Skip to main content

General Characteristics of Alpine Waters

  • Chapter
  • First Online:
Alpine Waters

Part of the book series: The Handbook of Environmental Chemistry ((HEC,volume 6))

Abstract

The elements of the water balance, namely precipitation, runoff, evapotranspiration, and storage change, their interaction and special attributes in the mountains are presented using the example of the European Alps, with particular reference to Switzerland. Strong differentiation in the alpine climate over time and space exerts a significant influence on the water cycle. This chapter therefore discusses each of the elements of the water balance with particular reference to the influence of mountains and their measurement, as well as the spatial differentiation characteristics. The analysis of the water balance is accompanied by a discussion on the attributes and differences at different altitudes and in different climatic regions. Finally, the importance of alpine water resources for water supplies in the adjacent lowlands is examined.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 259.00
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD 329.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info
Hardcover Book
USD 329.99
Price excludes VAT (USA)
  • Durable hardcover edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

References

  1. Weischet W (1995) Einführung in die Allgemeine Klimatologie. Teubner, Stuttgart

    Google Scholar 

  2. Binder P, Schär C (1996) MAP mesoscale alpine programme. Design Proposal, Zürich

    Google Scholar 

  3. Rathjens C (1982) Geographie des Hochgebirges. Teil 1: Der Naturraum. BG Teubner, Stuttgart

    Google Scholar 

  4. Häckel H (1999) Meteorologie. Eugen Ulmer, Stuttgart

    Google Scholar 

  5. Baumgartner A, Reichel E, Weber G (1983) Der Wasserhaushalt der Alpen. Oldenbourg Graphische Betriebe GmbH, München

    Google Scholar 

  6. Gray, DM (1973) Handbook on the Principles of Hydrology. Water Information Center, Port Washington, New York

    Google Scholar 

  7. Barry RG (1992) Mountain weather and climate. Routledge, London, New York

    Google Scholar 

  8. Grebner D, Grubinger H (2004) Charakteristiken alpiner Niederschlagssysteme. Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft 56:51–58

    Google Scholar 

  9. Houze RA Jr (1993) Cloud dynamics. International Geophysics Series. vol 53. Academic Press, San Diego

    Google Scholar 

  10. Wanner H (1992) Ein Nussgipfel im Westwind. In: Müller JP, Gilgen B (Hrsg) Die Alpen – ein sicherer Lebensraum? Ergebnisse der 171. Jahresversammlung der Schweizerischen Akademie der Naturwissenschaften. Chur, 1991. Desertina, Disentis, S 50–69

    Google Scholar 

  11. Wanner H (1994) Die Alpen – Klima und Naturraum. In: Moser R, Svilar M (Hrsg) Lebensräume. Lang AG, Europäischer Verlag der Wissenschaften, Bern, S 71–106

    Google Scholar 

  12. Oke TR (1987) Boundary layer climates. University Press, Cambridge

    Google Scholar 

  13. Schär C, Davies TD, Frei C, Wanner H, Widmann M, Wild M, Davies HC (1998) Current alpine climate. In: Cebon P, Dahinden U, Davies HC, Imboden DM, Jaeger CC (Eds) Views from the Alps. Regional perspectives on climate change. MIT Press, Cambridge, Massachusetts

    Google Scholar 

  14. Lütschg O (1944) Zum Wasserhaushalt des Schweizer Hochgebirges. Beiträge zur Geologie der Schweiz. Geotechnische Serie. Hydrologie. Kümmerly & Frey, Bern

    Google Scholar 

  15. Uttinger H (1951) Zur Höhenabhängigkeit der Niederschlagsmenge in den Alpen. Theor Appl Climatol 2(4):360–382

    Google Scholar 

  16. Havlik D (1969) Die Höhenstufe maximaler Niederschlagssummen in den Westalpen. Nachweis und dynamische Begründung. Geographische Institute der Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg i. Br

    Google Scholar 

  17. Fliri F (1974) Niederschlag und Lufttemperatur im Alpenraum. Wissenschaftliche Alpenvereinshefte. Heft 24. Deutscher und Österreichischer Alpenverein, Innsbruck

