Wasser Energie Luft 4/2019

4-2019

Unterer Triftgletscher und neu entstandener Triftsee im Juli 2018 (Foto: © raul-pfammatter.com)

5. Dezember 2019

· Triftprojekt · Wasserkraftpotenzial der periglazialen Schweiz · Rundbeckenfischpass · 108. Hauptversammlung SWV

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2-2019

WEL 3-2019

· Wasserhaushalt 2017

WEL 3-2018

· Künstliche Hochwasser · Ersatzinvestitionen in die Wasserkraft · Mehrzweckspeicher · SWV-Jahresbericht 2017

· Gestaltung Gewässerräume · Wasserhaushalt Schweiz

WEL 3-2017

· Marktmodelle Wasserkraft · Contraintes aux soudures des blindages · Schwall/Sunk-Defizitanalyse · SWV-Jahresbericht 2016

· Schwemmholztransport

WEL 2-2016

· Bemessung Abschlussorgane · Hochwasserschutz Zürich · SWV-Jahresbericht 2015

· Hochwasser bei Talsperren · Gefahrenbeurteilung bei Schwemmholz · 106. Hauptversammlung SWV

8. Dezember 2016

· Ausbau Wasserkraft seit 2006 · Aufgelöste Blockrampen · Antike Hydrotechnik

WEL 1-2016

· Wasserkraft im Alpenraum

4-2016

· Rentabilität Wasserkraft · Optimierte Instandhaltung und Einsatzplanung · Stellenwert Gewässerräume · 105. Hauptversammlung SWV

WEL 4-2016

4-2015

10. März 2016

· Solutions au problème d’ensablement Lac du Vernex

· 107. Hauptversammlung SWV

WEL4-2017

· Flexibilisierung Wasserzinse – eine Chance für alle

Überlastkorridor Reuss im Urner Talboden (Bild: Joe Müller)

· Mehrzweckspeicher

Vue vers l’aval du barrage de Rossinière (Bild: Groupe E)

· Aufwertung KW Oberhasli

· Unwetterschäden 2017

1-2016

9. Juni 2016

· Wasserzins – Reformbedarf im neuen Marktumfeld

· Murgangsimulationen

WEL 1-2017

2-2016

15. September 2016

· Schwemmholzrechen für den Hochwasserschutz

9. März 2017

WEL 2-2017

3-2016

· Courants de turbidité

Seeforellenzaun in der Hasliaare (Foto: Andreas Funk)

· eDNA im Wasserbau

Section de blindage d’un projet hydroélectrique (© Alexandre J. Pachoud)

· Fischgängigkeit und -schutz bei Wasserkraftwerken

· Betonquellung an Talsperren

7. Dezember 2017

1-2017

8. Juni 2017

· Energieeinbussen aus Restwasserbestimmungen

4-2017

WEL 1-2018

2-2017

14. September 2017

· Neubau KW Gletsch-Oberwald

WEL 4-2018

15. März 2018

WEL 2-2018

3-2017

· Unwetterschäden 2018

Schwemmholzrechen für den Hochwasserschutz Sihltal/Zürich (Bild: zVg.)

· Anlagetechnik

Künstliches Hochwasser an der Saane, Damm Rossens (Bild: Forschungsgruppe Ökohydrologie - ZHAW)

Die Kander im Gasterntal (BE) wird von einer naturnahen Sediment- und Abflussdynamik geprägt (Foto: Vinzenz Maurer)

· Dammbruchanalyse

· Analyse Fischleitrechen

1-2018

14. Juni 2018

· Geschiebe- und Habitatsdynamik

· Eigentumsverhältnisse Wasserkraft

WEL 1-2019

2-2018

13. September 2018

Seeforellen-Laichtiere auf der Laichgrube 1 im Wychelbächli (Bild: KWO, Matthias Meyer)

· SWV-Jahresbericht 2018

WEL 2-2019

3-2018

Räterichsbodensee der Kraftwerke Oberhasli (Foto: Roger Pfammatter, SWV)

· Wasserhaushalt Schweiz

· Wellenatlas

Entsanderkaverne in Gletsch, Inbetriebnahme Nov. 2017 (Foto: FMV)

· Confortement barrage Lessoc

· Gravitative Prozesse

Wasserspiegelsensor bei der Fassung des Kraftwerk Bristen (Bild: SWV/Pfa)

· Modelle Schwall / Sunk

· Gefahrenbeurteilung Schwemmholz-Verklausung

6. Dezember 2018

Zuleitstollen des neuen Wasserkraftwerks «Gletsch-Oberwald» (Foto: MMi, SWV)

· Internationaler Abgabenvergleich Wasserkraft

4-2018

14. März 2019

Erodierte Ufer an der Navisence nach heftigen Gewittern in der Gemeinde Anniviers VS (Foto: iDEALP)

· Wasserspeicher

WEL 3-2016

1-2019

13. Juni 2019

Modellversuche zur Schwemmholz-Verklausung (Foto: Isabella Schalko, VAW-ETHZ)

«Mystische Perspektive» von der Staumauer Limmernboden (Foto: © simonwalther.ch)

12. September 2019

3. Dezember 2015

· Hochwasserschutzprojekt «Urner Talboden» · Hydroabrasiver Verschleiss · Geschiebebewirtschaftung · Unwetterschäden 2015

Umgehungsgewässer beim KW Hagneck (Bild: Drohne, Geoplan Team, Nidau)

3-2019

WEL 4-2015

· Ökologie beim KW Hagneck · Interkantonale Aareplanung · KOHS-Empfehlungen Hochwasserschutz/Ufererosion · 104. Hauptversammlung SWV

Editorial Gletscherrückzug als Chance

Die Gletscher des Alpenraums schmelzen weg. Ge-

Roger Pfammatter Geschäftsführer SWV, Directeur ASAE

mäss den Prognosen der Forscher dürften die Schweizer Alpen bis Ende des 21. Jahrhunderts praktisch eisfrei werden. Und diese Entwicklung findet aufgrund der langen Reaktionszeiten des Systems weitgehend unabhängig von klimapolitischen Massnahmen statt.

