von den subozeanischen Klimaten der kühlgemäßigten Zone zu den winterfeuchten (sommertrockenen) Klimaten mediterranen Typus der warmgemäßigten Zone. Am Fuß der nordöstlichen Apenninen unweit der adriatischen Küste liegt es im Grenzsaum zwischen dem emilianischen und romagnolischen Untertyp des sublitoralen Klimabezirkes der Poebene.Eine wärmeliebende Vegetation, vor allem Eichenmischwälder, untersetzt mit Buchen,und primäre Trockenrasen nebst Auenwäldern»überzog die Gründe, Hänge und Höhen des Imoleser Subapennins. Sie ist heute fast verdrängt von Äckern, Obstgärten, Weiden und nackten Böden. Mitteleuropäische, west- und submediterrane Geoelemente, ergänzt durch pontische Elemente, legen den vermittelnden, aber dennoch eigenständigen vegetationsgeographischen Charakter des Imoleser Schichtrippenlandes zwischen dem mitteleuropäischen und mediterranen Vegetationsbereich fest.

P o l i t i s c h l i e g t das b e a r b e i t e t e G e b i e t an d e r Grenze der P r o v i n zen B o l o g n a u n d R a v e n n a . Es e r s t r e c k t s i c h ü b e r T e i l e d e r G e m e i n den Imola, C a s a l f i u m a n e s e , Borgo T o s s i g n a n o , Fontanelice und Rio l a V a l S e n i o . D i e ü b e r g e o r d n e t e V e r w a l t u n g s e i n h e i t ist die R e g i on der E m i l i a - R o m a g n a d e r i t a l i e n i s c h e n R e p u b l i k .

16

2.

UNTERSUCHUNGSVERFAHREN

2.1.ALLGEMEINES Die Messung verschiedenartiger landschaftlicher Objekte liefert auf Grund der jeweiligen Meßverfahren zum Teil erheblich unterschiedlich genaue Ergebnisse, selbst innerhalb einzelner Gruppen von Erscheinungen. Die einzelnen Merkmale und Eigenschaften der Naturlandschaft ließen sich derart festlegen,daß sie als objektiv meßbare Größen globalen Charakters mit zugleich lokaler Aussagekraft in theoretische Modelle einsetzbar sind. Bei der Benutzung der unten angeführten Verfahren ergaben sich folgende Grenzwerte für den Fehlerbereich: Tabelle 1: FEHLERGRENZEN BEI DER MESSUNG LANDSCHAFTLICHER OBJEKTE (Werte in T.v.H.)

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werte

abgerundet

verwandt worden,

damit keine reell vorhandene

Genauigkeit vorgetäuscht wird. Um jedoch unkontrollierbare

Fehler

in den Zwischenrechnungen zu vermeiden, wurden dort alle Stellenwerte berücksichtigt. Das ist bei der Nachrechnung aus den Tabel1) lenwerten zu bedenken.

2.2. Die

VERTEILUNG DER HEßPUNKTE UND -FLÄCHEN Anlage

der ständigen

Beobachtungsstellen

richtete sich nach dem Gesichtspunkt, ihre

Änderungen

erfassen.

durch ein gutverteiltes

Zur Sicherung der

zeitlichen

mußten die täglich kontrollierten

und Entnahmeorte

die typischen Merkmale und Netz von Meßstellen zu Homogenität

der Reihen

Stationen höchstens 10 Minuten

entfernt von jederzeit passierbaren Wegen aufgestellt

sein.

KLIMA:

Die örtliche Differenzierung der Temperatur für die vichtigsten morphologischen Bereiche liegt am besten faßbar im Gebiet der größten Höhenunterschiede der Schichtrippen wie sie zwischen Val Mescola und Val Casale gegeben ist. Die Niederschlagstotalisatoren wurden so verteilt aufgestellt, daß die verschiedenen Expositionen nach Höhe, Böschung, Bewuchs und morphologischer Einheit repräsentativ einbezogen waren. Trotz umfangreicher Sicherung und Tarnung entfielen knapp 50 % durch mutwillige Zerstörung und Diebstahl.weniger durch natürliche Ereignisse.

BÖDEN:

Die Bodenproben wurden zur Sicherung der Kartierung in typischen petrographischen Einheiten entnommen, wobei die unterschiedliche morphologische Ausprägung des Geländes mitentschied. Für den Bodenabtrag galten dieGesichtspunkte wie für die Aufstellung der Totalisatoren. Rund 38? aller Meßprofile fielen unbekannten Vorgängen zum Opfer, nur selten konnte ein menschliches Eingreifen vermutet werden.

GEWÄSSER:

Bei der Ermittlung der Quellschüttungen berücksichtigte der Verfasser sämtliche Einzugsgebiete, um einen Einblick in die Wasserführung der Flüsse am Ende der sommerlichen Trockenzeit zu gewinnen. Die laufende Beobachtung der Gerinne erfolgte an acht Meßorten beim Austritt der Flüsse in das Santernotal. Zehn weitere Meßstellen an anderen Wasserläufen wurden wegen besonderer Fragestellungen überwacht.

des maschinenschriftlichen 1) Die Urtabellen bei der Drucklegung aus finanziellen Gründen

Exemplares mußten fortfallen. 18

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Die örtlichen Bedingungen»die für die einzelnen Meßpunkte gelten, enthält die Tabelle 2 zusammengefaßt.

2.3.

SPEZIELLE METHODEN

Die einzelnen naturlandschaftlichen der Regel mit den üblichen

Erscheinungen lassen sich in

Standardverfahren

erfassen.

Planung und später bei der Auswertung der Meßergebnisse der Verfasser LINDER

sich auf die

Darlegungen

in den Arbeiten

1960 und R. MILLER - J. KAHN 1962.

A. BENTZ 19 61, W. KUBIENA 1950,

J. VAN EINERM 19 55, W. JORDAN

-

Bei der stützte von A.

Die Darstellungen von

A. HEM 19 59, E. KÖSTER 19 60,

0. EGGERT

-

M. KREISSL 1956, E.

SCHAANK 1940, R. THUN - R. HERRMANN 1955 , Y.YAMAMOTA 1962, und die Deutschen Einheitsverfahren zur Wasseruntersuchung zog der Untersucher bei der Durchführung der Messungen und Vermessungen zu Rate. In einer Anzahl von den Standardverfahren

Messungen

erforderten es die Umstände,

von

abzuweichen oder neue Arbeitsweisen einzu-

führen: Die Benutzung siliziumfreier P l a s t i k g e f ä ß e in der W a s s e r s a m m l u n g u n d - a n a l y s e v e r m i e d e i n Ü b e r g e h e n v o n S i l i z i u m a u s d e n W ä n d e n in die L ö s u n g e n . Die Totalisatoren b e s t e h e n aus e i n e m Auffangtrichter mit oberer lichter W e i t e v o n 19 c m u n d gehen in Ableitstutzen v o n 1,7 c m lichter Weite über. Die 5 Liter fassende Sammelflasche wurde mit dem Trichter verschweißt. Bis zum T r i c h t e r r a n d p a r a l l e l zur B ö schung in den Erdboden eingebracht, w u r d e n die Gefäße mittels einer S a u g p u m p e , der eine M e ß k a m m e r v o r g e s c h a l t e t w a r , e n t l e e r t . Die Abund Ausspülung ergab sich als D i f f e r e n z g e g e n ü b e r R i n g m a r k e n a u f h ö l z e r n e n R u n d s t ä b e n v o n 15 c m L ä n g e u n d 0 , 5 c m D u r c h m e s s e r , d i e b i s a u f e i n e n 1,0 cm f r e i e n M a r k i e r u n g s k o p f in d e n B o den versenkt waren. In einem A b s t a n d von 5 cm w u r d e n z u s ä t z l i c h vier R u n d s t ä b e aus K o n t r o l l g r ü n d e n v o l l s t ä n d i g in d e n B o d e n e i n gelassen. D i e K o l k t i e f e h a n g a b w ä r t s der S t ä b e lag in a l l e n b e o b achteten Fällen unter 1 mm und war nicht exakt meßbar. Die Ablesung am Rundstab geschah durch eine Kreisscheibe mit aufgesetztem

32

zentralen Führungsrohr, währleistete .

das e i n e A b l e s e g e n a u i g k e i t

von

1 mm

ge-

Die B o d e n r e a k t i o n e r m i t t e l t e sich in s i t u am B o d e n w a s s e r o d e r a n natürlichen Bodensuspensionen gegenüber KCL-Glaselektroden. Bei n i c h t b e o b a c h t e t e n H o c h w a s s e r s p i t z e n zeigten später die Neigungen von Erosionsspuren und eingeordneter Pflanzenreste das u r sprüngliche Gefälle an. Die H e r k u n f t u n d V e r m i s c h u n g d e s s u s p e n d i e r t e n M a t e r i a l s im F l u ß l ä ß t s i c h in z a h l r e i c h e n F ä l l e n e r k e n n e n , d a B o d e n b i l d u n g ( b r ä u n lich) und U n t e r g r u n d (hellgrau, blau) gut zu t r e n n e n s i n d . A u c h aus d e n e n t s t e h e n d e n M i s c h f a r b e n k a n n auf die A n t e i l e d e r b e i d e n Materialien geschlossen werden. G u t e D i e n s t e l e i s t e t für d i e s e s S c h ä t z u n g s v e r f a h r e n die M u n s e l l C o l o r C h a r t , E d i t i o n 1951*. Durch einen Vergleich von Farbtönen angetroffener Mischungen und reiner Sedimente kann man unter Benutzung von unabgeschwemmten Material e i n e ö r t l i c h e E i c h s k a l a e r s t e l l e n , die zur B e s t i m m u n g der G r ö ß e n o r d n u n g e n h i n r e i c h t . B e s o n d e r s gut ist die U n t e r s c h e i d u n g in F l u ß g e b i e t e n m i t stark d i v e r g i e r e n d e n F a r b t ö n e n des U n t e r g r u n d e s und B o d e n s ( R i o R a g g i ) s o w i e b e i k u r z a n d a u e r n d e n H o c h w ä s s e r n , die a u f i h r e n L a u f s t r e c k e n w e n i g S e d i m e n t e v o n der Flußsohle aufnehmen. D i e g r ö ß e r e M i t n a h m e v o n F l u ß m a t e r i a l v e r s c h l e c h t e r t die A u s s a g e f ä h i g k e i t (Rio M e s c o l a , R i o A q u i l a ) . D i e V e r t e i l u n g der O b e r f l ä c h e n e i n e s beliebigen natürlichen Körpers e r f a ß t d e r e n N o r m a l k u r v e . U r s p r ü n g l i c h g e d a c h t für die K e n n zeichnung von Gletschern (H. W . A H L M A N N 1 9 ^ 8 ) , d a r f m a n sie auf alle O b e r f l ä c h e n a n w e n d e n , da keine spezifischen Parameter der K ö r p e r in d e n K u r v e n v e r l a u f e i n g e h e n . Bei d e n B e r e c h n u n g e n v o n M a s s e n i n t e g r a l e n w ä c h s t d i e N ä h e r u n g m i t dem fallenden Grad der b e n u t z t e n Aquidistanzen.Der Verfasser v e r w a n d t e s o l c h e v o n 10 m , w a s n o c h e i n g e h e n d e r e R ü c k s c h l ü s s e auf d i e Massenverhältnisse erlaubt. Z u r A n p a s s u n g a n die n a t ü r l i c h e n G e g e b e n h e i t e n l i e g e n die der benutzten Parameter

Übergängen von einem

zum

a n d e r e n Z u s t a n d , so d a ß die e r h a l t e n e n G r ö ß e n E i n h e i t e n e i n e s

na-

türlichen Systems

j e w e i l s in d e n

Grenzen

(z.B. F l u ß e i n h e i t )

versinnbildlichen.

Einfache Größen benötigen zu ihrer Erfassung ein

Bestimmungsstück

(z.B. T i e f e , U m f a n g ) , w ä h r e n d f ü r z u s a m m e n g e s e t z t e rere Bestimmungsstücke

Größen nur

meh-

(z.B. G e f ä l l e , h y d r a u l i s c h e r R a d i u s )

aus-

r e i c h e n . U n t e r U m l a g e r u n g w i r d die O r t s v e r ä n d e r u n g

von

Gegebenhei-

ten innerhalb eines natürlich abgegrenzten Raumes verstanden. Häufigkeit

der Umlagerung bestimmt

w i r d die O r t s V e r ä n d e r u n g v o n Areal hinaus beschrieben.

Die

Unter

Auslagerung

Gegebenheiten aus einem

natürlichen

Weitere, sachlich enger bezogene

g r i f f e w e r d e n in d e n e n t s p r e c h e n d e n eingeführt. 33

ihren Grad.

Abschnitten der

Be-

Untersuchung

II. Z U S T A N D

U N D

E L E M E N T E ,

Ä N D E R U N G E N

F A K T O R E N

U N D

E I N I G E R K O M P L E X E

Die Einordnung bestimmter landschaftlicher Erscheinungen in die Gruppen der Elemente, Faktoren und Komplexe ist zum Teil mangels ausreichender Kenntnis noch unsicher, so daß Änderungen in ihrer Beurteilung - vor allem zwischen Element und Faktor - noch zu erwarten sind. Allgemein treten mehrere Elemente in bestimmten Zusammenhängen zu einem Faktor zusammen, der mit mehreren anderen Faktoren gemeinsam einen Komplex aufbaut.

3.

WITTERUNG

UND

KLIMA

Die Lage des subtropischen Hochdruckgürtels mit seinen antizyklonalen

Zellen

und der

Polarfront

steuern den Witterungsablauf.

mit ihren wandernden Zyklonen

Dem Vorrücken der Polarfront gegen

Süden entspricht eine verstärkte west - östliche Zirkulation, die beim Vordringen des Rußlandhochs durch eine vorwiegend meridionale abgelöst wird.

