California Water Crisis 1st Edition Paula C.

Serrano
- PDF Download (2025)

https://ebookultra.com/download/california-water-crisis-1st-
edition-paula-c-serrano/

Visit ebookultra.com today to download the complete set of

ebooks or textbooks
Here are some recommended products for you. Click the link to
download, or explore more at ebookultra.com

Quality Unknown The Invisible Water Crisis 1st Edition

Richard Damania

https://ebookultra.com/download/quality-unknown-the-invisible-water-
crisis-1st-edition-richard-damania/

Dirty Sacred Rivers Confronting South Asia s Water Crisis

Colopy

https://ebookultra.com/download/dirty-sacred-rivers-confronting-south-
asia-s-water-crisis-colopy/

The World s Health Care Crisis From the Laboratory Bench

to the Patient s Bedside 1st Edition Ibis Sanchez-Serrano

https://ebookultra.com/download/the-world-s-health-care-crisis-from-
the-laboratory-bench-to-the-patient-s-bedside-1st-edition-ibis-
sanchez-serrano/

Field Guide to Amphibians and Reptiles of California

Revised Edition Robert C. Stebbins

https://ebookultra.com/download/field-guide-to-amphibians-and-
reptiles-of-california-revised-edition-robert-c-stebbins/
Beginning Haskell a project based approach 1st Edition
Alejandro Serrano Mena

https://ebookultra.com/download/beginning-haskell-a-project-based-
approach-1st-edition-alejandro-serrano-mena/

Introduction to California Chaparral California Natural

History Guides 1st Edition Ronald D. Quinn

https://ebookultra.com/download/introduction-to-california-chaparral-
california-natural-history-guides-1st-edition-ronald-d-quinn/

Zoroastrianism 3rd Edition Paula R. Hartz

https://ebookultra.com/download/zoroastrianism-3rd-edition-paula-r-
hartz/

Managing the Global Workforce 1st Edition Paula Caligiuri

https://ebookultra.com/download/managing-the-global-workforce-1st-
edition-paula-caligiuri/

The Green Economy and the Water Energy Food Nexus 2nd
Edition Robert C. Brears

https://ebookultra.com/download/the-green-economy-and-the-water-
energy-food-nexus-2nd-edition-robert-c-brears/
California Water Crisis 1st Edition Paula C. Serrano
Digital Instant Download
Author(s): Paula C. Serrano
ISBN(s): 9781617286223, 1617286222
Edition: 1
File Details: PDF, 25.98 MB
Year: 2010
Language: english
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.
 WATER RESOURCE PLANNING, DEVELOPMENT AND MANAGEMENT

CALIFORNIA WATER CRISIS

Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

No part of this digital document may be reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or
by any means. The publisher has taken reasonable care in the preparation of this digital document, but makes no
expressed or implied warranty of any kind and assumes no responsibility for any errors or omissions. No
liability is assumed for incidental or consequential damages in connection with or arising out of information
contained herein. This digital document is sold with the clear understanding that the publisher is not engaged in
rendering legal, medical or any other professional services.
 WATER RESOURCE PLANNING, DEVELOPMENT
AND MANAGEMENT

Additional books in this series can be found on Nova‘s website

under the Series tab.

Additional E-books in this series can be found on Nova‘s website

under the E-book tab.
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.
 WATER RESOURCE PLANNING, DEVELOPMENT AND MANAGEMENT

CALIFORNIA WATER CRISIS

PAULA C. SERRANO
EDITOR
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

Nova Science Publishers, Inc.

New York
 Copyright © 2011 by Nova Science Publishers, Inc.

All rights reserved. No part of this book may be reproduced, stored in a retrieval system or
transmitted in any form or by any means: electronic, electrostatic, magnetic, tape, mechanical
photocopying, recording or otherwise without the written permission of the Publisher.

For permission to use material from this book please contact us:
Telephone 631-231-7269; Fax 631-231-8175
Web Site: http://www.novapublishers.com

NOTICE TO THE READER

The Publisher has taken reasonable care in the preparation of this book, but makes no expressed or
implied warranty of any kind and assumes no responsibility for any errors or omissions. No
liability is assumed for incidental or consequential damages in connection with or arising out of
information contained in this book. The Publisher shall not be liable for any special,
consequential, or exemplary damages resulting, in whole or in part, from the readers‘ use of, or
reliance upon, this material. Any parts of this book based on government reports are so indicated
and copyright is claimed for those parts to the extent applicable to compilations of such works.

Independent verification should be sought for any data, advice or recommendations contained in
this book. In addition, no responsibility is assumed by the publisher for any injury and/or damage
to persons or property arising from any methods, products, instructions, ideas or otherwise
contained in this publication.

This publication is designed to provide accurate and authoritative information with regard to the
subject matter covered herein. It is sold with the clear understanding that the Publisher is not
engaged in rendering legal or any other professional services. If legal or any other expert
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

assistance is required, the services of a competent person should be sought. FROM A

DECLARATION OF PARTICIPANTS JOINTLY ADOPTED BY A COMMITTEE OF THE
AMERICAN BAR ASSOCIATION AND A COMMITTEE OF PUBLISHERS.

Additional color graphics may be available in the e-book version of this book.

LIBRARY OF CONGRESS CATALOGING-IN-PUBLICATION DATA

California water crisis / editor: Paula C. Serrano.

p. cm.
Includes index.
ISBN:  (eBook)
1. Droughts--California. 2. Water-supply--California. I. Serrano, Paula
C.
QC929.27.C2C257 2010
363.6'109794--dc22
2010016662

Published by Nova Science Publishers, Inc. † New York

 CONTENTS

Preface vii
Chapter 1 California Drought: Hydrological and Regulatory Water
Supply Issues 1
Betsy A. Cody, Peter Folger and Cynthia Brougher
Chapter 2 California Water Law and Related Legal Authority Affecting the
Sacramento-San Joaquin Delta 29
Cynthia Brougher
Chapter 3 Reality Check: California's Water Crisis 41
United States Department of the Interior
Chapter 4 Written Statement of Mary Glacken, Deputy Under-Secretary for
Oceans and Atmosphere, National Oceanic and Atmospheric
Administration, U.S. Dept. of Commerce, before the Committee on
Natural Resources, - Oversight Hearing on "The California
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

Drought: Actions by Federal and State Agencies to Address Impacts

on Lands, Fisheries, and Water Users" 45
Mary Glacken
Chapter 5 Statement of J. William McDonald, Acting Commissioner, Bureau
of Reclamation, before the House Natural Resources Committee –
―Federal Responses to Drought in California‖ 61
J. William Mcdonald
Chapter 6 Statement of Candace Thompson, Acting Deputy Administrator for
Farm Programs, Farm Service Agency, before the Committee on
Natural Resources – ―The California Drought: Actions by Federal
and State Agencies to Address Impacts on Lands, Fisheries, and
Water Users‖ 69
Candace Thompson
 vi Contents

Chapter 7 Statement of Mike Chrisman, Secretary for Natural Resources,

California Natural Resources Agency, State of California, before
the Committee on Natural Resources - "The California Drought:
Actions by Federal and State Agencies to Address Impacts on
Lands, Fisheries, and Water Users" 83
Mike Chrisman
Chapter 8 Statement of Allen Ishida, Tulare County Supervisor, before the
Committee on Natural Resources 91
Allen Ishida
Chapter 9 Groundwater Availability of the Central Valley Aquifer, California 93
United States Geological Survey
Chapter Sources 373
Index 375
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.
 PREFACE

