Künstliche Hochwasser in Restwasserstrecken unter Berücksichtigung von Geschiebevorkommen, hydromorphologischer und ökologischer Indikatoren

Stähli, Severin; Tonolla, Diego; Franca, Mario J.; Robinson, Christoper T.; Döring, Michael; Schleiss, Anton J.

Publication type:	Contribution to magazine or newspaper
Title:	Künstliche Hochwasser in Restwasserstrecken unter Berücksichtigung von Geschiebevorkommen, hydromorphologischer und ökologischer Indikatoren
Authors:	Stähli, Severin Tonolla, Diego Franca, Mario J. Robinson, Christoper T. Döring, Michael Schleiss, Anton J.
et. al:	No
Published in:	Korrespondenz Wasserwirtschaft
Volume(Issue):	14
Issue:	8
Page(s):	492
Pages to:	502
Issue Date:	Aug-2021
Publisher / Ed. Institution:	Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA)
Language:	German
Subjects:	Künstliche Hochwasser; Geschiebe; Ökohydrologie
Subject (DDC):	333: Economics of land and resources 551: Geology and hydrology
Abstract:	Stauanlagen mit großen Speichern beeinflussen oftmals das Abfluss- und Geschieberegime im Gewässerunterlauf. Dadurch kann die natürliche Dynamik, Morphologie und Ökologie von noch verbliebenen Auenlandschaften erheblich beeinträchtigt werden. In der Saane unterhalb der Staumauer Rossens (Kanton Fribourg) führten die jahrzehntelange Restwasserbewirtschaftung und die stark reduzierte Geschiebefracht zu einer mangelnden Abfluss- und Geschiebedynamik. Als zukünftige denkbare Gegenmassnahme wurde 2016 ein erstes künstliches Hochwasser an der Staumauer als Versuch ausgelöst und flussabwärts lokal mit Geschiebebeigaben kombiniert. Flussökologische und hydromorphologische Aufnahmen wurden vor, während und nach dem künstlichen Hochwasser durchgeführt. Die ökologischen Aufnahmen in der Restwasserstrecke wurden mit Erhebungen in der Schwall-Sunk Strecke flussabwärts der Wasserrückgabe bei Hauterive sowie in der Sense, einem natürlich verbliebenen Zufluss der Saane, verglichen. Die gemessenen hydromorphologischen Eigenschaften erlaubten zudem einen Vergleich mit den langjährigen Erfahrungen von künstlichen Hochwassern am Spöl (Kanton Graubünden) unterhalb der Staumauer Punt dal Gall. Dabei zeigte sich wie erwartet, dass die Sense als Referenzgewässer mit einem natürlichen Abfluss- und Geschieberegime und einem verzweigten Gerinne die höchste Vielfalt der Makroinvertebraten sowie die höchste hydromorphologische Diversität aufweist. Demgegenüber ergaben sich in der Restwasserstrecke der Saane erheblich geringere Werte und eine noch größere Reduktion in der Schwall-Sunk Strecke, obwohl beide Abschnitte eine mäandrierende Flussmorphologie haben. Selbst einzelne künstliche Hochwasser erhöhen kurzfristig die hydromorphologische Diversität, insbesondere wenn genug Geschiebe vorhanden ist. Werden künstliche Hochwasser regelmässig abgegeben, wenn nötig mit Geschiebebeigaben im Unterlauf, kann ein nachhaltiger Nutzen erzielt werden. Dabei können Synergien mit begrenzten Stauraumspülungen im Bereich der Auslassorgane sowie mit dem Durchleiten von Trübströmen erzielt werden, sodass auch ausreichend Schwebstoffe wie bei einem natürlichen Hochwasser zur Verfügung stehen. Dams with large reservoirs often influence run-off and sediment levels farther downstream. The result may be severe restrictions on natural dynamics, morphology and ecology in remaining floodplains. Decades of residual flow management and a significant reduction in sediment load caused insufficient flow and sediment levels in the Saane River downstream of the Rossens Dam (in the canton of Fribourg). An initial artificial flood was triggered from the dam in 2016 as a test of a possible future countermeasure. This flood was combined with sediment replenishment at local level downstream. River ecology and hydromorphological data were sampled before, during and after the artificial flood. Ecological data gathered in the residual flow reach were compared with surveys performed in the hydropeaking reach downstream of turbines at Hauterive and in the Sense, a remaining tributary of the Saane with natural flow characteristics. Hydromorphological readings also permitted a comparison to be made with longstanding experience with artificial floods on the Spöl River (canton of Graubünden), downstream of the Punt dal Gall dam. As expected, the findings revealed that the Sense has the highest diversity of macroinvertebrates and the highest hydromorphological diversity as a reference water body with natural run-off and sediment and a braided riverbed. By contrast, the Saane‘s residual flow reach had much lower values and an even greater reduction in the hydropeaking reach, even though both sections have meandering river morphology. Even individual artificial floods increase hydromorphological diversity in the short term, especially if enough sediment is available. Lasting benefits can be secured if artificial floods are triggered on a regular basis, if necessary with replenishing sediment downstream. In doing so, synergies can be tapped with reservoir flushing through the bottom outlets and by venting turbidity currents. This approach ensures adequate suspended solids, as would happen in natural floods.
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/22965
Fulltext version:	Published version
License (according to publishing contract):	Not specified
Departement:	Life Sciences and Facility Management
Organisational Unit:	Institute of Natural Resource Sciences (IUNR)
Published as part of the ZHAW project:	Nachhaltiges Auenmanagement und Wasserkraft - HyApp NRP70
Appears in collections:	Publikationen Life Sciences und Facility Management