So zeichnen sich die Obergangs- und Winterjah-

reszeiten durch eine kühle,

niederschlagsreiche, meist zyklonale

Witterung mit sehr wetterwirksamen Kaltlufteinbrüchen (Schneefälle) und kurzfristigen Warmluftvorstößen (Scirroccolagen) aus. Der Gebirgszug der Apenninen wirkt während dieser

Jahreszeiten stär-

ker als im Sommer als hochwirksame Wetter- und Klimascheide, im Witterungsaufbau zu

beidseitigen Stau-

was

und Fallerscheinungen

mit beachtlicher Beeinflussung der Wetterlagen führt: typisch ist der

Gegensatz

des quasistationären

Tiefdruckgebietes

über dem

Golf von Genua und dem oft stationären Hochdruckkeil über der Poebene , typisch sind die boren- und föhnhaften Fallwinde.

3.1.

GROßWETTERLAGEN

An dem Aufbau des Wettergeschehens sind sieben Luftmassen und ihre gealterten Abwandlungen beteiligt: 34

1.) 2.) 3.) U.) 5.) 6.) 7.)

c c m m m m m

P P P P P T T

A = = = A = T = = s =

Ihr Auftreten knüpft hens,

kontinentale kontinentale maritime maritime erwärmte maritime maritime mediterrane

Arktikluft, Polarluft, Polarluft, Arktikluft, Polarluft, Tropikluft, Tropikluft.

sich an bestimmte Abläufe des Wettergesche-

die den Großwetterlagen Hitteleuropas annähernd vergleich-

bar sind.

Eine Bearbeitung der Großwetterlagen Italiens, die auf

ein recht heterogenes Material zurückgreifen muß,liegt noch nicht vor.

Der nachstehende Versuch hebt

die wichtigsten Verhältnisse

des Wetterablaufs für den untersuchten Zeitabschnitt Oktober 19 61 bis März 19 6 2 heraus.

1.

Zyklonale

Lagen:

a ) Z y k l o n e n f o l g e n , die m T und m T s - Luftmassen im r a s c h e n W e c h s e l e n t l a n g d e r P o l a r f r o n t h e r a n führen und abgelöst werden von Tiefdruckgebieten mit m P und m P T - Luftmassen, b) Zyklonenfolgen aus d e m N o r d a t l a n t i k mit m a r i t i mer Kaltund Warmluft verschiedener Herkunft und Artung«

Nach dem

Überschreiten der

Apenninen

gleitet die meist wärmere

maritime Luft häufig auf Kaltluft, so daß anhaltende, Niederschläge,

oft starke

teils als Schnee, ausfallen. Während ausgeprägter

Süd-, Südwest- und Westlagen werden in der Regel nur geringe Niederschläge bei ausgesprochen hoher Luftfeuchtigkeit unter halbbedecktem Himmel beobachtet. In den ÜbergangsJahreszeiten herrschen Vb-Lagen vor.

II. Antizyklonale

Lagen:

a) Das A z o r e n h o c h im V e r b u n d mit d e m schen Hoch führt leicht gealterte massen heran.

Nordatlantim P - Luft-

b) Hochdruckgebiete in R u ß l a n d , Fennoskandinavien und Mitteleuropa mit K e i l zum A z o r e n h o c h f ü h r e n c P-, c P A - Luftmassen heran. Außer den v o r -

35

herrschenden antizyklonalen Nordostund Ostlagen mit ihrer advektiven K a l t l u f t b i l d e n sich u n t e r dem E i n f l u ß m i t t e l e u r o p ä i s c h e r oder w e s t mittelmeerischer Antizyklonen kurzfristige Zwis c h e n h o c h s über der Poebene aus. Kaltluftmassen aus zyklonalen Nordund Nordwestlagen bauen über der Poebene im S c h u t z e d e r A l p e n u n d A p e n n i n e n oft s t a r k m o d i f i z i e r t e K a l t l u f t k ö r p e r für l ä n g e r e Zeit a u f .

Während der Untersuchungszeit treten bestimmte Kopplungen von vorherrschenden und störenden Luftmassen auf. In der Häufigkeit ihres Auftretens zeigt sich ein Oberwiegen der maritimen, meist gealterten Tropikluft: Tabelle 3:

WINTERLICHES LUFTMASSENREGIME ( Werte in T.v.H. )

Vorherrsch. Luftmassen

m T

m T

Störende Luftmassen

cP

-

Häufigkeit des A u f t r e t e n s

19

15

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mTs

mTs

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-

15

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9

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mTs

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6

6

cP

mT

mTs

mTs

6

3

Das Luftmassenregime des Vollherbstes wird noch geprägt durch die mediterrane Tropikluft, in die zunehmend kontinentale Polar- und maritime Tropikluft einbrechen. Im Vorwinter tritt die maritime Tropikluft verstärkt auf, die in einigen kräftigen Vorstößen von kontinentaler Artikluft abgelöst wird; gelegentlich strömt auch noch mediterrane Tropikluft in das Untersuchungsgebiet ein. Im Hochwinter wiegt kontinentale Arktikluft vor, daneben fließt kontinentale Polarluft in das betrachtete Gebiet. Zyklonal herangebrachte maritime Tropikluft stört den Aufbau oder die Erhaltung eines Hochdruckgebietes zu dieser Zeit. Mit dem Vorfrühling gewinnt die maritime Tropikluft die Vormacht, unbeschadet einiger Vorstöße kontinentaler Arktikluft. Das Eintreffen mediterraner Tropikluft im Vorfrühling zeigt das Ende des winterlichen Luftmassengepräges an. Die Werte der Tabelle 3 spiegeln zugleich das Vorwalten der einzelnen Störungszentren des Wetterablaufes wider: 36

1.)lm V o l l h e r b s t ( 1 . O k t o b e r - 9 . N o v e m b e r ) b e s t i m m t e n die Hochdruckzellen des s u b t r o p i s c h e n G ü r tels ( A z o r e n h o c h ) und die Zyklone der Polarfront ( i s l a n d t i e f ) das W e t t e r g e s c h e h e n . 2 . ) M i t dem V o r w i n t e r ( 9 « N o v e m b e r ) b i s zum V o l l f r ü h l i n g (31« M ä r z ) g e r i e t das Untersuchungsgebiet zeitweilig in d e n Einflußbereich des R u ß l a n d h o c h s . d a s k u r z f r i s t i g am E n d e des V o r w i n t e r s die s u b t r o p i s c h e n H o c h d r u c k z e l l e n als S t e u e r u n g s z e n t r e n für das b e t r a c h t e t e Gebiet ausschaltete.

Es überwiegen Nord-, Nordwest- und Westlagen im Vollherbst und Vorfrühling, Nord-, Nordost- und Ostlagen im Vor- und Hoohwinter, während Südwest-, Süd- und Südostlagen seltener eintreten. Die Anzahl der Wetterlagen in den einzelnen Jahreszeiten schwankt nicht nennenswert V 10 01 c d

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Landschaft einheitlich b e d e c k t . Lokal werden bis 1*0 cm h o h e S c h n e e d ü n e n auf g e w e h t . G e r i n g e S c h n e e mengen fallen bis Anfang Januar, die zur E r h a l t u n g d e r D e c k e a u s r e i c h e n . Sie s i n d g e l e g e n t l i c h mit R e g e n u n t e r s e t z t , d e r e i n e V e r h a r r s c h u n g d e r S c h n e e d e c k e in k u r z e r Z e i t v e r u r s a c h t . Mit e i n brechender maritimer Tropikluft in der e r s t e n J a n u a r h ä l f t e setzt die S c h n e e s c h m e l z e e i n , die binnen zweier Tage jeglichen Schnee a u ß e r in Schutzlagen (hauptsächlich nordost - exponierten Lehnendellen) erfaßt und b e s e i t i g t . 3 . ) Im Höhepunkt des Hochwinters setzt erneut Schneefall ein, d e m s e h r oft R e g e n beigemischt isti In d e r R e g e l l i e g t d e r S c h n e e e i n i g e S t u n den, selten einen Tag.

Die

A z i d i t ä t

des

N i e d e r s c h l a g e s

merkenswerte Variationen nach Zeit und Raum auf.

weist be-

Die 98 pH-Werte

im stets schwach bis stark sauren Bereich von 6,0 bis 4,0 mit einem Durchschnitt von 4,9

(Median 4,9)

aber nicht für die einzelnen vier Stationen

sind normal verteilt, was

Täler und Meßstellen zutrifft.

(Mesaola, Sellustra, Aquila)

Auf

sinkt der pH-Wert zu

38 % unter 5,0, auf den übrigen Meßstellen zu 63 %. Der jahreszeitliche Gang der Azidität auf den einzelnen Meßstationen ähnlicht sich im Rhythmus. Die Azidität steigt vom Vollherbst zum Vor- und Hochwinter und sinkt mit dem wachsenden Grad der Basizität zum Vorfrühling. Besonders schwach ist dieser Verlauf bei den Meßstellen Mescola den Stationen Mesaola le 16.

5 und Russole 17, sehr gut ausgeprägt 6,

Aquila 9,10 und Sellustra

Der pH-Wert einer Niederschlagsperiode auf

nen schwankt geringer als die pH-Werte schlagsperioden einer Station.

12

bei

und Casa-

allen Statio-

für die Reihe der Nieder-

Die größten Variationen innerhalb

einer Niederschlagsperiode treten im Hochwinter auf,

während die

pH-Wert-Amplituden von Periode zu Periode bis maximal 1,7 pH,

am

häufigsten 0,3 und 0,7 pH betragen.Bei einer Anzahl von Stationen ist eine geringe Zunahme der Basizität in der 3.Witterungsperiode oder/und 5. Witterungsperiode bezeichnend»während auf den übrigen Meßstellen ein Ansteigen der Azidität gemessen wird. Von großer Bedeutung für das der lebhafte Wechsel fremd51

Klima des

Untersuchungsraumes

ist

und eigenständiger Witterungen.

Der

eigenständige Charakter ist im

'Winterhalbjahr häufiger ausgebil-

det als im Sommer, wo er in der Regel fortfällt. Bei eigenständiger Witterung

entwickeln sich fast

immer die mehr

oder weniger

gestörten Abfolgen Bodeninversionstyp - Hochnebeltyp (-Normaltyp) der Grundschicht,

die dann durch frontale Störungen meist in den

Regenwettertyp oder Böenwettertyp umgewandelt werden. Das Auftreten der

T e m p e r a t u r i n v e r s i o n e n

in

den unteren Luftschichten des Untersuchungsraumes wird begünstigt durch

die zeitlich

Hochdruckgürtel oft mehrere

wechselnde relative

Nähe zum

subtropischen

und dem padanischen Hochdruckgebiet.

Tage an und schließen

an der Untergrenze

Sie dauern mit einer

allmählich sich verdichtenden Dunstschicht etwa 50 bis 100 m über dem Gipfelniveau ab. Diese obere Dunstgrenze ist vom höhergelegenen Zentralapennin

aus häufig gut sichtbar, während in den Tälern

die untere Dunstgrenze niemals beobachtet wurde. Die Entstehung der Tenperaturinversionen läßt sich auf zwei genetisch verschiedene Vorgänge

zurückführen:

1.) Die starke effektive Ausstrahlung

des Erdbodens in den Näch-

ten bewirkt eine

der bodennahen Luftschich-

intensive Abkühlung

ten, so daß die Temperatur in den Tälern niedriger liegt als über dem

Gipfelniveau in M-00 - 500 m Höhe.

über der Argille

scagliose

lehmige Trauf und die

obere Lehne der

ste Ausstrahlung aufweisen.

Die Ausstrahlung erreicht

ihre Höchstwerte,

während der sandig-

Schichtrippen die gering-

Die schwach, wenn auch stets vorhan-

dene Dunstschichtung wird auf Grund der zunehmenden Temperaturinversion laufend verstärkt.Da beide Vorgänge positiv rückgekoppelt sind, erhöhen sich gegenseitig die Effekte. Dieser Ablauf wird in 20 % aller Fälle festgestellt.

Ein Musterfall der Ausbildung einer Temperaturinversion mit starker Dunstschicht ohne weitere Entwicklung aus einer cPA-Luftmasse heraus.bestand über 13 Tage hinweg während der 26. bis 28. Witterungsperiode .Er äußerte sich unterhalb dieser Grenzschicht in einem gleichmäßig heiteren Wetter ohne wesentliche Windbewegung und einer erstaunlich geringen Strahlungswärme in den Mittags- und Bachmittagstunden. Die Dunstkomponente der Luft lag so hoch, daß photographische Fernaufnahmen über 2 km unmöglich wurden. Im Vorfrühling, besonders zum Ende hin, werden diese Sperrschichten (so 52

a u c h in dem o b i g e n F a l l ) s e h r oft durch föhnartige Fallwinde (überwiegend gealterte Warmluftmassen) zerstört. In d e m g e s c h i l d e r t e n F a l l l i e ß s i c h das A u f r e i ß e n der D u n s t s c h i c h t an den a b h e b e n d e n F e t z e n d e r D u n s t s c h i c h t o p t i s c h gut v e r f o l g e n »

2.) Nach dem Überqueren des Hochapennins sen über die im Subapennin

lagernden

können die Warmluftmas-

Kaltluftmassen alloch- oder

autochthoner Herkunft hinweggleiten und rufen dadurch eine Temperaturinversion

im vertikalen

über Mischungsnebel

Luftaufbau

hervor,

weiter entwickeln kann.

die sich dann

Dieser Verlauf wird

in 60 von 100 Fällen ermittelt.

Bei

20 % der

Temperaturinversionen

im

Verbund mit Hoch-

oder

Mischungsnebeln mußte die Entstehung ungeklärt bleiben.

Der M u s t e r f a l l des A u f g l e i t e n s m e d i t e r r a n e r T r o p i k l u f t über lokal a b g e w a n d e l t e r k o n t i n e n t a l e r A r k t i k l u f t bot s i c h in d e r 1 0 . b i s 13. W i t t e r u n g s p e r i o d e d a r . D e r e n t s t a n d e n e M i s c h u n g s n e b e l e t w a in H ö h e der G i p f e l f l u r w u r d e n o c h v e r s t ä r k t d u r c h d e n S t r a h l u n g s n e b e l aus den b o d e n n a h e n L u f t s c h i c h t e n , so d a ß e i n T e i l d e r F e u c h t i g k e i t in t r e i b e n d e r und sprühender Regen ausden e r s t e n T a g e n als f e i n e r f i e l . Die Z u f u h r k o n t i n e n t a l e r P o l a r l u f t w i r k t e s i c h n u r r a n d l i c h a u f den a u t o c h t h o n e n L u f t k ö r p e r im B e r e i c h d e r V o r h ü g e l z o n e a u s . Erst der Einbruch mediterraner Tropikluft zerstörte diesen und f ü h r t e zu h o h e n N i e d e r s c h l ä g e n .