While three years of hydrological drought conditions have created a fundamental

shortage of water supply in California, many water users have questioned the extent to which
regulatory and court-imposed restrictions on water removed from the Sacramento and San
Joaquin Rivers Delta, in order to protect fish habitat, have contributed to water shortages in
2009. A longer term issue for Congress is how to evaluate management alternatives that will
protect species, but also help water users and economies that depend on reliable water
supplies and healthy ecosystems. This book discusses California's current hydrological
situation and provides background on regulatory restrictions, affecting California water
deliveries, as well as on the long-established state water rights system.
Chapter 1 - California experienced severe water supply shortages in 2009, which led to
economic disruption across the state, including concentrated losses in agricultural areas in the
western portion of the Central Valley—areas already experiencing declines in the housing
industry and the economic downturn in general. At the same time, several fish species whose
habitat lie at the heart of California‘s water supply system and throughout its northern rivers
are in decline and some face the possibility of extinction. This situation too has had economic
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

implications, resulting in job and income losses in northern California. The short-term issue
for Congress is how to evaluate demands for increasing water supplies that may help some
users but may jeopardize the continued existence of several fish species. A longer-term issue
for Congress is how to evaluate management alternatives that will protect species, but also
help water users and economies that depend on reliable water supplies and healthy
ecosystems.
While three years of hydrological drought conditions have created a fundamental
shortage of water supply in California, many water users have questioned the extent to which
regulatory and court-imposed restrictions on water removed from the Sacramento and San
Joaquin Rivers Delta, in order to protect fish habitat, have contributed to water shortages in
2009. Conversely, fishermen and others question to what degree increased Delta pumping in
2004 contributed to fish declines.
Current observations of below-average runoff, reservoir levels, and groundwater levels
are broadly comparable to those observed during previous episodes of drought in California.
At the end of water year 2008-2009 (October through September), statewide precipitation
stood at 76% of average, and water levels in key reservoirs in the state were 69% of average.
Groundwater levels from selected wells in the Central Valley are also broadly similar to
groundwater levels during two previous historic drought periods. The below-average
 viii Paula C. Serrano

precipitation, below-average water content of the Sierra snowpack in consecutive winters, and
similarity of groundwater levels compared across different periods of California drought
support the contention that a multiyear hydrological drought underlies the current water crisis
that faces California.
Depending on what baseline is used, total reductions in water exported from the Delta in
2009 are estimated to range from 37% to 42%. Restrictions on water deliveries resulting
directly from federal and state regulations, or imposed by courts‘ interpretation of those rules,
are estimated to range roughly from 20% to 25% of the total export reductions for 2009. The
remaining 75%-80% of 2009 export reductions, according to the Department of the Interior,
are due to ―lack of runoff‖ (i.e., drought) and other factors. The system of state water rights
also has a profound effect on who gets how much water and when, particularly in times of
drought or other shortages. Water shortages due to drought and regulatory export restrictions
have resulted in unequal impacts on Central Valley Project (CVP) and State Water Project
water contractors because of differences in priority of water rights underlying different water
contracts. Although combined Delta exports have increased on average since the 1980s and
early 1990s, even with implementation of several regulatory restrictions, CVP water
allocations for some contractors have been significantly reduced.
This report discusses California‘s current hydrological situation and provides background
on regulatory restrictions affecting California water deliveries, as well as on the long-
established state water rights system, which also results in uneven water deliveries in times of
shortages.
Chapter 2 - The Sacramento-San Joaquin River Delta (the Delta) is formed by the
confluence of the north- flowing San Joaquin River, the south-flowing Sacramento River, and
the San Francisco Bay, to which the delta of the two rivers is linked. The 1,153-square-mile
estuary is the hub of California‘s extensive water supply system. The Delta provides water to
more than 25 million people and habitat for various species, including the threatened delta
smelt and endangered chinook salmon. As such, the Delta has endured decades of competing
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

water demands. During this time, the Delta ecosystem has experienced environmental
degradation, increasing regional water demands, and a decrease in reliable water supplies for
urban, agricultural, and natural areas.
The numerous stakeholders associated with the Delta include agricultural, urban,
industrial, environmental, and recreational interests. In order to provide water to the various
users, two major water projects were created: the federal Central Valley Project and the State
Water Project. Concerns have been raised about the effectiveness of the regulation of these
projects and the Delta waters generally, both to meet the needs of water users and to avoid
environmental impacts to water quality and species. Specifically, in late 2007, a federal judge
ordered a reduction in the amount of water pumped out of the Delta in order to preserve the
habitat of endangered fish in the Delta, meaning less water would be available for areas that
depend on the water projects for their water supply. In 2008, those restrictions were continued
under a newly issued biological opinion, and another judicial decision was issued that
indicates similar restrictions may be required for other species. Furthermore, Governor
Schwarzenegger declared a state of drought for the entire State of California in June 2008 and
declared a state of emergency in California due to drought in February 2009. These events
pose significant impacts on California‘s water supply. As a matter of overseeing the impacts
of water flow and water management in the Delta, the House Natural Resources Committee
 Preface ix

held a subcommittee hearing on the effect conditions in the Delta have on the endangered
species there in 2008.
This report provides a summary of California‘s dual system of water rights, which
includes riparian and prior appropriation doctrines, and regulation of those rights by the state.
In particular, the report discusses considerations used in the process of regulating water
usage, including the public trust doctrine, the rule of beneficial use, and the no injury rule.
The report discusses the California water projects, the projects‘ rights, and access to water by
other users. Significant court decisions and relevant statutes that affect the Delta are explained
as well.
Chapter 3 - From California‘s Bay Delta and the farms of the Central Valley to the
fisheries of northern California and cities in the south, a third year of severe drought is
affecting the lives of all Californians. This document aims to provide clear, accurate
responses to questions about the state‘s water crisis so that Californians can make informed
decisions about water use and help build a sustainable water future for themselves and their
communities.
Chapter 4 - This chapter is edited and excerpted written testimony by Mary Glackin
before the Committee on Natural Resources on March 31, 2009.
Chapter 5 - This chapter is edited and excerpted testimony by J. William McDonald
before the Committee on Natural Resources on March 31, 2009.
Chapter 6 - This chapter is edited and excerpted testimony by Candace Thompson before
the Committee on Natural Resources on March 31, 2009.
Chapter 7 - This chapter is edited and excerpted prepared testimony by Mike Chrisman
before the Committee on Natural Resources on March 31, 2009.
Chapter 8 - This chapter is edited and excerpted prepared testimony by Allen Ishida
before the Committee on Natural Resources on March 26, 2009.
Chapter 8 – These remarks were delivered as Statement of Allen Ishida, Tulare County
Supervisor, before the Committee on Natural Resources, U.S. House of Representatives,
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

dated March 26, 2009.

Chapter 9 – An adequate supply of groundwater is essential for the Nation‘s health and
economic well being. Increased use of groundwater resources and the effects of drought have
led to concerns about the future availability of groundwater to meet domestic, agricultural,
industrial, and environmental needs. The resulting effects of competition for groundwater
from human and environmental uses need to be better understood to respond to the following
basic questions that are being asked about the Nation‘s ability to meet current and future
demands for groundwater. Do we have enough groundwater to meet the needs of the Nation?
Where are these groundwater resources? Is groundwater available where it is needed? To help
answer these questions, the U.S. Geological Survey‘s (USGS) Groundwater Resources
Program is conducting large-scale multidisciplinary regional studies of groundwater
availability, such as this study of the Central Valley Aquifer System, California.
Regional groundwater availability studies quantify current groundwater resources,
evaluate how those resources have changed through time, and provide tools that decision
makers can use to forecast system responses to future development and climate variability
and change. These quantitative studies are, by design, large in scope, can include multiple
aquifers, and address critical groundwater issues. The USGS has previously identified the
Nation‘s principal aquifers and they will be used as a framework to classify and study
regional groundwater systems.
 x Paula C. Serrano

The groundwater availability studies being conducted for each regional groundwater flow
system emphasize the use of long-term groundwater monitoring data, in conjunction with
groundwater models, to improve understanding of the flow systems and assess the status and
trends in groundwater resources in the context of a changing water budget for the aquifer
system. The results of these individual groundwater availability studies will be used
collectively as building blocks towards a national assessment of groundwater availability. In
addition, these studies will provide the foundational information and modeling tools needed
to help State and local resource managers make water availability decisions based on the
latest comprehensive quantitative assessment given their regional water-management
constraints and goals.
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.
 In: California Water Crisis ISBN: 978-1-61728-267-6
Editor: Paula C. Serrano © 2011 Nova Science Publishers, Inc.

