Bakteriologische Studien am Wasser des Rotsees

Ohne Zusammenfassung     

Die elektrochemische Messung des Sauerstoffgehaltes von Wasser,Abwasser und Schlamm

Zusammenfassung Es wurde eine neue, membranlose Sauerstoffsonde entwickelt, die auch im Belebtschlamm weder Unterhalt noch Nacheichung erfordert und deren Anzeige vom Elektrolytgehalt und pH-Wert praktisch unbeeinflusst bleibt. Im weiteren wird über Erfahrungen, die im praktischen Einsatz des Ger?tes in der Kl?ranlage Horgen gewonnen wurden, berichtet. Abschliessend werden die M?glichkeiten der Regelung des Sauerstoffeintrages im Belüftungsbecken mit verschiedenen Systemen kurz er?rtert.

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Summary A newly developed apparatus for measuring O₂ concentrations is described. The apparatus works without any membrane, and no maintenance and readjustment is necessary even if it is used in activated sludge. The readings are practically not influenced by salt concentrations and pH of the medium. Practical experience with the use of the apparatus at the Horgen sewage treatment plant is reported. The application of the apparatus for continuous control of oxygen transfer in aeration basins using different acration systems is mentioned.

     

Die Bedeutung des Nannoplanktons im Vergleich zum Netzplankton

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Morphometrische Studien anDaphnia longispina und quantitative Untersuchungen am Zooplankton des Rotsees

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Die Temperaturinversion im Tiefenwasser des Südatlantischen Ozeans

Zusammenfassung Die südatlantische Temperaturinversion wurde 1873–1876 zwischen 5° N und 40° S in 1000–2400 m Tiefe von Challenger und Gazelle mittels Minimumthermometer entdeckt, wie von A. Merz 1922 dargelegt ist. Es wird gezeigt, daß die Fehlerquellen der alten Reihenmessungen in der Regel kleiner sind als das Ausmaß der Inversion und daß sich bereits die ersten Bearbeiter in der Deutung dieses Phänomens auf dem richtigen Wege befanden. Doch finden diese Ergebnisse wegen der (nur z. T. berechtigten) Skepsis gegenüber der Meßgenauigkeit der Extremthermometer keinen Eingang in die Ozeanographie. Erst 1911 wird die südatlantische Temperaturinversion von Brennecke auf Deutschland mittels exakter Kippthermometer auf der Westseite wiederentdeckt und 1925–27 von den Ozeanographen des Meteor bis zu den letzten Spuren im ganzen Ozeanraum verfolgt. Eine Darstellung dieses Phänomens bot der Verfasser bei der Bearbeitung der ozeanischen Stratosphäre im Meteor-Werk 1936. In Abb. 1 und 2 der folgenden Arbeit werden nunmehr neue Karten über die regionale Verbreitung des Inversionsausmaßes auf Grund der Reihenmessungen von Challenger-Gazelle und von Meteor vorgelegt, die in großen Zügen übereinstimmen, jedoch abweichend von Merz lehren, daß weite Gebiete der Osthälfte keine Inversion (bzw. Isothermie) aufweisen. Aus den engabständigen Meteor-Serien ergibt sich eine unerwartet enge Beziehung der Inversion zum Relief des Tiefseebodens. In ihrem Ausmaß spiegelt sich ferner die bevorzugte Tiefenzirkulation der Westseite mit ihren schwächeren Ausläufern nach Osten, wodurch die von Defant und vom Verfasser im Meteor-Werk erzielten Ergebnisse bestätigt werden. Das räumliche Bild der Inversion wird durch Karten der Temperatur und Topographie ihrer Grenzschichten ergänzt (Abb. 4 u. 5). An Wiederholungsserien des Meteor (Stat. 197 u. 241) wird gezeigt, daß sich die Tiefenlage der Inversion im Rhythmus der halbtägigen inneren Gezeitenwelle hebt und senkt und daß die Amplitude dieser vertikalen Verlagerung mit ±60 bzw. ±25 m bemerkenswert groß ist (Abb. 7 u. 8). Neben diesen kurzperiodischen Änderungen deuten gewisse Anzeichen auf langperiodische (jahreszeitliche) und unperiodische Pulsationen im Ausmaß der Inversion.

