Direkt zum Inhalt

Lexikon der Geowissenschaften: Feststoff

Feststoff, Sammelbezeichnung für alle festen, also nicht gelösten Stoffe, die erodiert, transportiert, sedimentiert und remobilisiert werden können durch fließendes Wasser, Eisbewegung und Wind. Feststoffe können als Schwebstoffe, als Schwimmstoffe und als Geröll bzw. Geschiebe vorliegen. Gewöhnlich stellen Schwebstoffe den Hauptanteil der Feststoffe dar. Sie stehen mit dem Wasserkörper im Gleichgewicht. Die Turbulenzen in der fließenden Welle sorgen dafür, daß die Teilchen in Schwebe gehalten werden. Bei fehlender Turbulenz sinken die Schwebstoffe ab und werden dann als Sinkstoffe bezeichnet.

Die quantitative Erfassung der Feststoffbewegung im Fließgewässerquerschnitt erfolgt mittels des Feststofftransportes [kg/s], definiert als die Feststoffmasse, die während einer Zeiteinheit durch den gesamten Fließgewässerquerschnitt transportiert wird. Bezieht man den Feststofftransport auf einen Meter Flußbreite, so erhält man den Feststofftrieb [kg/(s·m)]. Summiert man den Feststofftransport über eine bestimmte Zeitspanne (Einzelereignis, Jahr, mehrere Jahre), so ergibt sich die Feststofffracht [z.B. in t/a]. Die Feststoffdichte [kg/m3] erhält man aus dem Quotienten von Feststoffmasse und Feststoffvolumen. Der Feststoffgehalt bzw. die Feststoffkonzentration ergibt sich als Quotient aus der Feststoffmasse und dem Volumen des Wassers [g/m3 oder ppm]. Für die Geschiebe- bzw. die Schwebstofffracht existieren die entsprechenden Parameter als zusammengesetzte Begriffe. Darüber hinaus muß besonders der Geröllabrieb [kg] erwähnt werden, als Massenverlust des Gerölls auf einer bestimmten Laufstrecke. Schwebstoff- und Geschiebekonzentrationen sind in erheblichem Maße von der Wasserführung abhängig. Bei ansteigendem Hochwasser nimmt die Konzentration stark zu, was an der Flußtrübung mit bloßem Auge zu erkennen ist. Bei den Hochwasserperioden können innerhalb weniger Tage große Anteile der jährlichen Frachten transportiert werden. Die Abgrenzung zwischen Geschiebe und Schwebstoffen ist problematisch, da diese in Abhängigkeit von den beträchtlich unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten und Turbulenzen bei der jeweiligen Wasserführung nur augenblickliche Bewegungszustände darstellen. Die Absetzgeschwindigkeit oder Sinkgeschwindigkeit eines Korns hängt einerseits von Fließgeschwindigkeit, Turbulenzen, Temperatur und Wassertiefe, aber auch von Gewicht und Form des Schwebstoffpartikels ab. Wegen unterschiedlicher Fließgeschwindigkeiten und Turbulenzen, müssen zur Feststoffmessung die Probeentnahmen für die Schwebstoffe und das Geschiebe über dem Gerinnequerschnitt und über die Gewässersohle, ähnlich wie bei der Durchflußmessung, verteilt und in unterschiedlicher Höhe entnommen werden. Die Verfahren zur Geschiebe- und Schwebstoffmessung sind in DVWK-Regelheften zusammengefaßt. Schwimmstoffe, auch als Treibsel und Treibzeug bezeichnet, bestehen meist aus organischem Material wie Wasserpflanzen und Baumteile. Bei Ausuferung markieren die liegengebliebenen Schwimmstoffe durch die Geschwemmsel-Linie die räumliche Ausdehnung eines Hochwassers.