Chapter 1

CALIFORNIA DROUGHT: HYDROLOGICAL

AND REGULATORY WATER SUPPLY ISSUES

Betsy A. Cody, Peter Folger and Cynthia Brougher

SUMMARY
California experienced severe water supply shortages in 2009, which led to economic
disruption across the state, including concentrated losses in agricultural areas in the western
portion of the Central Valley—areas already experiencing declines in the housing industry
and the economic downturn in general. At the same time, several fish species whose habitat
lie at the heart of California‘s water supply system and throughout its northern rivers are in
decline and some face the possibility of extinction. This situation too has had economic
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

implications, resulting in job and income losses in northern California. The short-term issue
for Congress is how to evaluate demands for increasing water supplies that may help some
users but may jeopardize the continued existence of several fish species. A longer-term issue
for Congress is how to evaluate management alternatives that will protect species, but also
help water users and economies that depend on reliable water supplies and healthy
ecosystems.
While three years of hydrological drought conditions have created a fundamental
shortage of water supply in California, many water users have questioned the extent to which
regulatory and court-imposed restrictions on water removed from the Sacramento and San
Joaquin Rivers Delta, in order to protect fish habitat, have contributed to water shortages in
2009. Conversely, fishermen and others question to what degree increased Delta pumping in
2004 contributed to fish declines.
Current observations of below-average runoff, reservoir levels, and groundwater levels
are broadly comparable to those observed during previous episodes of drought in California.
At the end of water year 2008-2009 (October through September), statewide precipitation
stood at 76% of average, and water levels in key reservoirs in the state were 69% of average.
Groundwater levels from selected wells in the Central Valley are also broadly similar to
groundwater levels during two previous historic drought periods. The below-average
 2 Betsy A. Cody, Peter Folger and Cynthia Brougher

precipitation, below-average water content of the Sierra snowpack in consecutive winters, and
similarity of groundwater levels compared across different periods of California drought
support the contention that a multiyear hydrological drought underlies the current water crisis
that faces California.
Depending on what baseline is used, total reductions in water exported from the Delta in
2009 are estimated to range from 37% to 42%. Restrictions on water deliveries resulting
directly from federal and state regulations, or imposed by courts‘ interpretation of those rules,
are estimated to range roughly from 20% to 25% of the total export reductions for 2009. The
remaining 75%-80% of 2009 export reductions, according to the Department of the Interior,
are due to ―lack of runoff‖ (i.e., drought) and other factors. The system of state water rights
also has a profound effect on who gets how much water and when, particularly in times of
drought or other shortages. Water shortages due to drought and regulatory export restrictions
have resulted in unequal impacts on Central Valley Project (CVP) and State Water Project
water contractors because of differences in priority of water rights underlying different water
contracts. Although combined Delta exports have increased on average since the 1980s and
early 1990s, even with implementation of several regulatory restrictions, CVP water
allocations for some contractors have been significantly reduced.
This report discusses California‘s current hydrological situation and provides background
on regulatory restrictions affecting California water deliveries, as well as on the long-
established state water rights system, which also results in uneven water deliveries in times of
shortages.

INTRODUCTION
This report analyzes California‘s current hydrological situation and addresses whether
California is experiencing a hydrological drought and to what extent water delivery
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

reductions are linked to regulatory restrictions. Some observers question the Administration‘s
and the state‘s contention that drought conditions persist and that such conditions are largely
to blame for significantly reduced water deliveries in 2009. It appears that three years of
hydrological drought conditions have created a fundamental shortage of supply, and that
regulatory and court-imposed restrictions, as well as the long established state water rights
system, seem to have exacerbated the impacts of drought on water deliveries. An underlying
question is not necessarily whether the drought is either hydrological or regulatory, but rather
to what extent each affects water deliveries.
The Department of the Interior (hereafter referred to as ―Interior‖) has stated that
California is experiencing a hydrological drought.1 This also was briefly stated by Interior and
other federal agencies in response to Member questions during a March 31, 2009, hearing on
drought before the House Natural Resources Committee. Further, the governor of California
declared a drought emergency in both January 2008 and January 2009. Earlier this year,
USDA had designated two California counties as primary natural disaster areas, and most
recently the U.S. Department of Agriculture on September 22 designated 21 counties in
California as ―primary natural disaster areas‖ because of losses caused by drought in 2009.2
CRS has analyzed a variety of data and information on hydrological and regulatory limits
on California water resources, as well as restrictions due to water rights allocations. This
 California Drought: Hydrological and Regulatory Water Supply Issues 3

report provides a summary of California‘s 2009 hydrological situation with comparisons,

where applicable, to other drought years; a summary of the key regulatory requirements that
at times limit water deliveries or ―exports‖ from the San Joaquin and Sacramento Rivers
Delta (hereafter referred to as the ―Delta‖); and a brief discussion of California water rights
and how they relate to different types of federal contracts and their associated water
allocations.

WHAT IS DROUGHT?
Droughts have affected the United States, particularly the American West, for centuries.
Drought is defined in a number of ways; the simplest may be as a deficiency of precipitation
over an extended period of time, usually a season or more.3 The deficiency is usually
evaluated relative to some long-term average condition, or balance, between precipitation,
evaporation, and transpiration by plants. Drought, which has a beginning and an end, is
distinguished from aridity, which is restricted to low-rainfall regions and is a relatively
permanent feature of climate (e.g., deserts are regions of relatively permanent aridity).4
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

Source: U.S. Drought Monitor, at http://drought.unl.edu/DM/MONITOR.html.

Notes: The U.S. Drought Monitor map for early September 2006 is shown for comparison, indicating
that California was not experiencing drought conditions in 2006.

Figure 1. U.S. Drought Monitor Maps for Early September 2006-2009

At the national level, drought is monitored and reported in an index known as the U.S.
Drought Monitor, which synthesizes various drought indices and impacts, and represents a
consensus among academic and federal scientists of ongoing drought conditions. The U.S.
 4 Betsy A. Cody, Peter Folger and Cynthia Brougher

Drought Monitor uses five key indicators, together with expert opinion, indices to account for
conditions in the West where snowpack is relatively important, and other indices used mainly
during the growing season. (The five key indicators include the Palmer Drought Index, the
Climate Prediction Center soil moisture model, U.S. Geological Survey weekly streamflow
data, the Standardized Precipitation Index, and short- and long-term drought indicator
blends.)5 Drought indices are typically used to assess and classify the intensity and type of
drought. The classification of drought intensity, such as that shown in Figure 1, may depend
on a single indicator or several indicators, often combined with expert opinion from the
academic, public, and private sectors.
The ―A‖ and ―H‖ terms shown in Figure 1 give additional information on the nature of
the drought in the affected region. Agricultural drought (―A‖) can be defined as when there is
insufficient moisture to meet the needs of a particular crop at a particular time.6 Hydrological
drought (―H‖) can be defined as deficiencies in water supplies, as measured by stream flows,
lake or reservoir levels, or elevation of the ground water surface. Hydrological drought
usually lags behind agricultural drought because it takes longer for deficiencies in
precipitation to affect the broader hydrologic system. Lack of rainfall during a critical part of
the growing season may have an immediate impact on farmers—an agricultural drought—but
the deficiency may not affect reservoir or river levels for many months. Because a
hydrological drought affects the broader hydrologic system, such as one or several river
basins, a severe hydrological drought could exacerbate competition among water uses:
irrigation, navigation, recreation, municipal and industrial supply, energy production,
preservation of endangered species, and others.

DROUGHT IN CALIFORNIA: HYDROLOGICAL CONDITIONS

The U.S. Drought Monitor in Figure 1 shows persistent drought in California for 2007-
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

2009. The map does not take into consideration any decisions on reductions in water delivery
made by the state or federal government. It is strictly a representation of the hydrological
status of California (from factors other than deliveries of water mandated or restricted by
regulation). However, increases in 2009 precipitation levels in many California watershed
basins and near-average and above-average reservoir levels in some areas of the state have
caused some to question the drought determination by state and federal officials. Some parties
have pointed in particular to environmental restrictions on Delta exports as causing a
regulatory or ―man-made‖ drought.7 In response to this debate, the Bureau of Reclamation
has noted that one-third less water—approximately 2.1 million acre-feet (AF)8—is available
for export out of the Delta this year. Of that amount, the agency estimates that nearly 25%
(500,000 AF) of this year‘s export reduction is due to recent Endangered Species Act (ESA)
restrictions for the Delta smelt and the other 75% is due to dry conditions and other long-
standing requirements such as Delta salinity standards. Another less frequently mentioned
factor in water allocations is the state system of water rights, which has a large and direct
effect on how much water the different state and federal water contractors receive north of the
Delta versus south of the Delta, particularly in dry years. Under this system, some federal
water contractors are receiving just 10% to 15% of their contracted supplies, while more
 California Drought: Hydrological and Regulatory Water Supply Issues 5

senior contractors are receiving 100%. (For a summary of the different types of contractors,
see ―California Water Rights: Acquisitions and Allocations,‖ below.)
The U.S. Drought Monitor map for September 1, 2009 (upper left map in Figure 1),
includes California within its agricultural and hydrological drought impact classification (the
AH symbol on the map), which means that the dry conditions have been severe enough to
affect crops, pastures, grasslands, rivers, groundwater supplies, and reservoir levels. Figure 1
also illustrates the persistent nature of the drought for 2007 through 2009. The figure shows
that other parts of the country, such as Texas, the Southeast, and portions of the Great Plains
have seen drought conditions come and go since 2006. In contrast, California has faced
abnormally dry to extreme drought conditions continuously from 2007 to the present.
California has experienced years of consecutive drought in the past. Observations of
below-average runoff, reservoir levels, and groundwater levels are broadly comparable to
those observed during previous episodes of drought in California (e.g., 1977-1978 and 1987-
1992).