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The temperature inversion in the deep water of the South Atlantic

Summary The temperature inversion in the South Atlantic has been discovered in 1000–2400 m depth between 5° N and 40° S by means of minimum thermometers in the years 1873–1876 by the research ships Challenger and Gazelle, as A. Merz has pointed out in 1922. In the present paper it is shown that the inaccuracies of the old temperature series are usually smaller than the amount of inversion and that the first interpreters have already been on the right way in explaining this phenomenon. However these results were not acknowledged on account of general (but only partly justified) doubts in the measuring accuracy of maximum and minimum thermometers. Only in 1911 the South Atlantic temperature inversion has been rediscovered in the western part of the ocean by Brennecke on board the polar ship Deutschland by means of exact reversing therm ometers, and its extension has been pursued to its utmost ends throughout the southern and tropic Atlantic by the oceanographers of Meteor in 1925–27. In 1936 the author has discussed the phenomenon in his treatise on the oceanic stratosphere in the Meteor work. In Fig. 1 and 2 of the following paper new charts of the regional distribution of the amount of inversion are given as based on the serial observations of Challenger — Gazelle and Meteor, which on the whole agree with each other and — divergently from Merz — show that in vast regions of the eastern part of the South Atlantic there is no inversion (or isothermal layer). From the Meteor series which are arranged very close together a remarkably close relation between inversion and bottom relief is derived. Moreover in the amount of the inversion the greater intensity of deep sea circulation in the western South Atlantic with its slight extensions towards the east is recognized, another verification of the results obtained by Defant and the author in the Meteor work. The spatial representation of the inversion is completed by charts of the temperature and topography of its boundary layers (Fig. 4 and 5). By aid of repeat series of the Meteor expedition (Station 197 and 241) it is pointed out that the depth of the inversion is rising and sinking in accordance with the semi-diurnal internal tide and that the amplitude of this vertical wave, amounting to ±60 or ±25 m, is remarkably great (Fig. 7 and 8). Besides these short-period variations there is some indication that the inversion is also undergoing long-period (seasonal) and aperiodic pulsations.

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Hierzu Tafel 6 mit Abbildung 2

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Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. Georg Tischler (Universität Kiel) zum 70. Geburtstag.     

Die Schwere im Gebirge

Zusammenfassung Einige einfache Beziehungen zwischen den Schwere-Werten und der Formung der Gebirge werden gezeigt.

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Summary Some simple relations between the formation of the mountains and the gravity are discussed.

     

Die Eigenschwingungen der durch den Kanal im Damm von Melide gekoppelten Becken des Luganersees

The northern and the southern basin of Lake Lugano, Switzerland, are separated by an artificial dam. The flow of the water is not only influenced by the outflow of the northern basin but also by gravitational oscillations (seiches) of both basins. A longperiodic peak around 100 minutes can be explained by a mathematical model. The interaction of the internal waves is a coupled oscillation with a period of 74 hours.      

Die elektrochemische Bestimmung des im Wasser gelösten Sauerstoffs mit Hilfe einer modifizierten Membranelektrodentechnik

Zusammenfassung Die Anwendungsm?glichkeiten der elektrochemischen Sauerstoffbestimmung wurden durch die Einführung der Kurzzeitmessung erweitert. Diese Methode gibt eine gr?ssere Empfindlichkeit und erlaubt somit die Sauerstoffbestimmung im μg/l-Bereich. Ferner wurde ein System entwickelt, das von der Membrandicke und dem Membranmaterial unabh?ngig ist. Das ist ein Vorteil, der speziell für Sauerstoffmessungen in Kl?ranlagen interessant sein dürfte.

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Summary This paper presents a new electrochemical technique for DO measurements by means of membrane electrodes. In stead of the well-known steady state measurements, a transient technique which is more sensitive was used. This gives the possibility of measuring oxygen in the μl/l range. The system is independent of the membrane material and the membrane thickness. The stirring influence is considerably less than for steady state measurements. The independence of the membrane material will be especially useful for oxygen measurements in waste purification plants.

