Mäander

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Mäander der Elbe
Auenmäander des Nowitna River (Unterlauf)

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 wie die Saarschleife wird dagegen nicht als Mäander bezeichnet, ebenso wenig ein Flussknie (Flussschlinge mit anschließend markant veränderter Fließrichtung). Als einfaches Maß für die Intensität des Mäandrierens wird die Sinuosität verwendet.[2]

Etymologie

Das Wort Mäander stammt vom griechischen Namen Μαίανδρος Maiandros für die heute den Namen Menderes tragenden Flüsse in der westlichen Türkei (Großer Mäander und Kleiner Mäander, der Kleine Mäander trug jedoch in der Antike ursprünglich einen anderen Namen). Bereits in der Antike waren die genannten Wasserläufe bekannt für ihre zahlreichen Flussschlingen.

Ursache

  • Grafik der Mäandrierung
    Grafik der Mäandrierung
  • Mäandrierungsanalyse am Beispiel der Unterelbe
    Mäandrierungsanalyse am Beispiel der Unterelbe

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. Dadurch werden die Kurvenradien immer größer. Diese Querzirkulation entsteht folgendermaßen:

  1. Eine zufällige Unregelmäßigkeiten im Flussbett bewirkt Unterschiede in der Strömungsgeschwindigkeit, durch die höhere Erosion entsteht eine leichte Ausbuchtung auf der Seite mit der schnelleren Strömung. Schließlich bildet sich eine Kurve, durch die Zentrifugalkraft besitzt sie einen höheren Wasserstand an der Außenseite. Hierdurch entsteht für alle Wasserteilchen eine Druckgradientkraft in Richtung des Kurveninneren (Zentripetalkraft). Der Wasserstand ist somit zunächst eine Äquipotentialfläche aus dem Potential der Gravitation und der Zentrifugalkraft. Damit alleine hat man eine Gleichgewichtsströmung um die Kurve, die keine Querzirkulation verursacht.
  2. In der Nähe des Flussbettes entsteht Reibung, welche die Fließgeschwindigkeit mindert und die Zentrifugalkraft abgeschwächt. Die Druckkraft dagegen bleibt gleich, weil die Statik der Wasseroberfläche unverändert besteht. In der Summe erfahren die bodennahen Wasserteilchen dadurch eine Querbeschleunigung in Richtung des Kurveninneren.
  3. In der Folge entsteht an der Oberfläche aus Gründen der Massenerhaltung eine Komponente der Strömung in Richtung Kurvenäußeres. Diese wird balanciert durch den höheren Wasserstand an der kurvenäußeren Seite.

Wirkung

Mäandrierender Charley River an der Mündung in den breiteren Yukon River
Fluss-Mäander der Aller bei Gifhorn in Niedersachsen

Berühren sich zwei benachbarte Flussschlingen, bricht der Fluss in rasanter Geschwindigkeit durch und fließt künftig durch die Abkürzung. Zurück bleibt ein kreisförmiger Altarm, der nicht mehr durchflossen wird und mit der Zeit verlandet. Das vom Altarm umgebene erhöhte Gebiet nennt man Umlaufberg.

In der Regel bildet sich an der Durchbruchstelle eine Stromschnelle, deren Größe vom Höhenunterschied abhängt. Diese Stromschnelle verlagert sich in einer rückschreitenden Erosion flussaufwärts, das oberhalb befindliche Flussbett liegt dadurch nach einiger Zeit entsprechend tiefer. Diese Flussbettvertiefung betrifft nicht den Altarm, und zusammen mit dem Laubeintrag verlandet das Altwasser nach und nach und wird zu einem Trockental, so etwa der Umlaufberg Etzhardt bei Mayschoß mit Trockental bei Altenburg im Ahrtal.

Wegen der höheren Fließgeschwindigkeit standen Wassermühlen bevorzugt an jüngeren Mäanderdurchbrüchen.

Bei Flüssen, in denen Landesgrenzen 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

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

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.

Der begradigte Alpenrhein mäandriert zwischen Sandbänken
Satellitenaufnahme: Unterlauf des Mississippi mit Mäandern und Altarmen

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 und 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.[3]

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

Commons: Mäander – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Mäander – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. ↑ Geografie-Lexikon: Mäander geodz.com
  2. ↑ Ahnert, F.(2009): Einführung in die Geomorphologie. 4. Auflage, 393 S.
  3. ↑ Harold N. Fisk: Geological Investigation of the Alluvial Valley of the Lower Mississippi River
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