Gewässermorphologie, Hydraulik

Gewässer sind wesentliche Landschaftselemente. Die Erdoberfläche wird von keiner anderen Kraft so umfassend geformt wie vom fließenden Wasser. Die Fließgewässer folgen der Dynamik der Naturkräfte und unterliegen ständig natürlichen Veränderungen. Die Flussmorphologie widmet sich der Entstehung und den Gestaltungsvorgängen der Flüsse. Die Lehre vom Strömungsverhalten des Wassers wird Hydraulik genannt. Mit ihr lassen sich die natürlichen Fließverhältnisse in unseren Bächen und Flüssen beschreiben (s.a. Strömung und Feststofftransport).

Vier große Komplexe bilden die naturräumlichen Grundlagen für die Ausformung der Flussbetten:

  • Die Tektonik als Gesamtheit der aus dem Erdinneren gesteuerten Bewegungen der Erdkruste,
  • Die Gesteine als Sammelbegriff für die mineralische Zusammensetzung der Erdoberfläche,
  • Das Klima als Summe aller atmosphärischen Erscheinungen,
  • Die Vegetation

Aus diesen naturräumlichen Grundlagen ergeben sich zwei wichtige Transportvorgänge:

  • Abfluss von Wasser
  • Verfrachtung von Feststoffen

Diese Erscheinungen wiederum bestimmen im wesentlichen die Abmessungen der Flussbetten (Gerinnegeometrie):

Die natürlichen Gestaltungsvorgänge der Flüsse werden seit geraumer Zeit durch das Wirken des Menschen überlagert. Die Eingriffe der wasserbaulichen Maßnahmen beeinflussen den Feststofftransport und / oder das Abflussgeschehen.

Ein Fluss ist ein dreidimensionales Gebilde, dessen geometrische Elemente (Grundriss, Längs-/Querprofil) in enger Beziehung zum Abfluss und zum Feststofftransport stehen und ein vernetztes System darstellen. Wird ein Glied dieses Regelkreises wesentlich verändert, so wird das dynamische morphologische Gleichgewicht des Flusses gestört und das System bricht im Extremfall zusammen. Insbesondere anthropogene Eingriffe in den Geschiebehaushalt bzw. in das Abflussgeschehen führen zu teils erheblichen Veränderungen im Fluss. Typische Erscheinungsformen eines gestörten Systems sind massive Sohleintiefungen in freien Flussstrecken oder Auflandungen in Stauräumen und strömungsberuhigten Abschnitten. In solchen Fällen wird heute versucht mit entsprechenden Sanierungsmaßnahmen die Situation so weit wie möglich zu verbessern.

Flüsse können in gestreckte, verzweigte und gewundene Läufe eingeteilt werden. Je nach Entwicklungsbreite treten Verzweigungen, alternierende Bänke oder ebene Sohlen auf. Die groben Zusammenhänge vermittelt nachfolgende Abbildung.

Das Längsprofil eines Flusses kann sehr vereinfacht grundsätzlich in einen Oberlauf, Mittellauf und Unterlauf gegliedert werden:
Während im steilen Oberlauf die Erosion überwiegt, findet im Mittellauf hauptsächlich Transport (dynamische Gleichgewichtslage) statt. Im flachen Unterlauf dominiert die Akkumulation.