    Google Scholar 

  18. Lauscher F (1976) Weltweite Typen der Höhenabhängigkeit des Niederschlags. Wetter und Leben 28:80–90

    Google Scholar 

  19. Blumer F (1994) Die Höhenabhängigkeit des Niederschlags im Alpenraum. Dissertation, Eidgenössische Technische Hochschule (ETH), Zürich

    Google Scholar 

  20. Schwarb M (2000) The alpine precipitation climate. Evaluation of a high-resolution analysis scheme using comprehensive rain-gauge data. Dissertation, Eidgenössisch Technische Hochschule (ETH), Zürich

    Google Scholar 

  21. Geiger H, Zeller J, Röthlisberger G (1991) Starkniederschläge des schweizerischen Alpen- und Alpenrandgebietes: Intensitäten und Häufigkeiten. Grundlagen, Einführung, Methoden, Spezialstudien. Band 7. Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL), Birmensdorf

    Google Scholar 

  22. Fliri F (1975) Das Klima der Alpen im Raume von Tirol. Monographien zur Landeskunde Tirols. Folge 1. Universitätsverlag Wagner, Innsbruck, München

    Google Scholar 

  23. Turner H (1985) Nebelniederschlag. In: Sevruk B (Hrsg): Der Niederschlag in der Schweiz. Bericht der Arbeitsgruppe «Niederschlag» der Hydrologischen Kommission. Schweizerische Naturforschende Gesellschaft (SNG), Kümmerly & Frey, Bern, S 159–164

    Google Scholar 

  24. Grunow J, Tollner H (1969) Nebelniederschlag im Hochgebirge. Arch Met Geoph Biokl B17:201–218

    Article  Google Scholar 

  25. Sevruk B (1985) Fehlerquellen, Genauigkeit, Korrekturmöglichkeiten. In: Sevruk B (Hrsg) Der Niederschlag in der Schweiz. Bericht der Arbeitsgruppe “Niederschlag” der Hydrologischen Kommission. Schweizerische Naturforschende Gesellschaft (SNG), Kümmerly & Frey, Bern, S 65–86

    Google Scholar 

  26. Konzelmann T, Wehren B, Weingartner R (2007) Precipitation networks. Hydrological Atlas of Switzerland. Plate 2.12, Bern

    Google Scholar 

  27. Schwarb M, Frei C, Schär C, Daly C (2001) Mean Annual Precipitation throughout the European Alps 1971-1990. Hydrological Atlas of Switzerland. Plate 2.6, Bern

    Google Scholar 

  28. Veit H (2002) Die Alpen. Geoökologie und Landschaftsentwicklung. Ulmer, Stuttgart

    Google Scholar 

  29. Spreafico M, Weingartner R (2005) Hydrologie der Schweiz. Ausgewählte Aspekte und Resultate. Berichte des BWG, Serie Wasser. Band 7. Bundesamt für Wasser und Geologie (BWG), Bern

    Google Scholar 

  30. Schwarb M, Frei C, Schär C, Daly C (2001) Mean seasonal precipitation throughout the European Alps 1971-1990. Hydrological Atlas of Switzerland. Plate 2.7, Bern

    Google Scholar 

  31. Schädler B, Weingartner R (2002) Ein detaillierter hydrologischer Blick auf die Wasserressourcen der Schweiz. Niederschlagskartierung im Gebirge als Herausforderung. Wasser-Energie-Luft 94:189–197

    Google Scholar 

  32. Lang H (1985) Höhenabhängigkeit der Niederschläge. In: Sevruk B (Hrsg) Der Niederschlag in der Schweiz. Bericht der Arbeitsgruppe «Niederschlag» der Hydrologischen Kommission. Schweizerische Naturforschende Gesellschaft (SNG), Kümmerly & Frey, Bern, S 149–158