     

Dimethylsulfoxidreduktase-Aktivität Charakterisierung der mikrobiellen Biomasseaktivität im Schlamm einer belüfteten Abwasserteichanlage

Dimethyl Sulfoxide Reduction Method for the Characterization of Biomass Activity in Sludge of an Aerated Lagoon The microbial biomass activity was studied in sludge from a wastewater lagoon (Hatzbachtal) which consisted of 4 aerated ponds and one polishing pond. The lagoon was characterized by low BOD₅ loading and high dilution because of water from the surroundings. Sludge samples were taken from 4 sampling sites of each aerated pond and from one site of the polishing pond. The biomass activity in the sludge samples was analysed with the help of dimethyl sulfoxide reductase (DRA) and dehydrogenase (DHA) activity. In addition, C_org-content was also determined. The effect of different reaction parameters on the DRA was studied in relation to incubation period, temperature and atmosphere as well as sludge weight and pH value. The results presented here show that a linear increase in the DRA occured for the sludge weight ranging from 0.1 to 0.5 g, incubation period from 0.5 to 11 h and incubation temperature from 20 to 50 °C. The pH spectrum from acidic to neutral did not effect the DMS formation in sludge. Although the values for DRA were always higher in anaerobic incubation of sludge than in aerobic incubation, the courses of the DRA in both conditions were parallel. Comparing the biomass activity in sludge from different sampling sites of the aerated ponds, the average C_org-content was found to be reflected by the DRA and DHA. Further, the variation in the DRA could represent also the influence of oxygen concentration. Therefore, a reduction in biomass activities indicated a decline in the availability of oxygen.     

Die Diatomeenflora des Beckens

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Die zyklische Wiederholung im geologischen Geschehen

Zusammenfassung Neuberechnung der geologischen Zeitbestimmungen nach dem Pb/U Verhältnis liess erkennen, dass die euzoische Zeit in zwei Zyklen von ungefahr gleicher Länge geteilt werden könne; den Kaledon-Variskichen vom Kambrius bis Ende Perm, und den Alpidischen von Trias bis heute. In diesen beiden Zyklen gehen die meisten und wichtigsten geologischen Abläufe streng parallel. Es wiederholen sich im jüngeren Zyklus die Orogeneses nicht nur in gleichen Zeitintervallen wie im älteren, sondern auch gleich in Art, Stärke und anderen Beziehungen. Ebenso entsprechen einander nach ihrer Stellung im Zyklus die Epirogenesen, die grossen und auch manche kleiners Züge derselben, die grossen Klimaschwankungen, und auch die Stadien in der Entwickung der Lebewelt. Der in diesen beiden Zychlen erkannte Rhythmus des geologischen Geschehens wird für weniger bekanntes (z.B. Präkambrium) wertvolle Fingerzeige geben. Geophysikalische Erklärung und Deutung kann heute über Vermutungen aoch nicht hinauskommen.

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Summary New calculation of the geological chronology according to the Pb/U ratio proved that the Euzoic Era can be divided in two Cycles of about the same length: the Caledonian-Varisciam Cycle from the beginning of the Cambrian Period to the close of the Permian, and the Alpidic Cycle from the Triasic to the present time. In these two Cycles the most important events develop in strict parallelism. During the younger Cycle the orogenetic movements are not only repeated in the same intervals as in the older Cycle but also in the same manner: strength and in other relations. Likewise the epirogenetic movements are corresponding in their position in the respective Cycle (the great and even many of their smaller features) the great changing of climates and even the phases of the evolution of organic life. The rhythm of geological history discovered in these two Cycle will give valuable indications for les known epochs (for instance the Precambrian). The geophysical explanation and interpretation cannot yet exceed mere suppositions.

