Einfluß des Waldes auf den Stand der Gewässer.

Einfluß des Waldes auf den Stand der Gewässer.

IV. MITTEILUNG.

Der Wasserhaushalt im V alle di rtlelera von t934/3S bis t943/44.

Von Hans Burger.

Einleitung.

Im Jahr 1919 berichtete A. Eng 1 er über die Ergebnisse der von Ober- förster Zürcher angeregten und von Prof. Bourgeois, unterstützt von Direktor Epper vom eidg. Amt für Wasserwirtschaft, im Jahr 1900 er- richteten W assermeflstationen im Sperbel- und im Rappengraben im Em- mental. Eng lers Ausführungen, über die Untersuchungen in den beiden Täldien, die in vorzüglicher und überzeugender Weise die Fragen des Einflusses des Waldes auf den Stand der Gewässer abklärten, wurden später ergänzt durch Veröffentlichungen des Verfassers über den Wasser- haushalt im Sperbel- und Rappengraben für die Zeit von 1915/16 bis 1926/

1927 im Jahr 1934 und von 1927/28 bis 1941/42 im Jahr 1943. Man war sich aber stets klar, dafl die unter ganz besonderen örtlidien Klima- und Bodenverhältnissen gewonnenen Ergebnisse nicht unmittelbar auf andere Einzugsgebiete mit abweichenden Standortseigenschaften übertragen werden dürfen.

Als im Jahr 1925 die Mefleinriditungen im Sperbel- und Rappen- graben erneuerungsbedürftig geworden waren, und man sich fragen mußte, ob der Versuch aufzugeben oder fortzuführen sei, trat Oberforst-

inspektor Petitmermet im Schoß 1der Aufsichtskommission in über- zeugender Weise für Fortführung der Emmentaler Untersuchungen ein und machte die Anregung, man möge noch nach andern geeigneten Ein- zugsgebieten Umschau halten.

Mit Unterstützung von Direktor Dr. M u tzner vom eidg. Amt für Wasserwirtschaft und seiner Ingenieure Ku n t s c h e n und W y fl wurden zunächst in den Jahren 1927 und 1928 die Wassermeflstationen im Sper- bel- und im Rappengraben umgebaut. Man vergleiche die schon erwähn- ten Veröffentlichungen des Verfassers von 1934 und 1942, mit zahlreichen Literaturnadiweisen, in den „Mitteilungen" unserer Anstalt.

Im Sinn der Anregung von Oberforstinspektor Petitmermet legte sodann die Versuchsanstalt der Aufsichtskommission im Jahr 1928 pro-

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visorische Pläne und Kostenvoranschläg·e für eine W assermeß:statio n Cusello am Tamaro, im Kanton Tessin vor. Da dieses Einzugsgebiet der Quellenfassungen der Stadt Lugano neben unverkennbaren Vor- zügen auch Nachteile aufwies, so erhielt die Versuchsanstalt auf An- regung· des Präsidenten Prof. Dr. Rohn den Auftrag, noch weitere ·Ge- biete zu prüfen, die von den Herren Oberforstinspektor Petit m er m et, Kantonsforstinspektor E nde:r lin und Kantonsforstinspektor E is,elin _als möglicherweise geeignet bezeichnet .worden sind.

Der Berichterstatter erhielt vom damaligen Leiter der Versuchsanstalt, Prof. Badoux , den Auftrag, die entsprechenden Vorarbeiten auszu- führen, deren Ergebnisse für eine Auswahl der bestgeeigneten Einzugs- gebiete den Mitgliedern der Aufäichtskommission Ende August 1929 zu- gestellt werden konnten. Sie enthielten Beschreibungen der Einzugs- gebiete, Pläne und Kostenvoranschläge für den Bau von W assermeß- stationen an folgenden Orten:

Name des Einzugsgebietes

1. Cusello, am Tamaro, Kt. Tessin . 2. Melirolo, im Morobbiatal, Kt. Tessin.

3. Melera " ,, ,, 4. Val Nan, bei Mesocco, Kt. Graubünden.

5. J or, in der Baye de Montreux, Kt.Waadt

6. J orettes ,, ,, ,,

Fläche 278ha 134 ha 105 ha 155 ha 390ha

65 ha

Baukosten 50000-55000 Fr.

38 000-44 000 „ 3 3 000-38 000 40 000-45 000 ,, 54000-62000 ,, 30 000-33 000 „ Der Bericht tat dar, daß sich das Pro_jekt J orettes-Beaucul bei Les Avants am besten für einen Einzelversuch eignen würde, weil hier die Möglichkeit bestand , den Waldanteil von 5

%

auf 90

%

zu erhöhen, wäh- rend die( beiden Gebiete Melera und Melirolo zu einem Parallelversuch am ehesten in Frage kommen konnten. Der Berichterstatter ist stets mit Ueberzeugung · für Parallelversuche eingetreten, aus Gründen, die später noch zur Sprache kommen.

Die am 4./5. Oktober 1929 in Les Avants tag·ende Aufsichtskommissio n beschloß nach eingehender Aussprache auf Vorschlag ihres Präsidenten , Prof. Dr. Rohn, im Jahr 1930 die Station J orettes als Einzelversuch ein- zurichten, in den Jahren 1931 und 1932 die Stationen Melera und Meli- rolo als Parallelv ,ersuch zu bauen, sofern die nötigen Mittel beschafft wer- den könnten.

Es ·zeigten sich aber bald gewisse Schwierig·keiten ,_w,eil der Bundesrat schon 14 Tage später energische Sparmaßnahmen forderte, ,veil im Ein- zugsgebiet der Baye de Montreux auch von anderer Seite Pläne für hydro- logische Untersuchungen aufg·estellt wurden , weil zuerst die Frage der günstig·sten Meßeinrichtungen abgeklärt werden sollte usw.

Nach vielfachen verdienstlichen Bemühungen des Präsidenten, Prof.

Dr. Rohn, der verständnisvollen Unterstützung der Mitglieder der

Aufs.ich tskommission und der verdankenswerten Mitarbeit von Prof.

