Die Idee zu diesem Cache hatte Adlerkopf Mama. Das Forschungszentrum, in dem sie arbeitet, liefert einen Beitrag zur radiotelemetrischen Erfassung der Gesteinsbewegung am Donaugrund, der rollenden Steine.
Der Header liegt mitten in der Donau in der Nähe einer großen Schotterbank, die meistens gut zu Fuß oder auch mit dem Mountainbike zu erreichen ist. Dort warten auch einige Hausaufgaben auf euch, die sich nicht vom Schreibtisch aus lösen lassen. Erfindungsreichtum bzw. Improvisationsgabe sind gefragt, lest ihr das Listing nicht im Voraus!
Bitte erkundigt euch im Vorfeld über den Pegelstand der Donau und über die mögliche Erreichbarkeit der Sandbank. Der Übergang beim Steindamm (siehe Wegpunkt) ist, solange die Dammkrone aus dem Wasser schaut, der beste. Wie immer @ your own risk.
Die Hintergründe
Feststoffe werden in den Gewässern in Form von Schwimmstoffen, Schwebstoffen und Geschiebe transportiert. Schwimmstoffe sind Feststoffe, die leichter als Wasser sind und daher an der Wasseroberfläche treiben. Die feineren Bestandteile, die Schwebstoffe, sind aufgewirbelt und schweben im Wasserkörper. Gröbere Sedimente, die sich entlang der Flusssohle „gleitend, rollend oder springend“ bewegen, nennt man Geschiebe. Bei hohen Fließgeschwindigkeiten sind größere Mengen an Sediment in Bewegung, während sich bei geringeren Fließgeschwindigkeiten Sedimente ablagern.
Bei Hochwasserereignissen können in kurzer Zeit große Mengen an Feststoffen bis in die Überschwemmungsgebiete transportiert werden. Auch der Verlauf eines Gewässers kann sich dadurch ändern. Dort wo ausreichend Platz für diesen natürlichen Vorgang zur Verfügung steht, können große materielle Schäden verhindert werden. Das war in Wien 2013 nicht der Fall. An großen Teilen des Uferbereichs der Donau und Donauinsel wurde meterhoch Sand und Schlamm angeschwemmt.
Schutzbauten in alpinen Flüssen halten Sand und Steine („Geschiebe“) zurück, von Kraftwerken wird dieses auch noch zurückgehalten. Zudem wird durch die Donauregulierung das vorhandene Geschiebe verstärkt weiter gespült – jährlich werden rund 350.000 Kubikmeter Kies donauabwärts „exportiert“. In der Donau bei Hainburg beträgt die mittlere Transportlänge des Geschiebematerials etwa 3 km pro Jahr.
Zusätzlich sinkt dadurch die Korngrösse des Geschiebes. Das hat zur Folge, dass in den letzten Jahren die Sohle der Donau um zwei bis dreieinhalb Zentimeter pro Jahr und in den letzten 50 Jahren um über einen Meter eingetieft wurde.
Das wird zu einem Problem für die Donau. Es droht ein „Sohledurchschlag“ zum sandigen Grund darunter. Dieser Wasserdurchbruch hat dann dramatische Auswirkungen auf den Grundwasserspiegel, den Wasserhaushalt der Region und den Schiffsverkehr.
Damit es nicht so weit kommt, soll die Donau zwischen Wien und Bratislava nun saniert werden. Die Grundidee ist es, die Donausohle durch eine Vergröberung zu stabilisieren: von derzeit durchschnittlich 26 Millimeter Kiesdurchmesser auf 45 Millimeter. Dadurch sollte der Geschiebeexport um 90 Prozent sinken. Seit einiger Zeit werden zusätzlich jährlich bereits rund 200.000 Kubikmeter Geschiebe in die Donau geschüttet, bisher aber ohne Erfolg.
Ausgangspunkt der neuen Massnahmen ist die exakte Messung des Geschiebetransports. Künftig sollen etwa radiotelemetrische Methoden eingesetzt werden: Dabei werden in Kunststeine Sender eingebaut und in die Donau geworfen, dann wird verfolgt, wie der Stein weiter transportiert wird. Durch flüssigen Stickstoff, der über Sonden in die Sohle eingeleitet wird, werden Bodenproben gezogen – ähnlich wie Bohrkerne. Neu entwickelt werden Methoden, um die Schubspannungen direkt am Boden zu messen, zusätzlich soll der Schwebstoff-Transport durch eine ultraschallbasierte Messtechnik (Doppler-Effekt) analysiert werden können.
Anhand der Ergebnisse sollen die flussbaulichen Maßnahmen optimiert werden. Dazu dient auch eine drei Kilometer lange Naturversuchsstrecke bei Bad Deutsch Altenburg. Dort wird neben der „granulometrischen Sohlverbesserung“ auch ein Rückbau der Uferbefestigung, eine bessere Vernetzung zwischen Donau und Altarmen sowie der Umbau der alten „Buhnen“ getestet. Das sind Querbauwerke, die künftig durch neue Formen und Abstände die Uferdynamik fördern und gleichzeitig die Wassertiefe in der Fahrwasserrinne erhöhen.