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Riassunto Una nuova determinazione delle età geologiche in base al rapporto Pb/U permettono di riconoscere che l'epoca euzoica puo venir suddivisa in due cicli di durata approssimativamente eguale: il Caledoniano-varisco del Cambriano sino alla fine del Permico, e l'Alpidico dal Trias sino ad oggi. In ciaseuno di questi due cicli le principali vicende geologiche si souo sviluppate con netto parallelismo. Infatti. nel secondo ciclo le orogenesi si riproducono non solo con gli stessi intervalli di tempo come nel primo ciclo, ma anche col medesimo andamento, con la stessa intensità e l'eguaglianza di altre caratteristiche. Analogamente, anche le epirogenesi si corrispondono in conformità alla loro composizione nei due cicli, sia nei grandi tratti come in taluni minori; del pari le oscillazioni climatiche e gli stadi di sviluppo della vita animale. Siffatta ritmicità della storia geologica rivelata nei due cicli predetti fornisce utili indicazioni per taluni periodi poco noti (p. es. Pre-Cambriano). Attualmente non è ancora possibile uscire dal campo delle induzioni per stabilire spiegazioni ed interpretazioni geofisiche soddisfacenti.

     

Schlamm muss gashaltig auf das Trockenbeet fliessen

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Die Registrierung der Energie-Verteilung im Sonnen-Spektrum

Zusammenfassung Die Möglichkeiten einer mechanischen Registrierung der Verteilung der Energie im Spektrum der Sonne werden gezeigt.

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Summary The possibility of a mechanical record of the distribution of energy in the spectre of the sun is demonstrated.

     

Die Felchen des Alpnachersees

In eutrophic Lake Alpnach, several forms of whitefish (Coregonus spp.) are found which show different growth rates. In recent years, immature whitefish of the fastgrowing form (local name: ‘Felchen’, here called ‘Grossfelchen’) have been caught in the nets used for fishing the slowgrowing form (local name: ‘Albeli’, here called ‘Kleinfelchen’). The aim of this study was to identify the different forms of coregonids and to determine their growth rate, age of first maturation, and relative frequency in the catch with gill nets of different mesh sizes. While the separation of the different forms on the basis of meristic characters proved unsatisfactory, the growth during the first year of life was found best suited for this purpose. For the whitefish fishery in Lake Alpnach, the fastgrowing form is regarded as the most important one. Due to eutrophication, the whitefish now show a considerably faster growth than about 40 years ago. In addition, they mature at a younger age than before. The consequences of these findings for the management of the whitefish stocks in Lake Alpnach are discussed.      

Die Farbe des Himmels

Zusammenfassung I.-Es werden die Grundlagen für eine Berechnung der Farbe des Himmels zusammengestellt. Die Lichtstreuung an Luftmolekülen ist nach Richtungs- und Wellenlängenabhängigkeit bekannt. Für das Aerosol, das aus Wassertröpfchen (Brechungszahlm=4/3) bestehend angenommen wird, ist die Abhängigkeit der Streuung vom Streuwinkel und von der Wellenlänge durch neuere Arbeiten bekannt; die Veränderung mit dem Brechungsindex der Tröpfchen kann für den Fall, dass diese aus stark verdünnten. Salzlösungen bestehen, abgeschätzt werden. Die Streufunktion für ein nicht homogenes sondern aus einem Spektrum verschiedener Tropfengrössen bestehendes Aerosol wird unter der Annahme abgeleitet, dass die vonJunge im Mittel gefundene Tropfenverteilung vorliegt. Damit ergibt sich die Abhängigkeit der Streufunktion von Wellenlänge und Dunstgehalt. Sei findet ihre Verwendung in der Formel für die primäre Streustrahlung eines Himmelspunktes.-II.-Es werden für 7 Wellenlängen im sichtbaren Spektrum die Intensität des primären Streulichtes der im Sonnen- und im Gegenvertikal in 90, 85, 60, 30 0° Zenithdistanz, sowie beiderseits der Sonne in 10° Abstand gelegenen Himmelspunkte bei 2 Sonnenhöhen und vier verschiedenen Trübungszuständen der Atmosphäre gerechnet. Durch Auswertung im Farbdreieck werden hieraus die farbtongleiche Wellenlänge, die Farbsättigung und die Leuchtdichte bestimmt und die Veränderung dieser charakteristischen Grössen im Sonnenvertikal mit dem Trübungszustand der Atmosphäre diskutiert.-III.-Die Einflüsse der zweifachen Streuung innerhalb der Atmosphäre, der Beleuchtung der Atmosphäre durch Reflexstrahlung des Bodens und der Vielfachstreuung werden bestimmt. Hierfür finden einmal die Methode der vertikalen Strahlungsströme (die die Abhängigkeit der sekundären Streuung von Azimuth nicht zu erkennen gestattet), zum zweiten die direkte Berechnung der Sekundärstreuung aus der Atmosphäre und vom Erdboden Verwendung. Letzteres, Verfahren ist wegen der notwendigen mehrfachen numerischen Integrationen sehr langwierig. Es gestattet jedoch allein klare Abschätzungen für den sonnennahen Himmelsteil. An drei berechneten Punkten wird gezeigt, dass die Wirkung der sekundären Streuung in Sonnennähe etwa 30%, an sonnenfernen Himmelspunkten etwa 50% des Himmelslichtes ausmacht, und dass sie für die korrekte Erfassung des Farbtones und der Farbstättigung wesentlich ist.