Runoff and Storage

The California Department of Water Resources (DWR) evaluation (as of August 31,
2009) of the California drought identifies below-average runoff and reservoir storage:

This water year will be the third dry year in a row for California. Runoff and reservoir
storage entering Water Year 2009-2010 will be below average, with key reservoirs
significantly lower than average. Emergency declarations are in place in four counties
currently experiencing economic or supply difficulties. Drought conditions remain severe at
this time, and the developing El Nino over the Pacific Ocean may not improve statewide water
supply next year.9
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

Below-average runoff indicates an underlying deficit in precipitation, which would

support a common definition of drought: less rain or snow than a region would receive
compared to some long-term average (consistent with the description of hydrological drought,
discussed above). The California DWR also points out that California has experienced three
dry years in a row compared to the long-term average, a persistent and statewide condition
that likely underlies much of the discussion and controversy over water allocations in the
state. Figure 2 shows reservoir storage at the end of the water year in California for seven
―key‖ reservoirs identified by the California DWR for 2006-2009. The figure shows that the
reservoirs have been at 78% or less of average levels for the last three years compared to
2006, which was 123% of average for the seven reservoirs. Reservoir levels for the seven key
reservoirs shown in Figure 2 were at 69% of historical average as of September 30, 2009, the
end of the 2008-2009 water year.
A comparison of reservoir levels for 12 California reservoirs measured in April 2009 and
in September 2009 indicates that individual reservoirs‘ conditions changed in the intervening
five months, but that nine of the 12 reservoirs were below historically average levels in both
April and September. (See Appendix A and Appendix B for the comparison between April
and September for the 12 reservoirs.) According to the California DWR, statewide reservoir
storage was at 79% of average levels at the end of September; however, the two largest
 6 Betsy A. Cody, Peter Folger and Cynthia Brougher

reservoirs (Shasta and Lake Oroville) in the federal and state systems serving California
remained at 63% and 59% of historical levels for September.10 Also, comparing the amount
of water held in storage at each of the 12 reservoirs versus the total amount of storage (i.e.,
the aggregate amount from the 12 reservoirs) historically held at the same time shows that
reservoir levels were at approximately 70% of the historical total, not 79% as indicated by the
California DWR.11 This difference may reflect the way the California DWR calculated the
statewide average value from the levels measured in the 12 reservoirs.12 In addition, of the
five reservoirs which historically average greater than 1 million AF of storage at the end of
September, only Don Pedro reservoir was above its historical average (106%); the other four
reservoirs ranged from 83% (New Melones) to 54% (Trinity). The three largest reservoirs
(Shasta, Oroville, Trinity), which historically contain over 50% of the total storage in
September for the 12 reservoirs shown in Appendix A, were all well below average historical
levels at the end of September 2009, ranging from 54% (Trinity) to 63% (Shasta).
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

Source: California Department of Water Resources, ―California‘s Drought Update,‖ Figure 2 (Nov. 30,
2009), at http://www.water.ca.gov/drought/docs/DroughtUpdate-113009.pdf.
Notes: The seven reservoirs identified as ―key‖ by the California DWR are Trinity, Shasta, Oroville,
Folsom, Don Pedro, New Melones, and San Luis.

Figure 2. Reservoir Storage at the End of the Water Year, as a Percent of Average, for Seven Reservoirs
in California (2009 levels as of September 30, 2009)
 California Drought: Hydrological and Regulatory Water Supply Issues 7

Timing

Persistent drought conditions in California since 2007 do not necessarily mean that all
locations throughout California experienced the same degree of drought at all times. Drought
conditions have changed over time and by location, so that despite below-average
precipitation and lower-than-average reservoir levels generally, conditions have differed from
month to month. For example, January is normally the wettest month for California,
averaging 4.35 inches of precipitation in the state.13 In January 2009, however, California
only received 1.25 inches, or 29% of average precipitation for the month. From October
through April, a seven-month period, California receives most of its precipitation, an average
of approximately 20 inches, or more than 90% of the yearly total. For 2008-2009, only
February received above-average precipitation over that seven-month period (Table 1).
Despite a relatively wet February (138% of average), and a wet May and June (169% and
134% of average, respectively), California had received 76% of its average annual
precipitation as of September 30, 2009.14 The state had received 77% at the end of March and
73% at the end of April 200915—critical times for water delivery decisions (see Table 1). The
California DWR reported that reservoir storage was 80% of average at the end of August;
however, much of that storage was located in smaller reservoirs south of the Delta.16

Table 1. Average and Observed Statewide Precipitation, by Month

(shows % of average by month and cumulatively for water year 2008-2009, through
September 30, 2009)

Average Water Year 2008-

% of Average % of Average
Month Precipitation 2009 Observed
(by month) (cumulative)
Statewide (inches) Precipitation
October 1.22 0.73 60% 60%
November 2.80 2.49 89% 80%
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

December 3.91 3.05 78% 79%

January 4.35 1.25 29% 61%
February 3.66 5.06 138% 79%
March 3.12 2.13 68% 77%
April 1.64 0.59 36% 73%
May 0.89 1.50 169% 77%
June 0.35 0.47 134% 79%
July 0.18 0.03 17% 78%
August 0.28 0.06 21% 78%
September 0.48 0.09 19% 76%
Total 22.34 17.39 76%
Source: California Department of Water Resources, ―California‘s Drought Update,‖ (Nov. 30, 2009),
Table 1, at http://www.water.ca.gov/drought/docs/DroughtUpdate-113009.pdf. CRS provided the
last column showing the cumulative % of average precipitation.

When, where, and how precipitation occurs (e.g., snow versus rain) are critical to water
allocation decisions typically made in the late spring. The timing of precipitation and runoff
critically influences allocation decisions for the State Water Project (SWP) and the Central
 8 Betsy A. Cody, Peter Folger and Cynthia Brougher

Valley Project (CVP). For example, both projects rely on precipitation data, including data
indicating the water content of snowpack and projected runoff, to decide how much water to
allocate to water users early in the water year (February-May). Typically, DWR and the Bureau of
Reclamation (hereafter referred to as ―Reclamation‖) announce water allocations for the coming
growing season in mid-February of each year. This announcement is generally followed by
monthly allocation announcements (through May) based on updated precipitation data and runoff
projections. In February 2009, the California DWR (responsible for the SWP) and Reclamation
(responsible for the CVP) announced that water allocations would be significantly restricted for all
contract categories and severely restricted for some (some CVP contractors were to receive no
CVP water). DWR stated that its May allocation for the water year was its last allocation, based on
reservoir levels and other factors up to that date. Although early May rain and snow allowed the
DWR to increase its allocation of the SWP from 30% to 40%, below-normal precipitation and
runoff for six of the preceding seven months kept the allocation low: ―This small increase in SWP
deliveries does not mean California has overcome the effects of three consecutive dry years. In
fact, 2007 to 2009 will likely rank in the top 10 driest three-year periods in the last century.‖17
Similarly, Reclamation was able to increase its CVP allocations in April and May; however,
south-of-Delta CVP water service contractors were still allocated just 10% of their maximum
contract amount, while senior north-of-Delta water rights contractors and south-of-the-Delta water
rights contractors were allocated 100% of their contract amounts.18
Because the Sierra Nevada snowpack is such a critical component of the California water
supply, the amount, timing, and water content of the snowpack influences decisions about water
distribution for the rest of the year. For example, January 2009 was the ninth-driest January on
record for the state, and the Sierra snowpack contained only 60% of its average water content,
prompting the California governor to declare a statewide emergency due to drought on February
27, despite a relatively wet February.19 The Sierra snowpack was also at 60% of its average water
content in January 2008, and the driest spring on record in 2008 also prompted the governor to
declare a statewide drought and a state of emergency for nine counties in June 2008,20 despite
improvements in the snowpack in February 2008.
Copyright © 2010. Nova Science Publishers, Incorporated. All rights reserved.

