Sendung vom 21. Oktober 2012
Albert Vetter aus Vöhl-Herzhausen fragt:
Über den Rhein weiß man ziemlich viel: Er ist etwa 1233 Kilometer lang, entspringt in 2345 Metern Höhe in den Schweizer Alpen, sammelt Wasser in sechs Ländern und transportiert an seiner Mündung bei Hoek van Holland in jeder Sekunde über 2,3 Millionen Liter Wasser in die Nordsee. Doch wie lange das Wasser von der Quelle bis zur Mündung benötigt, können Wissenschaftler nur schätzen: Die Berechnungen dazu beruhen lediglich auf Einzelmessungen. Kopfball macht zum ersten Mal den Versuch, die Fließzeit des Rheins auf seiner gesamten Länge durchgehend zu messen – und zwar mit Hilfe einer großen gelben Plastik-Ente: Das Kopfball-Team hat sie am 1. September 2012 an der Rhein-Quelle in den Schweizer Alpen ins Wasser gesetzt und sie bis zur Mündung in Holland begleitet – persönlich und per GPS-Ortung.
Taugt ein Quietsche-Entchen als "Messinstrument" für Fließgeschwindigkeiten? Am Tomasee stellt Burkhardt dem Hydrologen Andreas Kohler seine Idee vor, auf diese Weise die Fließzeit des Rheins zu messen. Der Mitarbeiter des Bundesamts für Umwelt in der Schweiz schlägt einen Vergleichstest vor: Für eigene Untersuchungen der Fließgeschwindigkeit in steinigen, flachen Gewässern nutzt er Salzwasser: Burkhardt schüttet einen Eimer mit einer Salzlösung zeitgleich mit einer Ente ins Rhein-Wasser. Einen Kilometer flussabwärts messen Elektroden die Leitfähigkeit des Wassers: Nach 38 Minuten und 40 Sekunden schlagen die Messinstrumente aus: Die Salzfracht ist angekommen – und nur 20 Sekunden später schwimmt die Ente an den Messfühlern vorbei. Damit ist klar: Die Ente hat den Test als Messinstrument bestanden: Sie schwimmt auf dem Oberflächenwasser ähnlich schnell wie der Fluss fließt. Damit sie bei ihrer Reise möglichst immer im schnellen Hauptstrom schwimmen kann, darf sie bei Hindernissen befreit und wieder in die Flussmitte gelenkt werden.
Der Vorderrhein führt durch das Städtchen Ilanz. Dort ist eine von mehreren Messstationen, an denen Andreas Kohler die Fließgeschwindigkeit des Rheins ermittelt. Er zeigt Burkhardt eine weitere Methode: Das strömende Wasser treibt einen Propeller an. Aus der Rotationsgeschwindigkeit lässt sich die Fließgeschwindigkeit errechnen. Der Vorderrhein fließt dort mit 7,3 Kilometern pro Stunde nicht nur recht flott, sondern ist auch schon ziemlich tief und breit. Die winzige Kopfball-Ente wird jetzt durch eine größere Ente ersetzt: Die ist nicht nur viel besser sichtbar – in ihren Bauch haben wir auch ein leistungsfähiges GPS-System eingebaut, das alle zehn Minuten die jeweilige Position meldet. Auf einer elektronischen Karte lässt sich der Weg der Ente verfolgen.
