Gewässerdynamik und Gewässerstruktur

Bäche und Flüsse mit ihren Talauen sind Lebensräume von außerordent-
licher Vielfalt und Schönheit. Aber was ist das Besondere an ihnen, verglichen mit einem See oder Teich? Es ist das Fließen!
Das ständig fließende Wasser hat Täler geschaffen und Flussauen geformt. Dabei ist die Strömung die entscheidende Kraft. Die Fließgeschwindigkeit und damit die Stärke der Strömung ist abhängig von der Neigung des Geländes, also dessen Gefälle, und der Wassermenge. Ist die Strömung stark, wird Material vom Ufer und von der Gewässersohle abgetragen (Erosion), und Steine, Sand und Kies werden mitgeführt (Transport). Sinkt die Fließgeschwindigkeit, können zunächst die Steine und der Kies, dann aber auch der Sand ab einem bestimmten Gewicht nicht mehr transportiert werden. Sie lagern sich ab (Sedimentation). Durch diese Dynamik finden ständig Veränderungen statt. Das wirkt sich auch auf den Flusslauf aus. So haben Flachlandflüsse das Bestreben, in Schlangenlinien zu fließen. Die Flussschlingen nennt man Mäander. Sie entstehen, wenn der Fluss ein geringes Gefälle hat oder einem Hindernis ausweicht. Er bildet zunächst eine schwache Kurve. Die stärkste Strömung (Stromstrich) ist nun nicht mehr in der Mitte des Flusses, sondern das Wasser "prallt" auf die Außenkurve. Man spricht deshalb auch vom Prallhang. Durch die Kraft des Wassers wird das Ufer immer mehr ausgehöhlt, und schließlich bricht es ab. So kann eine mehrere Meter hohe Steilwand entstehen. An der Innenkurve hingegen fließt das Wasser langsamer. Hier lagert sich das Material ab, und es bildet sich ein flacher Uferbereich, der sogenannte Gleithang. Die Mäander eines Flusses verändern sich immer weiter. Bei ganz extremer Schlingenbildung kann es vorkommen, dass der Fluss an einer Engstelle durchbricht und eine komplette Schleife "abschneidet". Ein sogenannter Altarm ist entstanden. Bäche und Flüsse der Gebirge zeigen ein anderes Verhalten: Sie sind besonders schnell fließend, und ihr Verlauf ist ziemlich gerade (gestreckt). Mäander kommen nur selten vor.

Diese Eigendynamik der Fließgewässer macht man sich übrigens bei der Gewässerrenaturierung zu Nutze. Gibt man einem begradigten Bach oder Fluss genug Platz und Zeit, gestaltet er sich sein Flussbett neu. Dies kann man beispielsweise eindrucksvoll an der Lippe und an einigen Bächen im Emschergebiet beobachten.
Dynamik und Strukturvielfalt sind die wesentlichen Kennzeichen eines natürlichen Fließgewässers. Mal ist das Gewässer breit und verzweigt sich, dann verengt es sich wieder. Mal fließt das Wasser schnell, dann langsam. Ist die Strömung nur gering, entstehen Lehm-, Sand- und Kiesbänke. Hindernisse wie Steine und Totholz behindern seinen Lauf, es bilden sich Turbulenzen, was zu Vertiefungen, den sogenannten Kolken führt. Entsprechend vielfältig sind auch die Bestandteile der Gewässersohle, die natürlicherweise aus Kies, Sand, Lehm oder größeren Steinen sowie - ganz wichtig für viele Lebewesen als Nahrungsgrundlage und Versteckplatz - Holz und Falllaub besteht und vom Wasser ständig umgelagert und durchströmt wird. Die Bestandteile des Gewässergrundes nennt man Sohlsubstrate. Nur durch diese Vielzahl von Strukturen kann sich in einem Bach oder Fluss eine artenreiche Tier- und Pflanzenwelt ansiedeln. Deshalb ist die Gewässerstruktur auch ein wichtiges Kriterium bei der ökologischen Bewertung von Fließgewässern.
Wer einen Flusslauf von der Quelle bis zur Mündung etwas genauer untersucht, stellt fest, dass sich die prägenden ökologischen Faktoren wie Fließgeschwindigkeit, Wassertemperatur, Sauerstoffgehalt des Wassers und Beschaffenheit des Untergrundes auf eine ganz typische Weise verändern. Das bedeutet, ein Fluss bietet seinen Bewohnern ganz unterschiedliche Lebensbedingungen. Im oberen Flusslauf haben wir meist kühleres Wasser, das sehr schnell fließt und Gerölle, Kies und Sand mitnehmen kann.
Zur Mündung hin nimmt die Strömung immer mehr ab, der Fluss wird breiter und träger. Das Wasser erwärmt sich, und immer mehr Kies und Sand lagern sich ab. Diese Veränderungen sind so charakteristisch, dass man die Fließgewässer in bestimmte Flussregionen einteilt. Diese sind nach Fischen benannt, die in der jeweiligen Zone ihre günstigsten Lebensvoraussetzungen finden und deshalb dort zahlreich vorkommen.
Aber nicht alle Bäche und Flüsse sind gleich. Je nach der Landschaft, in der sie fließen, gibt es - wie bei uns Menschen auch - unterschiedliche "Typen", eben "Gewässertypen": In Gebirgen finden sich vor allem Gewässer mit groben Substraten wie Steinen und Geröll, im Tiefland gibt es Sand-, Kies-, Lehm- und in Moorgebieten sogar Torfbäche. Die Tiefland-Fließgewässer in unserem Raum lassen sich nur sehr grob anhand der Flussregionen unterteilen. Deswegen erfolgt eine genauere Zuordnung über die Gewässertypen.
Bei uns müssen die Bäche und Flüsse meist nur geringe Höhenunterschiede überwinden und haben deshalb nur ein geringes Gefälle. Bei der Emscher und der Lippe beispielsweise betragen die Höhenunterschiede von der Quelle bis zur Mündung (beide Flüsse münden in den Rhein) jeweils nur rund 120 Meter. Dabei legt die Emscher 85 Kilometer zurück und die Lippe sogar 220 Kilometer. Vor ihrem Ausbau in der Mitte des 19. Jahrhunderts schlängelten sich Emscher und Lippe als Tieflandflüsse durch die Landschaft und vor allem die Emscher suchte sich ständig neue Wege.

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