Die quantitative Erfassung der Schwebstoff- und Geschiebebewegung in Gewässern ist aus mancherlei Gründen wichtig. Durch die Schwebstoff- und Geschiebemessung erhält man Hinweise auf die erosiven Vorgänge in einem Einzugsgebiet. Der Feststoffabtrag oder -austrag [t/km2] wird aus dem Quotienten von Feststofffracht und 1 km2 des oberirdischen Einzugsgebietes berechnet und dient zu Vergleichszwecken von Einzugsgebieten, aber auch zur Bewertung von erosionshemmenden Maßnahmen. Kenntnisse über Erosion, Transport und Sedimentation von Feststoffen in Bächen, Flüssen und Seen sind eine wesentliche Voraussetzung zur Lösung von Aufgaben in den Bereichen Wasserbau, Bewirtschaftung von Reservoiren, Schiffahrt, Wasserversorgung, Wasserkraftnutzung und Umweltschutz. Eine Kontrolle der Gerinnestabilität und der Erosionsrinne ist durch Beobachtungen der Flußbettgeometrie möglich. Grundsätzlich kann mit Hilfe von Modellen und Analysen des Sohlenmaterials abgeschätzt werden, ob das Transportvermögen eines Gerinnes der Feststoffzufuhr entspricht, oder ob es zu Auflandungen oder Erosionen kommt. Feststoffe spielen auch in natürlichen Seen und Reservoiren eine wichtige Rolle. Die Feststoffe werden den Seen vornehmlich durch einmündende Fließgewässer zugetragen. Geschiebe lagert sich i.d.R. unmittelbar nach der Einmündung ab, was zur Bildung eines Deltas führt. Mit abnehmender Korngröße wird das Material weiter in den See verfrachtet. Durch den Eintrag der Feststoffe wird das Seevolumen vermindert, was in kürzeren oder längeren Zeiten zur Auflandung oder Verlandung im Bereich des Oberwassers führt. Bei der Bewirtschaftung von Reservoiren und Stauhaltungen kann das Auffüllen des Seebeckens zu Problemen führen, weil die Speicherkapazität verringert wird (bei Reservoiren im globalen Durchschnitt etwa 1% pro Jahr), und es können technische Einrichtungen, z.B. Grundablässe an Staumauern, eingesandet werden. Schwebstoff- und Geschiebesperren können für kurze Zeit diese Probleme vermindern. Im Unterwasser von Stauhaltungen kommt es dagegen häufig zu verstärkter Erosion. Der Gewässerschutz ist ebenfalls sehr stark an den Feststoffen in den Gewässern interessiert, da diese kolloidale oder gelöste Wasserinhaltsstoffe absorbieren können. Feststoffe sind ferner für die Kolomatierung (oder Sohlpanzerung) von Flußbettsohlen innerhalb bestimmter Strecken verantwortlich. [KHo]

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren
Redaktion

Landscape GmbH
Dipl.-Geogr. Christiane Martin
Nicole Bischof
Dipl.-Geol. Manfred Eiblmaier

