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Die Orbe entspringt auf französischem Boden im Lac des Rousses (1059 m), ist bis zum Uebertritt auf Schweizerboden 6 km und von da bis zum Lac de Joux (1008 m) 10 km lang und hat auf dieser Strecke ein mittleres Gefälle von 3,2‰. Sie durchfliesst den flachen Thalboden des Jouxthales seiner Länge nach und setzt sich durch den Lac de Joux bis zum NO.-Ende des Lac Brenet fort. Beide Seen zusammen sind 10 km lang. Dieser gesamte Oberlauf der Orbe liegt in der allgemeinen Richtung SW.-NO., beschreibt aber oberhalb und in der sumpfigen Ebene um das SW.-Ende des Lac de Joux zahlreiche Schlingen und Windungen.
Die Seen fliessen durch eine Reihe von (soweit bekannt) 13 längs den Ufern angeordneten trichterförmigen Bodenspalten (Dolinen; französ. Entonnoirs) unterirdisch ab. Deren bedeutendste sind die von Le Rocheray und La Roche Fendue im Jouxsee und besonders der von Bonport im Brenetsee. Die so verschwindenden Wasser treten 2,5 km n. vom Brenetsee und 220 m tiefer unten in 789 m wieder zu Tage. Diese unterirdische Verbindung ist vor kurzem künstlich abgeändert und geregelt worden.
Dieser Zusammenhang zwischen dem Joux- und Brenetsee einerseits und der sog. Source de l'Orbe (Orbequelle) andererseits ist lange Zeit angezweifelt worden, obwohl schon 1776 der Beweis dafür erbracht war, indem damals nach dem Bruch eines Staudammes zwischen beiden Seen das Wasser der Quelle getrübt wurde. Für diesen Zusammenhang sprachen dann auch Messungen der Wassertemperaturen, die man um die Mitte des 19. Jahrhunderts vorgenommen hatte, und die letzten Zweifel hoben endlich die 1893 und 1894 ausgeführten Färbungsexperimente mit Fluoreszeïn.
Die Messungen der in der Orbequelle zu Tage tretenden Wassermengen ergaben ferner, dass die Quelle ausser durch die Seen noch durch ein besonderes unterirdisches Entwässerungsnetz gespiesen wird, das wahrscheinlich sämtliche Oberflächenwasser der Vallée de Joux sammelt. Diese Source de l'Orbe liegt bei den Häusern von La Dernier (2,5 km sw. Vallorbe) in sehr malerischer Umgebung und bezeichnet den Beginn des Unterlaufes der Orbe, der ebenfalls wieder in zwei voneinander stark verschiedene Abschnitte, den tief eingeschnittenen Gebirgslauf von La Dernier bis zur Stadt Orbe und den Lauf durch die Ebene der Orbesümpfe bis zum Neuenburgersee, eingeteilt werden muss.
Von der Quelle bis Le Châtelard (2,3 km nö. Vallorbe) windet sich die Orbe wie im obern Jouxthal zunächst mit zahlreichen Serpentinen durch einen ziemlich ebenen Thalboden, wo sie das Dorf Vallorbe durchfliesst; bei Le Châtelard erhält sie von links die Jougnenaz, biegt nach O. um und tritt in einen langen Engpass ein, der mit seinen senkrechten Felswänden und steilen Gehängen eine der schönsten Gegenden im Jura ist und in dessen oberstem Abschnitt der Fluss den schönen Wasserfall von Le Day bildet. In der Umgebung von Les Clées tritt die Orbe aus dem Bergland in die Gegend der subjurassischen Plateaux ein, fliesst aber immer noch durch ein Tobel bis nahe an die Stadt Orbe, wo sich ein kurzes Thal mit breiter Sohle öffnet. Nachdem sie die kleine Stadt auf drei Seiten eingerahmt, durchzieht sie ein nur kurzes letztes Défilé, das von einer grossen Brücke überspannt wird und dessen unteres Ende (448 m) durch eine alte Strassenbrücke bezeichnet wird. Der hier endigende Berglauf ist, die grössten Schlingen inbegriffen, 17 km lang und hat ein mittleres Gefälle von 20‰.