Dr. Meyer-Peter und des eidgen. Amtes für Wasserwirtschaft wurde endlich am 16. Juli 1932 beschlossen, vom Bau einer Wassermefl- station im Einzugsgebiet der Baye de Montreux abzusehen, dagegen die dortigen Untersuchungen von Dr. Lü tschg nach dem Wunsch von Kan- tonsforstinspektor Muret zu unterstützen. Eine Konvention über diese hydrolog·ischen Untersuchungen in der Baye de Montreux zwischen dem Kanton W aadt für sich und die beteiligten Gemeinden Chatelard und Les

· Planches, dem eidgen. Amt für Wasserwirtschaft, Dr. 0. Lütschg und der

forstlichen Versuchsanstalt wurde im März 1934 unterzeichnet. Der forst- lichen Versuchsanstalt wurde die administrative Leitung, insbesondere die Rechnungsführung überbunden. Sie beteiligt sich zu einem Drittel an der Deckung der Betriebsausgaben bis zum Höchstbetrag von Fr. 2400.

Die Versud1sanstalt erhielt an der gleichen Sitzung der Aufsichtskom- mission den Auftrag, die bereits vorgeschlagenen Tessiner "'Einzugsgebiete nochmals zu überprüfen und nach weiteren geeigneten Objekten Umschau zu halten. Gemeinsam mit Kantonsforstinspektor Eiselin und Kreis- forstinspektor Co l o m h i wurden noch die Einzugsgebiete Carcale und della Pesta bei Gordola und Maggina im Morobbiatal untersucht.

Man gelangte zur· Ueberzeugung, daß von allen geprüften Tessiner Einzugsgebieten sich das Meleratal am besten eigne, besonders unter der Voraussicht, daß möglicherweise später das Melirolotal als Vergleichs- gebiet herbeigezogen werden könnte. Man kam auf das erste Projekt von 1929 zurück, das unter Leitung von Prof. Dr. Meyer-Peter, von Ing.

Hagen sachgemäß umgearbeitet wurde , wobei sich ein Kostenvorans chlag von Fr. 30000-33000 ergab.

Am 3. November 1933 beschloß die Aufsichtskommission, auf der Bau- stelle in Melera die Einriditungen zur Untersuchung des Wasserhaushaltes

des Valle di Melera zu verwirklichen. Es sei hier gleich beig·efügt, daß die in der Hauptsache in den Jahren 1934 und 1935 erbauten Einrichtungen Fr. 42613 kosteten, der Voranschlag also erheblich überschritten wurde , weil der Fels schlechter war als man. vorausgesehen hatte, was wesentlich mehr Mauerwerk und einen wasserdichten Verputz im Schuttsammler und im Beruhigungskanal erforderte.

Die Deckung der Baukosten erfolgte zu Fr. 29592 aus den Mitteln der Versuchsanstalt der Jahre 1933-1936, zu Fr. 7021 aus verdankenswerten Beiträgen des Jubiläumsfonds E. T. H. 1930, in den Jahren 1934 und 1935, Fr. 6000 konnten bezahlt werden dank Beiträgen des Kantons Tessin ip

· den Jahren 1935 und 1936.

Es verbleibt hier noch die angenehme Pflicht, allen zu danken, die zum guten Gelingen des Baues der Meßeinrichtuµgen im Valle ·di Melera bei- getragen haben. Ein besonderes Verdienst hat sich Prof. Dr. Rohn, der Präsident unserer Aufsichtskommission, erworben, durch Leitung der

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mühevollen Beratungen, durch Beschaffung der nötigen Mittel und durch wertvolle Ratschläge während des Baues. Dank verdient auch Oberforst- inspektor Petitmermet, der schon 1925 die Untersuchung des Wasser- haushaltes in weiteren Einzugsgebieten anregte und 1944 daran erinnerte, da.ff diesbezüglich noch nicht alle dringenden Wünsche erfüllt seien.

Sehr zu Dank verpflichtet sind wir sodann Prof. Dr. Meyer - Peter, der uns bei der Aufstellung des Projektes und während der Bauausfüh- rung in verdienstlicher Weise beraten hat, durch dessen Vermittlung uns die Firma Ritt m e y er in Zug eine Ermäßigung von 25 % auf den Preis des Limnigraphen gewährte. Auch die stete Hilfsbereitschaft seines In- genieurs Hagen .darf nicht vergessen werden. Mit Anerkennung sei hier auch der vielen Bemühungen g~edacht, die Kantonsingenieur G i an e 11 a mit der Bauleitung auf sich geladen hat. Dankbar gedenken wir auch der steten Hilfsbereitschaft von Kantonsforstinspektor Eiselin, der aud1 das Beitragsgesuch an den Kanton Tessin erfolgreich vertreten hat.

Großen Dank verdienen das Curatorium des Jubiläumsfonds E. T. H. 1930 und der Regierungsrat des Kantons Tessin, die in

\Vürdigung der volkswirtschaftlichen Bedeutung unserer Untersuchungen Beiträge von Fr. 7000.-, beziehungsweise Fr. 6000.- gewährten.

Dem Elektrizi tä tswer k der Stadt Bellin·zona verdanken wir die kostenlose Erstellung der Zuleitung, die Gratislieferung des Stromes zur Heizung des selbstregistrierenden Regenmessers m1d des Limnigra- phenschwimmerschachtes und die Ausführung verschiedener Reparatu- ren. Endlich sei dankbar erwähnt, daß uns Dr. J. Maurer, der frühere Direktor der meteorologischen Zentralanstalt, einen Regentotalisator übergeben hat.

Für die Bedienung der Abfluflstation und der meteorologisd1en Appa- rate, sowie für die Schneemessungen stellte uns die Ober z o 11 dir e k- t i o n auf ein Gesuch hin in verdankenswerter Weise das Persona 1 des Zollpostens Carena zur Verfügung, das seine Aufgabe trotz des häu- figen Personenwechsels sehr gut erfüllt hat. Bei der Kontrolle der Appa- rate, bei Untersuchungen im Gebiet und bei der Verarbeitung des Mate- rials hat sich unser Beamter E. Ca spar i s als pflichttreuer und verständ- nisvoller Mitarbeiter bestens bewährt.

Wenn wir im folgenden die Ergebnisse der Beobachtungen der ersten zehn Jahre bekannt geben, so geschieht es einmal auf vielfach geäußerte

·wünsche aus dem Kanton Tessin. Da zudem Oberforstinspektor Petit- mermet 1944 angeregt hat, man möchte ähnliche Untersuchungen auch im Flyschgebiet ausführen, in dem bekanntlich sehr viele gefährliche Wildbäche liegen, so lag es nahe, an diesen 10jährigen Beobad1tungen in einem Einzelgebiet zu prüfen, inwieweit sie auch die forstlichen Fragen in befriedigender Weise zu beantworten vermögen.