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Summary I) The basic principles of computing the colour of the sky are outlined. Scattering of light by air molecules and its dependence of direction and wavelength is well known. From recent papers the dependence of scattering by aerosol, supposed to consist of waterdroplets (refractive numberm=4/3), of the angle of dispersion and of the wavelenght is known. The variation with the refractive index of the droplets assumed to consist of highly diluted solutions of salt can be estimated. The scattering function of a non-homogeneous aerosol consisting of a spectrum of different radii of droplets has been deduced on the assumption that the droplets show an average distribution of size as found byJunge. So we obtain the scattering function depending on wavelenght and amount of dust. It is used when computing the primary radiation scattered from a point of the sky.-II) For 7 wavelenghts in the visible spectrum the intensities of primary light scattered from points of the sky situated on the vertical through the sun and its opposite at zenith distances of 90, 85, 60, 30, and 0°, further from points at 10° distance above and below the sun have been computed. All these calculations have been made for two different altitudes of the sun and for four different degrees of turbidity. Applying the «Farbdreieck» (= colorimetric diagram) the wavelength of equivalent colour, the colour saturation, and the brightness are obtained, further the variation of these characteristic figures of the sun's vertical with turbidity of the atmosphere are discussed.-III) The influences of secondary scattering within the atmosphere, of illumination of the atmosphere by radiation reflected from the ground, and of multiple scattering are determined. For this purpose the method of vertical radiation flux (from which the azimuth dependence of secondary scattering cannot be found), and further the direct computation of secondary scattering from the atmosphere and ground are used. Because of the multiple numerical integration this latter procedure is rather tedious. However, it only allows for accurate estimations for the region of the sky close to the sun. The effect of secondary scattering is shown for three points of the sky. In the vicinity of the sun it is about 30%, and at greater distances it rises to about 50% of the sky light. Thus this effect is of great importance for accurately considering the shade of colour and its saturation.

     

Simulation des Nitratabbaus im Grundwasser

Ten reaction vessels containing 1 m³ were used as the experimental arrangement. They were filled with coarse sand or fine gravel and installed 60 cm below the floor. The pore volume (water saturation) was 227… 260 l. Anaerobic conditions were established by the addition of 6 g glucose at storage. The reactors were given tap water with 50 and 200 mg/l NO from KNO₃ in such a way that a volumetric rate of flow of 0.2, 0.4 and 0.8 l/d was created. The volumetric rates of flow corresponded to the natural recharge of groundwater, the recharge of groundwater under the conditions of irrigation and the conditions of an intensive wastewater ground treatment. In the effluent from the reaction vessels the nitrate concentration was determined every month. It was stationary from the 7th to the 55th month after the beginning of the experiment. The experiments are evaluated by means of a model which takes into account the diffusion, convection and kinetics of the nitrate degradation according to Michaelis-Menten. A simple method for solving homogeneous non-linear differential equations of the second order is proposed. The experimental and model results show a good agreement and prove the very slow nitrate degradation in the groundwater with k_M = 210 mg/l, v_max = 1.5 mg/l · d or k₁ = 0.005 d^?1.     