Prospects for a Continuing Hydrologic Drought

California receives the bulk of its precipitation in the late fall and winter months, and it is
difficult to predict with any certainty what the precipitation patterns will be for the 2009-2010
water year. Greater than average precipitation fell during October 2009 (2.29 inches received
versus 1.22 inches average);21 however, precipitation in October typically represents only
about 5% of the California total. One month of above-average precipitation in the beginning
of the 2009-2010 water year does not seem to have affected reservoir levels significantly.22
Because the drought in California has lasted for three consecutive years, its effects may
persist even if the state receives more precipitation in the current water year (October through
September) than in the previous three water years, depending on the amount, type (snow
versus rain), and timing of precipitation and runoff, and other factors. Despite uncertainties in
predicting future precipitation, the California DWR announced on December 1, 2009, an
initial allocation of 5% of total contracted water deliveries to SWP contractors for 2010.23 In
its press release, the California DWR noted that its initial allocation is a very conservative
estimate of what it expects to deliver; nevertheless, 5% is the lowest initial allocation by the
SWP since 1967.
Other documents randomly have
different content
bis 100 kg). Die Klemmen sind 50 mm breit. Im Übrigen ist dieser
Prüfer so gebaut wie der oben beschriebene.
Der Antrieb der Apparate erfolgt mit der Hand; zur Erzielung
größerer Gleichmäßigkeit bei der Versuchsausführung können sie
aber auch für Wasserantrieb eingerichtet werden. Erforderlich hierfür
ist ein Wasserleitungsdruck von 3–4 Atm.
Beim Aufstellen der S c h o p p e rschen Prüfer ist darauf zu
achten, daß der Zeiger des unbelasteten Krafthebels auf Null und die
Luftblase der am Gestell angebrachten Wasserwage in der Mitte
einspielt. Die Reibung des Krafthebels in der Nähe des Nullpunktes
ist nur unbedeutend, das Einspielen auf Null daher sehr
befriedigend.
Die Gesamtreibung im Apparat ist sehr gering. In der
Versuchsanstalt ist bereits eine ganze Anzahl geprüft worden, der
Reibungsfehler war selbst im ungünstigsten Falle kleiner als 1% der
Gesamtbelastung. Der Fehler verschwindet aber noch zum größten
Teil, weil sich der Apparat während des Versuches niemals in
absoluter Ruhe befindet, er ist daher für praktische Versuche ohne
wesentliche Bedeutung.
Die Vorteile, die der S c h o p p e rsche Apparat gegenüber
anderen hat, liegen, abgesehen von der soliden und kräftigen
Ausführung, in dem Vermeiden von Spiralfedern, in der besseren
Ablesung von Bruchlast und Bruchdehnung infolge der großen
Maßstäbe und in der senkrechten Anordnung.
Durch das Vermeiden von Spiralfedern ist eine wiederholte
Prüfung des Apparates auf die Zuverlässigkeit seiner Angaben nicht
erforderlich; ist er vor der Benutzung geprüft und dann gut
aufgestellt, so hat man nur darauf zu achten, daß er nicht durch
Stoß oder Schlag beschädigt und daß er stets in sauberem Zustande
gehalten wird.
Diese Umstände machen den Apparat für praktische Bedürfnisse
besonders geeignet.
[9] Eine genaue Beschreibung des Apparates und die Ergebnisse
seiner Prüfung hat D a l é n in den Mitt. a. d. techn. Vers. Anst.
1901, S. 183 veröffentlicht.
[10] Zur Prüfung von Materialien, die noch größere Kräfte
erfordern (starke Gewebe, Leder u. s. w.), werden nach
denselben Grundsätzen noch stärkere Maschinen (bis zu 1000 kg
Kraftleistung) gebaut.
 [11]
Wendlers Festigkeitsprüfer.
Unter Hinweis auf Fig. 11–12 sei über den Bau und die
Wirkungsweise des Prüfers folgendes gesagt:
Der A n t r i e b erfolgt durch ein Handrad a, welches bei vielen
Apparaten auf Wunsch durch Schneckenrad und Schraube s ersetzt
worden ist. Der Zapfen dieses Rades dreht sich in dem Lager l,
welches mit dem Bett d aus einem Stück hergestellt ist. In diesem
Zapfen, welcher ausgebohrt ist, wird die Schraube b, welche mit
dem Schlitten c fest verbunden ist und mit deren Hilfe die
Fortbewegung des Schlittens ermöglicht wird, geführt. Am Handrade
befindet sich eine Mutter, bestehend aus der Hülse p und zwei
Gewindebacken, welche durch einen Kurvenschub geöffnet
beziehungsweise geschlossen werden können, je nachdem die
Bewegung des Schlittens direkt mit der Hand oder mit Hilfe des
Handrades bewirkt werden soll.
Bei einer Rechtsdrehung der Hülse wird die Verbindung
geschlossen, d. h. das Gewinde der Backen greift in die Vertiefungen
der Schraube; umgekehrt wird bei einer Linksdrehung die
Verbindung geöffnet.
Die E i n s p a n n v o r r i c h t u n g besteht aus 2 Klemmen k und
k1, von denen die erstere am Wagen w, die letztere am Schlitten c
befestigt ist. Zwischen den Backen dieser Klemmen wird der zu
untersuchende Papierstreifen eingespannt. Die Backen sind
senkrecht zur Zugachse wellenförmig ausgearbeitet, um ein
Rutschen des Streifens in den Klemmen zu verhindern. Die Backen
selbst werden durch Schrauben s1 und s2 zusammengepreßt.[12]
 Fig. 11.
Wendlers Festigkeitsprüfer.
❏
GRÖSSERES BILD

Die K r a f t m e s s u n g geschieht mittels Schraubenfedern, deren

der Apparat zwei von 9 und 20 kg Höchstkraftleistung besitzt. Die
Feder wird an einem Ende durch die Hülse i gehalten, welche mit
dem Bett d fest verbunden ist, am anderen durch den Wagen w. Die
Zahnstange f ist mit dem Wagen w verbunden und wird durch die
Hülse i geführt. Mit dem Bett durch Schrauben verbunden sind die
Sperrklinken g, welche in die Zähne der Zahnstange greifen und,
sobald das Papier gerissen, die Feder am Zurückschnellen hindern.
Der Wagen schiebt mit Hilfe des Hebels h den Schleppzeiger z
vor sich her über den Kraftmaßstab r. Der Schleppzeiger besitzt eine
Nullmarke, unter welcher man nach dem Zerreißen des Papiers auf
dem Maßstab die Bruchbelastung in Kilogramm abliest.
Die D e h n u n g wird bestimmt durch die gegenseitige
Verschiebung des Schleppzeigers, auf welchem der
Dehnungsmaßstab O, geteilt nach den Prozenten einer normalen
Streifenlänge von 180 mm, angebracht ist, und der Nullmarke des
Schlittens. Man liest nach dem Zerreißen des zu untersuchenden
Streifens die Dehnung direkt in Prozenten ab.
 Fig. 12.
Wendlers Festigkeitsprüfer.

Um ein Papier mit diesem Apparate zu prüfen, hebt man

zunächst die Sperrklinken auf, versetzt die Feder in Schwingungen
und schiebt dann den Schleppzeiger behutsam an den Hebel heran;
man sieht nun zu, ob die Nullmarke des Zeigers mit der des
Maßstabes übereinstimmt; ist dies nicht der Fall, so verschiebt man
letzteren so lange, bis die Marken sich decken. Man stellt jetzt die
Feder vermittelst der Schraube t fest und verschiebt den Schlitten c,
bis die beiden Nullmarken des Dehnungsmaßstabes und des
Schlittens übereinstimmen. Jetzt nimmt man einen Streifen von dem
zu untersuchenden Papier in den früher für die Normalstreifen
angegebenen Größenverhältnissen, klemmt denselben ein, löst die
Schraube t, legt die Sperrklinken ein und kann jetzt mit der
Untersuchung beginnen, indem man das Rad in möglichst
gleichmäßige und langsame Umdrehungen versetzt.
Nach dem Zerreißen des Streifens liest man Belastung sowie
Dehnung ab, entlastet dann die Feder, indem man den Wagen mit
der Hand festhält, die Sperrklinken auslöst und nun den Wagen mit
der Feder langsam zurückgleiten läßt.
Um eine andere Feder einzusetzen, nimmt man den Wagen,
drückt die Feder etwas zusammen, dreht sie um 90° und zieht den
Wagen mit der Zahnstange heraus.
 In der Versuchsanstalt werden vier dieser W e n d l e rschen
Apparate elektrisch angetrieben; auf diese Weise wird ein sehr
gleichmäßiger Gang erzielt.
Die von M a r t e n s entworfene Ausrückvorrichtung[13] setzt die
Apparate im Augenblick des Streifenbruches außer Tätigkeit.
Fig. 12 zeigt den Apparat nach dem Bruch eines Streifens.