3.3.

JAHRESVERLAUF

DES

KLIMAS

19 61

Der Fehlbetrag des effektiven Niederschlags potentielle Evapotranspiration) des Jahresverlaufes 1961 gut.

(d.h. Niederschlag -

von -165mm trifft den

Charakter

Nur im Januar, April, Oktober, No-

vember und Dezember ist ein Überschuß von insgesamt

+281 mm vor-

handen, der aber zur Bilanzierung nicht ausreicht. Der

J a h r e s n i e d e r s c h l a g

669 mm bei 101 Hiederschlagstagen,

erreicht eine Höhe von

verteilt auf 48 Perioden.

Im

April ergibt sich die maximale Monatssumme mit 122 mm und ein Monat zuvor das Minimum von 9 mm!

Die extremen

Tagesniederschläge

zur gleichen Zeit verhalten sich wie 1:12. Die halben Monate lang S3

regnete es im November und Januar; gen Tag, aber dafür goß es.

im August nur an einem einzi-

Die mittlere monatliche Luftfeuchte sinkt im August auf 58 % und steigt im November auf 79 % an. Von Oktober bis Dezember und Januar bis März hält sich die relative»maximale tägliche Luftfeuchte stets über der kritischen Grenze von 9 5 % (zum Vergleich:Oktober 1954-1962 von September bis April),welche das trockenere Sommerhalbjahr vom feuchten Winterhalbjahr trennt.Schneeflecken liegen zeitweilig im Januar und eine geschlossene Schneedecke im Dezember über längere Zeit. Der heißeste Monat des Jahres ist der August mit knapp 38° C, das zugehörige Monatsmittel unterschreitet den Wert um mehr als 10°C, die mittlere T e m p e r a t u r des kältesten Monats Januar berechnete sich zu +1,4° C; Fröste traten im November, Dezember und Januar auf; die Tiefsttemperatur wurde mit -5,6° C festgestellt. Aus diesen Daten folgt eine Temperaturamplitude von 32° C und eine mittlere Jahrestemperatur von 14,7° C. Die Werte der potentiellen Evapotranspiration bewegen sich zwischen nahe 0 (Januar) und 158 (August) mm; der Wasserverlust beläuft sich auf -419 mm Ende September. Die außerordentliche T r o c k e n h e i t des Jahres 1961 wird im Vergleich mit dem langjährigen Durchschnitt,der fast ausbilanziert ist, sichtbar: 164:1 lautet das negative Verhältnis, das an Hand der Höhe und Verteilung des Niederschlages verständlich wird. Gegenüber dem langjährigen Mittel mißt man 122 mm Niederschlag weniger, auch fällt der Hauptregen im Frühjahr (April) statt im Herbst (Oktober) und an Stelle von 5 % werden 18 % des gesamten Niederschlages im Frühjahr aufgefangen.

3.4.

MERKMALE DES NIEDERSCHLAGES 1813 - 1962

Der Jahresgang der klimatischen Elemente von Imola weicht zwar in den absoluten Werten von den benachbarten Stationen ab, aber 54

b l e i b t stets in d e n g l e i c h e n

G r ö ß e n o r d n u n g e n w ä h r e n d des

s c h n i t t e s 1 9 2 1 - 1 9 5 0 . U n t e r d i e s e n b e s i t z t Bologna ge B e o b a c h t u n g s r e i h e

für N i e d e r s c h l ä g e

(Fig.

eine

Zeitab-

lt9-jähri-

3).

Der U m f a n g d e r J a h r e s s c h w a n k u n g e n u m f a ß t 907 m m ,

wie e r s i c h aus

d e m M i n i m u m v o n 213 (183*+) u n d M a x i m u m v o n 1126 (1889) m m e r r e c h net

(Schwankungsamplitude

5,28),

im M i t t e l b e t r ä g t

der

Nieder-

s c h l a g 650 m m .

Die i n t e r a n n u e l l e n S c h w a n k u n g e n e r r e i c h e n m a x i m a l

600 m m

u n d m i n i m a l 0 m m (1943),

(1861)

am häufigsten sind zwi-

s c h e n j ä h r l i c h e D i f f e r e n z e n v o n 200 bis 300 m m .

Die Höhe d e r m a x i m a l e n T a g e s n i e d e r s c h l ä g e

s c h w a n k t in d e n H a u p t -

j a h r e s z e i t e n s t ä r k e r a l s in d e n Ü b e r g a n g s j a h r e s z e i t e n . zenniederschläge

Die

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f a l l e n a m h ä u f i g s t e n im F r ü h j a h r e i n e n M o n a t v o r

den H a u p t n i e d e r s c h l a g s m o n a t e n

u n d im H e r b s t

einen Monat

später.

Für d e n Z e i t r a u m 1921 - 1962 k a n n eine l i n e a r e R e g r e s s i o n für logna

und

lautet

Imola

durchgeführt werden.

a = 1,1257,

Der

Beurteilung

Subapennins

der

GEV/ÄSSER

H.l.

WASSERAUSTRITTE

Nahezu sämtliche an S c h i c h t a u s b i s s e

55

größenordnungs-

Niederschlagsverhältnisse

Wasseraustritte gebunden,

des

des

Imoleser

Untersuchungsgebietes

doch können

u m e i n i g e M e t e r v e r s c h l e p p t sein

Die A n z a h l u n d E r g i e b i g k e i t der den

für die

von r =

heranzuziehen.

H.

ständen

Regressionskoeffizient

bei e i n e m K o r r e l a t i o n s k o e f f i z i e n t e n

0,9638, Das e r l a u b t , d i e D a t e n v o n Bologna mäßige

Bo-

sie u n t e r g e w i s s e n U m (Schuttquelle).

N a ß g a l l e n

Niederschlagserträgnissen der

sind

schwankt

nach

einzelnen vorhergehenden

Jah-

reszeiten. Das Minimum läßt sich nach dem sehr regenarmen Verlauf des Sommers

19 62 mit mindest 30 Tagen,

allgemein über

70 Tagen

Trockenheit abschätzen. Vor Beginn der herbstlichen Regenperiode liegt etwa ein Drittel der 63 aufgenommenen Naßgallen im Val Sellustra, je ein Sechstel etwa im Val Aquila und Santerno, der Rest in den übrigen Tälern außer Val Canale. Gut ein Sechstel entfällt auf die 250 m-Höhenstufe, die übrigen Naßgallen streuen in ihrer Höhenlage zwischen 425 und 75 m mit etwas stärkerer Häufung in den Höhen um 300,225175 und 75 m. Gegenüber dem Winter 1961/62 sind die durchtränkten Areale in der Regel um 60 bis 80 %, teils bis 90 % geschrumpft. Während der niederschlagsreicheren Zeit ist der Übergang zu den Quellen fließend.

Bei den

Q u e l l e n

handelt es sich der Form nach um kaum an-

gedeutete Quellöcher (6), Sickerungen (5), gefaßte Wasseraustritte (3) und das

gemeinsame Auftreten

der beiden zuerst genannten

Arten (2). Die Quellen verteilen sich auf drei Höhenbereiche:um 200 m mit 3, um H00 m mit 2 und um 90 m mit 11 Wasseraustritten.

Von den 16 kartierten Quellen schütten 3 (2 Mesaola, ständig, k e i t auf,

die anderen periodisch.

Die höchste

1 Gambelaro)

E r g i e b i g -

weist die grottige Karstquelle des Gambelaros mit 2,t 1/s

drei weitere Quellen liefern zwischen 0,4 und 0,8 1/s,

Mehrheit aber nur sehr geringe Mengen um 0,06 bis 0,3 1/s. Schüttungshöhen dürften in der Größenordnung Mehrzahl (13) der Quellen

Diese

der mittleren mini-

malen Ergiebigkeit am Ende des Sommerhalbjahres entsprechen, für die

die

zugleich an

die

die Grenze ihrer

Schüttungsfähigkeit heranreicht.

Die Temperaturen der Quellwasser in den beiden ersten Höhenstufen liegen bis 1° C unter dem langjährigen Durchschnittswert der Jahrestemperatur von 1 3 , d i e

Quellen im unteren Bereich besitzen

eine bis zu 2° C höhere Wassertemperatur dem letzten Jahresdurchschnitt von

und gleichen sich damit

lt,7° an.

Dieser Unterschied

wird verständlich aus der Beobachtung, daß die Speicher der letzten Gruppe die pleistozänen Kiese, Schotter und Sande der Santernoterrassen sind,

die neben der direkten Einsickerung das supro56

und subkutan abfließende Wasser der Talhänge aufnehmen. Im ersteren Fall wird das Wasser von den porronen Ablagerungen der Schichtköpfe und -rücken wie den Karstgesteinen der Vena del Geseo abgegeben, deren Sedimente dichter gepackt sind.

In den Quellwässern sind unterschiedlich stark verschiedene Mineralsalze gelöst, gelöste organische Stoffe kommen fast nur unter 1 % vor. In größeren Mengen nachzuweisen sind Natriumkarbonat, Kalziumhydrogenkarbonat, Natriumsulfat und Kalziumsulfat, in einigen Quellwässern (Meaoola) Eisen-II-Karbonat und deren Oxydationsderivate. Die Karbonathärte der einzelnen Quellen schwankt beachtlich und geht wahrscheinlich zum großen Teil auf die An- oder Weglösung der Schiilagen in den litoral-neritischen Kiesen, Sanden und Tonen zurück. Sie liegt zwischen 19 und 32.Die Sulfathärte übertrifft in wenigen Fällen mit Werten von 14 bis 35 die Kalkhärte (oberer Rio Meaeola, Rio Salso), sonst liegt sie darunter. So variiert die Gesamthärte zwischen 24 und 43° DHG.

Die Schüttung der Quellen reicht im allgemeinen zur E r h a l t u n g eines f l i e ß e n d e n G e w ä s s e r s nicht aus. Beim Rio Meaaola endet das fließende Wasser etwa in Höhe des Torre del Rio (3300 + 240 m) in den Jahren 1961/62, was nach Aussagen der ständigen Einwohner für den Durchschnitt der letzten 9 Jahre gilt. Der Rio Gambelaro fließt im gleichen Zeitraum bis zur Einmündung des Rio Agonazzi (450 + 800 m), was auch für die letzten 4 Jahre gelten soll. Auch nach ergiebigeren Witterungsperioden ist die Abgabe von Wasser an die Gerinne erstaunlich niedrig und führt bei kurzfristig niederschlagsarmen Zeiten nur in den größeren Flüssen zum ständigen Abkommen (.Rio Mesaola, Rio Casalet Rio Salaot Rio Aquila und Rio Gambelarot nicht aber der Torrente Sellu8tra\), während die übrigen Flüsse im Versiegen liegen. Für die Höhe der Wasserabgabe aus dem Speichervorrat ist neben der Größe des einbezogenen . Sammelgebietes die Häufigkeit, Mächtigkeit und Lagerung des Wasserträgers entscheidend (vgl. Val Caaale und Val Aquila), wie es aus der nachfolgenden Zusammenstellung für die 20. bis 30. 57

Witterungsperiode im Winterhalbjahr 1961/62 hervorgeht. Tabelle 11:

ABFLUßSPENDEN AUS DEM SPEICHERWASSER ( mittl. Minimalwerte in 1/s ) Niederschlagarme Periode

FluB

Medianwert

Niederschlagreiche Periode

30,0

i4o,o

600,0

Corsignano

0,1

0,2

0,5

C anale

0,1

4,0

18,0

Casale

4,0

32,0

90,0

S als o

2,0

5,0

28,0

0,1

0,4

M

Aquila

4,o

16,0

45,0

Gambelaro

5,0

20,0

70,0

Mescola

della

Cozza

Die Werte der Quellschüttungen gaben,

in denen noch die

sind niedriger als die obigen An-

Zuflüsse der

durchflossenen

Strecken

enthalten sind. Ihr Anteil wird nach einzelnen Messungen auf 70 % geschätzt beim 90

bei den anderen

auf über

%.

H.2.

Die

Mesoola und Gambelaro,

WASSERLAUFE

0,2 bis 9,7 km

langen Nebenflüsse des Santernos

bis auf den Rio Gambelaro apennins.Nach

entspringen

in den Rachelkesseln des Imoleser Sub-

kurzem, steilem und einschneidendem Lauf verwildern

die Flüsse auf der Talsohle, dort beginnen sie sehr bald zu mäandrieren und queren,oft t ief eingesenkt, die Terrassen des Santernos. Mit häufig verschleppter Mündung laufen die Trockenflüsse im Fiume Santerno aus.

Künstliche Verbaue ändern an manchen Stellen

den Charakter der Flüsse. 58

Tabelle 12:

KENNWERTE WICHTIGER FLUßGEBIETE ( Werte in km^ und km )

Flußsystem Flußgebiet

Fläche Ordnung

Flußlänge

Val

Sellustra

16,50

Val

Santerno

1*7,50

-

Haupttal

1U.33

-

1U ,82

Nebentäler

33,23

-

5 3 , hk

Nordvestl.Nebentäler

25,60

-

37,80

10,1*3

Mescola

6,6U

6

Corsignono

0,36

6

1 ,83

Canale

0,90

6

2 ,6U

Casale

5,25

6

7

Salso

2,28

6

5,3U

Montrone

0,33

6

2,88

Dozza

0,30

6

1,10

Àquila

9,65

6

8,81

7,63

-

11 ,60

Piovega

0,89

6

2,0 1

Villa

Südöstl.

Nebentäler

7,37

1

0,19

6

1 ,77

Gambelaro

5,76

6

6,37

Lamone

0,78

6

1^5

Imoleser

4.2.1.

Subapennin

6k,06

-

73,22

GESTALT

Die Steilstrecken der Flüsse sind im Gegensatz zu den Flachstrekken von der Untersuchung an dieser Stelle durchweg ausgeschlossen, da ihre Morphologie und das zugehörige Kräftespiel in die Rachelbildung hinübergreift. 59

1.2.1.1.