Die Algenflora des Val Piora

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Die Sandwanderung im unteren Tidegebiet der Elbe

Zusammenfassung Die Beschaffenheit des wandernden Materials wird nach sedimentpetrographischen Methoden untersucht und ein Plan der regionalen Verteilung der Korngrößen im Untersuchungsgebiet entworfen. Die Ursprungsgebiete, aus denen der Sand in die untere Elbe gelangt, werden aufgezeigt, und die Wanderung des Nordseesandes stromauf wird verfolgt. Einigen allgemeinen Bemerkungen über die Berechnung des Sandtransportes folgen Angaben über die Mengen, die durch verschiedene Querprofile des Untersuchungsgebietes auf Grund von Messungen festgestellt worden sind. Der Darstellung der direkten Sandwanderungsmessung und ihrer Ergebnisse folgt die Beschreibung einer indirekten Methode und die Angabe der hiermit erzielten Ergebnisse der Massenberechnung in den letzten 20 Jahren. Die Schwankungen in der Sedimentation und Erosion werden zu den Windverhältnissen am Feuerschiff Elbe 1 in Verbindung gesetzt, wobei eine befriedigende Übereinstimmung gefunden wird, was darauf hindeutet, daß die Nordsee mit ihren meteorologischen und hydrographischen Verhältnissen in der Hauptsache für die Sandwanderung im Untersuchungsgebiet bestimmend ist. Das Sandtransportgleichgewicht in einem Tidefluß wird behandelt, und die Bedingungen hierfür werden aufgezeigt.

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On the transport of sand in the outer estuary of the Elbe

Summary The nature of the migrating material is investigated with the aid of the methods of sedimentary petrography and a plan of the regional distribution of the sizes of grains in the investigated area is given. The regions of origin from which the sand is carried into the lower Elbe are pointed out and the transport of the sand from the North Sea is traced up-stream. Some general remarks on the calculation of the sand transport are followed by some information about the quantities which have been ascertained with the aid of several cross-profiles in the area under investigation. After the explanation of the direct measurement of sand migration an indirect method is described and the results gained by it in mass calculation during the last 20 years are given. The fluctuations in sedimentation and erosion are related to the wind distribution near Elbe I light-vessel and a rather good correspondence is found, pointing out the sand transport in the Elbe estuary to be mainly governed by the meteorological and hydrographical conditions in the North Sea. The balance of the sand transport of a tidal river is treated and its conditions are laid open.

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Sur le cheminement du sable dans l'estuaire inférieur de l'Elbe

Résumé Dans cet article on étudie selon des méthodes de la pétrographie sedimentaire la nature des matériaux mouvants et on dresse un plan de la distribution des diamètres des grains dans la zone d'exploration. On révèle les zones d'origine des sables de l'Elbe inférieur et poursuit la progression vers l'amont du sable de la mer du Nord. Après quelques notes générales sur le calcul du transport de sable on précise les quantités mesurées à l'aide de diverses coupes transversales dans la zone d'exploration. Puis, on décrit la mesure directe des sables cheminants et ses résultats ainsi qu'une méthode indirecte du calcul des masses de sable et on en donne les résultats obtenus pendant les vingt dernières années. Une confrontation des fluctuations de la sédimentation et de l'érosion avec la distribution des vents auprès du bateau-feu Elbe I conduit à un accord satisfaisant entre ces facteurs, d'où suit que ce sont, avant tout, les conditions météorologiques et hydrographiques de la mer du Nord qui exercent une influence décisive sur le cheminement du sable dans l'estuaire de l'Elbe. Enfin, le bilan du transport de sable dans un estuaire est discuté et ses conditions sont révélées.