[11] Bezugsquelle H . B o l l m a n n, Berlin S, Hasenhaide 63.

[12] Bei den Apparaten der Versuchsanstalt sind die
Schraubenklemmen durch die besser wirkenden Exzenterklemmen
mit ebenen Backen ersetzt worden (vergl. Fig. 7). Die jetzt in den
Handel kommenden W e n d l e rschen Prüfer werden auf Wunsch
ebenfalls mit diesen Klemmen versehen.
[13] Beschrieben und abgebildet im Sonderheft III der Mitt. a. d.
t. Versuchsanstalten 1887.
 Festigkeitsprüfer nach Hartig-Reusch.
Unter Hinweis auf Fig. 13–14 sei hier das zum Verständnis des
Apparates Nötige gesagt.
Der zu untersuchende Streifen wird durch die Klemmen a und b
festgelegt, deren wellenförmig eingeschnittene Backen das
Herausziehen des Streifens während des Versuchs verhindern sollen.
Die eine der Klemmen b ist mit der Vorrichtung der Kraftübertragung
verbunden, während die andere sich an einem beweglichen Bock A
befindet, der an jeder Stelle durch eine Schraube fest mit dem
Grundbett verbunden werden kann. Der Bock trägt ferner eine mit
einer Marke versehene Messingscheibe, welche auf einer im Bett
eingelegten Meterteilung in jeder Stellung die Entfernung der
Vorderkanten der beiden Klemmen a und b voneinander angibt.
Die zweite Klemme b ist durch den Wagen B mit der
Schraubenfeder F, welche zum Zerreißen des Probestreifens dient,
verbunden. F muß sich also beim Versuch soweit elastisch
ausdehnen, als dem Widerstande, welchen der Papierstreifen dem
Zerreißen entgegensetzt, entspricht. Gleichzeitig folgt jedoch der
Wagen dem Zuge der Feder um soviel, als das Papier sich bis zum
Bruche dehnt. Diese beiden Bewegungen, die Ausdehnung der Feder
und die Verschiebung des Wagens, werden auf den Zeichenstift G
übertragen, welcher die Versuchslinien auf dem hierfür angebrachten
Papier verzeichnet.
Die senkrechten Ordinaten entsprechen den Federausdehnungen
und somit den zum Zerreißen erforderlich gewesenen Zugkräften
und die wagerechten Ordinaten den diesen Zugkräften
entsprechenden Dehnungen der Probestreifen.
 Fig. 13.
Festigkeitsprüfer nach Hartig-Reusch.
❏
GRÖSSERES BILD

Fig. 14.
Schematische Darstellung des Hartig-Reuschschen Prüfers.

Die Tafel (Fig. 14), welche das Papier für die Schaulinien trägt,
läßt sich wagerecht verschieben, so daß es auf diese Weise möglich
ist, mehrere Kurven nebeneinander zu zeichnen.
Zu jedem Apparat gehören 3 verschiedene Federn, je eine von 4,
9 und 18 kg Zugkraft; zu jeder derselben gehört ein Maßstab,
welcher bei jeder Ausdehnung der Feder die hierfür aufzuwendende
Kraft in kg angibt. Man halte bei allen Versuchen den Grundsatz fest,
die schwächste Feder anzuwenden und nicht etwa ein Papier mit der
18 kg Feder zu prüfen, welches schon bei einer Belastung von 7 kg
zerreißt, denn je stärker die Feder ist, um so größer sind die
Ablesungsfehler am Maßstab. Es kann sogar vorkommen, daß man
bei Prüfung e i n e r Papiersorte mit Vorteil zwei verschiedene Federn
anwendet, wenn zum Zerreißen der Querrichtung eine schwächere
Feder genügt als für die Maschinenrichtung.
 Nachdem so kurz das Wichtigste über den Bau des Apparates
auseinandergesetzt ist, mag zur Beschreibung der Ausführung des
Versuchs selbst übergegangen werden.
Der Bock A wird so festgelegt, daß die vorhin erwähnte Marke
mit dem Teilstrich 0,18 m der Meterteilung zusammenfällt; der
Wagen B wird durch einen Stift O festgehalten. Der Streifen wird so
zwischen die Klemmen a und b gelegt, daß er keine Durchbiegung
zeigt, und nun werden die Schrauben mit Hilfe des hierfür
gefertigten Schlüssels schwach angezogen. Man löst alsdann den
Bock A wieder, verschiebt ihn ein wenig in der Richtung nach B zu
und zieht die Klemmschrauben fest an; würde man das stärkere
Anziehen bei straff gespanntem Streifen vornehmen, so liefe man
Gefahr, ihn einzureißen.
Man bringt nunmehr den Zeichenstift G aus seiner Ruhelage, so
daß er sich gegen das auf der Schreibtafel aufgespannte Papier legt,
und zieht die Feder an; dadurch wird auf dem Papier die senkrechte
Nulllinie aufgezeichnet, die für die spätere Auszeichnung der
einzelnen Schaulinien von Wichtigkeit ist. Eine wagerechte Nulllinie
zu zeichnen, ist nicht ratsam, da der Stift nicht in allen Stellungen
des Wagens B sich in gleicher Höhe befindet. Aus diesem Grunde
muß man darauf achten, daß sich der Streifen bei Beginn eines
jeden Versuchs nicht in gespanntem Zustand befindet, damit der
Zeichenstift erst eine kurze Strecke horizontal vorgehen kann, ehe er
durch die Spannung der Feder nach unten getrieben wird. So
befindet sich an jedem einzelnen Diagramm die für die Bestimmung
nötige horizontale Nulllinie.
Nachdem man den Bock A nun ungefähr auf eine Entfernung von
0,17 m festgeschraubt hat, so daß der Streifen schlaff zwischen den
Klemmen hängt, entfernt man den Stift O, legt die Sperrhaken ein,
welche beim Bruch des Streifens das Zusammenschnellen der Feder
verhindern, und schließt die Schraubenmutter E, welche mit dem
Handrad D verbunden ist. Durch langsames und gleichmäßiges
Drehen des Rades, bei welchem man jede Unterbrechung und jedes
stoßweise Vorgehen sorgfältig zu vermeiden hat, wird nunmehr der
Apparat in Tätigkeit gesetzt. Je langsamer und gleichmäßiger die
Versuche ausgeführt werden, um so besser werden die einzelnen
Resultate untereinander übereinstimmen.
Ist die Spannung der Feder so groß geworden, daß sie gleich
dem Widerstand ist, welchen der Papierstreifen leistet, so zerreißt
der letztere, und der Versuch ist als beendigt anzusehen; der Stift
wird vom Diagramm abgehoben, die Schraubenmutter E geöffnet,
der Wagen verschoben, bis der Stift O eingesetzt werden kann und
dann die Feder ausgelöst.
Der Streifen wird darauf unmittelbar an den Klemmen abgerissen
und der Apparat kann nun zum Zerreißen des zweiten Streifens
benutzt werden. Erfolgt der Bruch des Streifens nicht mindestens 1
cm von der Einspannvorrichtung entfernt, so ist es geraten, den
Versuch als ungiltig zu betrachten, weil die Vermutung nahe liegt,
daß der Streifen schief eingespannt war.

Fig. 15.
Versuchsschaubild.

