Große Hydrologische Exkursion 2010
22. bis 29. August 2010
Eine Zusammenfassung des Berichts des Jahrganges 2006
Inhaltsverzeichnis
Im Rahmen des Faches Regionale Hydrologie wurde auch in diesem Jahr die Große Hydrologische Exkursion unter der Leitung von Herrn Dr. Robert Schwarze durchgeführt. Hierzu existiert ein ausführlicher Bericht, der bei Fragen oder weiterem Interesse bei Herrn Dr. Schwarze einzusehen ist. Wir möchten uns an dieser Stelle nochmals bei ihm und Herrn Dr. Werner Dröge, sowie der „Gesellschaft von Freunden und Förderern der TU Dresden e.V.“ für die Durchführung und finanzielle Unterstützung der Exkursion bedanken.
Sonntag, den 22.08.2010
Martin & Martin
Am 22.08.2010 war es soweit. Die letzte gemeinsame Aktion, bevor der überwiegende Teil der mitreisenden Studenten seine Diplomarbeit schreiben würde, stand an. Am Sonntagmorgen saßen dann die 26 mehr oder weniger frisch aussehenden Studenten, zwei Betreuer und ein Maskottchen vor dem Hauptbahnhof und starteten um 7 Uhr per Bus zu einer achttägigen Exkursion.
Blautopf bei Blaubeuren (D)
Blautopf bei Blaubeuren
Erstes Ziel war der Blautopf bei Blaubeuren, die zweitwasserreichste Karstquelle Deutschlands. In Baden-Württemberg gelegen, am Ostrand der Schwäbischen Alb, entspringt die Blau, die ca. 16 km westlich bei Ulm in die Donau mündet. Die Wasserquelle stellt den Auslass der Blautopfhöhle dar, die zu einem 7160 m langen Karstsystem gehört und eine Ganglänge von 4900 m aufweist. Da Karstgebiete knapp 40 % der Landoberfläche Baden-Württembergs einnehmen, stellt ihr Karstgrundwasser eine wichtige Versorgungsquelle für die Bevölkerung dar.
Das am Blautopf zutage tretende Wasser, welches eine konstante Temperatur von 9 °C aufweist, stammt aus einem ca. 160 km² großen Einzugsgebiet, das auf Grund der Verkarstungsvorgänge jedoch einer ständigen Änderung unterliegt. Die Schüttung des Blautopfes schwankt zwischen 310 l/s und 32000 l/s. Der trichterförmige Quelltopf, der eine Tiefe von 22 Metern aufweist, entstand während der letzten Eiszeit. Das Blau der sehr tiefen und trichterförmigen Karstquelle entsteht durch Absorption und Streuung des Lichtes in dem sehr kalkhaltigen Quellwasser.
Lindau am Bodensee (D)
Im Anschluss an die Besichtigung des Blautopfs fuhren wir zu unserer ersten Unterkunft, der Jugendherberge in Lindau. Nach der obligatorischen Belehrung durch das Personal der Jugendherberge und der Information, wo sich die nächste Bademöglichkeit befindet, wurden die voll ausgelasteten Zimmer bezogen. Danach machten sich kleinere Grüppchen auf, um das schöne Wetter zu nutzen und im Bodensee zu baden und Lindau zu erkunden.
Montag, den 23.08.2010
Institut für Seenforschung Langenargen (D)
Am Montagmorgen war das erste Ziel das Institut für Seenforschung (ISF) in Langenargen. Hier begrüßte uns Herr Dr. Wolf und leitete die Vortragsreihe mit einer Präsentation und Einordnung des Instituts für Seenforschung ein. Das ISF betreut neben dem Bodensee über 4000 kleinere Seen in Baden-Württemberg. In weiteren Vorträgen wurde uns die Arbeit des ISF an Hand aktueller Forschungsgebiete vorgestellt. Neben der Beobachtung der physikalischen, chemischen und biologischen Vorgänge im Bodensee durch Regel-, Modell- und Sonderuntersuchungen, werden verschiedene Messreihen zur Bewertung des Zustandes der einzelnen Seen durchgeführt. Eine weitere Aufgabe des Institutes ist die Beratung von Kommunen, Fachbehörden, Ministerien und Bürgern.