    Google Scholar 

  33. Zeller J, Gensler G (1980) Starkregenprofile durch die östlichen Schweizer Alpen. Tagungspublikation der Forschungsgesellschaft für vorbeugende Hochwasserbekämpfung (Interpraevent). Heft 1: Naturraum-Analysen. Bad Ischl, Klagenfurt, S 203–213

    Google Scholar 

  34. Falkenmark M, Rockström J (2006) The new blue and green water paradigm: breaking new ground for water resources planning and management. J Water Resour Plng Mgmt 132(3) 129–132

    Google Scholar 

  35. Munich Re Group (2008) Topics Geo: Naturkatastrophen 2007 – Analysen, Bewertungen, Positionen. Edition Wissen, München

    Google Scholar 

  36. Kienholz H, Keller H, Ammann W, Weingartner R, Germann P, Hegg Ch, Mani P, Rickenmann D (1998) Zur Sensitivität von Wildbachsystemen. vdf-Verlag (NFP-31-Projekt), Zürich

    Google Scholar 

  37. Rodda JC (1994) Mountains – A hydrological paradox or paradise? In: Beiträge zur Hydrologie der Schweiz 25:41–51, Bern

    Google Scholar 

  38. Kan C(2004) Hydrometric Networks. Hydrological Atlas of Switzerland. Plate 5.12, Bern

    Google Scholar 

  39. Hydrologisches Zentralbüro (2003) Water level and discharge gauging stations. Hydrological Atlas of Austria, Plate 5.1, Wien

    Google Scholar 

  40. Margot A, Schädler B, Sigg R, Weingartner R (1992) Influence on rivers by water power stations (>300 kW) and the lake control. Hydrological Atlas of Switzerland. Plate 5.3, Bern

    Google Scholar 

  41. Klemes V (1990) Foreword. In: Molnar L (ed) Hydrology of mountainous areas. IAHS Publication No. 90

    Google Scholar 

  42. Weingartner R (1999) Regionalhydrologische Analysen – Grundlagen und Anwendungen. Beiträge zur Hydrologie der Schweiz, Nr. 37, Bern

    Google Scholar 

  43. Markart G, Kohl B, Perzl F (2007) Der Bergwald und seine hydrologische Wirkung – eine unterschätzte Größe? In: LWF-Wissen 55, S 34–43

    Google Scholar 

  44. Germann P (1994): Do forests control run-off? In: Beiträge zur Hydrologie der Schweiz, Nr. 25:105–110, Bern

    Google Scholar 

  45. Burger H (1927) Physikalische Eigenschaften von Wald- und Freilandböden. Mitt. Eidgenössische Forschungsanst. Wald Schnee Landsch 14(2):201–250

    Google Scholar 

  46. Schädler B, Weingartner R (1991) Natural Runoff 1961–1980. Hydrological Atlas of Switzerland. Plate 5.4, Bern

    Google Scholar 

  47. Kling H, Nachtnebel HP, Fürst J (2005) Mean annual depth of runoff using water balance data. Hydrological Atlas of Austria, Plate 5.7, Wien

    Google Scholar 

  48. Sevruk B (1997) Regional dependency of precipitation-altitude relationship in the Swiss Alps. Clim Change 36(3–4):355–369

    Google Scholar 

  49. Menzel L, Lang H, Rohmann M (1999) Mean annual actual evaporation 1973–1992. Hydrological Atlas of Switzerland. Plate 4.1, Bern

    Google Scholar 

  50. Aschwanden H, Weingartner R (1985) Die Abflussregimes der Schweiz. Publikation Gewässerkunde Nr. 65, Bern

    Google Scholar 

  51. Schädler B, Weingartner R (2002) Components of the natural water balance 1961–1990. Hydrological Atlas of Switzerland. Plate 6.3, Bern

    Google Scholar 

  52. Pardé M (1933) Fleuves et rivières. Paris

    Google Scholar 

  53. Mader H, Steidel T, Wimmer R (1996) Abflussregime österreichischer Fliessgewässer – Beitrag zu einer bundesweiten Fließgewässertypologie. Umweltbundesamt, Monographien, Band 82, Wien

