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Mehr als hundert Bäche und Flüsse münden in den Vierwaldstättersee. Sie entwässern das vorwiegend alpine Einzugsgebiet von rund 2‘140 Quadratkilometern mit einer mittleren Höhe von 1'500 Metern. Reuss, Muota, Engelbergeraa und Sarneraa liefern rund 80 Prozent des Wassers. Insgesamt fliessen im Durchschnitt täglich 106 Kubikmeter Wasser pro Sekunde in den Vierwaldstättersee.
Gemittelt über das ganze Einzugsgebiet fallen jährlich etwa 2'100 mm Niederschlag. Nur ein kleiner Teil davon fliesst direkt oberflächlich ab, der grösste Teil wird in der Schneedecke zwischengelagert oder versickert in den Boden. Aus der Schneedecke und aus den verschiedenen Bodenschichten fliesst das Wasser zeitlich verschoben langsam ab. Deshalb führen die Flüsse im Sommer zur Schneeschmelze viel Wasser. Die Winterabflüsse sind sehr niedrig.
Auch die Infiltration in bzw. Exfiltration aus dem Grundwasser beeinflussen die Wasserführung in den Fliessgewässern. Grosse Grundwasservorkommen gibt es in den Talebenen der Sarner Aa, Engelberger Aa, Reuss und Muota sowie im Gebiet im Raum Horw/Luzern.
Rund 4 Prozent des Einzugsgebietes sind vergletschert und 28 Prozent vegetationslose, unproduktive Flächen. 26 Prozent sind Wald, 13 Prozent intensive Landwirtschaft, 18 Prozent alpwirtschaftliche Nutzflächen, 3 Prozent Siedlungs- und Verkehrsflächen und 7 Prozent Gewässer.