Bodenseewasserversorgung Sipplinger Berg (D)
Im Anschluss an die Vorträge fuhren wir zur Wasseraufbereitungsanlage auf den Sipplinger Berg, die Wasser aus dem Überlinger See fördert. Nach der Begrüßung und einer viertelstündigen Videopräsentation des Unternehmens wurden wir durch die Anlage geführt und hierbei „Der Weg des Wassers“ veranschaulicht. Von der Förderung des Wassers aus dem Bodensee in einer Tiefe von 60 m über die drei Aufbereitungsschritte Mikrosiebung, Ozonierung und Filtration gelangt das kostbare Gut zum Endverbraucher in großer Entfernung, wobei es teilweise bis zu sieben Tage unterwegs ist. Der Einblick in die Bodenseewasserversorgung hat gezeigt, welch komplexen Anforderungen und Prozesse bei der Herstellung des Lebensmittels Wasser beachtet werden müssen und wie wichtig eine nachhaltige Nutzung dieses Rohstoffes ist. Abgeschlossen wurde der Rundgang mit einem frischen Glas Bodenseewasser, Kaffee und Kuchen.
Dienstag, den 24.08.2010
„Rhein-Schauen“ in Lustenau (A)
Der Alpenrhein gilt als der größte Wildbach Europas – nicht zuletzt, weil sich sein Bett ständig neu formt und es fast regelmäßig zu Überschwemmungen durch Sohlhebungen kommt. Anhaltende und unkontrollierbare Überschwemmungen und Laufverlegungen wurden als Bedrohung der Kulturlandschaft angesehen und veranlassten Österreich und die Schweiz zur Regulierung des Rheins.
Modell des Alpenrheins
Im Museum in Lustenau wurden uns verschiedene Projekte zur Rheinregulierung, wie der Fußacher und der Diepoldsauer Durchstich zur Verkürzung des Flusslaufes erläutert. Mit dem sog. Umbauprojekt III b wurde das Mittelgerinne des Alpenrheines eingeengt, um den Geschiebetransport zu beschleunigen. Die enormen Feststoffmengen, welche durch den Rhein in den Bodensee transportiert werden, sollen durch das Vorstreckungsprojekt in „geordneten“ Bahnen in den See verbracht werden. Das Rheinbähnle, ursprünglich für Baumaterialtransporte eingerichtet, brachte uns auf dem bereits fertig gestellten Teil des Dammes bzw. Leitwerkes bis zur Mündung. Während der Fahrt konnten wir nicht nur die Baumaßnahmen der Rheinregulierung betrachten, sondern auch Riesenbretzeln zum Mittagessen genießen.
Felssturz bei Flims (CH)
Flimser Felssturz
Nach einer kurzen Bus- und anschließenden Zugfahrt erreichten wir das nächste Exkursionsziel: Eine Staubwolke, deren Ablagerungen vom oberen Rheintal bis nach Süddeutschland nachweisbar sind, ist ein Beleg des sich vor ca. 10.000 Jahren ereigneten zweitgrößten bekannten Felssturzes der Erdgeschichte. Der Flimser Bergsturz ereignete sich nach dem Rückzug der letzten Eismassen der letzten Eiszeit – die Auflage- und Reibekräfte der Gletscher lockerten das darunter liegende Gestein auf und es entstanden Scherzonen. In diese konnte Wasser eindringen, wurde aber durch den Permafrost konserviert. Nach weiterer Erwärmung schmolz das das Gestein bindende Eis und etwa 15 km³ Fels lösten sich und rutschen ins Tal hinab. Hauptbestandteile des Schuttmaterials waren Kalksteine und Mergel, die heute unterhalb der Absturzstelle ein nicht abgerolltes Konglomerat bilden.