Wir werden uns also an ein völlig neues alpines Landschaftsbild gewöhnen müssen. Und wir sollten uns bereits jetzt mit Anpassungen beschäftigen: beispielsweise an neue Abflussverhältnisse, instabilere Berge und deutlich höhere Geröll- und Geschiebemengen.

Die Veränderungen sind auch eine Chance. So bieten die natürlichen Mulden der Gletscherrückzugsgebiete – wie das Titelbild zu diesem Heft eindrücklich illustriert – oftmals geeignete Standorte für neue Speicherseen. Und Speicher braucht die Schweiz auf dem Weg in eine erneuerbare Stromzukunft am Dringlichsten: zur Sicherstellung der kritischen Winter­ versorgung und zur Integration der schwankenden Strom­produktion von Wind und Sonne. Darüber hinaus dienen die Speicher aber auch der kontrollierten

Bewirtschaftung der höheren Schmelzwassermengen sowie dem Rückhalt von Geröll und Geschiebe. Vielversprechend sind vor allem Standorte, die über natürliche Engstellen verfügen, eine Kombination mit bestehenden Wasserkraftanlagen zulassen und keine unüberwindbaren Schutzansprüche kennen (vgl. dazu die bisher umfassendste systematische Untersuchung zum Wasserkraftpotenzial der peri­glazialen Schweiz und die beiden Fachbeiträge zum Triftprojekt ab Seite 205 in diesem Heft). Mit neuen Speicheranlagen an den 20 bestgeeigneten Standorten liesse sich knapp die Hälfte des Ausbauziels Wasserkraft erreichen.

Der Mehrwert solcher Anlagen besteht aber nicht nur aus der dringend benötigten zusätzlichen Produktion, sondern auch aus der wertvollen Speicherung und der erhöhten Flexibilität bei der Bewirtschaftung sowie aus den Beiträgen an den Hochwasserschutz und allenfalls zur Überbrückung künftiger Trockenperioden. Der Gletscherrückzug ist eine Chance, die es ohne ideologische Scheuklappen anzugehen gilt.

Recul des glaciers comme une chance

Les glaciers de l’arc alpin sont en train de fondre.

Selon les prévisions des chercheurs, les Alpes suisses devraient être pratiquement libres de glace d’ici la fin du 21e siècle. Et en raison des longs temps de réaction du système, ce développement se fera en grande partie indépendamment des mesures de la politique climatique. Nous devrons donc nous habituer à un tout nouveau paysage alpin. Et nous devrions déjà nous occuper des ajustements dès à présent : par exemple, par rapport aux nouvelles conditions de ruissellement, à l’instabilité accrue des montagnes et à l’augmentation significative du volume d’éboulis et de la charge sédimentaire.

Les changements sont aussi une opportunité.

Ainsi, les cuvettes naturelles des zones de re-trait des glaciers – comme l’illustre de manière impressionnante la couverture de ce numéro – offrent souvent des emplacements appropriés pour de nouveaux réservoirs. Et la Suisse, sur la voie d’un avenir énergétique renouvelable, a un urgent besoin de réservoirs, afin d’assurer l’approvisionnement hivernal critique et d’intégrer la production fluctuante de l’électricité éolienne et solaire.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

En outre, le stockage sert aussi à la gestion contrôlée des volumes d’eau de fonte plus élevés et à la rétention du charriage. Les sites les plus prometteurs sont ceux qui présentent des étroitures naturelles, peuvent être combinés avec des centrales hydroélectriques existantes et ne présentent pas d’exigences de protection insurmontables (cf. l’étude systématique la plus complète à ce jour sur le potentiel hydroélectrique de la Suisse périglaciaire et les deux articles sur le projet de Trift dès la page 205 de ce numéro). Avec de nouvelles installations de stockage sur les 20 sites les plus appropriés, près de la moitié de l’objectif d’expansion de l’hydroélectricité pourrait être atteinte.

Cependant, la valeur ajoutée de ces installations ne réside pas seulement dans la nécessité urgente d’une production supplémentaire, mais aussi dans le stockage précieux et la flexibilité accrue en termes de gestion, ainsi que dans les contributions à la protection contre les crues et éventuellement pour faire face aux futures périodes de sécheresse. Le recul des glaciers est une opportunité à saisir sans œillères idéologiques.

III

Inhalt 4l2019 205

Wasserkraftpotenzial in Gletscher­rückzugsgebieten der Schweiz Daniel Ehrbar, Lukas Schmocker, David Vetsch, Robert Boes

213 Das Triftprojekt – ein Überblick zu Projekt, Ökologie und Partizipation

Steffen Schweizer, Benno Schwegler, Magdalena Rohrer, Matthias Meyer, Sandro Schläppi, Jan Baumgartner, Benjamin Berger, Sonja Fahner, Andres Fankhauser, Heiko Zeh Weissmann, Andreas Niedermayr, Christian Roulier, Michael Döring

206

223 Entwicklungsszenarien einer alpinen Aue bei einem natürlichen Geschiebedefizit – die Triftaue im Oberhasli

Steffen Schweizer, Andreas Niedermayr, Christian Roulier, Michael Döring, Matthias Meyer, Sandro Schläppi, Jan Baumgartner, Benjamin Berger, Magdalena Rohrer, Sonja Fahner, Benno Schwegler, Andres Fankhauser 229

Erneuerung des Kraftwerks Robbia Urs Schluchter

218 235

Gravitative Prozesse in der Bondasca – Nachrechnung der beobachteten Phänomene anhand von numerischen Simulationen mit FLUMEN Christian Tognacca, Jeannette Gabbi, Giacomo Cattaneo, Cornel Beffa

243 Der Rundbeckenfischpass – eine Alternative zum konventionellen Schlitzpass

Matthias Mende, Werner Dönni, Ulf Helbig, Klaas Rathke

224

IV

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Inhalt 4l2019 Wasserwirtschaft in der Bundespolitik – Präsidialansprache HV 2019 vom Donnerstag, 5. September 2019, in Martigny Albert Rösti