Sind auf oben angegebene Weise aus der Maschinenrichtung und

Querrichtung je 5 Streifen zerrissen worden, so wird deren Gewicht,
jede Richtung für sich, bestimmt, und es kann nunmehr an die
Auszeichnung und Ausmessung des Schaubildes gegangen werden.
 Fig. 15 zeigt 10 Schaulinien, wie sie bei Prüfung eines
Konzeptpapiers erhalten wurden. Die Querrichtung konnte mit Hilfe
der 4 kg Feder zerrissen werden, während für die Maschinenrichtung
die nächst stärkere Feder angewendet werden mußte. Bei der
Ausmessung ist zu empfehlen, die Anfangs- und Endpunkte a und e
durch feine Nadelstiche hervorzuheben und dann erst die
Anfangspunkte horizontal und die Endpunkte vertikal zu projizieren.
Die Entfernung vom Schnittpunkt dieser beiden Linien bis zum Punkt
a gibt die Dehnung des Streifens an, die Entfernung desselben
Punktes vom Punkte e die Ausdehnung der Feder und somit das Maß
für die zum Zerreißen des Streifens notwendig gewesene Kraft.
Beide Längen werden mit den für sie bestimmten Maßstäben
ausgemessen, wobei es genügt, wenn die Bruchdehnung auf eine
und die Bruchbelastung auf zwei Dezimalstellen bestimmt wird.
Die Ergebnisse, die der Apparat liefert, sind bei richtiger und
gewissenhafter Handhabung recht zuverlässig.
Von Wert ist, daß das Schaubild als Versuchsurkunde aufbewahrt
und jederzeit zur Kontrolle der Prüfung herangezogen werden kann.
Anders liegen die Verhältnisse, wenn man den Apparat vom
Standpunkte des Praktikers aus beurteilt; für diesen, dem es darauf
ankommt, möglichst schnell über die Festigkeit eines Papiers
Aufschluß zu erhalten, ist das Auszeichnen und Ausmessen der
Schaulinie eine zeitraubende Arbeit; deshalb ist der Apparat für die
Praxis weniger geeignet als die vorstehend beschriebenen, die
direkte Ablesung von Bruchbelastung und Bruchdehnung gestatten.
 Leuners Festigkeitsprüfer.
Der H a r t i g - R e u s c hsche Apparat wird in der oben
beschriebenen Ausführung nicht mehr angefertigt.[14] Der Erbauer,
Mechaniker L e u n e r in Dresden, hat ihm, unter Beibehaltung des
Grundgedankens, eine etwas andere Gestalt gegeben (Fig. 16). Der
wesentlichste Unterschied gegenüber dem alten Apparat liegt in der
Änderung der Schreibvorrichtung und in dem kräftigeren Ausbau der
einzelnen Teile.

Fig. 16.
Leuners Festigkeitsprüfer.

Die Vorrichtung zum Aufzeichnen der Bruchlast und Dehnung

besteht aus dem Zeichenstift C und der Zeichenwalze B. Letztere ist
auf die Zugstange des Wagens A drehbar aufgesteckt und durch
zwei Kegelräder und Stahlbändchen mit dem Gestell derart
verbunden, daß jede Verschiebung des Wagens A eine Drehung der
Zeichenwalze B herbeiführt.
Zum Antrieb dient ein im Gestell gelagertes Handrad, welches
beim Drehen unter Vermittelung einer Schraube eine Schraubenfeder
spannt. Die Federspannung wird durch die Achse der Zeichenwalze B
auf den Wagen A und somit auf den eingespannten Probestreifen
übertragen. Der Zeichenstift C wird dabei, der Federspannung
entsprechend, in der Richtung der Achse der Zeichenwalze
verschoben; gleichzeitig folgt der Wagen A dem Zuge der Feder um
soviel, als der Probestreifen sich bis zum Bruche dehnt. Diese
Verschiebung des Wagens A hat eine Drehung der Zeichenwalze B
zur Folge, so daß eine Kurve aufgezeichnet wird, deren Ordinate der
Festigkeit und deren Abscisse der Dehnung des Probestreifens
entspricht.

Fig. 17.

Die Zeichenwalze B ist verstellbar eingerichtet, so daß es möglich

ist, mehrere Schaulinien nebeneinander zu zeichnen.
Nach dem Bruch des Probestreifens hindern zwei Sperrklinken
das Zurückschnellen der Feder. Bei geringer Spannung kann die
Auslösung der Feder mit der Hand geschehen, indem man den
Wagen A soweit nach rechts zieht, daß die Sperrklinken aufgehoben
und nach links umgelegt werden können; hierauf läßt man den
Wagen nach links gleiten, bis die Feder in ihre Ruhelage gekommen
ist. Bei größerer Spannung dagegen muß die Auslösung mit Hilfe der
Schraubenmutter und des Handrades vollführt werden. Der Wagen
wird mittels der angebrachten Haken mit dem Gestell verbunden,
dann werden die Sperrklinken nach dem Drehen des Handrades
nach links gelegt, und die Feder wird durch Rückwärtsdrehen des
Handrades in ihre Ruhelage gebracht.
Das Ausmessen der gezeichneten Linien geschieht in folgender
Weise. Auf einer Glasplatte (Fig. 17) befinden sich zwei parallele
Linien d und e und eine hierzu senkrechte oc; der Kraftmaßstab ist
entlang dieser Senkrechten und der Dehnungsmaßstab entlang der
unteren Linie e angebracht; beide Maßstäbe haben den Nullpunkt
gemeinschaftlich bei o. Man legt die Glasplatte mit der geteilten
Seite derart auf die Schaulinien, daß sich die Abscisse AA1 (Nulllinie)
zwischen den Linien de befindet. Nunmehr bringt man ein Lineal F
an die untere Kante dieser Glasplatte, hält das Lineal fest und
verschiebt die Platte an letzterem soweit, bis die Senkrechte oc die
Bruchstelle bei B schneidet. In dieser Stellung der Glasplatte liest
man die Bruchlast bei B und die Dehnung am Prozentmaßstab ab.
Da alle Schaulinien eine gemeinschaftliche Nulllinie haben, so kann
man die Glasplatte, indem man sie ohne weiteres dem Lineal entlang
verschiebt, über jede einzelne Schaulinie bringen und die Werte
ablesen. (Die Teilungen sind auf der unteren, dem Papier
zugekehrten Seite der Glasplatte eingraviert, man liest deshalb die
Werte ohne parallaktischen Fehler ab.)
Jedem Prüfer werden zwei Schraubenfedern von 10 und 20 kg
höchster Kraftleistung beigegeben.

[14] Er wurde indessen eingehend beschrieben, weil er wohl noch

an manchen Stellen, namentlich zur Ausführung
wissenschaftlicher Prüfungen, in Gebrauch ist; ferner hat er
geschichtliche Bedeutung, denn H a r t i g und H o y e r haben ihn
bei ihren grundlegenden Arbeiten über die Einteilung der Papiere
nach Reißlänge und Dehnung benützt.
 Berechnung der Reisslänge.
Während die beim Zerreißen von Papier gefundene Bruchdehnung
unmittelbar zur Beurteilung herangezogen werden kann, ist dies bei der
Bruchlast ausgeschlossen, da sie mit der Breite und Dicke des
Probestreifens wechselt. Eine Verteilung der Bruchlast auf den
Querschnitt würde mit großen Fehlern behaftet sein.
Man hat deshalb, um von dem Einfluß der Breite und Dicke des
Streifens unabhängig zu werden, nach H a r t i g s Vorschlag den von
R e u l e a u x geschaffenen Begriff der R e i ß l ä n g e eingeführt. Man
versteht unter Reißlänge diejenige Länge eines Papierstreifens von
beliebiger (aber gleichbleibender) Breite und Dicke, bei welcher er, an
einem Ende aufgehängt gedacht, infolge seines eigenen Gewichtes am
Aufhängepunkt abreißen würde. Diese Länge kann aus der ermittelten
Bruchlast abgeleitet werden. Ist z. B. G das Gewicht eines 0,18 m langen
Streifens in g, welcher bei einer Belastung von K kg zerreißt, so muß
berechnet werden, wie lang der Streifen sein muß, um K kg schwer zu
sein; d. h. wenn man diese gesuchte Länge mit x bezeichnet:

0,18 = x oder x = 0,18 · K

G K G

Die schließliche Angabe der Reißlänge erfolgt dann meist in m,

während die Berechnung der kleineren Zahlen wegen in km erfolgt.
Aus dieser H a r t i gschen Formel ist ohne weiteres ersichtlich, daß die
Breite des Streifens keinen Einfluß auf die Reißlänge ausüben kann; bei
Verdoppelung der Breite würde z. B. zwar eine Verdoppelung von K
eintreten, aber auch gleichzeitig eine solche von G, so daß das Verhältnis
wieder dasselbe wäre.
Die H o y e rsche Formel zur Berechnung der Reißlänge lautet:

R = p 1000 m.
gb
 (R = Reißlänge in Metern, p = Bruchlast in Grammen, b = Breite des
zerrissenen Streifens in Millimetern, g = Gewicht eines Quadratmeters
des untersuchten Papiers). Diese Formel zu benützen, wird sich
besonders in Fabriken empfehlen, da hier das Quadratmetergewicht
bekannt ist; man kann dann das Auswiegen der Streifen sparen.
Der weiteren Besprechung über die Berechnung der Reißlänge
mögen die bei Prüfung eines Normalpapiers 3a ermittelten Werte zu
Grunde gelegt werden.
Versuchs-Ergebnisse.