Die unterste Laufstrecke der Orbe ist nur sehr mässig geböscht und durchzieht in der Richtung SW.-NO. eine nahezu horizontale Ebene in einem von Orbe bis Yverdon durch die Entwässerungsarbeiten des Sumpflandes zu einer geraden Linie umgebauten Bett, das in Yverdon selbst einen doppelten Bogen beschreibt und dann in 432 m den Neuenburgersee erreicht. Auf dieser Strecke erhält der Fluss mehrere Nebenadern und speist selbst wieder eine grosse Anzahl von von ihm abzweigenden Kanälen. Er ist von Orbe bis zur Mündung 12 km lang und hat ein Gefälle von blos 1‰. Die Länge von der Orbequelle an beträgt 29 km und die Gesamtlänge vom Lac des Rousses an 57,5 km. In der Ebene erhält der Fluss den Namen Thièle oder Toile und zwar der am meisten verbreiteten Ansicht nach von der Einmündung des Talent (2,8 km nö. Orbe), welch' letzterer einst La Télaz hiess und so dem beträchtlicheren Hauptfluss seinen eigenen Namen aufgedrängt haben soll.
Das Einzugsgebiet der Orbe misst 454 km2, oder mit Einrechnung aller Wasserläufe und Kanäle in der sumpfigen Ebene 586 km2, und umfasst neben einem kleinen Stück französischen Bodens die Waadtländer Bezirke La Vallée und Orbe (diesen fast ganz), Yverdon und Échallens teilweise, sowie endlich noch kleine Abschnitte der Bezirke Nyon und Cossonay. ¶
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Die Orbe erhält nur wenige Zuflüsse. Diese sind im Oberlauf des Flusses alle nur sehr klein und kommen alle von rechts. Zu nennen ist blos die in den Jouxsee mündende Lionne oder Lionnaz, die nur einige hundert Meter lang ist, den interessanten sog. Cavernes d'Enfer entspringt und zeitweise sehr stark anschwellen kann. Auf der unterirdischen Laufstrecke vereinigt sich mit der Orbe ein starker unterirdischer Nebenarm, der die Oberflächenwasser des ganzen O.-Hanges des Mont Risoux und wahrscheinlich auch eines Teiles der W.-Flanke der Kette des Mont Tendre und der Dôle sammelt. Im obern Abschnitt des Unterlaufes ist der beträchtlichste Nebenfluss die von links kommende Jougnenaz, die zwar in der Schweiz entspringt und mündet, aber doch zum grössten Teil auf französischem Gebiet fliesst und sich am Ausgang eines tiefen Tobels etwas nö. Vallorbe mit der Orbe vereinigt. Zu nennen wäre daneben noch ein von rechts kommender und Agiez durchfliessender kleiner Bach.
Die grössten Nebenadern, die kurz vor ihrer Mündung (2,8 km nö. der Stadt Orbe) sich vereinigenden Flüsse Nozon und Talent, erhält die Orbe erst in der Ebene. Neben der Orbe durchziehen die Ebene und münden in den Neuenburgersee noch im W. die aus der Umgebung von Peney und Champvent kommende und bei Les Tuileries (1,5 km nw. der Orbemündung) mündende Brinaz, der bei Champvent entspringende und ganz nahe der Brinaz mündende Bey und der von Sergey kommende und bei Mathod in die Ebene eintretende Mujon, der sich 1,5 km sw. Yverdon mit dem Canal Occidental vereinigt; im O. mehrere auf dem Plateau zwischen der Ebene und dem Buron entspringende und in den Canal Oriental mündende Bäche, wie z. B. der Bach von Sadaz, von Les Combes (zwischen Chavornay und Suchy) und von Épendes, und endlich der Buron, der auf dem Plateau von Échallens entspringt, unterhalb Gressy die Ebene erreicht und ö. Yverdon in den See mündet.
