Kaskadenwasserfall EarthCache

Ein Wasserfall ist ein Abschnitt eines Fließgewässers (Fluss, Bach), wo das Wasse aufgrund der Formung des Gesteinsgrundes teilweise oder ganz in freiem Fall übergeht.

Der klassische freie, senkrechte Absturz eher die Ausnahme. Meistens gibt es gleitende Abschnitte in der Fallstrecke, die oft durch Bildung von Gumpen in stufige Absätze umgeformt werden. Je nach dem, wie steil die Talstufe ist, können daraus treppenartige Kaskaden oder in weiteren Abständen mehrerer Wasserfälle entstehen.

Typische Merkmale von Wasserfällen

Ein idealtypischer Wasserfall vereint folgende Merkmale:

• stark ausgeprägtes, erhöhtes Gefälle auf mindestens 100 Prozent (45°; damit ist die vertikale Komponente größer als die horizontale)
• Zerfall des Wassers und die teilweise Ablösung vom Grund
• Spritz- und Weißwasser treten stärker in Escheinng (Farbeffekt durch Lichtreflexionen an Grenzflächen Luft–Wasser)
• charakteristische Geräuschentwicklung
• ein mikroklimatisches Umfeld eigener Prägung

Bei Wasserfällen lassen sich verschiedene Abschnitte unterscheiden:

• Beginn der Fallstrecke: der Übergangsbereich zum eigentlichen Wasserfall (z.B.Stromschnelle)
• Kopfzone: Bereich des Wasserfalls oberhalb der Fallzone, wo das Gewässer vom Fließen über das Schießen ins Fallen übergeht
• Fallkante: mögliche klar definierbare Stelle in der Kopfzone des Wasserfalls, wo das Gewässer vom Fließen unmittelbar ins Fallen wechselt
• Fallzone: Bereich des Wasserfalls zwischen der Kopf- und der Prallzone, wo das Wasser entweder frei, kaskadenartig oder gleitend fällt
• Prallzone: Bereich des Wasserfalls unterhalb der Fallzone, wo das fallende, gleitende oder zerstäubte Wasser aufprallt und sich wieder zu einem Gewässer sammelt (Merkmale: Nässe oder hohe Feuchtigkeit, eingeschränkte Vegetation)
• Gumpe: meist vorhandenes Tosbecken in der Prallzone des Wasserfalls mit starker Tiefenerosion
• Auslauf der Fallstrecke – möglicher Übergangsbereich zum normalen Wasserlauf, stromschnellenartig mit Auskolkungen.

Wo ein Wassefall ist, ist meistens die Natur besonders. Je nach Größe wirkt das Wasser unterschiedlich stark auf seine Umgebung ein. Der strukturierte Aufbau eines Wasserfalls kann beschrieben werden unter anderem anhand

• der Energieumsätze (Wasserführung x Fallhöhe)
• der Strömungs- und Reibungsvorgänge (beispielsweise Hohlraumbildung oder Ionisierung der Luft (Balloelektrizität, umgangssprachlich „Wasserfallelektrizität“ genannt))
• der Kolkbildung am Fuß des Wasserfalls
• der vermehrten Frostsprengung an Felsen im Gischtbereich
• der Windwirkung der Wasserfallwinde, einem lokalen Windsystem (Radialwind), ausgelöst durch die Abwärtsbewegung des fallenden Wassers
• der erhöhten Luftfeuchte

Das Naturgeschehen des fallenden Wassers ist vorwiegend Forschungsgegenstand der Physik (z.B. Strömungsmechanik) und auch der Hydrologie die Formungsgeschichte, also die Veränderungen des Wasserfalls im Laufe der Zeit und ihre Regelhaftigkeiten, sind Gegenstand der Geomorphologie.

Begriff und Abgrenzung

Der allgemeinsprachliche, etwas unscharfe Begriff hat bei mehreren Merkmalen von Wasserfällen Untergrenzen:

• bei zu geringer Höhe spricht man nur noch von Katarakt,
• bei zu geringem Gefälle vonStromschnellen und
• bei zu geringer Wasserführung von Tropfenschleiern oder Rieselfällen.