Protokoll – 108. ordentliche Hauptversammlung des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes vom Donnerstag, 5. September 2019, in Martigny

230

241

Procès-verbal – 108ème Assemblée générale annuelle de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux du jeudi 5 septembre 2019 à Martigny

255

257

262

Nachrichten Politik Energiewirtschaft Wasserkraftnutzung Klima Rückblick Veranstaltungen Veranstaltungen Agenda Personen Publikationen Industriemitteilungen Korrigenda

265 265 267 268 270 271 271 273 273 273 276 277

Branchen-Adressen

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Impressum

280

244

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

V

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Wasserkraftpotenzial in Gletscher­ rückzugsgebieten der Schweiz Daniel Ehrbar, Lukas Schmocker, David Vetsch, Robert Boes

Zusammenfassung Die Produktionserwartung der Schweizerischen Wasserkraftwerke liegt im hydro­ logischen Regeljahr derzeit bei 35.9 TWh/a. Mit der Energiestrategie 2050 wird mittel­fristig bis 2035 eine Produktion von mindestens 37.4 TWh/a und langfristig bis 2050 eine Produktion von mindestens 38.6 TWh/a angestrebt. Infolge restriktiverer Restwasserbestimmungen werden Produktionseinbussen bis 2050 von 1.9 bis 6.4 TWh/a erwartet. Damit muss die Produktion in den nächsten 30 Jahren netto um 4.6 bis 9.1 TWh/a bzw. 13 bis 25 % gesteigert werden, um die Ziele zu erreichen.

Neue Wasserkraftanlagen in Gletscherrückzugsgebieten können einen wesentlichen Beitrag zur Energiestrategie 2050 leisten. Diese Anlagen steigern nicht nur die Produktion, sondern ermöglichen als Speicherkraftwerke auch eine Verlagerung von Energie in das kritische Winterhalbjahr, eine Speicherung von Energie und ein flexibles Angebot.

Im Rahmen dieser Potenzialstudie wurden potenzielle Standorte im Schweizer Alpenraum systematisch identifiziert und qualitativ anhand von 16 Kriterien miteinander verglichen und bewertet. Dabei wurden Abflussprognosen bis 2100 verwendet. Für ausgewählte Standorte wurden vertieftere Machbarkeitsstudien zur Plausibilisierung der ermittelten Kenngrössen durchgeführt. Neue Wasserkraftanlagen an den 20 am besten geeigneten Standorten könnten unter optimalen Bedingungen 1.6 bis 1.8 TWh/a produzieren, wobei sich der Energieinhalt und das Speichervolumen der Reservoire auf mindestens 1.4 bis 1.6 TWh bzw. 700 bis 760 hm3 belaufen würden. Die Ziele der Energiestrategie 2050 können also nur mit einer Kombination aus Neubauten sowie Erweiterungen und Optimierungen bestehender Anlagen erreicht werden.

1. Ausgangslage 1.1 Bedeutung der Wasserkraft für die Energiewende Wasserkraft ist die bedeutendste Energie­ quelle der Schweiz: 57 % der Strom­pro­ duktion stammt aus Wasserkraftwerken, 36 % aus Kernkraftwerken und 9 % aus kon­ventionell-thermischen und erneuer­ba­ren Kraftwerken. Im hydrologischen Regel­­jahr liegt die mittlere jährliche Produktions­ erwartung derzeit bei 35.9 TWh/a (BFE 2018). Davon entfallen 49 % auf Laufkraftwerke, 47 % auf Speicherkraftwerke und 4 % auf Pumpspeicherkraftwerke.

Nach der Katastrophe von Fuku­ shima am 11. März 2011 beschlossen Bundesrat und Parlament den Ausstieg aus der Kernenergie. Diese Energiewende verlangt tief greifende Veränderungen in der Schweizer Energieversorgung, welche in der Energiestrategie 2050 festgelegt

wurden. Mit der Annahme des Energie­ gesetzes am 21. Mai 2017 wurde beschlossen, dass im Jahr 2035 die durchschnittliche inländische Wasserkraftproduktion bei 37.4 TWh/a liegen soll (Energiegesetz).

Für das Jahr 2050 strebt der Bundesrat gemäss Botschaft zur Energiestrategie 2050 einen Ausbau der durchschnittlichen Jahresproduktion aus der Wasserkraft auf 38.6 TWh / a an (BFE, 2019). Dabei ist nur die Produktion aufgrund von natürlichen Zuflüssen zu berücksichtigen. Es resultiert ein Ausbaubedarf zwischen 2018 und 2050 von ca. 2.7 TWh/a netto. Das Gewässerschutzgesetz (GSchG) verlangt zukünftig höhere Restwassermengen. Damit gehen Produktionseinbussen einher, welche bis 2050 auf 2.3 bis 6.4 TWh/a (Pfammatter und Semadeni Wicki, 2018) bzw. 1.9 TWh/a (BFE, 2019) geschätzt werden. Damit wird deutlich, dass der bis 2050 tatsächlich zu realisierende Aus- und Zubau eher zwi-

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

schen 4.6 und 9.1 TWh/a liegen müsste.

Dies entspricht 13 % bzw. 25 % bezogen auf die heutige Wasserkraftproduktion.

1.2 Einfluss des Klimawandels auf die Wasserkraft Die Energiewende wird vom Klimawandel überlagert. Zwischen 1880 und 2012 stieg die globale mittlere Lufttemperatur um 0.85 °C an (IPCC, 2013). Die Schweiz ist jedoch überdurchschnittlich betroffen: Seit dem Ende der Kleinen Eiszeit (ca. 1864) wurde ein Anstieg der mittleren Lufttemperatur von 1.8 °C gemessen, und das Eis­ volumen nahm um ca. die Hälfte ab (BAFU, 2012). Zwischen 1980 und 2010 nahm das Eis­volumen um 22.51 ± 1.76 km3 ab (Fischer et al., 2015). Das Eisvolumen der Schweizer Gletscher im Jahr 1999 wurde auf 74 ± 9 km3 (Farinotti et al., 2009) bzw. 65 ± 20 km3 (Linsbauer et al., 2012) geschätzt. Bis im Jahr 2100 werden nur noch ca. 20 bis 30 % davon übrig bleiben (BAFU, 2012).