    Google Scholar 

  54. OcCC (2007) Klimaänderung und die Schweiz 2050 – Erwartete Auswirkungen auf Umwelt, Gesellschaft und Wirtschaft, Bern

    Google Scholar 

  55. Aschwanden H, Weingartner R, Leibundgut Ch (1986) Zur regionalen Übertragung von Mittelwerten des Abflusses, Teile I und II. Deutsche Gewässerkundliche Mitteilungen 30(2/3):52–61;(4):93–99

    Google Scholar 

  56. Pfaundler M, Weingartner R, Diezig R (2006) “Versteckt hinter den Mittelwerten” – die Variabilität der Abflussregimes. Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 50(3):116–123

    Google Scholar 

  57. Aschwanden H (1990) Einsatz von Kurzzeitmessungen zur Bestimmung der Abflussmenge Q347. Gas–Wasser–Abwasser 70(1):20–28

    Google Scholar 

  58. Bundesamt für Energie (2008) Stand der Wasserkraftnutzung in der Schweiz am 1. Januar 2008, Bern

    Google Scholar 

  59. Kienholz H (1990) Zur Beurteilung und Kartierung von Naturgefahren in Gebirgsregionen. Geographisches Institut der Universität Bern, Bern

    Google Scholar 

  60. Düster H (1994) Modellierung der räumlichen Variabilität seltener Hochwasser in der Schweiz. Geographica Bernensia G44, Bern

    Google Scholar 

  61. Merz R, Blöschl G, Humer G (2008) Hochwasserabflüsse in Österreich – das HORA-Projekt. In: Österreich. Wasser- und Abfallwirtschaft, 9-10, 2008:129–138, Wien

    Google Scholar 

  62. Naef F, Schmocker-Fackel P, Margreth M, Kienzler P, Scherrer S (2008) Die Häufung der Hochwasser der letzten Jahre. In: Bezzola GR, Hegg Ch (Hrsg) Ereignisanalyse Hochwasser 2005, Teil 2, Bern und Zürich

    Google Scholar 

  63. Merz R (2002) Understanding and estimating flood probailities at the regional scale. Winer Mitteilungen, Wasser Abwasser Gewässer, Bd. 181, TU Wien

    Google Scholar 

  64. Diezig R (2006) Hochwasserprozesstypen in der Schweiz - Eine prozessorientierte Typisierung grosser Hochwasserereignisse in ausgewählten schweizerischen Einzugsgebieten. Diplomarbeit, Geographisches Institut, Bern

    Google Scholar 

  65. Laaha G, Godina R, Lorenz P, Blöschl G (2005) Low Flow. Hydrological Atlas of Austria, Plate 5.5, Wien

    Google Scholar 

  66. Reynard E (2008) Les bisses du Valais, un exemple de gestion durable de l’eau? In: Rev l’association pour la sauvegarde du Léman 69:1–8

    Google Scholar 

  67. BUWAL (1989) Wasserentnahme aus Fliessgewässern: Gewässerökologische Anforderungen an die Restwasserführung. Schriftenreihe Umweltschutz, Nr. 110, Bern

    Google Scholar 

  68. Lang H (1978) Zum Problem der räumlichen und zeitlichen Variabilität der Verdunstung in der Schweiz. In: Die Verdunstung in der Schweiz. Beiträge zur Geologie der Schweiz – Hydrologie, Nr. 25, Bern

    Google Scholar 

  69. Ward AD, Elliot WJ (1995) Environmental Hydrology. Lewis Publishers, New York

    Google Scholar 

  70. Kling H, Nachtnebel HP, Fürst J (2005) Mean annual areal actual evapotranspiration using water balance data, Map 3.3, Wien

    Google Scholar 

  71. Schädler B (1985) The water balance of Switzerland. Communication of the Swiss Hydrological Survey No 6a

    Google Scholar 

  72. Viviroli D, Weingartner R (2004) The Hydrologcial Significance of the European Alps. Hydrological Atlas of Switzerland, Plate 6.4. BWG (Bundesamt für Wasser und Geologie), Bern