Fachberater

Allgemeine Geologie
Prof. Dr. V. Jacobshagen, Berlin

Angewandte Geologie
Prof. Dr. H. Hötzl, Karlsruhe

Bodenkunde
Prof. Dr. H.-R. Bork, Potsdam

Fernerkundung
Prof. Dr. phil. M. Buchroithner, Dresden

Geochemie
Prof. Dr. W. Altermann, München

Geodäsie
Prof. Dr. K.-H. Ilk, Bonn

Geomorphologie
Prof. Dr. W. Andres, Frankfurt / Main

Geophysik
Prof. Dr. P. Giese, Berlin

Historische Geologie
Prof. Dr. H.-G. Herbig, Köln

Hydrologie
Prof. Dr. H.-J. Liebscher, Koblenz

Kartographie
Prof. Dr. W.G. Koch, Dresden

Klimatologie
Prof. Dr. Ch.-D. Schönwiese, Frankfurt / Main

Kristallographie
Prof. Dr. K. Hümmer, Karlsruhe

Landschaftsökologie
Dr. D. Schaub, Aarau, Schweiz

Meteorologie
Prof. Dr. G. Groß, Hannover

Mineralogie
Prof. Dr. G. Strübel, Gießen

Ozeanographie
Prof. Dr. J. Meincke, Hamburg

Petrologie
Dr. R. Hollerbach, Köln

Autoren

Allgemeine Geologie
Dipl.-Geol. D. Adelmann, Berlin
Dr. Ch. Breitkreuz, Berlin
Prof. Dr. M. Durand Delga, Avon, Frankreich
Dipl.-Geol. K. Fiedler, Berlin
Prof. Dr. V. Jacobshagen, Berlin
Dr. W. Jaritz, Burgwedel
Prof. Dr. H. Kallenbach, Berlin
Dr. J. Kley, Karlsruhe
Prof. Dr. M. Lemoine, Marli-le-Roi, Frankreich
Prof. Dr. J. Liedholz, Berlin
Prof. Dr. B. Meißner, Berlin
Dr. D. Mertmann, Berlin
Dipl.-Geol. J. Müller, Berlin
Prof. Dr. C.-D. Reuther, Hamburg
Prof. Dr. K.-J. Reutter, Berlin
Dr. E. Scheuber, Berlin
Prof. Dr. E. Wallbrecher, Graz
Dr. Gernold Zulauf, Frankfurt

Angewandte Geologie
Dr. A. Bohleber, Karlsruhe
Dipl.-Geol. W. Breh, Karlsruhe
Prof. Dr. K. Czurda, Karlsruhe
Dr. M. Eiswirth, Karlsruhe
Dipl.-Geol. T. Fauser, Karlsruhe
Prof. Dr.-Ing. E. Fecker, Karlsruhe
Prof. Dr. H. Hötzl, Karlsruhe
Dipl.-Geol. W. Kassebeer, Karlsruhe
Dipl.-Geol. A. Kienzle, Karlsruhe
Dipl.-Geol. B. Krauthausen, Berg / Pfalz
Dipl.-Geol. T. Liesch, Karlsruhe
R. Ohlenbusch, Karlsruhe
Dr. K. E. Roehl, Karlsruhe
Dipl.-Geol. S. Rogge, Karlsruhe
Dr. J. Rohn, Karlsruhe
Dipl.-Geol. E. Ruckert, Karlsruhe
Dr. C. Schnatmeyer, Trier
Dipl.-Geol. N. Umlauf, Karlsruhe
Dr. A. Wefer-Roehl, Karlsruhe
K. Witthüser, Karlsruhe
Dipl.-Geol. R. Zorn, Karlsruhe

Bodenkunde
Dr. J. Augustin, Müncheberg
Dr. A. Behrendt, Müncheberg
Dipl.-Ing. agr. U. Behrendt, Müncheberg
Prof. Dr. Dr. H.-P. Blume, Kiel
Prof. Dr. H.-R. Bork, Potsdam
Dr. C. Dalchow, Müncheberg
Dr. D. Deumlich, Müncheberg
Dipl.-Geoök. M. Dotterweich, Potsdam
Dr. R. Ellerbrock, Müncheberg
Prof. Dr. M. Frielinghaus, Müncheberg
Dr. R. Funk, Müncheberg
Dipl.-Ing. K. Geldmacher, Potsdam
Dr. H. Gerke, Müncheberg
Dr. K. Helming, Müncheberg
Dr. W. Hierold, Müncheberg
Dr. A. Höhn, Müncheberg
Dr. M. Joschko, Müncheberg
Dr. K.-Ch. Kersebaum
Dr. S. Koszinski, Müncheberg
Dr. P. Lentzsch, Müncheberg
Dr. L. Müller, Müncheberg
Dr. M. Müller, Müncheberg
Dr. T. Müller, Müncheberg
Dr. B. Münzenberger, Müncheberg
Dr. H.-P. Pior, Müncheberg
Dr. H. Rogasik, Müncheberg
Dr. U. Schindler, Müncheberg
Dipl.-Geoök. G. Schmittchen, Potsdam
Dr. W. Seyfarth, Müncheberg
Dr. M. Tauschke, Müncheberg
Dr. A. Ulrich, Müncheberg
Dr. O. Wendroth, Müncheberg
Dr. St. Wirth, Müncheberg