Mittwoch, den 25.08.2010
Gut die Hälfte der Exkursion war schon um und uns stand ein Transfertag bevor. Um die lange Busfahrt von Lindau nach Sion (CH) möglichst abwechslungsreich zu gestalten, waren Zwischenstops unterschiedlicher Art eingeplant. Nach der Besichtigung der Tellskapelle am Vierwaldstädter See quälte sich unser Bus auf den Sustenpass (2224 müNN) hinauf. Während der Fahrt konnten wir nicht nur das Alpenpanorama genießen, sondern auch den Steingletscher besichtigen. Ein weiterer Zwischenstop wurde an der Aareschlucht eingelegt.
Aareschlucht (CH)
Aareschlucht
Beim Durchwandern der etwa 1,4 km langen Aareschlucht konnten wir die Kraft des (Schmelz)wassers erleben. Die Vergletscherung der Alpen und der Wechsel der Kalt- und Warmzeiten ließen Schmelzwasser in das Gestein des „Kirchet“ genannten Querriegels eindringen. So entstanden mehrere enge und tiefe Schmelzwasserrinnen in den Klammkalken, die in der jeweils folgenden Warmzeit zum Teil wieder verfüllt wurden. Die vermutlich jüngste der in dem Gebiet unterhalb des eiszeitlichen Aaregletschers befindlichen Schlüchte ist die Aareschlucht. Ihr Bild ist durch Gletschermühlen geprägt, welche unter dem Gletscherbach entstehen und heute als trichterförmige Auswaschungen zu sehen sind.
Nach der Wanderung durch die Aareschlucht ging es mit dem Bus weiter zum Grimselpass (2165 müNN). Hier befindet sich die europäische Wasserscheide, welche die Abflüsse der Aare und der Rhone zwischen Nordsee und Mittelmeer trennt. Letzter Halt des Tages war in Gletsch, ein kleiner Ort an der Furkapassstraße direkt unterhalb des Rhonegletschers. Der einst als Ausflugsziel beliebte Gletscher hat sich bis heute so weit zurückgezogen, dass wir ihn mehr erahnen, denn sehen konnten. Als einzig hydrologisch relevante Attraktion verbleibt so nur der Pegel Gletsch. Das Einzugsgebiet des obersten Pegels der Rhone ist noch etwa zur Hälfte vergletschert, sodass im Sommer die größten Abflüsse mit bis zu 8,8 m³/s gemessen werden.
Donnerstag, den 26.08.2010
Dieser Exkursionstag stand ganz im Zeichen des Grande Dixence: Auf die Besichtigung des Kraftwerkes bei Sion folgte am Nachmittag die Besichtigung der Staumauer und des zugehörigen Stausees. Am Lac des Dix überraschte uns bei herrlichem Sonnenschein nicht nur die riesige Staumauer, sondern auch ein wunderbares Alpenpanorama. Der Tag wurde in Sion mit einem gemeinsamen Käsefondue beendet.
Speicherkraftwerk Grande Dixence (CH)
32 % der in der Schweiz verbrauchten Energie werden aus Speicherkraftwerken gewonnen. Die in diesen Kraftwerken gewonnene Energie dient der Sicherung des Zusatzbedarfes und wird daher als Spitzenenergie kurzfristig erzeugt und ins Netz eingespeist. Die Speisung des Speicherkraftwerkes Grande Dixence erfolgt aus dem Lac des Dix, dem künstlichen Stausee, welcher durch das Abriegeln des Val des Dix entstanden ist. Im natürlichen Gefälle fließt das Wasser aus dem Stausee den Turbinen im Kraftwerk Bieudron zu. Im Kraftwerk, welches als Kavernenkraftwerk gebaut ist – d.h. es befindet sich großteils untertage bzw. im Berg – sind drei große Peltonturbinen samt Generatoren in vertikaler Bauweise installiert. Pro Turbine strömen dem Kraftwerk 25 m³/s aus dem Stausee zu, die pro Turbine erzeugbare Leistung beträgt 423 MW. Des Weiteren stehen drei kleinere Turbinen älteren Baujahres zur Verfügung.
Im Jahr 2000 brach der Druckschacht der Zuleitung zum Kraftwerk, sodass eine fast neunjährige Pause im Kraftwerksbetrieb eingelegt werden musste. Wir hatten nun das Glück, dass Kraftwerk, welches seit Januar 2010 wieder am Netz ist, bei vollem Betrieb besichtigen zu können.