Bild 1

Phot. H. Burger Das Va.lle di l\felera im Jahr 1933.

Links im Vordergrund Mel.era, rechts Carena.

ßilä 2

Phot. H. Bmger Blick von der Alpe di (:roveggia in die obersten Aufforstungen im Dezember 1929.

13?

Das Einzugsgebiet V alle di Melera.

Im folgenden sollen die Lage, die Größe und der vorhandene Pflan- zenwuchs ·des Gebietes kurz, aber möglichst allseitig dargestellt werden.

I. Die Lage und die Fläche des Einzugsgebietes.

Das Tälchen Melera, das bis zur Abflußmeßstation eine Fläche von 105 ha umfaßt, liegt am Südhang des Morobbiatales zwischen den Dör- fern Melera und Carena. Im N orclen grenzt das V alle di Melera an das Arbeclotat im Osten an das V alle di Prada und im Westen an das V alle di Melirolo, das an den berüchtigten Monte Arbino hinaufreicht.

Die Abflußmeß-Station liegt etwa 80 m oberhalb .der Poststraße Giu- biasco-Carena, 5 Minuten von Melera und 10-15 Minuten von Carena entfernt. Das Tälchen besitzt eine größte Breite von 0,9 km. Die Ueber- fallkante der Limnigraphenstation als höchster Punkt des Einzugsgebie- tes liegt auf 962 m. Die größte Höhe des Meleratales hegt oberhalb der Alpe di Croveggia auf 1?73 m ü. M. Der Höhenunterschied beträgt daher 811 rn, auf eine größte Länge von 1,5 km, was einem mittleren Gefälle von rund 54 % entspricht.

Planimetriert man das Einzugsgebiet nach Höhenstufen von 100 zu :WO m, so ergeben sich folgende Verhältnisse:

Fläclie des Meleratales nach Höhenstufen:

Höhenstufen Fläche ·

962-1000 m ü. M. 0,8 ha oder 1000-1100 m ü. M.

=

^{?,t ha}

1100-1200 111 ü. M.

=

^{10,0 ha} „ 1200-1300 m ü. M. 13,3 ha 1300-1400 m ii. M.

=

^{17,7 ha}

1400-1500 m ü. M.

=

16,9 ha 1500-1600 m ü. M.

=

^{18,8 ha}

1600-1700 m ü. M.

=

^{16,6 ha} „ 1700-1773 ¹¹¹ ü. M.

=

5,6 ha "

0,8%

5,4%

9,5%

12,6%

16,8%

16,0%

17,8%

15,8%

5,3%

Zusammen 105,4 ha oder 100,0 %

Daraus ergibt sid1 für das Valle di Melera als Flächenteilungslinie eine mittlere Höhe von 1430 m ü. M.

138

II. Der Boden.

Nach den vorliegenden Erken,ntnisse,n spielen die geologischen Ver- hältnisse und die Bodeneigenschaften für den Wasserhaushalt eines Ein- zugsgebietes eine bedeutende Rolle.

1. Die geologischen Verhältnisse.

Nach der geologischen Karte 1 : 25000 von Knoblauch, Reinhard und K ü n d i g· besteht die geologische Unterlage des V alle di Melera, so- weit es für uns als Einzugsgebiet in Frage kommt, aus verschiedenen Gneißen, die mehr oder weniger stark mit Moränenmaterial überdeckt sind. Erst unterhalb der Wassermeß-Station an der Straße Melera-Carena stehen auch schieferige Gesteine an. In der Mitte des steil abfallenden un- teren Teiles des Einzugsgebietes liegt weniger Moränenschutt über dem Grundg·estein als auf den Randgebieten. Große Schuttlager bedecken be- sonders die obere Hälfte des Meleratales, insbesondere die Fläche nord- östlich der Alpe d'Urno, die über der Moräne noch mit den Trümmern eines alten Bergsturzes bedeckt ist, der vom Sasso Guida herunter gekom- men ist. Ein kleiner Felssturz am gleichen Ort ist in nicht zu ferner Zu- kunft durchaus möglich.

Bei den Einzugsgebieten Sperbel- und Rappengraben beträgt die Dicke der Bodenschicht über der undurchlässigen bunten Nagelfluh im Mittel etwa 1,0, im Meleratal schätzungsweise aber etwa 2-3 m. Der Boden des Meleratal es kann also bedeutend mehr Wasser speichern als der der Emmentaler Einzugsgebiete.

Die Teile· des Meleratales oberhalb :l300 m ü. M., d. h. etwa ?2 % der Fläche, liefern wenig Schutt, weil fast keine Erdanrisse und wenig·e tief einges,chnittene Runsen vorhanden sind. Den Schutt bringt der Bach hauptsächlich aus Runsen und Erdrutschen zwischen 1000 und 1250 m ü.M.

2. Die Struktur oder das Gefüge des Bodens.

Die Untersuchung von über 60 Proben gewachsenen Bodens aus den Tiefen 0-10 cm, 20-30 cm und 50-60 cm fand im Mai 1936 statt. Die Hauptergebnisse für die Tiefen 0-10 cm und 20-30 cm finden sich zu- sammengestellt in Tab. 1. Die Ergebnisse aus den Tiefen 50-60 cm wur- den nicht verwertet, da sie offensichtlich durch größere Steine beeinflußt worden sind.

Die Zusamenstellung 1 zeigt, wie ganz allgemein das Trockenr<;1.um- gewicht und das spezifische Gewicht mit der Bodentiefe zu-, der Poren- raum, die Wasser- und Luftkapazität aber abnehmen, wie der Boden also

Trockenraumgewicht, spezifisches Gewicht, Porenraum, Wasser- und Luftkapazität.

