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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Nr. 11. 



schiedenen Stellen verschieden, und zwar uinirat sie von 

 der Oberfläche nach dem Bette hin ab und ist am Boden 

 und in der Nälie der Ufer am kleinsten, weil die den 

 Wänden des Bettes näher liegenden Wassertheilchen in 

 Folge der Adliäsidii des Wassers an den Bettwäuden in 

 ihrer Bewegung um so mehr aufgehalten werden, und 

 daher am langsamsten fliessen, während die darauf fol- 

 gende Wasserschicht schon eine grössere Geschwindigkeit 

 besitzt, woran sich wieder eine Schicht mit noch grösserer 

 Geschwindigkeit anreiht u. s. f. Die grösste Strom- 

 geschwindigkeit liegt aber keineswegs in der Mittellinie 

 der Oberfläche, sondern in den Punkten, die ein wenig 

 mehr als 0,3 der Tiefe unterhalb des Niveaus liegen und 

 zwar erklärt man diese, mit den Beobachtungen im Ein- 

 klang stehende Erscheinung ganz allgemein aus dem Zu- 

 sammenwirken der Boden- und Luftreibung.*) Die freie 

 Oberfläche des Stromes steht mit der atmosphärischen 

 Luft in Berührung, welche an dem fliessenden Wasser 

 haftet und dadurch einen, wenn auch geringen Wider 

 stand herbeiführt. 



Nach einer Bemerkung Boileaus kann aber die merk- 

 würdige A))nahme der Flussgeschwindigkeit gegen die 

 Oberfläche des Wassers hin keinesfalls allein in dem 

 Widerstände der Luft gesucht werden. Herr van der 

 Mensbrugglie sucht vielmehr diese Abnahme aus der 

 Oberflächenspannung des Wassers folgendermaasscn zu 

 erklären.^'^*) Die freie, nur ^/.joooo ™™ dicke Oberlläciien- 

 schicht ist beständig der Verdunstung unterworfen und 

 dcsiialb bald durch eine andere Schicht ersetzt, welche, 

 wie jede Wasserobcrfläclicnsciiicht eine Spannung von 

 7,5 mg pro 1 nnn besitzt. Aber die zweite Sciiiclit ver- 

 dunstet auch und macht der nächstfolgenden dritten 

 Schicht Platz, welche dieselbe Verwandlung erleidet. Es 

 entstehen hierdurch auf einander folgende Verzögerungen, 

 deren Wirkungen sich suinmiren und die Bewegung der 

 obersten Wassertheilchen hennnen.***) 



Man hat weiter beobachtet, dass die Oberfläche, das 

 sogenannte Luftprofil eines Flusses selten eine gerade 

 Linie bildet, sondern, weil die im Wasserspiegel befind- 

 lichen Elemente mit verschiedenen Geschwindigkeiten an 

 einander hingehen und daher gegen einander mit un- 

 gleicher Stärke drücken, so stellen sicli die schnelleren 

 Wasscrkügclclien über die langsameren und deshalb steht 

 das Wasser im Stromstriche am höchsten und an den 

 Ufern am tiefsten. Es wird also nicht ausbleiben, dass 

 mehr oder weniger Wassertheilchen in benachbarte 

 Schichten eintreten und dann durch Theilchen ersetzt 

 werden , welche von anderen wagerechten Schichten 

 kommen. Indem die von der Oberfläche verschwin- 

 denden Moleküle ihre potentielle Energie verlieren, 

 nimmt ihre Geschwindigkeit zu, während die an 

 die Oberfläche tretenden Elemente Oberflächenspan- 



*) Siehe z. B. Winkelmann, Handb. der l^hysik. I. Band 

 S. 390. 



**) Sur une partieiilarite curieuse des cours d'eau et sur l'iine 

 des causes des crues subites. Bruxelles. 1891. 



***) Besonders eingehende Versuche wurden im Auftrage des 

 amerikanisclien Kongresses von 1851 bis 1861 von Humphreys und 

 Abbot am Missisippi angestellt. Zieht man, naeh diesen Forschern, 

 an verscliiedenen Punkten einer senkrechten Tiefenlinie liorizontale 

 Linien gleich den Geschwindigkeiten, so bilden die Endpunkte 

 dieser Linien nahezu eine Parabel, welche an dem tiefsten Punkte 

 der Tiefenünie beginnt, weil dort die Geschwindigkeit gleich Null 

 ist, und deren Achse der Oberfläche näher liegt als dem Boden. 