Der Klimawandel hat grosse Auswirkungen auf die Wasserkraft, insbesondere auf veränderte Abflussverhältnisse und damit die Produktionserwartung (z. B. Weingartner et al., 2013, Farinotti et al., 2016, Schaefli et al., 2019), erhöhten Sedimenteintrag in Stauseen (z. B. Micheletti und Lane, 2016, Delaney et al., 2017) oder häufigere und stärke Naturgefahren­ ereignisse (Haeberli et al., 2012, Evers et al., 2018). Der Rückzug der Gletscher führt dazu, dass Talabschnitte eisfrei werden, welche geeignete Standorte für zukünftige Speicherseen sein könnten. Proglaziale Seen entstanden in jüngerer Zeit bereits am Unteren Grindelwaldgletscher (BE), Trift­ gletscher (BE), Rhonegletscher (VS), Palügletscher (GR), Gauligletscher (BE) und Plaine-Morte-Gletscher (BE/VS). Der Triftgletscher (Abbildung 1) ist ein bekanntes Beispiel, für das durch die Kraftwerke Ober­ hasli (KWO) bereits ein Konzessionsgesuch für den Bau und Betrieb eines neuen Stausees und Wasserkraftwerks eingereicht wurde.

205

gegen teilweise noch von Eis bedeckt sein.

Die zeitliche Entwicklung der Abflüsse wurde bis 2100 berücksichtigt, da Kon­ zessionsdauern von 60 bis 80 Jahren typisch sind. Ziel der Studie ist der Vergleich verschiedener potenzieller Standorte und die Evaluation der bestgeeigneten Standorte. Die Genauigkeit bezüglich der Kennwerte (z. B. installierte Leistung) liegt in der für Potenzialstudien üblichen Grössen­ ordnung von 30 bis 40 %. Aufgrund des stark abstrahierten und generalisierten Verfahrens sind damit nur qualitative bis semi-quantitative Quervergleiche zwischen den Standorten möglich.

2 Potenzialstudie

Abbildung 1: Triftgletscher und Triftsee am 30. Juni 2004 (links) und 3. Juli 2014 (rechts) (Fotos: VAW, ETH Zürich).

1.3 Wasserkraftpotenzial in Gletscherrückzugsgebieten Das Potenzial neuer natürlicher Seen in Gletscherrückzugsgebieten als zukünftige Standorte von Speicherseen wurde von Haeberli et al. (2012, 2013) untersucht. Basierend auf dem Modell der Topografie aller Gletscherbetten in den Schweizer Alpen von Linsbauer et al. (2012), wurden 500 bis 600 Depressionen unter Gletschern identifiziert, welche sich bei einem Rückzug der Gletscher mit Wasser füllen und damit potenzielle zukünftige Seen darstellen könnten. 40 dieser Seen hätten ein Volumen von mehr als 10 hm3, 5 davon, nämlich am Aletschgletscher (VS), Gornergletscher (VS), Otemmagletscher (VS), Corbassièregletscher (VS) und Gauligletscher (BE), sogar von mehr als 50 hm3. Eine Depression unter dem Konkordiaplatz (Aletschgletscher) könnte bis 300 m tief sein und ein Volumen von 250 hm3 aufweisen, was ungefähr dem Gesamtvolumen des Lac d'Emosson entspricht.

Hier wird eine Abschätzung präsentiert, welches Wasserkraftpotenzial mit diesen natürlichen Seen sowie mit neuen Talsperren, welche natürliche Seen überstauen oder rein künstliche Speicherseen 206

bilden, ausgeschöpft werden könnte. Die detaillierte Herleitung ist in Ehrbar (2018) zu finden, eine Zusammenfassung wurde in Ehrbar et al. (2018) publiziert.

1.4 Ziele Neue Wasserkraftanlagen in Gletscherrückzugsgebieten können einen wesentlichen Beitrag zur Energiestrategie 2050 leisten, nämlich durch • eine gesteigerte Produktion von Energie (alle Typen von Wasserkraftwerken), • eine Verlagerung von Energie in das kritische Winterhalbjahr (Speicherkraft­ werke), • eine Speicherung von Energie (Speicher­ kraftwerke und insbesondere Pumpspeicherkraftwerke), • eine flexible Bereitstellung von Energie (Speicherkraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke).

Im Rahmen dieser Studie wurde der Fokus auf Anlagen gelegt, welche bis 2035 – dem ersten Etappenziel der Energiestrategie 2050 – realisierbar wären, d. h. bereits heute weitgehend eisfrei sind. Entscheidend ist dabei der Standort der Talsperre, d. h., der Sperrenstandort soll eisfrei sein, der Bereich des zukünftigen Stausees kann hin-

2.1 Auswahl geeigneter Standorte Mit dem Global Glacier Evolution Model (GloGEM) von Huss und Hock (2015) wurden Abflussprognosen für 197 654 Gletscher weltweit für die Zeitspanne 2010 – 2100 be­ rechnet. Dabei wurden die drei Klimaszenarien RCP 2.6, RCP 4.5 und RCP 8.5 berücksichtigt. Die korrespondierenden glo­­balen Anstiege der Luft­temperatur zwischen der Referenz­ periode 1986 – 2005 und 2100 sind 1.0 °C, 1.8 °C und 3.7 °C (IPCC, 2013).

Die GloGEM-Prognosen wurden von Farinotti et al., (2016) für 1576 Gletscher in der Schweiz weiterbearbeitet, sodass Monatsmittelwerte des Abflusses für die aktuellen Lagen der Gletscher­zungen vor­ liegen. Dabei wurde zwischen den Mittelwerten der Perioden 2017 – 2035, 2035 – 2090 und 2090 – 2100 unterschieden.