Fernerkundung
Prof. Dr. phil. M. Buchroithner, Dresden
Prof. Dr. E. Csaplovics, Dresden
Prof. Dr. C. Gläßer, Halle
Dr. G. Meinel, Dresden
Dr. M. Netzband, Dresden
Prof. Dr. H. Will, Halle

Geochemie
Prof. Dr. A. Altenbach, München
Prof. Dr. W. Altermann, München
Dr. St. Becker, Wiesbaden
Dr. A. Hehn-Wohnlich, Ottobrunn
P.D. Dr. St. Höltzl, München
Dr. M. Kölbl-Ebert, München
Dr. Th. Kunzmann, München
Prof. Dr. W. Loske, München
Dipl.-Geol. A. Murr, München
Dr. T. Rüde, München

Geodäsie
Dr.-Ing. G. Boedecker, München
Dr. W. Bosch, München
Dr. E. Buschmann, Potsdam
Prof. Dr. H. Drewes, München
Dr. D. Egger, München
Prof. Dr. B. Heck, Karlsruhe
Prof. Dr. K.-H. Ilk, Bonn
Dr. J. Müller, München
Dr. A. Nothnagel, Bonn
Prof. Dr. D. Reinhard, Dresden
Dr. Mirko Scheinert, Dresden
Dr. W. Schlüter, Wetzell
Dr. H. Schuh, München
Prof. Dr. G. Seeber, Hannover
Prof. Dr. M. H. Soffel, Dresden

Geomorphologie
Dipl. Geogr. K.D. Albert, Frankfurt / Main
Prof. Dr. W. Andres, Frankfurt / Main
Dipl. Geogr. P. Houben, Frankfurt / Main
Dr. K.-M. Moldenhauer, Frankfurt / Main
Dr. P. Müller-Haude, Frankfurt / Main
Dipl. Geogr. S. Nolte, Frankfurt / Main
Dr. H. Riedel, Wetter
Dr. J. B. Ries, Frankfurt / Main

Geophysik
Dr. G. Bock, Potsdam
Dr. H. Brasse, Berlin
Prof. Dr. P. Giese, Berlin
Prof. Dr. V. Haak, Potsdam
Prof. Dr. E. Hurtig, Potsdam
Prof. Dr. R. Meißner, Kiel
Prof. Dr. K. Millahn, Leoben, Österreich
Dr. F. R. Schilling, Potsdam
Prof. Dr. H. C. Soffel, München
Dr. W. Webers, Potsdam
Prof. Dr. J. Wohlenberg, Aachen

Geowissenschaft
Prof. Dr. J. Negendank, Potsdam

Historische Geologie / Paläontologie
Prof. Dr. W. Altermann, München
Dr. R. Becker-Haumann, Köln
Dr. R. Below, Köln
Dr. M. Bernecker, Erlangen
Dr. M. Bertling, Münster
Prof. Dr. W. Boenigk, Köln
Dr. A. Clausing, Halle
Dr. M. Grigo, Köln
Dr. K. Grimm, Mainz
Prof. Dr. Gursky, Clausthal-Zellerfeld
Dipl.-Geol. E. Haaß, Köln
Prof. Dr. H.-G. Herbig, Köln
Dr. I. Hinz-Schallreuther, Berlin
Dr. D. Kalthoff, Bonn
Prof. Dr. W. von Königswald, Bonn
Dr. habil R. Kohring, Berlin
E. Minwegen, Köln
Dr. F. Neuweiler, Göttingen
Dr. S. Noé, Köln
Dr. S Nöth, Köln
Prof. Dr. K. Oekentorp, Münster
Dr. S. Pohler, Köln
Dr. B. Reicherbacher, Karlsruhe
Dr. H. Tragelehn, Köln
Dr. S. Voigt, Köln
Dr. H. Wopfner, Köln

Hydrologie
Dr. H. Bergmann, Koblenz
Prof. Dr. K. Hofius, Boppard
Prof. Dr. H.-J. Liebscher, Koblenz
Dr. E. Wildenhahn, Vallendar
Dr. M. Wunderlich, Brey