Neben diesen Flüssen und Bächen müssen aber auch noch die wichtigsten der die Ebene durchziehenden Kanäle genannt werden. Deren ältester ist der Kanal von Entreroche, der 1640 im Bau begonnen wurde, die Venoge mit der Orbe, d. h. den Genfer- mit dem Neuenburgersee verband und seinerzeit der Schiffahrt diente. Nachdem er seit 1829 sich selbst überlassen worden ist, hat er heute nur noch historisches Interesse. In der Orbeebene kann man ihn jetzt noch vom Mauremont an verfolgen: zunächst gibt er einen Teil seines Wassers durch den Fossé à la Judith an den Nozon ab, dann zieht er sich mit nur wenig und stagnierendem Wasser gegen N., wird vom neuen Bett des Talent geschnitten und verzweigt sich bei Essert-Pittet nach links zum Altwasser der Orbe, und nach rechts zum Canal Oriental. Der Canal Occidental beginnt bei Les Granges d'Orbe, fliesst der Orbe in kurzem Abstand parallel, nimmt den Mujon auf und mündet nach 10 km langem Lauf w. Yverdon. Der bei Essert-Pittet beginnende Canal Oriental geht zunächst dem alten Orbebett parallel, tritt dann bei Yverdon in das ehemalige Bett des Buron ein, bespühlt den Fuss des Schlosses Yverdon und mündet nach 9 km langem Lauf.
Im Oberlauf ist die Orbe ein nur kleines Flüsschen, das dem Jouxsee unter normalen Verhältnissen durchschnittlich blos etwa 3 km3 Wasser in der Sekunde zuführt. Beträchtlicher, nahe an 5 km3 pro Sekunde, ist die durchschnittliche Wassermenge der Orbequelle am Beginn des Unterlaufes, was zeigt, dass die Quelle (wie vielleicht auch die Seen) zu einem grossen Teil noch von den Sickerwassern des Risouxhanges gespiesen wird (vergl. die Art. Joux, Lac und Vallée de). Bei Hochwasser kann die Orbequelle mehr als 60 m3 Wasser pro Sekunde führen. An der Mündung in den Neuenburgersee beträgt die mittlere Wassermenge des Flusses 10-12 m3 in der Sekunde. Das Maximum ist hier auf 180 m3 berechnet worden, welche Menge aber vielleicht noch überschritten werden kann, wenn die Hochwasser der Orbe und des Talent zeitlich zusammenfallen.
Ueber die Orbe führen 5 Eisenbahnbrücken (2 der Linie Vallorbe-Le Brassus und je eine der Linien Lausanne-Pontarlier, Orbe-Chavornay und Neuenburg-Lausanne), 11 Strassenbrücken, 8 Feldwegbrücken und 13 Fussgängerstege. Die Mehrzahl dieser Uebergänge findet sich im Oberlauf, während der durch Schluchten und Sumpfland ziehende Unterlauf deren nur wenige zählt. Bemerkenswert ist insbesondere die Eisenbahnbrücke (Lausanne-Pontarlier) bei Vallorbe, eine Eisenkonstruktion mit zwei mächtigen Pfeilern aus Mauerwerk; 161 m lang und 59 m hoch.
Die ebenso zum grössten Teil eiserne Brücke der Linie Neuenburg-Lausanne setzt schräg über den Fluss und ist 80 m lang. Durch ihre kühne Anlage zeichnet sich ferner aus die gemauerte Strassenbrücke s. vor der Stadt Orbe. Der Fluss liefert zahlreichen und bedeutenden Fabrikanlagen die Triebkraft, doch fallen in dieser Hinsicht blos die Strecke vom Lac des Rousses bis Vallorbe und dann die schluchtenreiche Bergstrecke des Unterlaufes in Betracht, während in der Ebene die Entwässerungs- und Korrektionsanlagen eine besondere Erwähnung verdienen. Im Jouxthal treibt die Orbe oberhalb Le Brassus eine Säge und Mühlen bei Le Sentier; die einst wohlbekannten Mühlen von Bonport am W.-Ufer des Lac Brenet sind im Verlauf der Korrektion und Kanalisation der Gewässer des Jouxthales abgebrochen worden. Der Joux- und Brenetsee hatte ehemals keinen oberflächlichen Ablauf, sondern floss einzig durch die schon erwähnten Bodentrichter ab, die aber bei Hochwasser nicht genügend zu funktionieren vermochten, sodass der See oft über seine Ufer trat. Um diesem Uebelstand zu begegnen, beschloss man, dem See einen künstlichen Abfluss zu geben, der nach Belieben reguliert ¶