Die Abflussprognosen für das «realistische» Klimaszenario RCP 4.5 wurde weiterverwendet, da es zwischen dem «optimistischen» Szenario RCP 2.6 und dem «pessimistischen» Szenario RCP 8.5 liegt. 62 Standorte mit einem mittleren Jahresabflussvolumen von mindestens 10 hm3 in der Periode 2017 und 2035 wurden vertieft analysiert.

2.2 Bewertung der Standorte Alle Standorte wurden dazu, basierend auf 16 Kriterien, bewertet und anschliessend miteinander verglichen. Die Kriterien stammen aus den Bereichen Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft (Tabelle 1). Pro Kriterium können 1, 2 oder 3 Punkte erzielt werden.

Die Gewichtung der Kriterien ist subjektiv und basiert auf Erfahrungen der Autoren, weshalb sie einer Sensitivitätsanalyse unterzogen wurden. Dabei hat sich gezeigt, dass die Reihenfolge nur geringfügig verändert wird, d. h. die Rangierung der am besten geeigneten potenziellen Standorte relativ robust ist.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Kriterium

1 Punkt

2 Punkte

3 Punkte

< 10 MW

10 bis 20 MW

> 20 MW

Jahresproduktion

< 50 GWh/a

50 bis 100 GWh/a

> 100 GWh/a

Investitionskosten

hoch

mittel

tief

Reduktion > 25%

Reduktion < 25%

Zunahme

Auffüllzeit < 100 Jahre

Auffüllzeit 100 bis 1'000 Jahre

Auffüllzeit > 1'000 Jahre

Zone 3 (a und b)

Zone 2

Zone 1

Mehrheit der Hänge 30 bis 45°

Minderheit der Hänge 30 bis 45°

keine Hänge 30 bis 45°

relative Speichergrösse < 0.27%

relative Speichergrösse 0.27 bis 40%

relative Speichergrösse > 40%

Laufwasserkraftwerke

Speicherkraftwerke

Pumpspeicherkraftwerke

Sichtbarkeit

Talsperre vom Siedlungsgebiet sichtbar

Talsperre vom Siedlungsgebiet nicht sichtbar

keine Talsperre notwendig (natürlicher See)

Restwassermengen

natürlich-naturnahes Gewässer im Unterstrom

beeinträchtigtes Gewässer im Unterstrom

künstlich-naturfremdes Gewässer im Unterstrom

Rückhaltevermögen > 90%

Rückhaltevermögen 50 bis 90%

Rückhaltevermögen < 50%

Einleitung in natürlichen Bach- oder Flusslauf

Einleitung in natürlichen See

Einleitung in Unterbecken bzw. künstliches Becken

BLN-Schutzgebiete

andere Schutzgebiete (z.B. UNESCO)

keine Schutzgebiete

übrige Gebiete

Landwirtschaftsflächen oder Wald

unproduktive Flächen (z.B. Gletscher-Vorfelder)

negative Auswirkungen

keine signifikanten Auswirkungen

positive Auswirkungen

Wirtschaft installierte Leistung

Abflussentwicklung Stauraumverlandung Gefährdung durch Erdbeben Gefährdung durch Impulswellen Hochwasserschutz Flexibilität und Speicherkapazität Umwelt

Sedimentkontinuität (Geschiebedurchgängigkeit) Schwallbeeinflussung durch Abfluss- und Temperaturschwankungen Gesellschaft Schutzgebiete Landnutzung Tourismus

Tabelle 1: Kriterien und Punktevergabe für die Bewertung der Standorte (Details zur Punktevergabe sind in Kapitel 2.3 aufgeführt) 2.3 Ermittlung der Bewertungskriterien 2.3.1 Installierte Leistung Die installierte Leistung wurde mit folgenden Annahmen abgeschätzt: • Der Bemessungsabfluss entspricht dem QuotientenausJahresabflussvolumenan der heutigen Gletscherzunge und jährlichem Volllaststunden-Äquivalent, wo­­­bei für Speicherkraftwerke 3000 Voll­ laststunden im Jahr angesetzt wurden, • Der Gesamtwirkungsgrad beträgt 73 %, was 15 % Verlust bei Turbinen, Generator und Transformator, 5 % Reibungsverlust und 10 % Verlust aufgrund Unsicherheiten der Abflussprognosen be­rücksichtigt.

Es wurde die Bruttofallhöhe verwendet.

Eine installierte Leistung von weniger als 10 MW wird mit 1 Punkt bewertet, Anlagen 10 – 20 MW mit 2 Punkten und Anlagen mit mehr als 20 MW mit 3 Punkten.

2.3.2 Jahresproduktion Die Elektrizitätsproduktion entspricht für Speicherkraftwerke vereinfacht dem Produkt aus installierter Leistung und äquiva­ lenten Volllaststunden. Bei weniger als 50 GWh/a wird 1 Punkt vergeben, bei 50 – 100 GWh/a 2 Punkte und bei mehr als 100 GWh/a 3 Punkte.

2.3.3 Investitionskosten Die Investitionskosten konnten im Rahmen des hier vorgestellten generellen Verfahrens nicht quantitativ abgeschätzt werden, sondern mussten qualitativ beurteilt werden. Dazu wurden sechs Indikatoren positiv oder negativ beurteilt: • Sperrenhöhe: positiv, falls kleiner als 150 m (95 % der Talsperren der Schweiz sind weniger hoch), • Länge Triebwasserwege (Druckstollen, Druckleitung): positiv, falls weniger als 2 km (Tunnelbohrmaschinen mit hohen

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Investitionskosten sind i. d. R. erst ab ca. 2 km wirtschaftlich), • Anlagentyp: positiv für Laufwasserkraft­ werk oder Speicherkraftwerk, negativ für Pumpspeicherkraftwerk, da für Letztere die Anlagentechnik aufwendiger wird so­ wie die Anforderungen an Regelung und Druckstossbeherrschung zunehmen, • Wasserschloss: positiv, falls der Quotient aus Länge Triebwasserwege und Bruttofallhöhe kleiner ist als 4.0 (d. h.