Kartographie
Prof. Dr. J. Bollmann, Trier
Dipl. Geogr. T. Bräuninger, Trier
Prof. Dr. phil. M. Buchroithner, Dresden
Dr. G. Buziek, Hannover
Prof. Dr. W. Denk, Karlsruhe
Dr. D. Dransch, Berlin
Dipl. Geogr. H. Faby, Trier
Dr. K. Großer, Leipzig
Dipl. Geogr. F. Heidmann, Trier
Prof. Dr. K.-H. Klein, Wuppertal
Prof. Dr. W. Koch, Dresden
Prof. Dr. S. Meier, Dresden
Dipl. Geogr. A. Müller, Trier
Prof. Dr. J. Neumann, Karlsruhe
Prof. Dr. K. Regensburger, Dresden
Dipl.-Ing. Ch. Rülke, Dresden
Dr. W. Stams, Dresden
Prof. Dr. K.-G. Steinert, Dresden
Dr. P. Tainz, Trier
Dr. A.-D. Uthe, Berlin
Dipl. Geogr. W. Weber, Trier
Prof. Dr. I. Wilfert, Dresden
Dipl.-Ing. D. Wolff, Wuppertal

Kristallographie
Dr. K. Eichhorn, Karlsruhe
Prof. Dr. K. Hümmer, Karlsruhe
Prof. Dr. W. E. Klee, Karlsruhe
Dr. G. Müller-Vogt, Karlsruhe
Dr. E. Weckert, Karlsruhe
Prof. Dr. H.W. Zimmermann, Erlangen

Lagerstättenkunde
Dr. W. Hirdes, D-53113 Bonn
Prof. Dr. H. Flick, Marktoberdorf
Dr. T. Kirnbauer, Wiesbaden
Prof. Dr. W. Proschaska, Leoben, Österreich
Prof. Dr. E. F. Stumpfl, Leoben, Österreich
Prof. Dr. Thalhammer, Leoben, Österreich

Landschaftsökologie
Dipl. Geogr. St. Meier-Zielinski, Basel, Schweiz
Dipl. Geogr. S. Rolli, Basel, Schweiz
Dr. D. Rüetschi, Basel, Schweiz
Dr. D. Schaub, Frick, Schweiz
Dipl. Geogr. M. Schmid, Basel, Schweiz

Meteorologie und Klimatologie
Dipl. Met. K. Balzer, Potsdam
Dipl.-Met. W. Benesch, Offenbach
Prof. Dr. D. Etling, Hannover
Dr. U. Finke, Hannover
Prof. Dr. H. Fischer, Karlsruhe
Prof. Dr. M. Geb, Berlin
Prof. Dr. G. Groß, Hannover
Prof. Dr. Th. Hauf, Hannover
Dr. habil. D. Heimann,
Oberpfaffenhofen / Weßling
Dr. C. Lüdecke, München
Dipl. Met. H. Neumeister, Potsdam
Prof. Dr. H. Quenzel, München
Prof. Dr. U. Schmidt, Frankfurt / Main
Prof. Dr. Ch.-D. Schönwiese, Frankfurt / Main
Prof. Dr. W. Wehry, Berlin

Mineralogie
Prof. Dr. G. Strübel, Gießen

Ozeanographie
Prof. Dr. W. Alpers, Hamburg
Dr. H. Eicken, Fairbanks, Alaska, USA
Dr. H.-H. Essen, Hamburg
Dr. E. Fahrbach, Bremerhaven
Dr. K. Kremling, Kiel
Prof. Dr. J. Meincke, Hamburg
Dr. Th. Pohlmann, Hamburg
Prof. Dr. W. Zahel, Hamburg

Petrologie
Dr. T. Gayk, Köln
Dr. R. Hollerbach, Köln
Dr. R. Kleinschrodt, Köln
Dr. R. Klemd, Bremen
Dr. M. Schliestedt, Hannover
Prof. Dr. H.-G. Stosch, Karlsruhe

Partnerinhalte