Boden- Anzahl Trocken- spez. Porenraum

Ort und Pflanzenwuchs tiefe der raum- Gewicht

cm Proben gewicht Yol. 0/o

Meleratal

Weiden der Alpen Urno und 0-10 6 0,77 2,46 68,7

Croveggia ^{20-30 6 0,94 2,57 63,3}

20jährige Fiditen-Aufforstung . 0-10 4 0,76 2,51 69,9 20-30 4 0,96 2,62 63,5 20jährige Lärchen-Aufforstung 0-10 8 0,57 2,42 76,2 20-30 7 0,80 2,53 68,4

Buchen-Niederwald 0-10 5 0,54 2,37 77,3

20-30 5 0,64 2,54 75,2 Mittel der Waldproben 0-10 17 0,61 2,43 74,4 20-30 16 0,80 2,56 69,0 Moriss,en, Kt. Graubünden

Weide 0-10 6 0,94 2,54 63,1

20-30 6 1,26 2,67 52,7 50jähriger Arvenwalcl . 0-10 4 0,68 2,49 72,5

20-30 4 0,98

1 2,65 63,2

Teufimatt, Kt; Luzern ^!

Trockene W eicle 0-10 4 0,87 2,52 65,6

20-30 4 1,28 2,64 51,6

Al pener lenbestancl 0-10 4 0,85 2,54 66,6

20-30 4 1,21 2,65 54,3

1

1 1

1 1

139

Tab. 1

Wasser- Luft- kapazität kapazltät

Val, 0/o Yol. 0/o

1

60,7 8,0 56,2 7,1 57,8 12,1 54,2 9,3 63,5 12,7 58,3 10,1 64,6 12,7 65,5 9,7 62,1 12,5 5.9,0 9,7

1

59,7 ¹ 3,4

1

48,6 4,1 58,9 13,6 57,8 5,3

60,6 5,0 48,3 3,3 54,5 12,1 45,9 8,4

mit zunehmender Tiefe rasch dichter wird. Besonders bedeutung·svoll für die Fragen des Wasserhaushaltes ist die Luftkapazität, mit deren Größe die Durchlässigkeit weitgehend steigt und fällt. Man konnte eindeutig feststellen, daß die obersten Bodenschichten der ehemaligen Weide durch den 20jährigen Weideausschluß und die erfolgte Aufforstung schon wesentlich aufgelockert worden sind.

Die Weideböden des Meleratales sind aber auch schon zufolge ihrer Abstammung aus, sandig-steinigen Moränen weniger verdichtet und besser durchlüftet als etwa Weideböden auf polygener Nagelfluh, auf Flysch, auf Bündnerschiefer, Grundmoräne usw., wie z.B. Untersuchun- gen von Morissen, Kt. Graubünden, und in der Teufimatt, Kt. Luzern, usw. zeigen.

140

.3. Die Acidität der Böden des Meleratales~

Die Untersuchung von 55 Bodenproben hat im Mittel folg.endes er- geben:

Tab. 2 Die Wasserstoffionenkonzentration der Uö<len im lU eleratal.

pH in einer Bodentiefe von cm:

Kulturart

Humus

1

0-10

1

20-30

1

50- 60

1

Weide im obersten Teil des Gebietes - 5,1 5,2 5,3

Gedüngte Heuwiese, Alpe d'Urno - 5,7 5,8 5,9

Fichtenkulturen im unteren Teil 5,7 5,3 5,4 5,6

Lärchenkulturen im oberen Teil 5,2 '5,1 5,2 5,3

Buchenniederwald, in der Mitte-Ost ^{5 ')} ,- 5,2 5,3 5,5

Wie bei der hohen Lage über Meer (962-17?3 m) und bei den hohen Niederschlägen nicht anders zu ei·warten war, sind die Böden ziemlid1 sauer. Der Einfluß der Kulturart auf die Acidität kommt nicht ganz scharf zum Ausdruck, weil verschiedene Höhenlage den Einfluß der K ul- turart stören kann.

Eigentlidie Großviehweide wird nur noch im obers.fen Teil des Ein- zugsgebietes ausgeübt. Da haben wir die sauersten Böden, und die noch wenig· geschlossenen Lärchenpflanzungen auf ehemaliger W eitle ungefähr gleicher Höhenlage haben bis jetzt wenig Einfluß auf die Acidität des Bodens ausgeübt. Das p. H. ist im Boden der Fichtenkulturen deutlich höher, ähnlich wie im Boden des Buchenniederwaldes, die beide vorwie- gend in mittlerer Höhenlage vorkommen. Auffallend am höchsten ist das p. H. im Boden der gedüngten Heuwiese. Die Aciditätsverhältnisse des Bodens üben keinen unmittdbaren Einfluß auf den Wasserhaushalt eines Einzugsgebietes aus.

4. Die Durchlässigkeit der Böden.

In verschiedenen Veröffentlidrnngen hatte der Verfasser Gelegenheit, den Einfluß des Pflanzenwuchses und der Benutzungsart auf die Ein- 5ickerungsmöglichkeit von Niederschlagswasser in die Böden nachzuwei- sen. Im Meleratal hat E. Casparis in den Jahren 1935-1943 232 Ein- sicke{·ungsversuche ausgeführt, die in verschiedener Richtung klärende Ergebnisse gezeitigt haben.

Zusammenstellung 3 zeigt zuerst einmal auf Grund von Versuchen des Jahres 1935 den Einfluß der Kulturarten, insbesondere verschiedener Entwicklungszustände der Aufforstung auf die Durchlässigkeit des Bodens.

Einsickerungsversuche vom Jahre 1935.

Kulturarten im Meleratal

I. 0-{fenes Land.

1. Großviehweide Alpe d'Urno

2. di Croveggia

3. Heu wiese bei Alpe d'U rno . . . II. Aufforstungen.

1. Jüngere noch nicht geschlossene Lärchen . 2. Lärchen bei beginnendem Schluß . 3. Lärchen, schwach geschlossen . . . . 4. Lärchen mit Erlen . . . . . 1. Jüngere noch nicht gesd1lossene Fichten 2. Fichtenpflanzung bei beginnendem Schluß 3. Fichten mit Erlen . . . . . . . . 4. Etwa 20jährige geschlossene Fichten . III. Laubholzaussdilagroald .

1. Von Kleinvieh beweideter Gebüschwald

2. Geschlossener unbeweideter Buchenniederwald .

141

Tab. J

100 mm \Vasser ver- sickern im Boden in

'35' 43"

44' O?"