Stausee Lac des Dix und Staumauer Grande Dixence (CH)
Lac des Dix
Der künstlich geschaffene Stausee Lac des Dix wird von der höchsten Betongewichtsstaumauer der Welt begrenzt. Der Stausee mit einem möglichen Speichervolumen von 400 Mio. m³, einer Länge von 5,3 km, einer durchschnittlichen Breite von 600 m und einer maximalen Tiefe von 227 m ist in Bezug auf sein Fassungsvermögen der größte Stausee der Schweiz. Mit Hilfe von Zuleitungsstollen, Wasserfassungen und Pumpstationen wird er aus einem 375 km² großen Einzugsgebiet, in dem sich 35 Gletscher befinden, gespeist.
Staumauer Grande Dixence
Die Grande Dixence ist mit einer Höhe von 285 m die höchste Gewichtsstaumauer der Welt. Der Bau der Mauer 1951 – 1965 stellte auf Grund ihrer Lage im Hochgebirge höchste Ansprüche an Arbeiter und Logistik. Am Fuß ist die Mauer 200 m dick, bis zur Krone verjüngt sie sich auf eine Breite von 15 m. Zur Wartung und Kontrolle der Staumauer wurde ein Stollensystem innerhalb der Mauer angelegt, welches uns auch die Besichtigung dieses riesigen Bauwerkes von innen ermöglichte.
Gruppenfoto auf der Grande Dixence
Freitag, den 27.08.2010
Massa-Pegel bei Natters (CH)
Werksseilbahn des Kraftwerkes Gibidum
Nach dem tollen Wetter des gestrigen Tages erwartete uns heute Regen, Regen, Regen. Der Bus brachte uns nach Blatten bei Natters, von wo aus wir mit der Werksseilbahn des Kraftwerkes Gibidum zu einem Hochgebirgspegel fuhren. Der zu besichtigende Massa-Pegel befindet sich in der Massa-Schlucht am gleichnamigen Fluss. Auf Grund seiner Lage im Hochgebirge und dem damit verbundenen Gefälle, weist das Gerinne einen schießenden Abfluss auf. Verschiedene Baumaßnahmen, wie das angelegte Trapezprofil, führen dazu, dass der Abfluss trotzdem gemessen werden kann. Unterhalb des Pegels befindet sich ein Stollen, in dem ein Teil des Wassers zum Kraftwerk Mörel geleitet wird. Vor dem Stollen befinden sich ein Geschieberückhalt und eine Entsanderanlage, die der Verringerung des Schwebstoffegehaltes dient.
Hochwasserschutz in Brig (CH)
Langsam lässt der strömende Regen etwas nach und bevor wir uns in Brig Hochwasserschutzanlagen ansahen, machten wir in Blatten einen kurzen Zwischestop um uns in diesem historischen Dorf die traditionelle Bauweise der Walliser Häuser anzuschauen.
In Brig, an der Saltina gelegen, kam es 1993 zu einem großen Hochwasserereignis, dessen Schaden rund 500 Mio. CHF betrug. Auf Grund des starken Wachstums der Stadt wurde das Bachbett der Saltina bereits 1920 verlegt und verengt. Oberhalb des Ortes wurde zwar eine Geröllsperre angelegt, deren Wartung jedoch im Folgenden vernachlässigt. So führte 1993 ein Starkregenereignis zu einem Hochwasser mit extremem Geschiebetransport. Die Geschiebefracht wurde in Brig in einer bis zu 10 m hohen Schuttschicht abgelagert. Aus diesem Hochwasser gingen verschiedene Maßnahmen zum Hochwasserschutz der Stadt hervor: so wurde das Bachbett erneut ausgebaut, neue Sedimentbecken angelegt und eine automatische Hubbrücke über die Saltina in Betrieb genommen. Dass sich die Hochwasserschutzmaßnahmen bewährten, konnte bei einem größeren Hochwasser im Jahr 2003, gezeigt werden.