Höhenprofil des Rheins
Der 13 km lange Swiss Grand Canyon (Ruinaulta) ist ein Wildwasserparadies. Die Schlucht ist bis zu 400 Meter tief. Eine Verfolgung der GPS-Ente ist nur per Kajak oder Raftingboot möglich. Burkhardt muss sich ganz schön ins Zeug legen, um sie nicht aus den Augen zu verlieren und erhält so nebenbei eine kleine Einführung in die Gewässerkunde. Andreas Kohler erläutert, dass die Fließgeschwindigkeit ganz wesentlich vom Gefälle, aber auch vom Verhältnis von Breite und Tiefe, abhängt. Je enger das Gewässer, desto schneller fließt es. Im Verlauf der Raftingstrecke nimmt nicht nur das Tempo der Ente, sondern auch die des Raftingboots rasant zu. Das Wasser wird hier in eine Kurve gedrückt. So entsteht an der Außenseite der Kurve eine sehr schnelle Strömung und im Innenbereich eine Stillwasserzone. Abends erreicht die Ente den Ort Reichenau. Dort vereinigen sich Vorder- und Hinterrhein zum Alpenrhein. Er ist äußerst flach und darf nur von Bootsführern des "Rheinunternehmens" befahren werden. Sie betreuen die Ente bis zum nächsten Tagesziel, der Bodenseemündung. Für die 161 Kilometer vom Tomasee bis zum Bodensee hat die Ente 26 Stunden und zehn Minuten benötigt.
An Bord eines Motorbootes trifft Burkhardt den Ingenieur Dr. Ulrich Lang. Der hatte schon im Vorfeld davon abgeraten, die Ente auch durch den Bodensee schwimmen zu lassen: Der Alpenrhein ist im September wesentlich kühler als der Bodensee und taucht in die Tiefe ab. Die Strömung an der Oberfläche des Bodensees wird daher hauptsächlich von wechselnden Windverhältnissen bestimmt. Ulrich Lang hat berechnet, dass eine Ente von der Bodenseemündung bis Stein am Rhein mindestens 21 Tage benötigen würde. Sie könnte aber durchaus auch mehrere Jahre auf dem Bodensee umherirren. Daher wird die Strecke über den Bodensee bei der Berechnung der Reisezeit nicht berücksichtigt und die Ente darf bis Stein am Rhein ausnahmsweise "Bötchen" fahren. Die Bootstour führt dabei auch beim offiziellen "Rheinkilometer 0" vorbei, der in Konstanz ist (und nicht an der Rheinquelle).
Erst im schweizerischen Städtchen Stein am Rhein setzt Burkhardt die Ente erneut ins Wasser. Hier wird der westlichste Ausläufer des Bodensees wieder zum Fluss. Einige Kilometer weiter, bei Schaffhausen, wartet eine der größten Bewährungsproben auf die Ente: der Sturz vom 23 Meter hohen Rheinfall. Aber es geht alles gut – und die Ersatzente muss nicht ran ...
Freiwillige der Schweizerischen Lebensrettungs-Gesellschaft (SLRG) übernehmen die weitere Begleitung der Ente bis Basel – und zwar bei Tag und Nacht. Dabei sind auch zehn Staustufen zu überwinden. Sie gehören zu Wasserkraftwerken, mit denen Strom erzeugt wird. Da der Hochrhein viel Wasser führt, ist das Unternehmen nicht ganz ungefährlich. Doch seltener als befürchtet müssen die Rettungsschwimmer das Entchen am Bürzel packen, um es wieder in die Hauptströmung zu bugsieren. In Basel nimmt das Kopfball-Team die Ente wieder in Empfang. Zwischenbilanz: Reisestrecke 304 Kilometer, Reisezeit 59 Stunden und zehn Minuten.
Von Basel geht's im Schlauchboot zum Rheinseitenkanal (Grand
Canal d'Alsace). Schon zwei Kilometer vor der Schleuse bei
Kembs-Loéchlé lässt die Strömung durch den
Rückstau spürbar nach und geht nahezu auf null. Die
Zeitmessung wird angehalten, die Ente kommt ins Boot und das
GPS-Gerät wird erst nach Verlassen der Schleuse wieder
aktiviert. Der größte Teil des Rheinwassers fließt
nämlich recht flott durch das Kraftwerk, allerdings ist da
kein Durchkommen für die Ente.
Im Wechsel mit Helfern der DLRG (Deutsche
Lebensrettungsgesellschaft) erreicht das Kopfball-Team das
romantische Mittelrheintal mit seinen Burgen. Von Bord des winzigen
Schlauchboots sieht der Fluss allerdings wenig romantisch aus: Auf
der kurvigen und gefährlichen Strecke nahe der Loreley
begegnen uns etliche große Schiffe. Und manche wirken
bedrohlich. Während wir mit dem Schlauchboot immer wieder
ausweichen müssen, mogelt sich die Ente unbeeindruckt an den
großen Pötten vorbei.