Weitere Abgrenzungen gibt es bei künstlichen Wasserfällen:

• Bei ausschließlichem Pumpbetrieb handelt es sich eher um spezielle Brunnenanlagen.
• Bei ausschließlich technisch-funktionaler Gestaltung (Schussrinnen bei Talsperren, Wehre) ist der Begriff Wasserfall ebenfalls nicht oder nicht mehr gebräuchlich (siehe nachfolgend bei Sonderfälle).

Begriffliche Sonderfälle:

• Bei Hangkanälen wurden wie ein Bach hangab fließende Abschnitte als Wasserfall bezeichnet (Beispiel: oberer Teil des Nabentaler Wasserfalls im Harz).
• Mit dem mühlentechnischen Fachbegriff Wasserfall wurde das auf das Wehr und auf das Mühlrad konzentrierte Gefälle des Gewässers bezeichnet.
• Seewasserfall: saloppes Sprachspiel, bezieht sich auf Lage in kurzem Fließgewässer zwischen Seen
• Unterseeischer Wasserfall: saloppes Sprachspiel, bezieht sich auf fallende Meeresströmungen

Entstehung und Typen

Generell hat ein Fließgewässer die Neigung, durch rückschreitende Erosion und durch den Transport von Sand, Kies, usw. Gefällebrüche abzuschwächen und ein ausgeglichenes Längsprofil auszubilden. Diese Neigung steht der Bildung von Wasserfällen entgegen, so dass sich Fallstufen nur bei besonderen Umständen bilden und erhalten. Es lassen sich zwei wesentliche Arten von Fallstufen mit Untergruppen unterscheiden:

• Fallstufen, die durch die Fließdynamik des Gewässers selbst bedingt oder wesentlich mit bedingt sind

Beispiele für destruktive, durch Erosionsprozesse sich formende Wasserfälle

• Wasserfälle bilden sich besonders oft dort, wo unter widerstandsfähigem Gestein leicht ausräumbares folgt. Am Wechsel des Wassers in den Bereich, wo das weichere Gestein ausstreicht, entsteht aus einer anfänglichen Auskolkung eine Stufe mit Gumpe und schließlich die Unterspülung des härteren Gesteins. Über dieser Höhlung bricht mit der Zeit das Gestein nach. Die Lage des Wasserfalls verschiebt sich dadurch im Laufe der Zeit stromaufwärts. (Diesen Formungsprozess nennt man ebenfalls Rückschreitende Erosion.) Berühmtestes Beispiel sind die Niagarafälle. Sehr viele kleine Fälle dieser Art findet man beispielsweise im Süddeutschen Schichtstufenland. Ähnlich verhält es sich bei den meisten Fällen Islands, wo Basaltdecken als Fallbildner wirken.

Warum ein Wasserfall infolge von Auskolkung rückwärts wandert.

• Auch in nahezu homogenem Gestein wie Granit oder Porphyr können sich aus Kolken über Stufen mit Gumpen formschöne Kaskadentreppen formen wie beispielsweise die Sieben Bütten. Dies gilt auch für Höhlenwasserfälle und eine ihrer Sonderform, die Gletschermühlen.

Beispiele für konstruktive, durch Mineralausfällung sich formende Wasserfälle

• Wasserfälle, die sich durch Karbonatausfällung an zunächst kleinen Gefällestufen (lokaler Druckabfall an der Fallkante) nach und nach aufbauen. Die Terrassenkanten aus Travertin (auch Kalktuff genannt) können bis um 100 m Höhe erreichen, besonders zahlreich in Karstgebieten. Beispiele sind die Plitvicer Seen, der Uracher Wasserfall oder, als größter dieser Wasserfälle, der Huangguoshu-Wasserfall in China. Auch an Steinernen Rinnen können sich Wasserfälle bilden.