«Start-up-time» ist kleiner als 2.5 s und ein Wasserschloss ist nicht notwendig), • Erschliessung: positiv, falls weniger als 2 km von geeigneten Erschliessungsstrassen entfernt.

Bei mehrheitlich negativen Indika­ toren wurden – relativ gesehen – hohe In­ves­ti­­tions­­kosten erwartet und dementsprechend nur 1 Punkt vergeben, bei mehrheitlich positiven Indikatoren hingegen relativ tiefe Investitonskosten und somit 3 Punkte. Eine 207

neutrale Bilanz entspricht mittleren Investitionskosten und ergibt 2 Punkte.

2.3.4 Abflussentwicklung Die mittleren Jahresabflussvolumina von 2017 bis 2035 wurden mit den mittleren Jahresabflussvolumina von 2090 bis 2100 verglichen. Bei einer Reduktion von mehr als 25 % wurde 1 Punkt vergeben, bei einer Reduktion von bis zu 25 % hingegen 2 Punkte, und bei einer Zunahme 3 Punkte.

2.3.5 Stauraumverlandung Die Problematik der Stauraumverlandung wurde mithilfe der sog. Auffüllzeit («infill time») beurteilt. Die Auffüllzeit stellt das Verhältnis von Stauvolumen und mittlerem jährlichem Ablagerungsvolumen dar, d.h., sie beschreibt, nach wie vielen Jahren der Stauraum rechnerisch komplett verlandet ist. Dabei wird der Ort der Ablagerung ausser Acht gelassen, d. h., eine betrieblich kritische Stauraumverlandung kann bereits wesentlich vor dem Erreichen der Auffüllzeit eintreten. Das Ablagerungsvolumen wiederum ist das Produkt aus mittlerem jährlichem Sedimenteintrag und dem Rück­haltevermögen («trap efficiency»). Der jährliche Sedimenteintrag und das Rückhaltevermögen wurden mit empirischen Ansätzen abgeschätzt (siehe Ehrbar, 2018). Bei Auffüllzeiten von weniger als 100 Jahren wurde 1 Punkt vergeben, bei Auffüllzeiten von mehr als 1000 Jahren 3 Punkte, und bei Auffüllzeiten dazwischen 2 Punkte.

2.3.6 Gefährdung durch Erdbeben Die Beurteilung bezüglich Erdbebengefährdung erfolgte gemäss der Zonierung der Schweizer Norm SN 505 261 «Ein­ wirkungen auf Tragwerke». Anlagen in Zone 3 sind am ehesten erdbebenge­ fährdet und werden mit 1 Punkt bewertet, Anlagen in Zone 2 bekommen 2 Punkte und Anlagen in Zone 1 werden mit 3 Punkten bewertet.

2.3.7 Gefährdung durch Impulswellen Die Gefährdung durch Impulswellen wurde aufgrund der Speichertopografie beurteilt.

Impulswellen werden hauptsächlich von Steinschlägen oder Felsstürzen im Sommer und Lawinenabgängen im Winter erwartet.

Diese Massenbewegungen sind auf steiles Gelände zwischen ca. 30 bis 45 ° limitiert.

Mit 3 Punkten werden Anlagen bewertet, welche keine Hänge in der kritischen Neigungsklasse aufweisen. Bei einer Mehrheit der Hänge im kritischen Bereich wird 1 Punkt vergeben, bei einer Minderheit 2 Punkte.

208

2.3.8 Hochwasserschutz Je grösser das Stauvolumen im Verhältnis zum Jahresabflussvolumen, d.h. die relative Speichergrösse, ist, umso grösser ist die relative Hochwasserdämpfung und umso unwahrscheinlicher ist eine Hochwasserentlastung während einem Hochwasser. Die Beurteilung wurde aufgrund der relativen Speichergrösse («CapacityInflow-Ratio», CIR) vorgenommen. Tages­ speicher (Laufwasserkraftwerke) mit einer relativen Speichergrösse von weniger als 0.27 % (1 / 365) wurden mit 1 Punkt bewertet, Saisonspeicher mit einer relativen Speichergrösse von mehr als 40 % wurden mit 3 Punkten bewertet und alle Werte dazwischen mit 2 Punkten.

2.3.9 Flexibilität und Speicherkapazität Die Fähigkeiten, Wasser zu speichern und bedarfsabhängig Strom zu produzieren bzw. zu konsumieren (Pumpspeicherung), sind essenziell für zukünftige Anlagen. Deshalb wurden Pumpspeicherkraftwerke mit 3 Punkten bewertet, weil sie das flexibelste Anlagenschema darstellen. Mit 1 Punkt wurden Laufwasserkraftwerke bewertet, da sie kaum auf den Elektrizitätsmarkt reagieren können und keine nennenswerte Umlagerung von Wasserdargebot und Stromnachfrage bewirken können.

Speicher­kraftwerke erhielten 2 Punkte.

2.3.10 Sichtbarkeit Talsperren und Stauseen, welche vom Siedlungsgebiet eingesehen werden können, werden oft als störende oder bedrohende Elemente in der Landschaft wahrgenommen. Deshalb wurden solche Anlagen mit 1 Punkt bewertet, natürliche Seen ohne künstliche Talsperren hingegen mit 3 Punkten. Talsperren, welche nicht von Siedlungsgebieten einsehbar sind, erhielten 2 Punkte.

2.3.11 Restwassermengen Die nicht-vergletscherten Anteile der betrachteten Einzugsgebiete machen zwischen 25 und 50 % aus. Niederschläge in diesen nicht-vergletscherten Teileinzugsgebieten sind in den Abflussprognosen an den heutigen Gletscherzungen nicht enthalten und stehen somit für Restwasserabflüsse zur Verfügung. Restwasserabflüsse sind aber wesentlich von den Lebensraumbedingungen im Unterstrom der Speicher bzw. Wasserfassungen abhängig. Deshalb werden an natürlichen bis naturnahen Flussläufen tendenziell restriktivere Bestimmungen bzgl. Restwassermengen erwartet als an künstlich bis naturfremden Gewässern. Dementspre-

chend wurden 1 bzw. 3 Punkte vergeben.