 Die Achse, an deren Stelle die Geschwindigkeit am grössten ist, 

 liegt nicht so nahe unter der (.Oberfläche, wie man bisher allgemein 

 annahm, so dass also der Reibung der Oberfläche an der Luft 

 und vielleicht auch der FlUssigkeitshaut ein grosser Einfluss zu- 

 geschrieben werden muss. Im Missisippi liegt nach jenen Forschern 

 die Stelle der grössten Geschwindigkeit, der sogenannte Strom- 

 strich, in 0,317 der Flusstiefe. 



nnng erlangen, aber dementsprechend an Geschwindig- 

 keit verlieren.*) 



Ist diese Theorie richtig, so nuiss l)ei beschleunigter 

 Verdunstung der Widerstand der ()berflächenschiclitcn 

 gegen das Fortflicsscn sich steigern und umgekehrt bei 

 geringerer Verdunstung die Geschwindigkeit dei-selben 

 zuneinnen. Folglich muss, unter sonst gleichen Umständen, 

 der Wasserfaden von grösster Geschwindigkeit im Winter 

 dem Niveau näher liegen als im Sommer. 



c)In sehr interessanter Weise erklärt Mensbrugghe auch 

 das plötzliche Steigen der Flüsse, indem er die Wasser- 

 masse derselben als durch eine unendliche Zahl von 

 Kügelchen gebildet annimmt und eines derselben beschreibt. 

 „In seiner Beförderung wird unser Wassertropfen seine 

 Thätigkeit auf ganz andere Weise als in der Luft aus- 

 üben. Anstatt sozusagen für sich allein zu arbeiten, wird 

 er sich mit den ^Milliarden sich selbst ähnlicher Kügelchen 

 \ ereiuigen und diejenigen, welche an der bewegten Ober- 

 fläche des Wassers zusammenhängende Massen bilden, 

 werden wie ein Armeecorps manövriren." — „Hört ihr 

 die Wasser, welche brausend das Gebirge herunter- 

 stürzen V Angeschwollen durch den Regen und ilas 

 Schmelzen des Schnees, stürzt der Bach ins Thal herab-, 

 in diesem rasenden Lnufe werden aber die oberflächlichen 

 Schichten, das sind unsere Legionen kleiner Krieger, eine 

 über die andere liinabgeschleudert und sonderbar, sie er- 

 werben in dem \'erhältniss mehr Kraft, als sie ihre W^aft'en, 

 d. i. ihre wirkungsfällige Energie verlieren. Begegnen 

 sie auf ihrem Wege einem llindcrniss, so legen sich die 

 Schichten mit einer erstaunonswerthen Geschwindigkeit 

 übereinander; sie schäumen wüthend vor demselben und 

 stürzen es sehr häufig in den .\bgiund. Wird die Um- 

 wandlung der wirkungsfähigen Energie in kinetische, bei 

 den grossen Wasserniassen, welche plötzlich von den Ge- 

 birgen herunterstürzen, nicht eine der Ursachen der Ver- 

 wüstungen sein, welche sie hervorrufen und welche um 

 so trauriger zu werden scheinen, je mehr Hindernisse sie 

 auf ihrer Bahn zu überwinden haben?" 



Aehnliehe AVirkungen zeigen sich, wenn ein Fluss 

 durch Nebenarme und Bäche reichlichen Wasserzufluss 

 erhält. In einem solchen l'alle büsst derselbe viele Qm 

 seiner freien Oberfläche ein, wodurch beziehungsweise be- 

 deutende Mengen von Bewegungsenergie frei werden, 

 welche die Geschwindigkeit des Wassers so steigern 

 können, dass der f^luss austritt und die umherliegende 

 Gegend überscliwenmit. Gleichwie die Entstehung fort- 

 während neuer Oberflächenschichten eine Verzögerung in 

 den dem Niveau benachbarten Schichten hervorruft, so ist 

 es umgekehrt nöthig, dass das Uebereinandergleiten der 

 freien Schichten eine Beschleunigung in den Schichten 

 hervorruft, welche ihre potentielle Energie verloren haben. 

 Letzteres ist aber ganz besonders der J"'all, wenn nach 

 anhaltendem Froste plötzlich Thau- und Regenwetter ein- 

 tritt. Das Wasser vermag dann nicht in die Erde ein- 

 zudringen und so entstehen zahllose Mengen kleiner 

 Wasserzüge, welche von allen Seiten dem benachbarten 

 Flusse zueilen und durch ihre Vereinigung nicht allein in 

 sehr kurzer Zeit grosse Wassermengen anhäufen, Sdudcrn 



*) Kann das Wasser frei abtliessen, so bildet es nach der 

 Länge des Flusses eine kouve.\o Oberfläche, wird es aber in seinem 

 Laufe gehemmt oder gestaut, so entsteht eine concave Krümmung 

 in dem Wasserspiegel. Man liat ferner beobachtet, dass das 

 Wasser, wenn es in einem Flusse steigt, in der Mitte seines Quer- 

 profiles höher als an den Ufern steht, wenn es aber fällt , so ist 

 im Gegentheil die Mitte tiefer als beide Ufer; im letzteren Falle 

 wird daher das Wasser von den LTfern gegen die Mitte zuströmen 

 und jene Kör|)er, welche am Ufer eingeworfen werden und am 

 Boden nicht aufsitzen, werden gegen die Mitte des Flusses ge- 

 trieben. R. Klimpert, Lehi-b. d. Hydrodynamik. II. Bd. Stutt- 

 gart. 1893. 