• Fallstufen, die bereits ohne nennenswertes Zutun des Fließgewässers gegeben sind

Beispiele für sich verstärkende oder regenerierende Fallstufen:

• Wasserfälle, die über Geländestufen aktiver Verwerfungen hinabstürzen. Hierzu kann man auch Gletschermühlen zählen, die Gletscherspalten hinabstürzen.
• Wasserfälle, die über Brandungskliffs ins Meer stürzen ('Brautschleier' bei Seixal auf Madeira, Kieler Wasserfall auf Rügen)
• Wasserfälle von Nebenbächen, die der stärkeren Tiefenerosion des Vorfluters nicht folgen können und daher eine Mündungsstufe hinabstürzen (Raumünzacher Wasserfall im Murgtal, Wasserfall des Bornichbaches am Mittelrhein)
• Wasserfälle von Nebenbächen, die über Prallhängen von Vorflutern münden und daher eine Mündungsstufe hinabstürzen (Tannegger Wasserfall in der Wutachschlucht)

Beispiele für gegebene, sich nicht regenerierende Fallstufen:

• Talstufen, die durch eiszeitliche Gletscher entstanden sind (Mitunter sehr hohe Wasserfälle, manchmal fast ohne eigene Überformung der Felsstufe, manchmal mit Klamm- oder Kaskadenbildung)
• Wechsel von widerstandsfähigem zu leicht ausräumbarem Gestein oder freigelegter Wechsel zu Lockermaterialien wie am Rheinfall
• Querende Verwerfungsfugen mit leicht ausräumbarem zerrüttetem Gestein (Großer Ravennafall im Höllental) oder große Klüfte (wichtiger Faktor der Detailausformung von Fallstufen, beispielsweise bei den Triberger Wasserfällen)
• Natürliches Abkürzen von Talwindungen (meist Abschnürung gebundener Mäander oder ähnlich: Abkürzung eines Nebenbaches direkt zum Hauptfluss). Beispiele: Cirque de Navacelles in den Cevennen, Schlichemklamm bei Rottweil
• Künstliche Abkürzungen von Gewässerläufen (Wasserkraftnutzung, Hochwasserschutz, oft nur Vorgriff zu erwartender natürlicher Entwicklung). Beispiele: Wasserfälle von Coo und Elzbach-Wasserfall bei Pyrmont.
• Rückläufe aus künstlichen Zuleitungen zu ehemaligen Wasserkraftanlagen (natürliche Weiterformung abgeschlossener anthropogener Geländeformen). Beispiele: Spiegeltaler Wasserfall im Harz, Blauenthaler Wasserfall im Erzgebirge
• Künstliche Gefällebrüche durch Steinbrüche in Talsohlen (natürliche Weiterformung abgeschlossener anthropogener Geländeformen). Beispiele: Krenkinger Wasserfall im Tal der Steina, Laubachfälle im Neandertal
• Als solche gestaltete künstliche Wasserfälle. Beispiele: Radauwasserfall; Wasserfälle im Bergpark Wilhelmshöhe in Kassel

Zwischen diesen Typen gibt es zahlreiche Übergangs- und Mischformen. Beispielsweise kommen in glaziär geprägtem Relief oft gerundete Längsprofile von Steilstufen vor. Hängetäler (Seitental, das hoch über dem Boden eines gletschergeformten Trogtales mündet) können ganz allmählich in die Wand eines Trogtales übergehen und diese wiederum in die breite Talsohle. Die Auskolkung führt erst im Zuge weiterer Überformung durch den Wasserfall zu einer ausgeprägten Prallzone bzw. zu einer kaskadenartigen Stufenfolge in der Kopfzone des Falles.

Quelle: www.biologie-seite.de/Biologie/Wasserfall

Nun zu den Aufgaben:

Frage 1: Wieviele große Stufen des Wasserfalles kannst du hier erkennen?

Frage 2: Was zeichnet einen Kaskadenwasserfall aus?

Optional kann hier auch ein Foto von euch vor Ort eingefügt werden.