25' 45"

28' 32"

12' 04"

10' 59"

3' 32"

23' 26"

10' 40"

3' 10"

2' 22"

1?' 05"

3' 22"

Das Niederschlagswasser kann also in Groflviehweideboden am schlechtesten eindringen. Schon in Heuwiesenhoden, der, da nur Früh- jahrs- und Herbstweide ausgeübt wird, weniger durch den Tritt des Viehes verhärtet ist, sickert das Wasser rascher ein. Junge Aufforstungen, deren Kronen noch nicht in Schluß getreten sind, wirken erst wie Ge-· biete mit Weideausschlufl, also ähnlich .wie Heuwiesen, während unter 20jähtigen geschlossenen Pflanzungen von Fichten , Lärchen, besonders in Mischung mit Haseln und Erlen die Durchlässigkeit schon etwa 10 bis 15 mal größer ist, ähnlich wie bei geschlossenem Buchenniederwald.

Mittlere Einsickerungszeiten in yerscbie<lenen Jahren. Tab. 4

1 Kulturarten

100 mm \Vasser sickern in folgenden Zeiten in den Boden:

1 1 1

1935 1936 19::17 1939 1

1

1943

1. Großviehwe1de 3.9' 55" 1h 50' 25" 1h 23' 30" 1h 24' 10" 39' 20"

2. Heu,viese. ')'"'' _:J 45" 29' 40" 22' 50" 28' 30" 20' 50"

3. Lärchenpflanzungen ·. · 13' 45" 20' 30" 6' 40" 19' 00" 15' 20"

4. Fichtenpflanzungen ?' 50" 9' 10" 3' 50" 3' 00" 5' 25"

.. 5. Gebüsch wald 1?' 05" 18' 25" 9' 45" 16' 25~' 10' 43"

1

6. Buchenniederwald 3' 2D" 4' 30" 4' 55" 9' 30" 5' 45"

1

142

Aus Zusammenstellung ·4 ist ersichtlich, daß zwar die Ergebnisse von Jahr zu Jahr etwas schwanken, je nach den zufällig gewählten Probe- stellen und je nach dem zufälligen Wassergehalt des Bodens bei der Un- tersuchung, aber die g.egenseitigen Größenverhältnisse bleiben für die ver⁰schiedenen Kulturarten doch recht ähnÜ eh. Am günstigsten ist die Durchlässigkeit des Bodens unter Buchenniederwald, dann folgt die der Fichtenaufforstung , der Lärchenaufforstung, darauf die der Heuwiese , und am wenigsten durchlässig bleibt immer der Boden der Großvieh- weide.

GI eichal te Lärchena uf f orstung.en ohne La ubholzzwischenha u wirken weniger günstig als Fichtenpflanzungen, weil junge Lärchen im reinen Bestand ,den Boden weniger decken als Fichten.

In

den Jahren 1935 und 1943 war der Boden bei der Vornahme der V ersuche ziemlich trocken , in den Jahren 1936, 1937 und 1939 aber eher feucht. Stellt man die Ergebnisse aller 232 Sickerversuche in zwei Grup- pen zusammen, in solche bei verhältnismäßig trockenem und solche bei ziemlich feuchtem Boden, so ergibt sich Zusammenstellung 5.

Tab. 5 Einfluß der .Bodenfeuchtigkeit auf die Durchlässigkeit.

Kulturart

L Gr,oßviehweide 2. Heuwiese

3. Lärchenpflanzungen 4. Fichtenpflanzungen 5. Gebüschwald . 6. Buchenniederwald .

100 mm Wasser versickern in folgenden Zeiten in den Boden :

Bei trocken em

I

Bei feuchtem

I

Im Mittel

Boden Boden aller Versuche

52' 15" 69' 10" 59' 10"

22' 50" 29' 40" 26' 25"

7' 33" 22' 00" 14' 15"

3' 50" 6' 55" 5' 55"

9' 45" 18' 25" 14' 30"

4' 55" ?' 55" 5' 45"

Es geht daraus klar hervor, daß der feuchte bis nasse Boden für Nie- derschläge bedeutend weniger aufnahmefähig ist als trockener Boden.

Der Unterschied der Einsickerungszeit von trodrnnen und nassen Böden ist bei dichten Weideböden mit 15-20 Minuten absolut wesentlich größer als bei Böden unter geschlossenem Buchenniederwald mit nur 3 Minuten, beträgt aber in Prozenten der Durchlässig'keit des trockenen Bodens beim feud1ten Weideboden nur 33 % mehr, beim Niederwaldboden aber 60 % mehr.

Im Mittel sickern 100 mm Niederschlag erst in 59 Minuten in die Weideböden .ein, aber schon in 6 Minuten oder 10mal rascher in lockere Waldböden. Diese Einsickerungszeiten sind besonders bezüglich des

-143

Weidebodens recht kurz. Es bilden sid1 aus dem sandig-steinigen Rand- moränenmaterial des Meleratales nicht so 'dichte Böden wie auf Bünd- nerschiefer, Flysd1, Grundmoräne, bunter Nagelfluh usw., wie folgende Vergleiche mit Ergebnissen aus andern Einzugsgebieten beweisen.

Einsickerungszeiten in Yerschiedenen Einzugsgebieten der Sclnveiz. Tab. 6

Einzugsgebiete und Kulturarten

I. Flysdiboden in der T eufimatt, Kt. Luzern. 1. Stark bestoßene, .feuchte Großviehweide 2. Boden unter dicht geschlos.senen Alpenerlen .

II. Gneißboden bei Andermatt, Kt. Uri.

1. Stark bestoßene, frische Großviehweide 2. Alter Bannwald bei Andermatt . .. .

III. BündnerscJiiefer am Piz Mund1aun, Kt. Graubünden.

1. Stark bestoßene, frische Großviehweide . 2. Gut geschlossener, 50jähriger Arvenwald .

IV. Grundmoräne auf dem Zugerberg.

1. Großviehweide auf frischem Boden . 2. Geschlossener, 80jähriger Fichtenbestand

V. Bunfo Nagelfiuh im Napf gebiet.

1. Gute1· Plenterwaldboden, trocken .

2. nach Regen .

3. Stark bestoßene Weide, in Trockenzeit .

4. nach Regen . .

100 mm ,vasser ver- sickern im Boden in

8 h 29' 3?"

- 12' 2?"

3 h 04' 43"

- 2' 3?"

2 h 03' 15"

- 8' 5?"