Die

LÄNGSPROFIL

T i e

f a n g

f e,

die

B r e i t e ,

die

der einzelnen Flüsse zeigen

periodische Gliederung

S o h l e

und der

U m -

stromabwärts deutlich eine

ihrer auf natürliche

Flußeinheiten bezo-

genen Werte. Die absoluten Werte der Hauptextreme

der verschiedenen Parameter

steigen bei einem asymmetrisch gebauten Kurvenverlauf flußabwärts an,

relativ bleiben sie gleich groß oder steigen

(seltener fal-

lend) mit geringer Zuwachsrate. Die Anzahl der Extreme ist in den einzelnen

Flüssen verschieden

(Breite),

8 (Sohle),

und liegt

5 (Umfang)

zwischen 5 (Tiefe),

6

beim Rio Mesoola und 1 (Tiefe,

Breite, Sohle, Umfang) beim Rio Gambelaro.

Innerhalb der einzel-

nen Flußläufe verhalten sich die Extreme im Mittel zueinander wie 1:6 (Tiefe),

1:9 (Breite),

1:11 (Sohle)

und

1:6 (Umfang).

So

steigt die Tiefe von 0,2 auf 13,0 m, die Breite wechselt zwischen 0,6

und 50,0 m,

das Ausmaß der Sohle reicht von

0,1 bis 33,0 m

und der Umfang variiert zwischen knapp 0,7 und 52,0 m. Die Nebenextreme verteilen sich irregulär über den Kurvenverlauf oder sind symmetrisch zu einem oder fallen

Hauptextrem angeordnet.

flußabwärts.

Ihre Werte steigen

Mittels der ausgeprägten

Hauptextreme

lassen sich drei Phasen ausgliedern. Die beiden ersten Phasen stehen in einem konstanten,

meist ganz-

zahligen Verhältnis ihrer Flußeinheiten zueinander: etwa l:(2-3). Zur Bildung der Phasen ist jeweils

eine Mindestzahl von Flußein-

heiten mit typischem Umfang je betrachteten Flusses erforderlich, die Untergliederung

der Phasen variiert

ebenso sehr wie zwischen den Flüssen.

innerhalb eines Flusses

Die Intensität der Gliede-

rung hängt ebenfalls wesentlich mit ab von der Anzahl der verfügbaren Flußeinheiten.

Im einzelnen ist die periodische Gliederung

der Kurven für die verschiedenen Flüsse sehr mannigfaltig und unterschiedlich stark ausgeprägt.Die Schärfe der Gliederung ist dabei für ein und dasselbe Gerinne gut gegeben.

annähernd

gleich schlecht oder

Alle Phasen stimmen in ihren Lagen überein, nur die

Phasen der Kurve für Sohlenwerte sind in ihrer Wellenlänge um 1-2 Flußeinheiten verschoben. 60

Auch das

G e f ä l l e

odische

der Flüsse weist stromabwärts eine peri-

Gliederung der Werte auf.

Rachelkessel von 50° bis 17°

Die absoluten Werte nehmen im

auf 0,2°

bis 0,05°

an der Mündung

ab. Bei den Flüssen Canale , rungsrate je lustra stant

Corsignano und Dozza

Flußeinheit irregulär

und Aquila unter

mit hohen Werten,

beim Sel-

liegt sie sehr schwach ausgebildet, fast kon-

einem Grad,

Schwankungen

schwankt die Ände-

bei etwa

in den übrigen

gleichbleibender

Flüssen

werden höhere

Größenordnung erreicht.

Werden die Übergänge als Bezugshorizonte vernachlässigt, sen für die örtlichen Gefälle sich periodische

so las-

Änderungen erken-

nen. Die Maxima der örtlichen Gefällswerte fallen mit den Höchstwerten der Querschnittsflächen zusammen, die Minimalwerte mit den kleinsten Arealen des Querschnitts. Ihre absoluten Werte scheinen flußabwärts zu fallen, deutig erkennbar. ten Kurvenverlaufes

doch ist diese Tendenz nicht ständig ein-

Die einzelnen Phasen des periodisch gegliederstehen für bestimmte

Abschnitte des Flusses

in einem konstanten Verhältnis: 1: (1-4) beim Mescola, und Aquila.

Nicht angebbar

dagegen ist

Sellustra

das Verhältnis

für die

übrigen Flüsse. Die einzelnen Phasen sind innerhalb eines Flusses sehr ungleich scharf ausgebildet.

Tabelle 13:

Flufi

61

UMFANG

HYDRAULISCHER RADIEN ( Werte in m )

Maximum

Minimum

(LP)

Ampiitude

Mescola

5,17

0,57

1» , 6 0

Corsignano

1,19

0,35

0,81»

Canale

0,72

0,36

0,36

Casale

1,57

0,33

1 ,21»

Salso

2,02

0,30

1 ,72

Dozza

0,62

0,05

0,57

Aquila

k ,01

0,29

3,72

Gambelaro

1 ,28

0,26

1 ,02

Sellustra

1 ,81

0,31*

1 » **7

o co

-

E

O à?

rf u; ayojßujoy smpejsßuniuujnjy

Die

h y d r a u l i s c h e n

für die einzelnen Flußläufe

R a d i e n

unterscheiden sich

erheblich nach ihren

absoluten Wer-

ten: sie schwanken zwischen den Flüssen 1 : 112,

innerhalb eines

Gerinnes von 1 : 2 bis 1 : lt. Die Kurven

des

sind periodisch

Längsprofils

der hydraulischen

Radien (Fig. t)

gegliedert.

Die absoluten Werte

der Maxima und

Minima steigen flußabwärts an.

Die erste Phase umfaßt mindestens

2 bis 6 Flußeinheiten (Mescola, allen anderen Fällen

Aquila,

Casale,

Sellustra)>

ohne periodische Gliederung

in

des Kurvenver-

laufes (.Corsignano, Canale, Salso, DozzatGambelaro)

ist ein meist

irreguläres Schwanken,Fallen und Steigen der Werte festzustellen. Die zweite

Phase mit 5 - 1 6 Flußeinheiten

steht zur ersteren

in

einem fast konstanten Verhältnis von l:(2-3). Die erste Phase ist bei den Flüssen höchstens einmal untergliedert (.Selluatra) ,in der zweiten Phase ist eine mehrfache Gliederung (•+ - 6 fach) bezeichnend.

Ausgebildet werden am häufigsten ein Vormaximum,

das über

ein Zwischenhoch zum Hauptmaximum überleitet»welches mit ein oder zwei Nachmaxima abgeschlossen wird. Die periodische Gliederung des Längsprofiles hydraulischer Radien steht in

enger

Beziehung zum Ausbau

des Flusses.

Kanalisierte

Flüsse mit einem Querschnitt für Hochwasserabkommen besitzen keinerlei Gliederung, kanalisierte Flüsse mit übergroßem Querschnitt lassen ein schwach angedeutetes Werte erkennen (Gambela.ro). Flußbettes wird

setzt die phasenhafte

bei Vollendung der

Steigen der minimal gegliederten

Mit der Zerstörung

des vorgegebenen

Gliederung der

Zerstörung des

Werte ein

künstlichen

und

Flußbettes

voll ausgebildet (Canale Mittellauf). Die

Q u e r s c h n i t t s f l ä c h e n

reich ihrer Steilstrecken

der Gerinne

im Be-

wechseln sehr stark und ließen für die

untersuchten Flußläufe keine gemeinsamen und regelhaften Erscheinungen mit Sicherheit erkennen. Im Bereich der Flachstrecken mit regelhafter Gliederung der Querschnittsflächenfolgen 1 : 1300 zwischen,

(Fig. 5)

werden Areale

im Verhältnis von

von 1 : 9 bis 1 : 46, gemeinhin 1 : 20 inner-

halb der Flüsse gemessen. 62

Tabelle 14:

UMFANG

FluB

VON QUERSCHNITTSFLACHEN ( Werte in m 2 )

Maxima

Mescola

(QP)

Min i m a

Amplitude

13,72

0,30

13,1*2

1 ,30

0,07

1 ,23

Corsignano Canale

0,1*8

0,07

0,1*1

Cas ale

1,81

0,09

1 ,72

Salso

2,80

0,10

2,70

Dozza

0,27

0,01

0,26

Aquila

6,60

0,29

6,31

Gambelaro

1,10

0,06

1 ,0U

Sellustra

3,65

0,17

3,1*8

Es gelten die gleichen

Gliederungsprinzipien

wie beim hydrauli-

schen Radius:ein Minimum an Flußeinheiten zur Ausbildung der Phasen, konstantes Phasenverhältnis (1:(2-3)),wachsende oder gleichbleibende Amplitude,

Untergliederung der Phasen.

Aber gegenüber

dem hydraulischen Radius sind die Phasen der Querschnittsflächenkurven um 1 bis 2 Flußeinheiten verschoben. Die Abfolge von

Q u e r p r o f

in einem engen Zusammenhang mit

i l f o r m e n

(Fig. 6-7) steht

der Verteilung der Korngrößen im

Längsprofil des Flusses (Fig. 19). Neben den einzelnen Formteilen treten im Längsprofil übergeordnete

F o r m k o m p l e x e

auf: einschneidende, verwildernde,

serpentinierende und mäandrierende Flußstrecken. Nur drei Flüsse, der Torrente Sellustra und die Rii Mescola

sowie

Aquila sind einer Analyse ihres Formverhaltens zugänglich. Der Rio Mescola

4)

wird aus einer Folge sich

wechselseitig ablö-

4) Ungestörter Flußlauf von 1922 naah eigenen und Auswertungen älterer Akten und Pläne der ter, der C.R.B, und ihrer Amtsvorgänger. 63

Geländeaufnahmen Provinzialkatas-

sender,

einschneidender

und

verwildernder

Strecken

aufgebaut

(Fig. 8). Im Oberlauf

gehen je eine Einschneidungsstrecke

in je eine Ver-

wilderungsstrecke über,

im Mittel-

Verwilderungsabschnitte

von je einer einschneidenden Strecke ab-

und Unterlauf werden je vier

gegrenzt. Die Länge der einschneidenden Strecken von 68 bis 301 m Länge und einer Breite Änderungen

über den

zwischen 2 bis 19 m weist kaum regelhafte Flußlauf hinweg auf,

nimmt aber flußabwärts

kontinuierlich zu.

ihre maximale

Breite

Die maximalen Breiten

der verwilderten Flußstrecken, 15 bis 60 m, streuen irregulär für den gesamten Fluß,

während die Längen von HO bis 2 80 m innerhalb

einer Gruppe verwilderter Flußstrecken zwischen den einschneidenden Strecken zunächst fallen und dann ansteigen.Über den gesamten Fluß

hin steigen die

beiden inneren

Werte bei fast

konstanten

Außenwerten der jeweiligen Gruppe zur Mündung hin an.

Die Phasen

des Kurvenzuges für die verwilderten

Strecken stehen mit Ausnah-

me der beiden ersten untereinander in einem konstanten Verhältnis (1:1) ihrer Flußeinheiten.Das gilt in der Regel auch für die Phasen

des gesamten

Flußlaufes

(einschneidende

und

verwildernde

aus einer Folge von mehr

oder weniger

Strecken).

Der

Rio Aquila^

besteht

gut ausgebildeten (Fig. 10).

Mäanderninnerhalb

des analysierten

Die Amplitude der Mäanderbogen

8 bis 62 m und

mit einem

Bereiches Umfang von

häufigstem Wert von 40 m (Durchschnitt HO m)

be-

sitzt flußabwärts unregelmäßige Änderungen. Es folgen aufeinander Gruppen mit Werten vorwiegend zwischen HO - 50 m, 20 - 30 m, HO 60 m und 30 - 50 m,ohne jeweils scharf trennbar zu sein. Die Wellenlänge der Mäander zwei

reicht von 10 bis 320 m Länge und ist durch

Häufigkeitsmaxima

bei 70 und 130 m

ausgezeichnet

(Durch-

schnitt 105 m). Eine Gruppierung wie bei der Amplitude ist sicher nicht erkennbar. Die Bogenlänge der Mäander liegt zwischen 30 und 360 m 1H5 m).

mit einem häufigsten Wert

bei 160 und 1H0 m (Durchschnitt

Trotz erheblicher Schwankungen wächst die Bogenlänge der

Mäander flußabwärts nicht.

5) Vgl. Anmerkung

4. 6H

Der Torrente Sellustra weicht in Aquila ab, artigen

seinen Grundzügen nicht vom Rio

doch zeigen sich in den Mäanderbogen oft jene zellen-

Flußerweiterungen wie beim Rio Mescola.

Die Dimensionen

der Zellen wechseln im Gegensatz zum Rio Mescola, wo sie zur Mündung hin abnehmen.

G r u n d z ü g e t ä t

einer oft sehr deutlichen

aller untersuchten Größen

Die Größenverhältnisse

P e r i o d i z i -

sind übereinstimmend erkennbar.

der beobachteten

Werte schwanken für zu-

sammengesetzte Einheiten stärker als für einfache. In vollentwikkelten Phasen

steigt bei gleichzeitig

intensiverer Untergliede-

rung das absolute Niveau der Hauptextreme flußabwärts. Die Phasen aller restlichen Größen sind um 1 bis 2 Einheiten gegenüber einer einzigen Größe verschoben.Diese mehr oder minder regelmäßigen Änderungen

verschiedener mechanischer

ein mechanisches

Größen sprechen dafür,

System mit periodischen

daß

oder fast periodischen

Bewegungen vorliegt. Der Bewegungsvorgang gehorcht demnach formal den Gesetzmäßigkeiten

von Schwingungen.

stimmen für einfache und

Innerhalb eines Flusses

zusammengesetzte Größen die Wellenlänge

und Phasenkonstante überein, während die Amplituden erheblich variieren. Aus der Beobachtung,daß sich die Wellenlängen angenähert wie ganze Zahlen verhalten, kann zusätzlich gefolgert werden, daß es sich bei den ablaufenden delt,

Vorgängen um Schwingungssysteme han-

die in erster Näherung durch das

Überlagerung

mathematische Modell der

sinoidaler und ähnlicher Wellen

beschrieben werden

können. Die Zunahme und das Gleichbleiben der Amplituden legt die Ansicht nahe,

daß es sich zum Teil um ungedämpft

oder aufschau-

kelnde Schwingungen handelt.

4.2.1.2.

