Mäander
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Mäander ist die Bezeichnung für eine Flussschlinge in einer Abfolge von solchen[1], wie sie sich in Abschnitten mit geringem Sohlgefälle und gleichzeitig transportiertem Geschiebe (Sand, Kies, Steine) bildet. Eine isolierte Flussschlinge im Flusslauf wird dagegen nicht als Mäander bezeichnet.
Etymologie
Das Wort Mäander stammt vom griechischen Namen Μαίανδρος (Maiandros) für die Flüsse Menderes (Großer Mäander und Kleiner Mäander) in der westlichen Türkei. Das Wort stammt nicht aus Übersetzungen für „Schlinge“, „Schleife“. Bereits in der Antike waren die genannten Wasserläufe bekannt für ihre zahlreichen Flussschlingen.
Ursache
Ursache der Mäandrierung ist eine durch die Bodenreibung des Wassers verursachte Querzirkulation, die entlang des Flussbodens von der kurvenäußeren Seite zur kurveninneren Seite führt und an der Flussoberfläche zurück zur kurvenäußeren Seite führt. Hierdurch wird Material des Flussbodens von außen nach innen getragen und die Kurven immer weiter. Diese Querzirkulation entsteht so:
- Bildet sich aus zufälligen Unregelmäßigkeiten im Flussbett eine leichte Kurve, bildet sich folgendes Kräftegleichgewicht bei Reibungsfreiheit aus. Der Wasserstand an der kurvenäußeren Seite des Flusses ist höher als auf der inneren Seite. Hierdurch entsteht in gleicher Wassertiefe für alle Wasserteilchen eine Druckgradientkraft in Richtung des Kurveninneren (Zentripetalkraft). Die Gegenkraft hierzu ist aus Sicht des Wassers die Zentrifugalkraft. Der Wasserstand ist somit eine Äquipotentialfläche aus dem Potential der Gravitation und der Zentrifugalkraft. Damit alleine hat man eine Gleichgewichtsströmung um die Kurve, die zunächst keine Querzirkulation verursacht.
- In der Nähe des Flussbettes spürt das Wasser jedoch die Rauhigkeit in Form einer Reibungskraft. Diese steht der Geschwindigkeit zunächst entgegen. Die Druckkraft bleibt gleich, weil die Statik der Wasseroberfläche hierdurch unverändert bleibt. Die Zentrifugalkraft wird jedoch abgeschwächt, wodurch diese Wasserteilchen eine Beschleunigung in Richtung Kurveninneres erfahren.
- An der Oberfläche entsteht aus Gründen der Massenerhaltung eine Komponente der Strömung in Richtung Kurvenäußeres. Jeder Flussbootfahrer kennt diese Strömung, die nicht durch die Zentrifugalkraft ausgelöst wird. Diese wird exakt balanciert durch den höheren Wasserstand an der kurvenäußeren Seite.
Wirkung
Wenn sich zwei benachbarte Schlingen berühren, nimmt das Wasser die entstandene Abkürzung und es bleibt ein Altwasser zurück, das mit der Zeit verlandet. Das vom Altwasser umgebene erhöhte Gebiet nennt man Umlaufberg.
Allerdings können sich an diesen Durchbruchstellen des Flusses je nach Größe des Höhenunterschieds zwischen Anfang und Ende des ehemaligen Flussbogens aufgrund des Gefälles größere oder kleinere Stromschnellen bilden. Diese führen zu einer rückschreitenden Erosion. Der Fluss gräbt sich mit der Zeit rückwärts, also auch oberhalb des Altwassers, tiefer ein. Das Altwasser wird dann weitgehend zu einem Trockental, so etwa der Umlaufberg Etzhardt bei Mayschoß mit Trockental bei Altenburg im Ahrtal.