2 h 16' 22"

9' O'i"

- - 55"

2' 08"

1 h 10' 30"

3 h 1?' 23"

Diese Ergebnisse von vielen hundert Sickerversuchen zeigen, ver- glichen mit denen des Meleratales, <lafl insbesondere die Weideböden im Meleratal verhältnismäßig viel durchlässiger sind als in vielen andern Einzugsgebieten. Man darf daraus schließen, dafl im Meleratal weniger Oberflächenabflufl, weniger auffallende Hochwasserspitzen und weniger Erosion zu erwarten sind, als z.B. im Sperbel - und Rappengraben.

Berücksichtigt man neben der Einsickerungszeit für 100 mm Nieder- schlag auch noch -den flächenweisen Anteil der verschiedenen Kulturarten, so läfü sich für das ganze Einzugsgebiet Melera eine m1ttlere Einsicke- rungszeit berechnen.

144

Tab. 1 Anteilnahme der Kulturarten und mittlere Einsickerungszeit.

1 Anleilnahme'dec Kullm-a,·ten Mittlere Ein- Fläche mal

Kulturarten sickerungs- Einsickerungs-

ha 1 °lo ^{dauer zeit}

1. Großvieh weide 13,6 12,9 59' 802

2. Heu- und Streuewiese . 1,8 1,? 2?' 49

3. Fichten- und Lärchenkultur 52,2 49,5 10' 522

4. Buchenniederwald 8,8 8,4 6' 53

5. Gebüschwald 27,2 25,8 14' 381

6. Felsen- und Selm tthalden 1,8 1,7 - -

Summe und Mittel 105,4 100,0 17' 1807

Die mittlere Einsickerungszeit für 100 mm Niederschlag beträg·t also für das Meleratal 17'. Auf die Anteilnahme der Kulturarten am Einzugs- gebie"t werden wir später zurückkommen.

5. Der Oberflächenabfluß.

-Es sind im Meleratal aber auch ·eigentliche OberfJächenabflußmessun- gen nach künstlicher Beregnung nach folgendem Verfahren ausgeführt worden. Je 1 Quadratmeter des zu untersuchenden Bodens wird mit kleinen Pflöcken bezeichnet. Links und rechts wird der Hangneigung folgend je ein Blech derart in den Boden eingedrückt, daß ein seitli~hes Ausweichen des Niederschlagswassers vermieden wird. 50 cm unterhalb der untern Seite des Quadrates wi:vd ein Bodenausschnitt geöffnet, um Dachrinnen und Sammelgefäße ·in die gewünschten Tiefen einbauen zu können. Im Meleratal haben wir gemessen, wieviel \V asser von 100 mm Niederschlag bei den verschiedenen Kulturarten über die Bodenober- fläche abfloß und wieviel Wasser sich bis zu einer Tiefe von 40 cm hang- abwärts bewegte. Ein Regen von 10 mm Höhe ist mit der Gießkanne mög- lichst gleichmäßig innert 5 Minuten auf den Quadratmeter Boden ge- braust worden. Dann wurden 5 Minuten Pause eingeschaltet zur Vor- nahme der nötigen Beobachtungen und Messungen und zum Nachfüllen der Gießkanne. Niederschläge und Pausen wurden 10 mal wiederholt, so' daß nach Verlauf von 100 Minuten 100 mm Niederschläge gegeben wor- den sind.

Zusammenstellung 8 zeigt, da1l ganz entsprechend den Einsickerungs- zeiten der Oberflächenabflufl weitaus am größten ist in der Großvieh- weide, schon wesentlich geringer in der Heu- oder Adlerfarnstreuewiese und am kleinsten in geschlossenen Fichtenpflanzungen und unter geschlos- sen~m · Buchenniederwald. Noch nicht geschlossene eingezäunte Lärchen- kulturen wirken ähnlich wie Heuwiesen, weil erst der Weideausschluß zur Auswirkung gelangt.

145 Oberflächenabfluß im Meleratal, 1943. Tab,8

Neigung Künst- Oberflächenabfluß

Ort der Untersuchung des licher

beginnt ¹ Menge

1

in °lo des

Hanges Regen nach · in Nieder-

°lo ^{111m Sekunden Litern schlags}

1. Gro/lvieh,veide 44 20 37¹¹ . 14,6 73

Alpe di Croveggia ^{20 3511 17,3 86}

20 4311 16,4 82

20 4511 15,7 78

20 5311 15,1 75

Summe und Mittel 44 100 4311 79,1 79

2. Farnstreuemiese 77 20 6311 3,5 18

Alpe d'Urno 20 ⁵⁷¹¹ 2,8 14

20 6311 2,8 14

20 6211 2,9 15

20 65¹¹ 2,7 13

Summe und Mittel _{77 100} 6211 14,7 15

J. Nodi ,ven,ig geschlossene Lär- 60 20 78¹¹ ·1,8 9

dien bei Alpe di Crovegg,ia 20 1011 2,1 10

20 3311 2,8 14

20 9311 2,6 13

20 12211 1,7 9

Summe und Mittel 60 100 3911 11,0 11

4. Gesdilossene Fidiienpflan- _{58 20} 3511 0,3 2

zung ₂₀ 11711 0,3 1

20 11211 _0,2 l

20 105¹¹ 0,3 2

20 11311 0,2 1

Summe und Mittel 58 100 10ß1' 1,3 1

5. Budwnnied envald 60 20 26011 _Tropfen 0

20 - 0 0

20 - 0 0

20 - 0 0

20 - 0 0

Summe und Mittel 60 . 100 26011 _Tropfen k 0

1

Zusammenstellung 9 gibt aus den sehr zahlreich .en Obetflächenabflufi- versuchen verschiedener Jahre einige Gesamtergebnisse aus den Jahren

1939 und 1943 wieder.

Ueber den hartgetretenen Weideboden fließt nicht nur ein bedeuten- der Teil der Niederschläge unmittelbar in die Rinnsale, sondern es bewegt sich auch eiO: ansehnlicher Teil des eingesickerten Wassers in den obersten

10

146

Tab. 9 Wasserbewegung über und im Boden bei künstlicher Beregnung.