Einen

QUERPROFIL

Oberblick geben die

für einen extremen 65

Änderungen der morphologischen

Abschnitt im Winterhalbjahr 1961/62.

Werte

Tabelle 15:

Fluß

UMFANG

Breite

DER

ÄNDERUNG VON QUERPROFILABFOLGEN ( Werte in m und m* )

Tiefe

max. min . max.

Umfang

Hydr. Rad.

min • max. min. max.

u ,65 3,05

0,36

0,05

5 , 2 U 3,11» 30,1»

Corsignano 0,81* 0 , 1 6

0,21

0,02

1,01

Canale

1 ,50 0 , 1 9

0,36

0,11

Casale

0,59

0,10

Salso

U.5U 0 , 7 2 2,30 0,73

0,76

0,06

Me s cola

min.

Querschn.Fläche max.

min.

3,8

1,5930

0,0770

13,1

1,3

0,1330

0,0020

1 ,67 0 , 2 8

20,1*

3.1*

0,31*00

0,0110

l* , 9 8 0 , 8 0

21*, 7

6,0

1 ,17^0

0,0620

2,60 0,81

20,5

1,8

0,3650

0,0180

11*, 1*

1,3

0,11*30

0,0020

2,1*900

0,0280

1 ,91*80

0,0980

0,17

Dozza

0,1k 0 , 1 3

0,27

0,02

0 , 9 9 0.1U

Aquila

U ,68 0 , 3 2

2,61

0,11

5 , 6 0 0.,U3 5 7 , 1

Gambelaro

4,25

0,78

0,80

0,11* 1+ , 8 0 0 , 9 0

1*0,5

T.6

Die Tiefe, Breite, der Umfang und hydraulische Radius schwanken für die einzelnen Flüsse etwa im gleichen Verhältnis von 1:5 bis 1 : 24 bei einem Medianwert von 1 : 6 , während die Querschnittsflächen zwischen 1 : 20 bis 1 : 80 und einem Median von 1 : 30 liegen.Wie im Längsprofil sind auch hier einfache Größen geringeren Schwankungen unterworfen als komplexe Einheiten. In allen künstlich verbauten Flüssen sind die Schwankungen größer als in natürlichen Flüssen. In der zeitlichen Abfolge wird bei allen Flüssen eine Zweiteilung der Kurvenzüge sichtbar, deren Obergang mit dem Wechsel von niederschlagsarmer zu niederschlagsreicher Witterung zusammenfällt. Innerhalb dieser größeren Abschnitte ist eine Periodisierung der Kurvenzüge zu beobachten. Nach Ausbildung und Lage verlaufen die Perioden von Breite und Umfang stets gleichartig. Weder nach Lage noch Form decken sich oder sind ähnlich die Perioden des hydraulischen Radius1,der Breite und des Umfanges, während zwischen Umfang und Querschnitt»hydraulischem Radius und Querschnitt zum Teil ähnliche Perioden und deckende Lagen auftreten können. Die W a s s e r t i e f e n durchlaufen im gesamten Winterhalbjahr einen großen Wertbereich (Fig. 9). In der niederschlagsarmen Witterungsperiode des ausgewählten Zeitabschnittes ist die Was66

serführung aller Flüsse relativ ausgeglichen. Vereinzelte "Flut"spitzen werden zu gleicher Zeit oder,weniger häufig, zu verschiedenen Zeiten in den einzelnen Flüssen beobachtet.

Der Einsatz

niederschlagsreicherer Witterung

kündigt sich außer

beim Corsigna.no und Canale stets durch Vorflutspitzen an. Die Unregelmäßigkeiten der Wasserführung während der trockeneren Periode verschärfen sich in der feuchten Niederschlagsperiode Gambelaro).

Dozza, Mesaola, Covsignano, len unter Flüssen

{Aquila,

Ebenso gilt die Umkehrung des Satzes (.Casale, Salso, gleichen

Canale).

unterschiedlich hoch:

ist in den

einzelnen

sie wächst mit der Größe des Ein-

zugsgebietes und der Länge der Gerinne wasserwellen).

Die Zahl der Hochwasserwel-

Witterungsbedingungen

(.Dozza 3, Aquila

7 Hoch-

Zeitlich verschoben sind die Hauptflutspitzen des

Salso und Aquila um * 1 Tag gegenüber allen anderen Flüssen, die

Nebenflutspitzen trifft es auch auf den

Mesaola,

für

Dozza und

Casale zu. Die Werte für die

B r e i t e

der Querprofile (Fig. 10) in den

einzelnen Flüssen schwanken weniger umfangreich als die Werte für die Tiefen.

Im Gang der Werte lassen sich vier Typen des Kurven-

verlaufes erkennen: 1 . ) n i e d e r s c h l a g s a r m e Zeit m i t g e r i n g e n B r e i t e n ä n d e r u n g e n des W a s s e r s p i e g e l s und k u r z f r i s t i g e , u n terschiedlich große und vorübergehende, einzelne B r e i t e n z u n a h m e u n t e r B e i b e h a l t u n g der v o r h e r i g e n Grundverhältnisse (Dozza), 2 . ) d u r c h g e h e n d e s G r u n d n i v e a u d e r B r e i t e n ä n d e r u n g in b e i d e n W i t t e r u n g s p e r i o d e n mit g l e i c h g r o ß e n , v o r übergehenden, einzelnen Breitenzunahmen während d e r n i e d e r s c h l a g s r e i c h e r e n Zeit ( S a l s o ) , 3.)wenige, geringfügige Breitenänderungen in der niederschlagsarmen Periode, ständige bleibende Z u n a h m e in der B r e i t e in d e r niederschlagsreicheren Zeit mit vereinzelten, vorübergehenden plötzlichen großen Breitenzunahmen unterschiedlichen Ausmaßes (Casale) und U.)häufige, aber geringe Breitenschwankungen während n i e d e r s c h l a g s a r m e r Zeit mit plötzlich beständiger Breitenzunahme in der r e g e n r e i c h e r e n

67

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Zeit bei gleichzeitigen, vorübergehenden, unterschiedlich großen Breitenzunahmen (Mescola). Der

U m f a n g

Untergrund

als ergänzende Begrenzung des Wasserkörpers im

ist fast den

die Breite,

gleichen Verhältnissen

unterworfen wie

nur werden die Schwankungen gedämpft (Fig. 11).

absoluten Werte weisen gegenüber der Tiefe

Die

und Breite in einzel-

nen Flüssen größere Unterschiede auf. Die Kurve der

Q u e r s c h n i t t s f l ä c h e

als summari-

scher Ausdruck für die Ausdehnung des Wasserkörpers in seiner Umgebung (Fig. 12)weist unter den Parametern die größten Änderungen seiner Werte auf

(1:50 000 zwischen den Flüssen). Die Anzahl der

Maxima wechselt

bei den Kurven der Querschnittsflächen im Gegen-

satz zu den einzelnen Formteilen erheblich (6-10). Als besonderes Merkmal

fällt auf:

die sehr deutliche

Querschnittsflächen beim Obergang

sprunghafte

Zunahme der

zur regenreicheren Zeit in al-

len beiden Typen. Die Vierte des

h y d r a u l i s c h e n

R a d i u s *

(Fig. 13)

charakterisieren das Verhalten des Flusses in seiner Umgebung,bein beträchtlichem Umfang.

Die

absoluten Werte werden wiederum in den Flüssen Gambelaro(63,9

sonders gegenüber dem Untergrund,

cm)

und Dozza (1,3 cm) angetroffen, die bereits mehrfach durch extremale Verhältnisse auffielen. In seinem zeitlichen Verlauf ist eine Periodisierung

deutlich erkennbar,

die sich

ihrem Charakter

nach (Wellenlänge, Phasenkonstante, aber nicht Amplitude) den Typen der Kurven von Querschnittsflächen nähert. aber die teils

Auffällig bleiben

sehr extrem ausgebildeten Amplituden

selbst wäh-

rend der niederschlagsarmen Witterungsperiode.

4.2.1.3.

SEDIMENTDECKE

Der Anteil der Körnungen nach

und ihre Verteilung im Fluß wechselt je

Lage der Gerinne zu den

Liefergebieten und

hydrologischen

Verhältnissen. 68

Ton,

Schluff und Feinsand kommen

in allen Flußablagerungen vor,

Kiese und Schotter treten nur in den Torennte

Sellustra,

Rio della Dozza,

und Rio Salso auf. und

Rio Casale,

In den Gewässern des

Rio della Dozza

hoch,

Alluvionen des Rio Rio

Rio Mescola,

Mescola, Gambelaro Sellustra

ist der Anfall an grobem Material häufig so

daß es zur Entstehung von ausgedehnten Kies- und Schotter-

decken sowie -streifen im gesamten Wasserlauf kommt.Beim Rio belaro

und Rio Salso

Gam-

ist die Anlieferung geringer und in der Re-

gel werden vereinzelte Nester

von Schotter und Kiesen in vorwie-

gend schluffig - tonigen Ablagerungen angetroffen.

Bestimmte Muster der

örtlichen Verteilung von Sedimenten sind je

nach ihrer Lage im Längsprofil unterscheidbar (Fig. 14-).Eine ausgesprochene regelhaft angeordnete

S o r t i e r u n g

der Fluß-

sedimente ist in einschneidenden Strecken nicht erkennbar,in verwilderten Abschnitten schlecht,

aber in serpentinierenden, mäan-

drierenden und gradlinigen dagegen gut.

In einschneidenden Strecken liegen Tone,

Schluffe, Sande, Kiese,

Schotter und Blöcke in bunter Gemenglage als dünner, hafter Schleier

oft lücken-

über häufig unverwittertem Untergrund.

Kornmengen gruppieren

sich bereits zu kleinen Arealen,

Einzelne die beim

Aufbau aus gröberen Fraktionen sich zu kürzeren Streifen in Strömungsrichtung strecken können.

Es entsteht ein streifiges Muster

mit unmittelbarem Bezug auf das zuletzt abkommende Wasser.Vereinzelt, aber nicht regelhaft, entstehen beständigere Muster der Sedimentverteilung:

grobe

Stein-

fast periodisch mit Ton-,

und Schotterpackungen

Schluff-

und Feinsanddecken,

wechseln die zum

Teil aus gut sortierten Sedimenten bestehen (Foto 1). In den

verwildernden

Kornfraktionen,

Strecken entstehen

einzelner

die verschiedene Ausprägungen je nach dem Umfang

des Kornspektrums annehmen. zugt nebst Steinen Wasserbändern

Zonierungen

Die Kiese und Schotter können bevor-

und Blöcken in den wechselnd stark fließenden

und an deren Rändern abgelagert sein,

durchsetzt mit kleinen Ton-,

örtlich oft

Schluff- und Sandarealen. Uferwärts

folgt ein Gürtel von Tonen mit zahlreichen Schluffnestern und Ge69

röllfeldchen. ihrem

Die Verzweigung

obigen Aufbau

des Flusses in

einzelne Arme mit

bewirkt ein Flechtmuster

der verschiedenen

Kornfraktionen. In den Maschen wird häufig ein mäßig entwickeltes Skelett

von Blöcken in einer

Matrix aus Kiesen

(Schotter)

Sanden mit

geringem Ton-Schluffanteil beobachtet.

Gegenteil:

eine Verarmung

an feineren Komponenten

und

Aber auch das wegen Auswa-

schung durch Niederschlag und Abfluß und Ausbildung eine's relativ dichten Steinpflasters wird nicht selten beim Kartieren aufgenommen.

Im Gegensatz zu den einschneidenden Strecken,

wo keinerlei

eindeutige Sortierungen im Vergleich mit anderen Strecken vorkommen,

sind die Sedimentdecken von der Sandfraktion

gut sortiert. s^-Wert von und

Es gilt bei 20 untersuchten Proben 0,9 bis 2,3

an auffallend (.Mesoola) ein

mit einem Durchschnitt von 1,6.

Durchschnitt unterscheiden

sich deutlich von

Umfang

allen anderen

s^-Werten morphologisch abweichender Strecken. In serpentinierenden und mäandrierenden Strecken vereinfacht sich das Verteilungsmuster der Körnungen.Neben Flußstrecken mit reinen Ton- Schluff (Sand)- und Kies-Schotter

(Sand)-decken kommen klar

gegliederte Verzahnungen und Serien vor.In der Regel entsteht die Abfolge Ton-Schluff-Sand/Kies im Querschnitt Ufer hin.

vom Stromstrich zum

Die häufigste Verzahnung erwächst aus der Aufeinander-

folge zweier oder mehrerer Serien unter Ausfall eines oder mehrerer Glieder.

Damit ist eine

zeitliche Gliederung

der endlichen

Decken und Streifen in der Horizontalen gegeben. Der Sortierungsgrad dieser Strecken.

Decken ist gut abgesetzt Bei 20 Proben

von denen der verwilderten

(Mescola) erhält man einen Bereich von

1,5 bis 4,2 und einen Mittelwert von 3,1 für den s^-Wert. Der gesamte

H a b i t u s

von

S e d i m e n t d e c k e n

in

natürlichen Flußstrecken ändert sich bei einer Hochwasserwelle in der Regel nicht (Fig. 15),wohl aber wechselt die örtliche Verteilung der Sedimente.

Das zeigt

besonders eindrucksvoll

Anlage von Armen in verwildernden Flußstrecken: Schottern durch Tone und umgekehrt,

die neue

Oberlagerung von

Entfernung von Kies-, Schot-

ter- und Schluff- Tondecken. Dieser regelhafte Ablauf trifft selten auf größere Blöcke zu, die meist irregulär zerstreut in allen Flußstrecken herumliegen. 70

Einzelne

Sedimentdecken weisen von der Umgebung

s^-Werte (30) auf.

Größere Steine,

deutlich

bis gut geschichteten Ton-

In allen

Flußstrecken bietet

abweichend hohe

selbst Blöcke

liegen in un-

Schluffgemischen

(Foto 2).

oft die Häufigkeitsverteilung

Kornklassen ein zwei- oder dreiphasiges Bild.

der

Die Maxima (20 bis

69 %) können im Ton- bis Steinbereich liegen und verschieben sich für fast

jede Probe.