Stark beeinträchtigte Flussläufe wurden mit 2 Punkten bewertet.

2.3.12 Sedimentkontinuität (Geschiebedurchgängigkeit) Gemäss Gewässerschutzgesetz darf der Geschiebetransport durch Stauräume nicht derart unterbrochen werden, dass Flora und Fauna wesentlich beeinträchtigt werden.

Aussagen bezüglich Schwebstofftransport fehlen im Gesetzestext. Im Sinne der Sedimentkontinuität wurden jedoch Stauseen mit einem Rückhaltevermögen von weniger als 50 % mit 3 Punkten am besten bewertet und Stauseen mit einem Rückhaltevermögen von mehr als 90 % mit 1 Punkt am schlechtesten. Es ist aber davon auszugehen, dass sämtliches Geschiebe in Speichern grundsätzlich zurückgehalten wird und nur mittels Spülungen und Entleerungen oder Sedimentumleitstollen dem Unterwasser wieder zugeführt werden kann.

2.3.13 Schwallbeeinflussung durch Abfluss- und Temperaturschwankungen Wasserkraftanlagen, welche turbiniertes Wasser in ein Unterbecken bzw. künstliches Becken einleiten, wurden bezüglich Schwallbeeinflussung als wenig prob­le­matisch eingestuft und deshalb mit 3 Punkten bewertet.

Dies ist bei Pumpspeicherkraftwerken üblicherweise der Fall. Anlagen, welche direkt in natürliche Bach- und Flussläufe einleiten, wurden als sehr problematisch beurteilt und mit 1 Punkt bewertet. Anlagen, welche turbiniertes Wasser in einen natürlichen See einleiten, liegen dazwischen und erhalten 2 Punkte.

2.3.14 Schutzgebiete 19 % der Schweizer Landesfläche sind im Bundesinventar der Landschaften und Natur­denkmäler von nationaler Bedeutung (BLN) erfasst. Sie geniessen den höchsten Schutz. Potenzielle Anlagen in BLNGebieten wurden deshalb mit 1 Punkt bewertet. Anlagen in übrigen Schutzgebieten (z. B. UNESCO-Weltkulturerbe) wurden mit 2 Punkten bewertet, Anlagen ausserhalb von Schutzgebieten hingegen mit 3 Punkten.

2.3.15 Landnutzung Die meisten potenziellen Stauseen kommen in Gletscher-Vorfeldern zu liegen, welche als unproduktive Flächen bezeichnet werden. Diese Anlagen werden mit 3 Punkten bewertet. Anlagen in Land­ wirtschaftsflächen oder Wald werden mit 2 Punkten bewertet, Anlagen in allen anderen Nutzungszonen mit 1 Punkt.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

2.3.16 Tourismus Die meisten potenziellen Stauseen haben keine Auswirkung auf touristische Aktivi­ täten. Diese wurden mit 2 Punkten bewertet. In einzelnen Fällen können die Auswirkungen aber als negativ angesehen werden, weil z. B. Ski- oder Wandergebiete be­ einträchtigt werden. Solche An­ lagen wurden mit 1 Punkt bewertet. Es sind theoretisch auch positive Auswirkungen möglich, z. B. für Erholungsnutzen (wie z. B. am Schiffenensee mit Fische­rei, Freizeit-Bootverkehr, Camping usw.), wofür 3 Punkte vergeben würden.

3

Resultate und Diskussion

3.1 Bestgeeignete potenzielle zukünftige Wasserkraftanlagen Die Gewichtung der einzelnen Kriterien wurde einer Sensitivitätsanalyse unterzogen. Drei Gewichtungsmodelle sind in Abbildung 2 dargestellt. Modell A zeigt die Originalwerte, welche standardmässig gewählt wurden. Im Modell B hingegen erhält jedes Kriterium dasselbe Gewicht von 6.25 % (1 / 16). Modell C gewichtet die aus öffentlicher Sicht bedeutenden Kriterien höher als die technisch-wirtschaftlichen,

d. h., es fokussiert auf die Akzeptanz einer neuen Anlage.

Je nach Gewichtungsmodell ergeben sich Verschiebungen bei der Rangierung. Die höchste erreichte Punktzahl liegt bei 218 (minimale Punktzahl: 100, maximale Punktzahl: 300). Auch die 20 am besten bewerteten potenziellen Anlagen sind deutlich von einer theoretischen Bestbewertung entfernt. Die Rangierung und die erzielten Punkte sind in Tabelle 2 dargestellt. Der Energieinhalt wurde dabei mit regionalen Energiegleichwerten (kWh / m3) («regional electricity coefficients»), basierend auf der mittleren Höhenlage des Einzugsgebiets nach dem Verfahren von Schaefli et al. (2019) bestimmt. Die mittlere Höhenlage wurde über die mittleren Teil­einzugsgebiete 2 km2 (map.geo.admin) ermittelt. Die Daten für den Triftsee wurden aus der Kraftwerke Oberhasli AG (2019) entnommen.

Aus dieser Betrachtung geht hervor, dass die Standorte Unterer Grindelwaldgletscher (BE), Allalingletscher (VS), Triftgletscher (BE), Roseggletscher (GR), Turtmanngletscher (VS) und Schwarzberg­ gletscher (VS) in allen drei GewichtungsModellen unter den zehn am besten bewer-

teten Standorten liegen. Beim Allalingletscher ist der Standort des Stausees jedoch noch nicht eisfrei. Die potenziellen Standorte am Turtmanngletscher und Schwarzberggletscher liegen nahe an bestehenden Anlagen (Turtmannsee und Mattmarksee) und eignen sich deshalb in erster Linie für einen Ausbau der bestehenden Infrastruktur (z. B. als Oberbecken für ein Pumpspeicherkraftwerk), damit die künftig höheren Schmelzabflüsse genutzt werden können, ohne bestehende Anlagen in ihrer Pro­ duktion einzuschränken. Ebenfalls zu den Favoriten gehören der Oberaletschgletscher (VS) und der Corbassièregletscher (VS), welche jedoch ebenfalls derzeit nicht über geeignete eisfreie Standorte verfügen, da diese erst in den nächsten Jahren komplett vom Gletscher freigegeben werden.