Von 100 mm künstlichem Regen fließen ab:

Jahr der Untersuchun g über die Boden- durch die obersten

Hang- oberfläche 40 cm des Bodens

und Kulturarten neigung

Beginnt 1 Menge in Beginnt 1 Menge in

0/o ^nach °!o ^nach °lo

V ersuche von 19'39

1. Großviehweide 52 5' 20" 9 14' 30¹¹ 21

2. Lärchenpflanzungen . 60 - 0 23' 40" 10

3. Fichtenpflanzungen 80 12' 30" 1 25¹ 00" 1

4. Buchenniederwald 63 4' 3011 1 - 0

V ersuche von 194'3

1. Großviehweide 44 40" 79 1¹ 15¹¹ 11

2. Adlerf arnwiese 77 ⁶⁰¹¹ 15 2¹ 3011 5

3. Lärchenpflanzungen. 60 1' 30¹¹ 11 4¹ 0011 1 4. Fichtenpflanzungen 58 1' 45¹¹ 1 1' 5511 2

5. Buchenniederwald 54 - 0 31 2511 1

Sperbel- und Rappengraben

1. Saubere Großviehweide 36 ^- 78 - 0

2. Beweidete Alpenerlen . 72 - 3 - 16

3. Plenterwald 72 - 0 - 0

1

40 cm des Bodens hangabwärts und tritt so ebenfalls bald in die Abfluß- rinnen aus, während im Waldboden der größte Teil der Niederschläge mehr oder weniger senkrecht in tiefere Bodenschichten versickert und ver- spätet zum Abfluß gelangt.

Wir haben gesehen, daß bei trockenem Boden das Wasser im Sicker- rohr rascher einsickert als bei nassem Boden. Dabei ist aber das Wasser im Sickerrohr festgehalten und wir wissen nicht, wie es sich verhalten würde, wenn es sich frei bewegen könnte. Schon bei den Untersuchungen im Sperbel- und Rappengraben hat sich ergeben, daß in außerordent-

·lichen Trockenzeiten kleine Niederschläge verhältnismäßig große Abfluß- spitzen erzeugen können. Auch im Meleratal hat sich gezeigt, daß bei einem Niederschlag nach großer Trockenheit zuer,st auffallend viel Was- ser oberflächlich abfließt, bis der Benetzungswide rstand des Bodens über- wunden ist.

Unsere Bodenuntersuchungen im Sperbel- UI).d Rappengraben, im Ein- zugsgebiet der Baye de Montreux, im Meleratal usw. haben ergeben, daß normale , nicht vernäßte Böden bis in eine Tiefe von 1 m zufolge ihrer Wasser- und Luftkapazität auf 1 km² bis zu 500 000 m³ Wasser speichern können. Allerdings muß dabei beachtet werden, daß der Boden nicht jederzeit bereit ist, den vollen Betrag neu aufzunehmen. Bei unseren ver-

147 hältnismäfüg reichlichen Niederschlägen sinkt nämlich auch in sehr trok- kenen Zeiten der Wassergehalt der obersten Bodenschicht selteii unter 30 Raumprozente und schon in 1 m Tiefe schwankt der Wassergehalt im Laufe eines Jahres nur noch um wenige Raumprozente. Man darf also die Speicherungsbereitschaft nicht übersd1ätzen. Da wir nun im Meleratal die Boden- und Moränenschuttschicht über dem Fels als 2.:_3 m hoch ein- geschätzt haben, so könnten darin rund 1 Million m³ Wasser gespeichert werden. Dafl die Speich.erungsbereitschaft im Meleratal groß ist, zeigt sich bei einzelnen außerordentlid1 großen Niedersd1lägen, oder auch bei der Nachwirkung nasser Winter auf den Abfluß nad1folgender Sommer, wo- bei vorüberg .ehende Speidierungen bis zu 500000 m³/km² vorkommen.

III.

Der PDanzenwuths des Meleratales.

Nodi im Jahr 1914 bestanden im Meleratal nur Reste von Budien- niederwäldern unterhalb der Alpe di Croveggia auf der linken Talseite.

Sonst war die ganze Flädle ungepflegte Weide, die von Ginster, Haseln, andern Gesträud1ern und Birken besiedelt war. Gefährliche, unbestockte Rüfen waren besonders im untersten Teil des rechten Talhanges vorhan- den, die zum größeren Teil außerhalb unseres Einzugsgebietes liegen, während der auf den Bildern 1 und 3 sichtbare Rutsch am linken Hange (rechts vom Beschauer aus) erst 1931 entstand. Der Bach lieferte vor der Verbauung und Aufforstung häufig derart wilde Hochwasser, daß die eidgen. Post sich weigerte, die Postkurse bis Carena zu führen.

Die ersten .Verbauungen und Aufforstungen begannen im Jahr 1915 und wurden im Jahr 1934 auf den heutigen Stand abgesd1lossen. Im un- teren Teil wurden gruppenweise Fichten, Lärd1en und Buchen gepflanzt, denen einzelne Ei·len, Robinien und Stroben beigemischt wurden. Im obern Teil wurde der Lärchenanteil verstärkt und es kamen noch Berg- föhren und Stechfichten hinzu. Als· Füllhölzer entwickelten sich nach dem Weideausschluß überall Haselsträucher, Birken und Weiden von Natur aus.

Als im Jahr 1934 unsere Meßeinrid1tungen geschaffen wurden, war bis auf etwa 1450 m ü. M. hinauf, .besonders auf der rechten Talseite eine ziemlid1 gut geschlossene Aufforstung vorhanden; der Buchenniederwald und die teilweise mit Fichten und Lärchen ausgepflanzten Gebüschwäl- der auf dem linken Talhang hatten sich derart entwickelt, <laff man be- dauern mufl, daß mit den Untersuchungen über den Wasserhaushalt nicht 15 Jahre früher oder doch wenigstens 1929, als ·das erste Projekt auf~

gestellt worden ist, begonnen werden konnte. Im obersten Einzugsgebiet sind dagegen die Anpflanzungen noch weniger ges,chlossen. Es liegen hier auch noch einige Flächen offener Wiesen und Weiden bei der Alpe d'Urno

148

und der Alpe di Croveggia, die dem Staat Tessin gehören, und sodann ein steiniges Weidegebiet zwischen Alpe d'Urno und dem Sasso Guida, das sich im Besitz des Consorzio di Piano dolce befindet. Kantonsforst- inspektor Eiselin hat in Aussicht gestellt, daß diese offenen Flächen im Ausmaß von etwa 15 ha noch aufgeforstet werden sollen, was aber bis jetzt nicht geschehen ist.