Sämtliche Körnungen

können anwesend sein,

ebenso können einzelne Bereiche von Korngrößen fortfallen. Häufiger fiel eine breite Streuung der Korngrößenklassen mit Maxima im Ton- und Kiesbereich,

eine geringe Streuung mit Maxima im Schot-

ter- und Tonbereich sowie geringe Streuung mit Maxima im Ton- und Kiesbereich auf. Diese Zweiphasigkeit taucht in Flußstrecken verschiedensten Korngrößenaufbaues auf. ser Kombinationen

Eine klare Gruppierung die-

im Längsprofil des Flusses

ist nicht oder un-

deutlich erkennbar. Für den

Rio Aquila

wird die Gliederung deutlicher, wenn man zur

Darstellung des Kurvenverlaufes die Medianwerte den Korngrößen heranzieht (Fig. 16).

aller auftreten-

Die Wellenlänge schwankt um

2 Flußeinheiten, die Amplitude wächst flußabwärts.

Beschränkt man sich auf die Bildung eines Ton-Schotterverhältnisses Ds = 100 S/T, so erscheinen im Längsprofil der Flüsse und Sellustra

Mescola

sehr deutlich,der Flüsse Casale, Salso, della

und Gambela.ro oft unklar,

Dozza

aussetzend und gänzlich verschwindend,

periodische Gliederungen der Kurven (Fig. 16). Beim Torrente Sellustra sind die Phasen etwa gleichartig mit etwas voneinander abweichenden

Amplituden für die Strecke von

Cantino

bis

Servina

ausgebildet. Be im Rio Mescola überrascht eine sehr ungleichmäßige Gliederung.

Ob die Wellenlängen wachsen (Mescola) t

fallen (Sel-

lustra) oder schwanken, muß ebenso wie die Frage nach dem bestimmenden

Vorgang der Anplitudenform und

Materials offen bleiben.

-große wegen

zu geringen

Die extremen Ds-Werte betragen

H % und

50 %, im Querprofil 3 % und M-8 %,zwischen zwei aufeinanderfolgenden Punkten des Längsprofils (.Dozza, Mescola). 71

Die Gestalt der

O b e r f l ä c h e

ist unter ungestörten

eines

F l u ß b e t t e s

Verhältnissen ein Abbild der Transportfor-

men des Bodenmaterials.

Die Abbilder der Transportformen

umfassen in der

Regel reguläre

und irreguläre Muster (Fig. 17), deren Einzelelemente unstetig im Raum ineinander übergehen.

An Kleinformen werden beobachtet Streifen,

Rippeln, Blätter, Dü-

nen »Gegendünen und ihre Zwischenformen sowie Oberlagerungsbilder. Diese

Gebilde ordnen

und Querzonen

sich in bestimmten

an und werden in

Flußstrecken zu Längs-

ihrer Verteilung

von Großformen

gesteuert.Einige Groß- und Kleinformen schließen sich gegenseitig aus:

Verzweigungen mit Bank-Kalkfolge;

Dünen und

Sandblättern,

Rippeln und Gegendünen in einschneidenden Strecken.

In gradlini-

gen Strecken treten mit leichtem Obergewicht die Bank-Kalk-Abfolge und ihre

Kleinformen auf.

Für das Optimum der einzelnen Formprägungen sind jeweils bestimmte Korngrößenumfänge und -gruppierungen erforderlich.

Unter den regelmäßigen Formen der Dünenreihen,

Dünengatter', Rip-

peln und Blätter sind die Wellenlängen der Formen im Oberlauf der Strecken häufiger lauf,

um mehrere Zentimeter

auch ändert sich die Wellenlänge

Hochwasser in größerem Ausmaß.

niedriger als im Unterund Amplitude nach jedem

Innerhalb einer

die Wellenlängen der Rippeln

und Dünen deutlich

terscheidbar (1-5 cm Mesaolat

Sellustra).

rungen

werden bei strömendem

Flußstrecke sind voneinander un-

In Ton- Schluffablage-

Wasser in der

Randwasserzone Vor-

sprünge und Buchten (Fig. 18) herausgearbeitet,oftmals in gleichmäßiger Form und Abfolge,deren Artung durch die auflaufenden Wellen,

die Sedimentationsfolge

und Topographie

bestimmt wird.

und Körnung sowie Die Wellenlängen

Lagerungsdichte und Amplituden

ihrer rhythmischen Wiederholungen bleiben häufig für den gleichen Flußabschnitt und Zeitraum konstant, so daß die Abfolge verschiedener Spülräume Rückschlüsse auf die Strömungsgeschichte erlaubt. 72

Die o f t u n r e g e l m ä ß i g e n F o r m e n d e r b a k t e r i e l l e n A b t r a g u n g s i n d vorübergehend von größerer Bedeutung Sehr große Unterschiede wirken

örtliche

(vgl. R. M a r t e n s

in d e r K o r n g r ö ß e

S t ö r u n g e n

einer Sedimentdecke

der regulären

nur

196). be-

Formgemein-

schaften.

B e s o n d e r s d e u t l i c h w i r d es an e i n e m B e i s p i e l im Rio d e l l a D o z z a , wo zwischen dem 19.2.62 u n d 2U.3.62 ein Längsdünensystem (Sandf r a k t i o n 0,6 - 1,0 m m ) an e i n e m G e r ö l l (8 cm D u r c h m e s s e r ) v o r b e i d r i f t e t e . D i e S t r ö m u n g w u r d e m i t t e l s E o s i n s c h l i e r e n v e r f o l g t . Die 2U-stündigen H a u p t s t a d i e n in d e m 1*8 cm b r e i t e n u n d 12 b i s 19 cm tiefen, Schwebestoff freiem Wasserkörper zeigen: 1.) P a r a l l e l s t r e i c h e n d e D ü n e n in 15 cm A b s t a n d mit W a c h s t u m s s p i t z e in S t r ö m u n g s r i c h t u n g , senkrecht auf das G e r ö l l d r i f t e n d . 2.) L i n k s s e i t i g e A b l e n k u n g in S t r ö m u n g s r i c h t u n g u n ter B e i b e h a l t u n g der P a r a l l e l i t ä t u n d g l e i c h z e i tiger V e r r i n g e r u n g des K a m m a b s t a n d e s auf 10 c m ; W a c h s t u m s s p i t z e u m 2 cm z u r ü c k g e z o g e n , Sandfläc h e n zum G e r ö l l h i n g e s c h ü t t e t , a l l g e m e i n e S t r ö m u n g p a r a l l e l zur G e r ö l l ä n g s a c h s e . 3.) A n f ä n g l i c h konvergierend, dann divergierendes S t r e i c h e n der D ü n e n b e i 7 cm K a m m a b s t a n d in G e r ö l l h ö h e ; S t r ö m u n g s g a b e l u n g vor G e r ö l l , b e i d s e i tig etwa gleich stark fließend; ringförmige A u s kolkung vor dem G e r ö l l , Drehsinn der S t r ö m u n g von links nach rechts, stromaufwärts R e s t der Sandflächen und Dünenzug. 1*. ) V e r w a c h s e n des r e c h t s s e i t i g e n D ü n e n z u g e s m i t G e r ö l l d u r c h V e r s c h ü t t u n g des r e c h t e n K o l k r i n g t e i les; Strömung linksseitig p a r a l l e l zur G e r ö l l achse . 5.) G e r ö l l als E n d s p i t z e des r e c h t s s e i t i g e n D ü n e n z u ges b e i A n l a g e r u n g e i n e r z w e i t e n L ä n g s d ü n e u n t e r spitzem Winkel und Entstehung eines dritten Dün e n z u g e s p a r a l l e l zum 2. R ü c k e n . 6.) E i n b a u des G e r ö l l s in die D ü n e n a c h s e , 9 cm a b w ä r t s L a g e der n e u e n W a c h s t u m s s p i t z e , B e g i n n e i n e s K o l k e s an der A n s t r ö m s p i t z e des G e r ö l l s , das s e i t l i c h aus d e m D ü n e n z u g h e r a u s r a g t . D i e Ä n d e r u n g e n am 3 . u n d U . T a g w e r d e n d u r c h eine h ö h e r e T r a n s p o r t geschwindigkeit (Stoßwelle) v o n r u n d 21 cm/s v e r u r s a c h t , sonst l i e g t die m i t t l e r e G e s c h w i n d i g k e i t b e i 17 c m / s . 73

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SALSO

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MESCOLA

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V i s k o s i t ä t

als inverse

Funktion der Temperatur ist durch keine besonderen

Die

k i n e m a t i s c h e

Merkmale aus-

gezeichnet.

Die stärksten Schwankungen der

sität wie der

kinematischen Visko-

Temperaturen ereignen sich in

läufen außer im

Rio della Dozza,

den kleineren Fluß-

Die höchsten

Werte werden zur

Zeit der Eisbedeckung im Rio Canale erreicht.

Die

G e s c h w i n d i g k e i t

des Wassers (Fig. 20) in den

verschiedenen Flüssen überstreicht einen sehr großen Wertbereich, der praktisch alle erfaßt.

natürlich vorkommenden Geschwindigkeitsgrößen

Die höchste beobachtete Geschwindigkeit

während des ge-

samten Winterhalbjahres beträgt 506 cm/s (.Mescola) , die geringste 1,7 cm/s U-lescola). Die zeitliche Gliederung der Geschwindigkeiten ist, abgesehen von dem allen Flüssen gemeinsamen Ansteigen in der niederschlagsreicheren Zeit,

innerhalb eines Gerinnes erheb-

lichen Schwankungen unterworfen,

die sich durch eine gewisse Pe-

riodizität auszeichnet: 1.)

Bei a l l m ä h l i c h e m A n s t i e g der a b s o l u t e n Geschwindigkeiten verden vorübergehende Geschwindigk e i t s s p i t z e n m i t v e r s c h i e d e n l a n g e r D a u e r (U b i s 17 T a g e ) u n d H ä u f i g k e i t (1 b i s 6 - m a l i g e s A u f t r e ten) beobachtet. Die Streuung der P e r i o d e n d a u e r wächst vom Dozza und Aquila über Casale und Salso z u m C a n a l e h i n a n . D i e R h y t h m i s i e r u n g ist am d e u t l i c h s t e n a u s g e p r ä g t b e i m C a n a l e , am s c h w ä c h sten beim Salso.

2.)

Bei s p r u n g h a f t e m A n s t i e g der a b s o l u t e n G e s c h w i n d i g k e i t e n dauern die G e s c h w i n d i g k e i t s s p i t z e n von 5 b i s 16 T a g e n am h ä u f i g s t e n 6 b i s 8 T a g e , innerhalb eines Flusses s t r e u e n die Dauer und Int e n s i t ä t der P h a s e n g e r i n g e r als b e i den F l ü s s e n d e r e r s t e n G r u p p e : am g e r i n g s t e n b e i m R i o M e s c o la.

Die Maxima der Geschwindigkeiten der einzelnen Flüsse streuen ihrer zeitlichen

Lage nach höchstens um 1 Tag,

ohne daß bestimmte

Relationen auftreten. Die Flüsse kommen Corsignano

durchweg in turbulenter Strömung ab,

nur beim

(17 Tage),Dozza (1 Tag) und Canale (1 Tag) gleiten die

Werte in den

laminar-turbulenten Übergangsbereich

ab (Fig. 21). 78

Die absoluten 3

T u r b u l e n z w e r t e

reichen von 8 • 10

c

bis 2 • 10 ,so daß Schwankungsverhältnisse von 1 : 30 bis 1 : 800 auftreten.

Im Gang der Turbulenz schnellt

regenreicheren Witterungsperiode res Wertniveau,

mit dem Einsetzen der

der Turbulenzwert auf ein höhe-

dem wie in der regenärmeren

erhöhter Turbulenz überlagert sind.

Zeit kurze Perioden

Bei einer Anzahl von 7 bisl2

Perioden mit 4 bis 14 Tagen Dauer ist die Periodisierung am deutlichsten beim beim

Rio Mesaola

Rio Salso

streuen.

erkennbar.

stetig ansteigen

Die Maxima

Die Amplituden können wie

oder in ihrer

der Perioden

Größe irregulär

verschieben sich zwischen den

Flüssen äußerstenfalls um einen Tag.

Das Wasser in den Flüssen kommt fast nur strömend ab, allein beim Rio Aqu.Ha schießendes

konnte

für 9 Tage,

S t r ö m e n

für 2 Tage

ein

festgestellt werden (Fig. 22).

beim

Rio Salso

Der

kritische Bereich ab 0,4 wird mehrfach überschritten. Tabelle 18:

HÄUFIGKEIT DER ÜBERKRITISCHEN STRÖMUNG ( Froude - Werte 0,4 )

Mes - Cors ig- Canacola nano le

Fluß

Casale

Salso

Doz za

Aqu ila

Gambelaro

10

7

21

0

Häufigkeit in

3

0

3

1*

Tagen

Im Ablauf des gesamten

Winterhalbjahres näherten sich die extre-

men Froudezahlen einerseits dem Wert Null, hen Werten um 7,5. Rio Palara

läßt sich trotz Geländeüberprüfung

Werten vergleichen sigt.

andererseits sehr ho-

Der indirekt berechnete Wert von 15,3 für den und wird daher in der

nicht mit anderen

Auswertung vernachläs-

Im Gang der FROUDE-Werte werden in der allgemeinen Charak-

teristik nur unwesentliche

Unterschiede gegenüber

dem Verhalten

der REYNOLD-Werte beobachtet. Der

G e s a m t w i d e r s t a n d

körper 79

gegenüber ihrer Umgebung,

der potamologischen WasserFlußbett und Atmosphäre,

läßt

sich erfassen, wenn man bedenkt, daß auf Grund der Überlagerung von Teilbewegungen des Wasserkörpers der Fluß insgesamt als Drehkörper angesprochen werden kann. Mit dieser Feststellung gilt unter Auswertung eines Satzes von R. T. WHITCOMB nach J. PAROT 1959 durch den Verfasser:Flüsse mit ein und derselben Kurve der Längsverteilung von Querschnittsflächen verhalten sich mit ihrem Widerstand dem Untergrund und der Luft gegenüber gleichartig.