Das Strömungsprofil des Rheins bei Koblenz: rote Bereiche fließen schnell, blaue langsam
Koblenz ist Sitz der Bundesanstalt für Gewässerkunde. Sie betreibt ein spezielles Messschiff, das die Strömungsgeschwindigkeiten des Rheins erfasst. Matthias Adler erklärt das Prinzip: Mit einem Ultraschalldopplergerät wird der gesamte Wasserkörper von Ufer zu Ufer von der Wasseroberfläche bis zur Gewässersohle mit Schallwellen abgetastet. Das Gerät ist in einem Messschacht im Boden installiert und richtet die Schallstrahlen in Richtung Gewässersohle. Die Echos, die von Schwebstoffen im Wasser reflektiert werden, werden per Rechner ausgewertet. Anhand solcher Einzelmessungen an verschiedenen Stellen entlang des Rheins berechnet Dennis Meissner Fließzeiten für einzelne Streckenabschnitte. Grundlage ist ein digitales Geländemodell des Flussbetts, dass er mit Hilfe von Niederschlagsdaten virtuell "flutet". So ermittelt er bei der aktuellen Wetterlage eine Fließzeit von gut sechs Tagen zwischen Koblenz und Hoek van Holland.
Nach 19 Tagen nähert sich die Ente bei hohem Wellengang
langsam ihrem Ziel Hoek van Holland. Das Boot mit Burkhardt an Bord
hat Mühe zu folgen. Schließlich wird der Einfluss der
Flut so stark, dass das Boot umkehren muss. Doch der GPS-Sender
zeigt: Die Ente hat ihr Ziel erreicht! In den 19 Tagen ist sie 236
Stunden geschwommen und hat dabei 1170 Kilometer zurückgelegt.
Dann muss man noch die Passage über den Bodensee
berücksichtigen; für diese 63 Kilometer benötigt das
Wasser mindestens 21 Tage. Das Wasser des Rheins braucht für
die insgesamt 1233 Kilometer von der Quelle bis zur Mündung in
die Nordsee also etwa 31 Tage.
Die genaue Reise der Kopfball-Ente und ob Burkhardt sie noch aus
den Fluten der Nordsee retten konnte oder ob sie im offenen Meer
verloren ging, sehen Sie im Film.
Betrachtungsprogramm Flinker als Applikation für das iPadDatenpaket mit den Multimedia-Inhalten für Macintosh-Rechner
(ZIP-File, 370 MB)Für alle Enten-Fans haben wir diese Kopfball-Folge mit
vertiefenden Informationen verknüpft. Texte, Bilder, Grafiken
und Videos ergänzen an den passenden Stellen den Inhalt des
Films. Dafür müssen Sie zuerst die Flinker-App
installieren, dann das ZIP-File herunterladen und die Daten
über iTunes mit dem iPad synchronisieren. Hinweis: Aus
technischen Gründen funktioniert dieses Betrachtungsprogramm
zunächst nur, wenn Sie ein iPad und einen Macintosh-Rechner
haben. Im Laufe des Jahres wird das Datenpaket auch zum
Herunterladen und Synchronisieren für PCs zur Verfügung
gestellt.Hintergrundinformationen zum verwendeten GPS-Modul (Download des
PDFs auf der rechten Seite)
Der Rhein bei Quarks & CoWie der Fluss entstand, wer darin lebt, und wer darauf unterwegs
ist.Der Rhein bei Planet SchuleWie der Fluss sein Aussehen auf dem Weg von den Alpen in die
Nordsee verändert.
Stefan
schrieb am 23.05.2013, 12:15 Uhr
Wo ist das angekündigte Datenpaket für PCs ?
thrakia@t-online.de
Text Hans Jürgen von der Burchard
Film VisualBridges: Hans Jürgen von der Burchard und Wolfgang Meschede mit Burkhardt Weiß
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