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Stähli, S., Tonolla, D., Franca, M. J., Robinson, C. T., Döring, M., & Schleiss, A. J. (2021). Künstliche Hochwasser in Restwasserstrecken unter Berücksichtigung von Geschiebevorkommen, hydromorphologischer und ökologischer Indikatoren. Korrespondenz Wasserwirtschaft, 14(8), 492–502.

Stähli, S. et al. (2021) ‘Künstliche Hochwasser in Restwasserstrecken unter Berücksichtigung von Geschiebevorkommen, hydromorphologischer und ökologischer Indikatoren’, Korrespondenz Wasserwirtschaft, 14(8), pp. 492–502.

S. Stähli, D. Tonolla, M. J. Franca, C. T. Robinson, M. Döring, and A. J. Schleiss, “Künstliche Hochwasser in Restwasserstrecken unter Berücksichtigung von Geschiebevorkommen, hydromorphologischer und ökologischer Indikatoren,” Korrespondenz Wasserwirtschaft, vol. 14, no. 8, pp. 492–502, Aug. 2021.

STÄHLI, Severin, Diego TONOLLA, Mario J. FRANCA, Christoper T. ROBINSON, Michael DÖRING und Anton J. SCHLEISS, 2021. Künstliche Hochwasser in Restwasserstrecken unter Berücksichtigung von Geschiebevorkommen, hydromorphologischer und ökologischer Indikatoren. Korrespondenz Wasserwirtschaft. August 2021. Bd. 14, Nr. 8, S. 492–502

Stähli, Severin, Diego Tonolla, Mario J. Franca, Christoper T. Robinson, Michael Döring, and Anton J. Schleiss. 2021. “Künstliche Hochwasser in Restwasserstrecken unter Berücksichtigung von Geschiebevorkommen, hydromorphologischer und ökologischer Indikatoren.” Korrespondenz Wasserwirtschaft 14 (8): 492–502.

Stähli, Severin, et al. “Künstliche Hochwasser in Restwasserstrecken unter Berücksichtigung von Geschiebevorkommen, hydromorphologischer und ökologischer Indikatoren.” Korrespondenz Wasserwirtschaft, vol. 14, no. 8, Aug. 2021, pp. 492–502.