Für jede Größenordnung ist der Widerstandskoeffizient (= Widerstandsfläche) des abkommenden Wasserkörpers in den verwildernden Strecken am höchsten,am geringsten in den kanalisierten Strecken, in den mäandrierenden Strecken liegt er zwischen den beiden genannten Extremen. Die absoluten Widerstandsbeiwerte hängen mit ab von der Größe des Wasserkörpers, seine Schwankungen sind periodisch gegliedert. Bei verschiedener Größenordnung können jedoch gleichartige Widerstandsverhältnisse in verschiedenen Flüssen angetroffen werden. Einen ähnlichen Widerstandsbeiwert weisen auf:

Rio Canale und Rio della Dozza

mit geringem wert,

Widerstandsbei-

Rio C o r s i g a a n o , Rio Casale, Rio Gambelaro

mit m i t t l e r e m wert ,

Widerstandsbei-

Rio Salso und Sellustra

mit höherem wert und

Widerstandsbei-

Rio

Mescola

Torrente

mit hohem

Widerstandsbeiwert.

Der Widerstandskoeffizient zeigt für hohe und niedrige Turbulenz ein getrenntes Verhalten. Unterhalb von Re 4 • 10^ wächst der Widerstandsbeiwert geringer mit der Turbulenz als oberhalb von Re 7 • 10 mit gleichstarker Zunahme von Turbulenz und Widerstandsbeiwert. Unterhalb des Unstetigkeitsbereiches wächst der Widerstandsbeiwert absolut geringer als oberhalb des Unstetigkeitsbereiches mit der Turbulenz. Der kritische Bereich könnte verständlich werden durch Änderungen in der Turbulenzbildung, wofür die Charakteristiken einer neuen Grenzschicht entscheidend sein dürften. 80

Die S t a b i l i t ä t des Flusses und der einzelnen Flußstrecken unterliegt erheblichen Schwankungen. Sie ist unmittelbar allein an einzelnen Größen des Flusses faßbar. Das Gefälle und seine mittelbaren Parameter wie die Sohlenbreite, ferner der Widerstandsbeiwert sind gegenüber den anderen Größen des Flußgeschehens in der Phase um 1 bis 2 Flußeinheiten verschoben. Ebenso können der Widerstandsbeiwert und hydraulische Radius sich um den gleichen Betrag in der Phase unterscheiden. Diese Phasenverzögerungen verweisen auf Stabilitätseigenschaften des Flußsystems.wobei es zunächst offenbleiben muß, wieweit es sich um Eigenschaften von Teilsystemen handelt, die sich im gesamten System ausgleichen oder einseitig verstärken. Unter allen Ausbildungen von Flußstrecken fällt die verwilderte Flußstrecke als unstetiger Bereich zwischen Steil- und Flachstrecken bei idealer Abfolge der Streckentypen auf.In den häufigsten Fällen gilt bei Normalmittelwasser: Der Wechsel der T e m p e r a t u r ist am h ö c h s t e n u n d h ä u f i g s t e n g e g e n ü b e r der e i n s c h n e i d e n d e n , s e r p e n t i n i e r e n d e n u n d m ä a n d r i e r e n d e n S t r e c k e . D a s gilt a u c h für die k i n e m a t i s c h e Viskosität. Der Geschwindigkeitsumfang ist g r ö ß e r als in den e i n schneidenden und mäandrierenden Strecken(3:2:1 ) , die Turbulenzschvankungen liegen h ö h e r als in mäandrierenden u n d m e i s t a u c h in den e i n s c h n e i d e n d e n F l u ß a b s c h n i t t e n , d i e S t r ö m u n g w e c h s e l t vom s c h i e ß e n d e n zum s t r ö m e n d e n A b f l u ß u n d h e l i c o i d a le S t r ö m u n g tritt e r s t m a l s auf gegenüber oberhalb der verwilderten Flußstrecke gelegenen Flußabschnitten.Der hydraulische Radius schwankt am h ä u f i g s t e n u n d u m f a n g r e i c h s t e n in v e r w i l d e r ten F l u ß s t r e c k e n . Überwiegend irregulärer Sedimenttransport wird von regulärer Verfrachtung des S e d i m e n t e s a b g e l ö s t . D i e v e r w i l d e r t e S t r e c k e ist an ein v o r h e r r s c h e n d e s G e f ä l l e g e b u n d e n ( G e fällsänderungen durch Einbau von Stauwerken können in mäandrierenden Flüssen (Torrente Sell u s t r a ) zu V e r w i l d e r u n g e n f ü h r e n ) .

Diese Änderungen der einzelnen Größen mit bestimmten Relationen zueinander scheinen nur in bestimmten Geflechten aufzutreten, deren räumliches Abbild die anastomatisierenden Flußarme sind.Kräftespiel und Gestalt stimmen in diesem Flußbereich noch überein, während sie in kanalisierten Flußabschnitten als dem unstabilsten Bereich (Kunstbau) auseinanderklaffen. 81

4.2.3.

STOFF-

4.2.3.1.

ABFLUß

UND

MASSENTRANSPORT

Ein typisches Kennzeichen für den Abfluß der untersuchten Gerinne ist die außerordentliche Schwankungsbreite zwischen

1 : 200

bis

1 : 3000 im Mittel.

Bei Hochwasserspitzen kommen im Rio Heacola 3 und Rio Gambelavo 15,5 m /s ab, in den 3 kleineren jeweils zwischen 1 bis 2 m / s . Nach der längeren Nie10,5,

im Rio Casale 9,7

derschlagspause

im Februar drohte

aber bereits

eine Anzahl von

Flüssen außer Hesaola,

Canale, Aquila und Gambelavo zu versiegen,

und der Rio Coreignano

mit extremstem Verhalten fiel 4-mal trok-

ken.

Diese Umstände sind in dem

näher untersuchten Zeitraum mit

erfaßt: Tabelle 19:

AUSMAß

Mescola Schvankungsverhalten

DER

ABFLUßSCHWANKUNGEN

Cas ale

Corsig- Cananano le

Salso

1 : 320 1 :6025 1 :62l»0 1 : 18701:591»

Der Gang der

Abflußkurven weist

außer dem

Dozza

Aqui- Gambelaro la

1 : 1*9601 ¡39h 1 :267

Speicherwasserabfluß

eine Anzahl überlagernder Hochwasserwellen auf,deren Perioden von 6 bis 13 Tagen, am häufigsten 6 bis 8 Tage dauern. Einen Tag früher als beim Gambelavo setzen die Hauptwellen der Hochwässer beim Me8cola und Dozza ein.

Für die vorauslaufenden

gilt das auch bei den Flüssen

4.2.3.2.

Hochwasserwellen

Covsignano t Canalet Casale, Dozza,

S0LVATIVE FRACHT

Der Anteil von gelösten Stoffen am Gesamtdurchsatz im Flußlauf ist relativ gering. Der Gehalt an gelöster K i e s e l s ä u r e 82

schwankt zwischen S t o f f e n

0,3

und

0,8 mg/1,

beläuft sich auf

der Gehalt an

1,0 bis 9,2 mg/1.

G e l b Der Gang der

Werte für gelöste Kieselsäure und Gelbstoffe ähnelt einander,wenn auch bis 12-fach

höhere Werte und eine bedeutend größere Schwan-

kungsbreite die abkommenden Gelbstoffe (Indikator für gelöste organische Stoffe) kennzeichnet. löster Kieselsäure sammen.

Die Maxima des Durchganges an ge-

und an Gelbstoffen fallen

zeitlich nicht zu-

Die Höchstwerte für Kieselsäure liegen 1 - 2 Tage später

als die abkommenden Hochwasserspitzen. Das Maximum für Gelbstoffe aber wird zugleich mit dem Maximum für suspendiertes Material beobachtet

(Rio Meeoola, Rio Aquila),

Das Auftreten hydrophiler Kolloide ( A I V e r b i n d u n g e n ) im Flußwasser des Meeaola, Casale , Aquila ist stets ein bis zwei Tage nach der Hochwasserspitze zu beobachten und dauert bis zu vier Tagen an.Der pH—Wert des Flußwassers schlägtin dieser Zeit vom sauren in den basischen Bereich um.

Für die solvative

Fracht errechnen sich unterschiedlich hohe Be-

träge für die einzelnen Flußgebiete.Gegenüber dem Val Aquila werden aus dem Val Casale und Val Mesoola etwa das zwei- und vierfache an gelösten Stoffen entfernt.

4.2.3.3.

PARTIKULÄRE

Der Durchsatz

FRACHT

an festen Stoffen

bestimmt

entscheidend die Ver-

hältnisse des Massentransportes in den Flüssen. Bei s c h i e ß e n d e n Wassern entwickeln sich wahrscheinlich keine besonderen Bewegungsformen suspendierter Stoffe, doch treten regionale Differenzierungen auf.Die Konzentration des weggeführten Sediments nimmt häufig von den Randwasserzonen (R) aus zur Stromstrichzone (S) hin zu: 83

Tabelle 20: SCHWEBSTOFFVERTEILUNG SCHIEßEND ABKOMMENDER ( MÄANDER ) ( Werte in g. 1. )

WASSER

R

S

R

S

R

S

R

s

R

S

innerer Mäanderbogen

37

61

>*3

71

35

36

51

1*9

67

89

äußerer Mäanderbogen

31»

52

28

93

27

2k

M

86

31

5U

Flußbereich

Ort: Torrente Sellustra, 8 m unterhalb Furt C a s a l i n o , 6 . 1 2 . 6 1 , 1 5 3 0 , W e r t e g e m i t t e l t aus je 3 P r o b e n , i n s g e samt 60 P r o b e n .

In der Randwasserzone des äußeren Mäanderbogens kommen niedrigere Sedimentkonzentrationen als in der Randwasserzone des inneren Mäanderbogens vor. Die Sedimentkonzentration schwankt in der Stromstrichzone umfangreicher als in den Randwasserzonen. Bei s t r ö m e n d e n Wassern geht der Schwebstofftransport oft in Turbulenzkörpern vor sich, deren vertikale und horizontale Bewegungen das Bild einer brodelnden, zähen Flüssigkeit bieten. Die Konzentration an Schwebstoffen in den Wirbeln (Turbulenzkörpern) ist größeren Schwankungen unterworfen.

Tabelle 21:

SCHWEBSTOFFVERTEILUNG STRÖMEND ABKOMMENDER ( GRADLINIGE STRECKEN ) ( Werte in g. 1. )

Bewegungsriehtung

Meßserie

aufwärts (I) I II III IV

WASSER

abwärts (II)

fraglich (III)

101 ,2

119,9

8U ,6

87,1*

72,8

65,3

1 16,2

93,U

11U,3

82, k

5>*,3

78,8

O r t : R i o M e s c o l a , H a u p t m e ß s t a t i o n : 19.10.1961, 9 ^ ° , W e r te g e m i t t e l t aus 5 P r o b e n , i n s g e s a m t 6 0 P r o b e n .

84

Dabei fördert der Fluß in einzelnen Wirbelkörpern mehr Material zur Wasseroberfläche als zur Stromsohle hinunter. Der Massenüberschuß an der Wasseroberfläche gleicht sich vermutlich über die dritte Bewegungsrichtung aus. Aus dem Schrifttum lassen sich zu diesem Fragenkreis wegen fehlender Untersuchungen keine kommentierenden Angaben gewinnen.

Die S o r t i e r u n g des suspendierten Materials ist relativ gut. Es fällt auf, daß bei den suspendierten Sedimenten im Korngrößenbereich von 0,01 bis 0,1 mm keine signifikante Differenzierung der Korngrößen bei allen beobachteten Geschwindigkeiten stattfindet. Der Anteil dieser Fraktion überschreitet keine 30 % des gesamten Kornspektrums. Die über 80 % vom Gesamtbereich verbleibenden Fraktionen streuen außerordentlich.Auf den Kornbereich von nur 0,1 bis 1,0 mm entfallen 50 % des gesamten Sediments.

Die V e r m i s c h u n g des suspendierten Materials aus verschieden stark verwitterten Sedimenten gestattet gewisse Rückschlüsse auf die Herkunft der Schwebstoffe. Die stark streuenden Daten lassen keine Abhängigkeit des Vermischungsgrades von der Zeit seit dem Hochwasserbeginn mit einer Sedimentführung erkennen. Außer dem Wechsel von überwiegendem Bodenmaterial zu vorherrschendem Untergrundmaterial ist das gleichmäßig starke Auftreten beider Komponenten oder einseitiges Überwiegen festzustellen. Zwar ist ein Übergang von Untergrundmaterial zu Bodenmaterial nicht beobachtet worden, aber das schließt nach den obigen Tatsachen diese Möglichkeit nicht aus.

Die Herkunft der Hauptmengen läßt sich nach Mitbenutzung der unveröffentlichten, mehr Modifikationen der nachstehenden Fälle bringenden 9 Analysen (statistisch ungesichertes Ergebnis) aus den zerstörten Rachelgebieten herleiten. 85

Tabelle 22:

HERKUNFT

VERMISCHUNGSGRAD HOCHWÄSSERN

Zeit seit H o c h w . Sedim.-Führung in M i n . Untergrund

Datum Ort

6.12.61 R. Aquila Meßort

9.2.62 R. M e s c o l a Meßort

13.11.61 R. Casale Meßort

5.3.62 R.Sellustra Brücke bei Piano Nuovo

U.3.62

Boden

Fraglich

%

1 1 11*

20 22 170

90 80 60 50 Uo

10 10 Uo 30 20

2 56 197 960

10 30 20 10

80 70 80 90

10

2 !» 56 96 1U8

UO UO 30 Uo

UO 50 1*0 Uo

20 10 30 20

20 20 Uo

80 80 60

-

liefern wichtige

IN

Material

90 70 50 (10) (10)

T h e o l o g i s c h e n

Stoff- und

SEDIMENTEN

10 30 Uo 10 10

1

Wasserkörper

VON

5 13 18 95 97

2 U

Rio Raggi Ausgang

Die

UND

Z u s t ä n d e Hinweise für

10 80 80 10 20 Uo

der abkommenden

die Beurteilung des

Massentransportes sowie morphologischen

Umgestaltung

der Flußläufe.

In sämtlichen ein

Flüssen ist an rund

NEWTON'scher

90 % aller

Grundkörper ausgebildet.

betrachteten Tage

Nur zwischen 1 und 5

Tagen(Weeeola und Saleo) ist ein BINGHAM*scher Grundkörper vorhanden.