Schon im Jahr 1935 wurde mit einer gewissen Pflege der Anpflanzun- gen begonnen, indem in allen unteren, älteren Aufforstungen der rech- ten Talseite alles dickere Laubholz , insbesondere die Birken ,. heraus- gehauen wurden. Das „verdämmende" Laubholz wurde dabei auch auf den Stock gesetzt, auch wenn gar kein zu begünstigendes Nadelholz in der Nähe stand. 1936 wurden die Birken im mittleren Teil des Gebietes etwa von 1050 m bis gegen 1300 m hinauf geschlagen, und zugleich wurde der Gebüschwald des linken Talhanges bis auf etwa 1300 m hinauf auf den Stock gesetzt.

In

den Jahren 1938, 1939 und 1941 wurde auch der obere Teil der Auffo1,stung durchforstet, indem vorwiegend lästige Laub- hölzer herausgehauen wurden.

Im Winter 1941/42 ereigneten sich im Meleratal zwei kleinere Wald- brände. Der eine leckte mit sd1maler Zunge von Totalisator 1 bis gegen Totalisator 2 hinauf. Es sind eine Anzahl Pflanzen eing·egangen. Die Fich- ten, die in Bodennähe dichtere dürre Kronen aufwiesen, haben mehr g·e- litten als die Lärchen. Hätte man rechtzeitig auf geastet , so hätte man den Schaden weitgehend verhindern können, da am Boden selbst nur wenig Material für ein Bodenfeuer vorhanden war. Eine zweite, größere Brand- zunge zog am linken Talhang nordwestlich vom dortigen Rutsch von etwa 1050 m, auf einer Breite von etwa 30 m bis auf 1400 m ü. M. durch den mit Nadelhölzern ausgepflanzten Gebüschwald hinauf, wobei namentlich bis etwa 2 m hohe Fichten vollständig verbrannten. Im Frühjahr nach dem Brand war der Boden der vom Feuer durchlaufenen Fläche völlig schwarz, im August des gleichen Jahres aber war die Stelle mit dicht- stehenden, mannshohen Unkräutern bewachsen.

Nach Tab. 7 verteilen sich die Kulturarten des Meleratales auf Ende 1944 wie folgt:

L Großviehweide, Heu- und Farnwiese . 2. Mehr oder weniger geschlossene Aufforstungen 3. Buchenniederwald .

4. Gebüschwald, teilweise mit Nadelhölzern aus- gepflanzt

.5. Felsen- und Schutthalden . Gesamtfläche des Meleratales .

15,4 ha oder 14,6 % 52,2 ha 49,5 % 8,8 ha 8,4%

27,2 ha 1,8 ha

25,8%

1,7%

105,4 ha oder 100,0 %

Bild 3

O W3ssermess-Station ® Me!eoro/ogische.S!alionen •To!ali.saloren +RPgenmesser

Mit verdankenswerter Bewilligung der Eidgen. Vermessungsdirektion;

Das Meleratal.

Es fehlen noch größtenteils cliie Signaturen des "\Yaldes.

149

150

IV. Das Klima des 1'1eleratales.

Zur Messung der Monats- und Jahressummen der Niederschläge sind im Gebiet gut verteilt sechs Totalisatoren aufgestellt, in denen monat- lich die Wasserhöhe gemessen wird. Die tägliche Niederschlagsmenge wird vergleichsweise außerhalb des Gebietes unterhalb des Zollhauses Carena ermittelt. Zur Feststellung des zeitlichen Verlaufes und der Dichte der Niederschläge sind zwei selbstschreibende Regenmesser aufgestellt worden, einer ausgerüstet mit automatischer elektrischer Heizung bei der Abflußmefi-Station auf 96? m ü. M., der bei täglicher Bedienung das ganze Jahr im Betrieb steht , und ein zweiter angenähert in der Mitte des Ein- zugsgebietes auf 1370 m ü. M., der nicht heizbar ist und deshalb bei wöchentlich einmaliger Bedienung nur in den Monaten Mai bis Oktober im Betrieb gehalten werden kann. (Vergleiche die Bilder 3, 5 und 6).

Zur Feststellung der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit sind in der Nähe der selbstregistrierenden Regenmesser bei der Station Melera 967 m ü. M. und bei der Station Alpe d'Urno auf 13?0 m ü. M. Thermohygrogra- phen aufgestellt worden, die beide das ganze Jahr bedient werden. Im Winter ist der Beobachter gehalten, beim Aufstieg zur oberen meteorolo- gischen Station und darüber hinaus an verschiedenen Stellen die Schnee- höhe zu messen.

1. Die Temperatur.

Stellt man die von 2 zu 2 Stunden abgelesenen Temperaturen zusam- men, so ergibt sich nach Tab. 10 für die Station Melera auf 96? m ü. M.

eine mittlere Jahrestemperatur von ?,8 °. Die Schwankung vom mittleren Minimum zum mittleren Maximum beträgt nur ?,5 °, die vom absoluten Minimum zum absoluten Maximum aber 44,5 °. Auch im mildesten Win- ter sank das Thermometer einmal auf -4,? 0 , und im sanftesten Sommer stieg es doch einmal auf 25,0 °.

400 m höher, bei der Station östlich von Alpe d'Urno, 13?0 m ü. M., beträgt die Temperatur im 10jährigen Mittel von 1934/35 bis 1943/44 nur 5,5 °. Diese Temperatur, die recht angenähert dem Mittel des Gebietes entspridit, ist bei rund 400 m größerer Meereshöhe nur um rund 1 ° tiefer als bei den Einzugsgebieten Sperbel- und Rappengraben. Auf rund 1400 m ü. M. bei Alpe d'Urno ist die Spanne zwischen der höd1sten und tiefsten Temperatur schon ausgesprochener als bei der Station Melera. Sie beträgt 9,6° vom mittleren Minimum zum mittleren Maximum und 49,1

°

vom absoluten Minimum zum absoluten Maximum. -20,3 ° war in den zehn verflossenen Jahren die tiefste, +28,8 ° die höchste gemessene Tem- peratur.

-~ --. ^{- ~- --------- __ ,,..,_. _________________ _} ~-~----- - - ---- -

Bild -1

Phot.: E. Casparis Messung des Oberflächeuabflusses bei

künstlicher Beregnung.

Bilcl 5

Phot.: H. Burger Selbstregistrierendee Regenmesser 111 it

automatischer 1Ieizung

Bilcl ö

Phot.: E. Caspal'is

Totalisator Nr. 6.

Tu1 Flintergruncl der Lago Magg~ore.