Die für den Nachmittag geplante Fahrt auf das Eggishorn mit Blick auf den Aletschgletscher musste auf Grund des Wetters ausfallen. Da es inzwischen zumindest nicht mehr regnete, wurde die freie Zeit von vielen Studenten für eine Besichtigung Sions oder zum Einkaufen genutzt.
Sonnabend, den 28.08.2010
Altstadt von Bern
Die Exkursion neigt sich ihrem Ende entgegen – es steht ein Transfer in Richtung Bodensee an. Die Fahrt führt über die Hauptstadt der Schweiz und über die Mittagsstunden bleibt genügend Zeit, sich die Altstadt Berns anzuschauen oder einfach nur die Seele baumeln zu lassen. Einziges hydrologisches Ziel des Tages ist der Rheinfall.
Rheinfall in Schaffhausen (CH)
Rheinfall
Der Rheinfall ist der größte Wasserfall Kontinentaleuropas. Deutlich ältere Felsuntergrunde und die bedeutend jüngeren geologischen Vorgänge während der Eiszeit führten zu seiner Entstehung. Während des Wechsels der Kalt- und Warmzeiten verlegte der Rhein mehrmals seinen Lauf. Ursprüngliche Flussrinnen wurden mit Schotter aufgefüllt, neue Flussläufe durch das fließende Wasser geschaffen. Vor 15.000 Jahren entstand am Übergang aus hartem Malmkalk und der leicht abtragbaren risszeitlichen Schotterrinne der heutige Rheinfall. Die noch im Gewässer sichtbaren Rheinfallfelsen sind Überreste der an dieser Stelle ursprünglich steil abfallenden Kalksteinflanke. Mit einer Höhe von 23 m, einer Breite von 150 m und einer sommerlichen durchschnittlichen Abflussmenge von 600 m³/s erreicht der Rheinfall wahrlich imposante Ausmaße.
Abschlussabend
Die letzte Nacht der Exkursion verbrachten wir in Schaffhausen in einer wunderschönen Jugendherberge. Die in einem Schlösschen untergebrachte Herberge und der weitläufige Park mit Sport- und Entspannungsmöglichkeiten ließ die Enge der beiden vorherigen Unterkünfte (fast) vergessen.
Sonntag, den 29.08.2010
Donauversinkung Immendingen (D)
Donauversinkung
Nun war der letzte Tag der Exkursion gekommen. Auf der Rückfahrt nach Dresden hielten wir noch in Immendingen, um uns die Donauversinkung anzusehen. Da der Durchgang in diese Richtung nicht mehr gesperrt war, gingen wir entlang der Strecke, wo man eigentlich auch im Flussbett der Donau gehen kann. Wir hatten allerdings das „Glück“, dass die Donau an diesem Tag nicht vollständig versank, da auf Grund der Niederschläge der letzten Tage Hochwasser war. Normalerweise versinkt die Donau im Sommer fast vollständig an verschiedenen Versinkungsstellen entlang des von uns eingeschlagenen Weges. Der Grund hierfür ist der verkarstete Untergrund, durch den Wasser unterirdisch weiterfließt und an der Aachquelle wieder zu Tage tritt.
Aachquelle (D)
Das letzte Ziel der Exkursion war die Besichtigung der Aachquelle. Sie gilt mit einer durchschnittlichen Quellschüttung von 8,59 m³/s als die größte Quelle Deutschlands. Durch das Hochwasser war die Quellschüttung an diesem Tag deutlich erkennbar. Ebenso wie der zu Beginn der Exkursion besichtigte Blautopf, wird die Aachquelle durch Karstgrundwasser gespeist. Zwei Drittel des Quellwassers stammen aus der (versinkenden) Donau, sodass die Schüttung stark vom Durchfluss des Flusses abhängt. Die Erforschung der Aachquelle und ihrer Zusammenhänge mit der Donau begann 1877 mit einem Tracerversuch, bei dem Salz und erstmals auch Uranin in die Versickerungslöcher der Donau geschüttet wurde. Im Anschluss ging es bei schönstem Sonnenschein zurück nach Dresden.
Verantwortlich für Bilder und Inhalte: Aileen Fletcher, Franziska Steinhoff, Katharina Töpfer und Theresa Jung