Besondere Beachtung verdienen der

jeweils

an einem

Tag vermutlich

ein

Meacola und Caoale , Verhalten

ihrer

die

Wasser-

Schlammassen mit Charakteristiken eines MAXWELL-Körpers besitzen. Die Häufigkeit

des MAXWELL-Körpers in den Flüssen und ihren Tri-

butären ist nach zusätzlichen

Messungen wesentlich größer als es 86

sich aus den 2U-stündigen Standortsmessungen heraus ergibt. Für die abkommenden Wasserschlammgemische in den Ausgängen von Rachelgerinnen darf sehr wahrscheinlich nach ihren Strömungs- und Mischungsverhältnissen bei heftigen Regengüssen die regelmäßige Entstehung von MAXWELL-Körpern angenommen werden. Selbst innerhalb der Hauptflüsse vollzieht sich der Übergang vom BINGHAM- zum MAXWELL-Körper häufiger,da nach Einzelmessungen die Voraussetzungen: hoher Suspensionsgehalt bei hoher Scherspannung fast in jedem Hochwasser erfüllt sind. Der Übergang läuft nach beider Größen Änderung in wenigen Hinuten ab,und der neue Zustand bleibt bis zu Stunden bestehen (erhöhte Erosion denkbar!). Stufungen der Suspensionskurve im unteren Bereich der MAXWELL- bzw. des oberen Abschnittes BINGHAM'scher Körper sowie des unteren Abschnittes der Kurve für NEWTON-Grundkörper deuten auf einen plötzlichen Abbau von Theologischen Körpern hin.

Die häufigste partikuläre Transportart der Stoffe und Massen im Fluß vollzieht sich durch Bewegung als einzelnes Korn, seltener im Kornverband, wie es bei Murren ausgeprägt ist.

Der U m f a n g der M a s s e n ä n d e r u n g e n eines Flußabschnittes hängt stark ab von der Art und Geschwindigkeit des aufnehmenden oder absetzenden Wasserkörpers.Zur Zeit der Niedrigwasserwelle ist die strömungsbedingte Sedimentführung verschwindend gering oder fehlt.Zur Zeit der Hochwasserwelle ist die strömungsbedingte Sedimentführung in erster Linie bedingt durch den Theologischen Zustand des abkommenden Wasserkörpers. Die höchste Sedimentkonzentration in einem Gerinne wird mit lM-52,4 g • 1 bei der Ausmündung einer Sammelader eines größeren Rachelkessels (Optica) gemessen. Im Unterlauf der Flüsse ergeben sich für den näher geschilderten Zeitraum 185,2 und 0,0 g • 1, außer in Hochwasserspitzen;im Durchschnitt liegt der Schwankungskoeffizient bei 1 : 70. Unabhängig von den einzelnen Sedimentschüben sind die starken täglichen, stündlichen und minütlichen Schwankungen besonders bemerkenswert (Fig. 23). 87

Zeiten hoher

Wasserführung sind nicht mit

jenen hoher Sediment-

führung (Konzentration) verknüpft (Canale, Dozza). In die Verhältnisse eingehender

der Konzentrationen

betrachteten

Zeitraumes

und Mengen zur Zeit des

führt die folgende Tabelle

ein: Tabelle 23:

Fluß

STREUBEREICH DER SEDIMENTFÜHRUNG ( Werte in g/ls und g/Qs )

Mescola

CorsigCanale nano

Casale

Salso

Dozza

Aquila

Gambelaro

Sed.Konz. Maximum

182,5 +

Minimum

88,6

Uo, 1

0,0

0,0

181,2 +

1 10,U

53,6

2k,3

fcT.S

0,0

0,0

0,0

0,C

3378,7

8U262,2

8 U 7 U 8 ,C

0,0

0,0

o,c

Sed.Menge Maximum Minimum

2782U6,9 +

Ul+12,3 7 6 6 7 , 1 0,0

0,0

29331»,5 +

U6111 0,0

Gegenüber allen anderen Parametern,die nur selten einen unterbrochenen Kurvenverlauf aufzeigen, ist für die Konzentration und die Menge der abkommenden Sedimentsgrade der unterbrochene Kurvenverlauf typisch.

Das isolierte Abkommen von Sedimentmengen geht mit

ihrem extremen Werte gleichsinnig einher. Der Rio Mesaola und Rio Canale führen ständig,wenn auch minimale Spuren von suspendiertem Sediment. im Abfluß,

Bleibt der Canale noch an

8 Tagen völlig sedimentfrei

so verringert sich die Häufigkeit

der sedimentfreien

Abflußtage in der Reihenfolge Gambelaro, Dozza, Salso, Coraignano und Aquila. Im Gang der Sedimentführung ist bei der Konzentration noch die Lage der

Maxima einzelner Flüsse gegeneinander verscho-

ben, aber beim Sedimentdurchfluß fallen sie zeitlich zusammen. Neben den anorganischen

Schwebstoffen werden organische Bestand-

teile schwebend mitgeführt. Ihre Existenz

ergibt

sich mittelbar

aus dem Aufbau jeweils frisch abgelagerter Sedimente im Flußbett. Ihr bakterieller Abbau

fördert und bewirkt eine Änderung des Se88

dimentgehaltes und der Morphologie der Oberfläche des Flußbettes in beachtlichem

betroffenen

Umfang.

Die Summe der Änderungen des Bodenmaterials ist am niedrigsten den einschneidenden

und

stehen die hohen Umsätze linigen Flußstrecken.

mäandrierenden

Strecken.

Demgegenüber

in den verwildernden und vor allem

grad-

von dieser allgemeineren

Be-

Die n i e d r i g e n E i n z e l w e r t e

der

häufigsten Umlagerungsarten werden bei weitem übertroffen von

dem

obachtung tauchen auf einmaligen Ereignis 38-fach höhere

Abweichungen

in

CRio Salso).

einer Schüttung von Tongeröllen

(etwa 3 bis

Umlagerung).

G e s p i c k t e T o n g e r ö l l e in g r ö ß e r e n S c h ü t t u n g e n w e r d e n z e i t w e i l i g in d e n F l ü s s e n Mesco,la,Casale u n d G a m b e l a r o u n d i h r e n T r i b u t ä r e n a n getroffen ( F o t o 3). Es t r e t e n l ä n g l i c h e , k l o ß a r t i g e G e r o l l e h a r t e n , d i c h t e n T o n e s o r i g i n ä r e r L a g e r u n g mit v e r s c h m i e r t e r O b e r f l ä che aus T o n , Gras, Holzresten z w i s c h e n 8 b i s 11 cm L ä n g e , 3 b i s 5 cm B r e i t e u n d 2 b i s 3 cm Durchmesser auf. Die F o r m e n i n d i z e s , b e z o g e n auf die K u g e l , l a u t e n 0 , 5 0 3 b i s 0 , 7 2 1 b e i e i n e m M i t t e l v o n 0 , 6 2 8 . I h r A n t e i l an d e r G e s a m t m a s s e d e r T o n g e r ö l l e b e t r ä g t 5 - 6 % , Die Mehrheit von 9^-95 % stellen kugelige, weiche u n d hohlräumige Tongerölle dar, die oft verbacken sind mit Pflanzenresten und Sanden sowie Kiesen. Ihr g r ö ß t e r D u r c h m e s s e r v o n 0,8 b i s 2 5 , 0 c m k a n n b i s z u 30 % v o m K r e i s d u r c h m e s s e r a b w e i c h e n . D i e g r ö ß t e n e i n g e b a c k e n e n S t e i n e m e s s e n 5 cm in der L ä n g s a c h s e , (a - A c h s e ) 3 cm ihr g r ö ß t e r D u r c h m e s s e r (b - A c h s e ) u n d U cm der Q u e r d u r c h m e s s e r (c - A c h s e ) . R e i n e w i e g e m i s c h t e T o n g e r ö l l e k ö n n e n aus v e r s c h i e d e n e n T o n e n a u f g e b a u t s e i n . D i e h e t e r o g e n e n K ö r p e r s i n d im I n n e r n nicht differenziert. D i e A u s w e r t u n g b e r u h t auf 210 G e r o l l e n . D i e Massen u n t e r s c h e i d e n sich ihren Mengen nach erheblich. Von dem Höchstwert im F l u ß s y s t e m des M e s c o l a m i t 65 m ^ h e b e n s i c h die k l e i n e r e n S c h ü t t u n g e n des C a s a l e (8-9 m 3 ) u n d G a m b e l a r o (2-3 m 3 ) d e u t l i c h a b . S i e s c h e i n e n n u r e i n m a l im W i n t e r h a l b j a h r a b g e k o m m e n zu s e i n u n d n a c h f o l g e n d vereinzelt w e i t e r t r a n s p o r t i e r t zu s e i n .

E i n schiedenen

u n d

A u s f u h r

Flußabschnitten

Gleichgewicht,so aola)

daß positive

und negative

herrschen.

v o n

M a s s e n

in d e n

stehen für kurze Zeiträume (.Sellustra,

( S a l s o , Aquila»

Gambelaro

, Aquila,

Mesvor-

Ein unregelmäßiger und zugleich zeitlich größter

Mas-

den Strecken,

s i c h in d e n e i n s c h n e i d e n d e n u n d

w ä h r e n d in

gradlinigen Flußabschnitten

serpentinierenden, die Z u -

verwildern-

mäandrierenden

und Ausfuhr von Massen

oder weniger gleichbleibend h o c h bleibt. In allen Fällen w i r d den Hochwasserspitzen 89

im

Verschiebungen

senwechsel vollzieht

Mescola)

ver-

nicht

abgesehen.

und mehr von

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110

stimmte, in der Regel von der Umgebung abweichende Feuchtigkeitsgrade auf. Die Unterschiede der Bodenfeuchte innerhalb einer Formgruppe sind für einen Tag statistisch nicht gesichert, die Differenzen von Formgruppe zu Formgruppe aber durchweg überzufällig. Selbst bei einer zusammenfassenden Beurteilung bleiben trotz einer leicht verfälschenden Wiedergabe durch Mittelwerte die charakteristischen Unterschiede bestehen. In ausgeprägten Rachelkesseln sind feuchtere Flächen gegenüber ihrer Umgebung häufiger im Hang und auf der Sohle als in den Wänden und Graten zu finden, wobei eine stärkere Differenzierung,oft in streifiger zonaler Anordnung normal zum Hanggefälle beobachtet wird (Blattkamm, Rachelrücken im oberen Drittel sehr deutlich). Eine regelmäßige Änderung der Bodenfeuchte mit dem Profilverlauf von höheren Partien zu niedrigeren wird beobachtet. Neben dem ständigen Wachsen der Bodenfeuchte mit dem Tiefenzuwachs des Profils wird aber auch ein streckenweises Fallen und Steigen der Bodenfeuchte angetroffen. In den H o h l f o r m e n der Racheln (Rinnen,Furchen, Gräben, Schluchten) wird eine regelhafte Abnahme der Bodenfeuchte in den Wänden zur Sohle hin beobachtet. Für das Querprofil gilt: Der regenabgewandte,frei exponierte und oberflächentrockenere Hang verzeichnet größere Bodenfeuchtedifferenzen zwischen Krume und tieferliegenden Schichten als der regenzugewandte, ebenfalls frei exponierte und oberflächenfeuchtere Hang. Die Bodenfeuchte im Unterboden ist häufig annähernd gleich groß wie im Oberboden. Der Wassergehalt exponierter Hänge liegt nur in dem Oberboden geringfügig höher als im Unterboden. Örtliche Sonderverhältnisse können die Bodenfeuchte im Unter- bzw. Oberboden stark herauf- oder herabschnellen lassen. In der Sohle ist der Wassergehalt umgekehrt wie bei den Hängen in der Krume höher als im Unterboden. Im Längsprofil der Rachelgräben und -Schluchten ergibt sich häufiger eine sehr charakteristische Verteilung der Bodenfeuchte: es wechseln außerordentlich hohe und mittlere bis niedrige Durchtränkungsgrade des Bodens mit Wasser aufeinander, sofern ein gestuftes Sohlenprofil vorliegt: 111

Tabelle 36:

Meßpunkt

BODENFEUCHTE GESTUFTER LÄNGSPROFILE VON RACHELSOHLEN ( Werte in % Gewicht )

Stufe

Kolk

1

1

Niederschlagsperiode

2 1 ,6

Trockenperiode

6,9

Lokalität:

Stufe 2

Kolk 2

Stufe 3

Kolk

Stufe

Kolk

3

U

k

5

156,3

15,2

182,7

18,9

165,2

25,3

1U0,U

1*6,9

3,2

75,5

5.2

63,8

3,7

110,6

1 . R a c h e l r i ß im V a l e t t a P a l a r a , V a l und 32. W i t t e r u n g s p e r i o d e .

Gambelaro,

Stufe

7,2

Zeit:29»

Der Bodenfeuchteunterschied wird in den Niederschlags- und Trokkenzeiten geringer,je länger die Perioden andauern. Zeiten extremer Schwankungen sind die Abschnitte des Überganges zweier Witterungsperioden. Bei ungestuften Sohlenprofilen sind auch hohe Unterschiede (50 - 60 %) gemessen worden,die sich aber unregelmäßig über das Profil hinweg verteilten. Beiden Profilen gemeinsam ist die höhere Bodenfeuchte des Unterbodens gegenüber den Hängen und Sohlen im Bereich der Kolke. Die Bodenfeuchte mit Gras-Krautfluren bestockter Hänge ohne intensive Nutzung ist in den Hangmulden (in 70 % aller Fälle) um 20 bis 30 % höher als auf den Rücken der Hangwellung. In beiden Fällen muß eine Moosschicht fehlen.Sehr auffällig ist diese Tatsache bei einigen dellenartigen Köpfen von RachelSchluchten.Die zirkusartige oder längliche Fläche des Rachelanfanges besteht aus einer 10 bis 20 cm mächtigen, völlig durchtränkten Bodendecke, die zur Mitte und hangabwärts auskeilt, wo auf hartem Untergrund die Rachelsohle auftritt. Bei A u f b r ü c h e n (Quellungen) in vegetationsfreien Hängen werden große Unterschiede in der Bodenfeuchte gemessen: Die Feuchtigkeit der bedeckenden Krusten des Aufbruches und seiner Umgebung unterscheiden sich nicht eindeutig, was aber für die 112

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