Messung des Feststofftransportes
Die Messungen des Feststofftransportes müssen die sehr unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Verteilungen in Längs- und Querrichtung bei Fließgewässern berücksichtigen. Schwebstoffe und Geschiebe bewegen sich unterschiedlich, man muss daher direkte (vor Ort) und indirekte (Messung von Hilfsparametern) Messverfahren kombinieren.
Der zeitliche Verlauf der Schwebstoffe wird mittels Trübungssonden am Ufer aufgezeichnet und mit Einzelprobenentnahmen mehrmals die Woche in der Nähe der Trübungssonden in Zusammenhang gebracht.
Der Geschiebetransport wird ebenfalls durch eine Kombination aus direkter Messung mit Geschiebefallen und – fängern und indirekter Messung mit Geophonanlagen erfasst.
Feststoffkonzentration in der Donau
Jahreszeitenabhängig beträgt die Feststoffkonzentration weniger als 10 mg/l bis hin zu 50g/l und mehr bei Hochwasserereignissen.
2008 transportierte die Donau bei Hainburg eine Schwebstofffracht von ca. 3 Mio Tonnen, es gab keine Hochwasserereignisse. 2009 wurden dann 6 Mio Tonnen Jahresfracht gemessen, das entspricht einer mittleren Transportrate von 190 kg/s aufs Jahr gerechnet. Die Menge an Geschiebe beträgt ca. 10% der transportierten Schwebstofffracht.
Informationen zu den Aufgaben
Korngrössen
Die Korngössen des Geschiebes werden nach DIN 4022 klassifiziert.
Kornform
Die Kornform folgt Empfehlungen nach EN ISO 14688. Die Kornform ist bei grobkörnigen Böden von der Gesteinsart sowie der Transport- und Verwitterungsgeschichte abhängig. Lange Transportwege runden die Körner zunehmend ab, starke Verwitterung bedingt eine hohe Kornrauigkeit. Die Kornform wird nach den Aspekten Rundung, Form und Oberflächenstruktur bewertet. Nachstehende Tabelle lässt sich für Kies anwenden.
Gesteinshärte nach Mohs
Die Härte nach Mohs des Geschiebes lässt sich sehr einfach mit dem Fingernagel und eine Stahlnagel, einer Messerklinge und einer Feile nach folgender Tabelle bestimmen:
Die Via Donau hat in You Tube ein Video veröffentlicht, das das Pilotprojekt in Bad Deutsch Altenburg beschreibt. Schaut euch das auch an, es dauert ca. 25 Minuten und enthält noch mehr Informationen.
Lernen vom Fluss - Das Pilotprojekt Baud Deutsch_Altenburg
Zum Schluss noch eine kleine österreichische Eigenheit: Hydrographie in Österreich ist nicht Hydrographie im Rest der Welt. Checkt Onkel Wiki.
Nun zu den Aufgaben auf der Sandbank:
- Sucht und beschreibt gestrandetes Geschiebe der Korngrössen „Grober Sand“, „Kies“ und „Steine“ nach DIN 4022 entsprechend obiger Tabelle. Kies und Steine sollte asymmetrisch abgeschliffen sein.
- Bestimmt die Kornform entsprechend obiger Tabelle eurer Fundstücke.
- Bestimmt die Gesteinshärte nach Mohs mittels Fingernagel und Stahlnagel oder Messerklinge.
- Baut ein einfaches Schwebstoffmessgerät und beschreibt die rausgefilterten Stoffe. Beschreibt auch, wie ihr das Gerät gebaut habt. (wir haben ein einfaches Küchensieb mit Küchenrolle verwendet und mit einer Lupe die Schwebstoffe untersucht)
Wenn Teams die Aufgaben gemeinsam lösen reicht eine Mail mit den Teamnamen für die Logfreigabe!
Die Antworten schickt bitte an adlerkopf.fgyfjb@gmx.at oder kontaktiert uns über unser GC - Profil. Wir melden uns mit der Logerlaubnis bei euch. Zusätzlich könnt ihr was in der Mailadresse discovern.
Wir freuen uns auch über (optionale) Fotos.
Early Birds: ErichSt, AnnaMoritz und Fossie23
Danke für eure netten Logs!
Links zu den Tabellen
Korngrösse
Kornform
Gesteinshärte
Quellen:
Das Feststoffmessnetz der Hydrographie Österreichs
eHYD
Die Presse – Steine am Donaugrund
Hydrographische Jahrbücher des BMLFUW
Via Donau – Hydrographie – Hydrologie
Fassung vom 29.11.2015: You Tube Link hinzugefügt