Bei Flüssen, in denen politische Grenzen verlaufen, wird in der Regel ihr Talweg in Grenzverträgen als Grenzlinie verwendet, so dass auch die Zugehörigkeit von Inseln eindeutig geregelt werden kann. Ist ein (ehemaliger) Gewässerverlauf erst einmal geodätisch definiert, können Änderungen im Flussverlauf zur Bildung von Flächen führen, die zwar nach wie vor Teil einer Gebietseinheit sind, von dieser jedoch durch den neuen Flussverlauf abgetrennt und somit oft nicht (bzw. nur über Fremdgebiet) zugänglich sind. Mitunter kommt es in diesen Fällen zum Gebietstausch; ferner bieten sich solche Bereiche auch als Naturreservat oder Retentionsfläche an.
Arten
Talmäander
Folgen dem Verlauf des Tals und formen es wie oben beschrieben weiter. Die hier entstehenden Umlaufberge sind somit meist relativ hoch.
Bei nachträglicher Geländehebung kann sich ein Fluss unter Beibehaltung der im Flachland erworbenen Schlingenform tief ins Gebirge einschneiden. Solche Zwangsmäander müssen jedoch nicht unbedingt durch eine „historisch vorgegebene“ Mäandrierung eingeleitet worden sein. Sie können aufgrund geologisch vorgegebener Formationen entstehen, wie beispielsweise der Mittelrhein oder die Moselbögen.
Auenmäander
fließen in einem weiträumigen Tal, meist in Flussendläufen, ohne es selbst zu formen. Die Schlingen des Flusses winden sich im Tal selbst hin und her.
Natur und Mensch
Stark mäandrierende Flüsse, wie der Mississippi oder der Rhein sind vielfach durch Flussbegradigung schiffbar gemacht worden. Der Rhein wurde allein durch die von Johann Gottfried Tulla zwischen 1817 bis 1819 eingeleitete Begradigung von Karlsruhe bis Mannheim von 135 Kilometer auf 86 Kilometer verkürzt. Eine solche Flussbegradigung hat eine Absenkung des Grundwasserspiegels und durch die erhöhte Fließgeschwindigkeit eine stärkere Erosion des Flussbettes zur Folge, damit besteht eine höhere Hochwassergefahr für nachfolgende Flussabschnitte. Die landwirtschaftliche Nutzbarkeit der anliegenden Flächen und die Wasserversorgung anliegender Waldflächen wird verändert.
Die physikalischen Gewalten des Mississippi, die im Laufe der Zeit zu überlagernden Mäanderverläufen geführt haben, sind Teil der amerikanischen Folk-Mythologie. In den 1940er Jahren wurde eine große Studie vom Geologen Harold Fisk durchgeführt. Fisk untersuchte mit einem Team von Geologen und Geographen die Flussläufe des Mississippi - seine Haupt- und Nebenströme, die toten Seitenarme und die trocken gefallenen Flussbette sowie das Schwemmland. Fisks Studie [2] ist online verfügbar.
Inzwischen werden Flüsse zum Teil wieder in die alten Mäander zurückgelegt. Bevorzugt sind jene, die nicht der Schifffahrt dienen und gerade wegen des schnellen Abflusses der Wasser begradigt wurden. Solche Flussabschnitte sind die Nidda im Bereich von Bad Vilbel bis Frankfurt hinein, der Main zwischen Bamberg und Lichtenfels im Bereich Unterbrunn. Im Zuge von Renaturierungsmaßnahmen werden auch kleinere Bäche wieder mäandriert. Mäander finden sich auch südlich der sächsischen Stadt Eilenburg im Tal der Mulde, die dort wie ihre Zuflüsse viele solche weitgehend natürliche Phänomene bildet.
Weblinks
- Bernhard, Karl-Heinz: Teetassen-Zyklonen und Flußmäander – Einstein klassisch, Sitzungsberichte der Leibniz-Sozietät, 78/79(2005), 81–95 und Quellenangaben hierin.
- Harold N. Fisk, Alexander Trevi (Hrsg.): Geological Investigation of the Alluvial Valley of the Lower Mississippi River, Part II Kartenauszüge von 1944 und weiterführende Links)
- Egon Specht: Alte Flussschleifen der Ahr bei Altenburg und Mayschoß - Kreis Ahrweiler