Maschinenrichtung Querrichtung
Streifen Gewicht der Streifen Gewicht der
Bruch- fünf Streifen Bruch- fünf Streifen
aus Bruch- aus Bruch-
be- be-
dem dehnung luft- bei 100° C dem dehnung luft- bei 100° C
lastung lastung
Bogen % trocken getrocknet Bogen % trocken getrocknet
kg kg
Nr. g g Nr. g g
1 7,46 2,4 1 3,85 5,4
2 6,84 2,3 2 3,80 5,3
3 7,38 2,4 3 4,04 4,5
4 6,49 2,4 4 4,20 5,0
5 6,31 2,5 5 3,97 5,1
Summe 34,48 12,0 1,220 1,128 Summe 19,86 25,3 1,233 1,140
Mittel 6,90 2,4 0,226 Mittel 3,97 5,1 0,228

Aus dem Unterschied in dem Gewicht der Streifen bei Zimmerwärme

und bei 100° C. getrocknet ergibt sich zunächst für das Papier ein
mittlerer Feuchtigkeitsgehalt von 7,5%.
Nach der oben angeführten Formel für die Reißlänge ergibt sich
ferner für die Maschinenrichtung eine Reißlänge von rund 5,5 km = 5500
m, für die Querrichtung eine solche von 3,15 km = 3150 m, im Mittel
also 4325 m.
Als mittlere Bruchdehnung ergibt sich ohne weiteres 3,8%.
Auf Grund dieser Mittelwerte[15] würde die Einreihung des Papiers in
eine der sechs Festigkeitsklassen erfolgen.
 Den Bruch: Länge durch Gewicht des Streifens, mit welchem man,
wie oben gezeigt, die durch den Versuch gefundene Bruchbelastung
multiplizieren muß, um die Reißlänge zu erhalten, nennt man die
F e i n h e i t s n u m m e r des Papiers. Da sich diese bei gleicher Länge der
Probestreifen für unsere gewöhnlichen Schreib- und Druckpapiere
innerhalb gewisser Grenzen bewegt, so ist eine Tabelle aufgestellt
worden, welche bei einer Streifenlänge von 0,18 m für die am meisten
vorkommenden Gewichte (0,100 bis 0,419 g) die direkte Ablesung der
Feinheitsnummer gestattet.
Mit Hilfe der Tabelle vereinfacht sich die Berechnung der Reißlänge
bedeutend, indem man nur die unter dem Werte für das mittlere
Trockengewicht der geprüften fünf Streifen stehende Zahl mit der
mittleren Bruchbelastung in kg und mit 1000 zu multiplizieren hat, um
die Reißlänge in Metern zu erhalten.
Auf die Berechnung des Arbeitsmoduls, der den Begriff der Reißlänge
und Dehnung in sich vereinigt, indem er den Arbeitsaufwand und zwar in
Meterkilogramm darstellt, bezogen auf einen Streifen von 1 m Länge und
1 g Gewicht, soll nicht eingegangen werden, da von der Einreihung des
Arbeitsmoduls in die für die Normalpapiere aufgestellten Tabellen
Abstand genommen ist.[16] Wer sich eingehender hierüber unterrichten
will, findet nähere Angaben in der Originalarbeit von Prof. H a r t i g in
Dresden (Papier-Zeitung 1881).

[15] Die von verschiedenen Seiten aufgestellte Forderung, für die

Einteilung der Papiere nicht nur die Mittelwerte vorzuschreiben,
sondern auch für das Verhältnis der Querfestigkeit zur Längsfestigkeit
Bestimmungen zu treffen, wird man auf die Dauer nicht von der Hand
weisen können.
[16] Vergl. a. H o y e r, Entstehung und Bedeutung der
Papiernormalien. 1888. S. 13.
 Rehses Papierprüfer.[17]
Dieser Papierprüfer unterscheidet sich von den bisher
besprochenen zunächst dadurch, daß beim Prüfen nicht S t r e i f e n,
sondern B l ä t t c h e n von Papier zur Verwendung kommen. Die
Kraft wird bei diesem Apparat durch eine Feder ausgeübt, welche
auf einen Stempel drückt, der das fest gespannte Papier durchlochen
soll (Fig. 18).
In einer Hülse a, auf welcher eine Millimeterteilung angebracht
ist, befindet sich eine Feder b, welche auf der einen Seite auf eine
Scheibe c drückt, an welcher ein kleiner Stempel d befestigt ist.
Von der anderen Seite der Scheibe c geht ein Stift e durch das
Innere der Feder b und berührt mit seinem Ende den Stift f, welcher
ebenfalls eine Millimeterteilung trägt und in einer Führung g, an
welcher ein Nonius angebracht ist, verschoben werden kann. Diese
Führung g, die als Fortsetzung eine Schraubenspindel h besitzt,
welche in die an der Hülse a befestigte Schraubenmutter i
hineingeschraubt werden kann, ist an einer Hülse k angebracht;
diese Hülse k, deren Umfang in 100 Teile geteilt ist, gleitet über
Hülse a weg.
 Fig. 18.
Rehses Papierprüfer.

Der Handgriff l an der Scheibe c, welcher in einen Schlitz

vorgeschoben werden kann, dient dazu, den Stempel d während des
Einspannens niederzudrücken. Das Einspannen des Papiers erfolgt
bei n, indem der Deckel o, welchen Fig. 18 auch im Durchschnitt
darstellt, durch die Schraube p gegen das Ende der Hülse a gedrückt
wird, und zwar paßt eine Erhöhung des Deckels o in eine Vertiefung
der Hülsenwand, so daß das Papier ganz gleichmäßig eingespannt
wird. Die Prüfung geschieht in folgender Weise.
Nachdem das Papier, welches man am besten in Blättchen von 3
qcm schneidet, bei n eingespannt ist und beide Millimeterteilungen
auf Null eingestellt sind, wird durch Hülse k die Schraubenspindel h
vorwärts geschraubt, wodurch auf die Feder b ein Druck ausgeübt
wird. Um diesen Druck gleichmäßig auf die Feder b zu verteilen, ist
zwischen der Feder und der Schraubenspindel ein loses dünnes
Scheibchen q angebracht, welches im Mittelpunkt durchlocht ist und
welchem der Stift e als Führung dient. Der Druck der Feder
überträgt sich nun auf die mit dem Stempel d versehene Scheibe c,
und der Stempel dehnt das Papier, bis die Federspannung der Kraft,
welche zum Durchlochen des Papiers erforderlich ist, entspricht. Der
Stift f wird von der Führung g mitgenommen; er ist an der Drehung
in der Hülse durch die Nute und Feder r verhindert und gibt, da er
mit e in steter Berührung bleibt, in seiner Verschiebung gegen g die
Bruchbelastung an, während die Ablesung an der Hülse a die
Summe von Bruchbelastung und Dehnung anzeigt.
Zieht man also von der an der Hülse a abgelesenen Größe die an
dem Stift g abgelesene ab, so ergibt sich eine Größe, welche der
Durchbiegung des Papiers entspricht.
Im Papierlager zur schnellen Vergleichung verschiedener
Papiersorten kann dieser kleine Apparat vielleicht oft mit Vorteil
verwendet werden. Zur Ermittelung von Reißlänge und Dehnung ist
er nicht geeignet.

[17] A. M a r t e n s gibt im Ergänzungsheft III der „Mitteilungen

aus den technischen Versuchsanstalten 1887“ eine ausführliche
Beschreibung des Apparates unter Mitteilung von
Versuchsergebnissen.
Welcome to our website – the ideal destination for book lovers and
knowledge seekers. With a mission to inspire endlessly, we offer a
vast collection of books, ranging from classic literary works to
specialized publications, self-development books, and children's
literature. Each book is a new journey of discovery, expanding
knowledge and enriching the soul of the reade

Our website is not just a platform for buying books, but a bridge
connecting readers to the timeless values of culture and wisdom. With
an elegant, user-friendly interface and an intelligent search system,
we are committed to providing a quick and convenient shopping
experience. Additionally, our special promotions and home delivery
services ensure that you save time and fully enjoy the joy of reading.

Let us accompany you on the journey of exploring knowledge and

personal growth!

ebookultra.com