    Google Scholar 

  73. Viviroli D, Weingartner R, Messerli B (2003) Assessing the hydrological significance of the world’s mountains. Mt Res Dev 23:32–40

    Article  Google Scholar 

  74. Viviroli D, Weingartner R (2004) The hydrological significance of mountains – from regional to global scale. Hydrol Earth Syst Sci 8:1016–1029

    Article  Google Scholar 

  75. Viviroli D, Dürr HH, Messerli B, Meybeck M, Weingartner R (2007) Mountains of the world – water towers for humanity: typology, mapping and global significance. Water Resour Res 43:W07447. doi:10.1029/2006WR005653

    Article  Google Scholar 

  76. Messerli B, Viviroli D, Weingartner R (2004) Mountains of the world: vulnerable water towers for the 21st century. Ambio Special Rep 13:29–34

    Google Scholar 

  77. Weingartner R, Viviroli D, Schädler B (2007) Water resources in mountain regions: a methodological approach to assess the water balance in a highland-lowland-system. Hydrol Processes 21:578–585

    Article  Google Scholar 

  78. Lenderink G, Buishand TA, van Deursen WPA (2007) Estimates of future discharges of the river Rhine using two scenario methodologies: direct versus delta approach. Hydrol Earth Syst Sci 11:1145–1159

    Article  Google Scholar 

  79. Kundzewicz ZW, Kraemer D (1998) Striving towards assessment of mountain water resources. In: Chalise et al SR (eds) Ecohydrology of high mountain areas, proceedings of the international conference on ecohydrology of high mountain areas, Katmandu, Nepal, 24–28 March 1996, pp 175–185, ICIMOD, Katmandu, Nepal

    Google Scholar 

  80. ICIMOD (1996) Climatic and hydrological atlas of Nepal. Kathmandu

    Google Scholar 

  81. Breinlinger R, Gamma P, Weingartner R (1992) Characteristics of Small Basins. Hydrological Atlas of Switzerland. Plate 1.2, Bern

    Google Scholar 

  82. Zappa M, Pos F, Strasser U (2003) Seasonal water balance of an alpine catchment as evaluated by different methods for spatially distributed snowmelt modelling. Nordic Hydrol 34(3):179–202

    Google Scholar 

  83. Weingartner R, Aschwanden H (1992) Abflussregimes als Grundlage zur Abschätzung von Mittelwerten des Abflusses. In: Hydrologischer Atlas der Schweiz, Tafel 5.2, Bern

    Google Scholar 

  84. Weingartner R, Barben M, Spreafico M (2003) Floods in mountain areas – an overview based on examples from Switzerland. In: J Hydrol 282(1–4):10–24

    Google Scholar 

  85. Pfaundler M, Wüthrich T (2006) Saisonalität hydrologischer Extreme. Das zeitliche Auftreten von Hoch- und Niederwasser in der Schweiz. Wasser Energie Luft 98(2) 77–82

    Google Scholar 

  86. Schädler B (2008) Climate change – Are we running out of water? gwa 10/2008, pp 763–769

    Google Scholar 

  87. Kling H, Nachtnebel HP, Fürst J (2005) Water balance regions, climatic water balance and runoff characteristics. Hydrological Atlas of Austria, Plate 7.1, Wien

    Google Scholar 

  88. Wehren B, Weingartner R, Schðdler B, Viviroli D (2009) General characteristics of alpine waters. In: Bundi U (ed.) Alpine Waters. Handbook of Environmental Chemistry, vol. 6. Springer, Heidelberg

    Google Scholar 

Download references

Acknowledgments

The authors wish to thank Alexander Hermann for excellent support in preparing all figures.

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Rolf Weingartner .

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2010 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

About this chapter

Cite this chapter

Wehren, B., Weingartner, R., Schädler, B., Viviroli, D. (2010). General Characteristics of Alpine Waters. In: Bundi, U. (eds) Alpine Waters. The Handbook of Environmental Chemistry(), vol 6. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-88275-6_2

Download citation

Publish with us

Policies and ethics