Das Modell C mit dem Fokus auf der Akzeptanz führt dazu, dass auch An­ lagen mit geringen installierten Kapazitäten (z. B. Blüemlisalpgletscher oder Hohlichtgletscher mit weniger als 5 MW) relativ gut bewertet werden. Diese Anlagen dürften jedoch nur einen geringen Beitrag zur Energiewende leisten, da sie keine substanziellen Beiträge zur Stromproduktion bzw. Energiespeicherung liefern können.

installierte Leistung Jahresproduktion

Tourismus Landnutzung

Investitionskosten

Modell A

Schutzgebiete

Abflussentwicklung

Modell C Schwallbeeinflussung

Stauraumverlandung 5% 10%

Sedimentkontinuität

Modell B

Restwassermengen

15%

Gefährdung durch Erdbeben

Gefährdung durch Impulswellen Sichtbarkeit

Hochwasserschutz

Flexibilität und Speicherkapazität Abbildung 2: Modelle zur Gewichtung der Bewertungskriterien.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

209

Standort [Gletscher]

Produktion [GWh/a]

Energieinhalt [GWh]

Speicherinhalt [hm3]

Punkte

Rang

Punkte

Rang

Punkte

Rang

Aletschgletscher (VS)

200

216

106

211

3

200

8

198

11

Allalingletscher (VS)

32

47

20

212

2

213

1

218

1

Blüemlisalpgletscher (BE)

16

19

10

188

18

194

12

200

9

Corbassièregletscher (VS)

57

33

16

200

11

200

8

202

6

174

4

2

190

15

(181)

(22)

(187)

(20)

Fieschergletscher (VS)

Modell A

Modell B

Modell C

Findelgletscher (VS)

90

88

38

188

18

(175)

(28)

(170)

(37)

Gauligletscher (BE)

16

75

41

197

12

206

3

191

15

Gornergletscher (VS)

238

77

34

204

8

188

16

192

13

Hohlichtgletscher (VS)

15

24

11

(178)

(28)

(181)

(22)

195

12

Hüfigletscher (UR)

114

103

60

192

14

194

12

190

17

Mellichgletscher (VS)

25

39

16

189

16

188

16

202

6

Mominggletscher (VS) Oberaletschgletscher (VS)

34

6

3

(184)

(23)

(181)

(22)

190

17

105

60

30

209

5

206

3

192

13

Otemmagletscher (VS)

48

127

60

(187)

(20)

188

16

(171)

(36)

Palügletscher (GR)

14

19

9

195

13

200

8

204

5

Plaine-Morte-Gletscher (BE)

67

9

5

(187)

(20)

(181)

(22)

191

15

Rhônegletscher (VS)

89

58

30

201

9

194

12

187

20

Roseggletscher (GR)

229

167

84

206

6

206

3

207

4

Schwarzberggletscher (VS)

19

41

19

201

9

206

3

202

6

Silvrettagletscher (GR)

16

11

6

(171)

(37)

188

16

(173)

(34)

46

13

6

187

20

194

12

190

17

145

215

85

210

4

206

3

211

2

Tsanfleurongletscher (BE)

7

19

11

189

16

188

16

(186)

(24)

Turtmanngletscher (VS)

36

78

36

205

7

200

8

199

10

Unterer Grindelwaldgletscher (BE)

112

150

84

213

1

213

1

210

3

Theodulgletscher (VS) Triftgletscher (BE)

Summe Produktion [GWh/a]

1'764

1'564

1'609

Summe Energieinhalt [GWh]

1'521

1'567

1'449

Summe Speicherinhalt [hm3]

737

763

705

Tabelle 2: Erzielte Punktzahl, Produktion, Energie- und Speicherinhalt der 20 am besten bewerteten Standorte für Gewichtungsmodelle A, B und C (N. B.: grün hinterlegt sind die Ränge 1 – 5, gelb hinterlegt die Ränge 6 – 10; Ränge in Klammern wurden in der jeweiligen Modell-Aggregierung nicht berücksichtigt).

3.2 Machbarkeitsstudien Für sechs ausgewählte Anlagen wurden Machbarkeitsstudien zur Plausibilisierung durchgeführt (Tabelle 5). Dabei wurden folgende Annahmen getroffen: • Das maximal mögliche Stauvolumen wird entweder mithilfe des digitalen Terrainmodells swissALTI3d berechnet oder, falls verfügbar, mit der Felsoberfläche unter den Gletschern aus Farinotti et al. (2016).

• Der Speicherschwerpunkt liegt bei 60 % der maximalen Wassertiefe.

• Ein Rauhigkeitsbeiwert von 85 m1/3 / s wird sowohl für Druckstollen als auch -schacht angesetzt.

• ein Wasserschloss ist notwendig, sobald die «Start-up-time» 2.5 s übersteigt.

210

• Der Triebwasserweg soll eine relativ gesehen minimale Druckschachtlänge aufweisen unter Berücksichtigung der Topografie und typischen Minimalüberdeckungen.

• Optimale Fliessgeschwindigkeiten von 3 bis 4 m/ s im Druckstollen und 5 bis 7 m / s im Druckschacht müssen eingehalten werden.

• Auswirkungen und Interaktionen mit bestehenden Anlagen sind zwingend zu­­ berücksichtigen (z. B. muss für eine Wasserkraftanlage am Oberaletschgletscher das Triebwasser in den Stausee Gebidem abgegeben werden).

Mit den Ergebnissen der Machbarkeitsstudien konnte die Genauigkeit der Abschätzungen von installierter Leistung,

Jahres­produktion, Energieinhalt und anderen Kenn­werten der potenziellen Stauseen besser eingeordnet werden. Detaillierte An­ gaben zu den sechs Machbarkeitsstudien und ein Vergleich mit den Ergebnissen anderer Studien sind in Ehrbar (2018) enthalten.

Die Resultate sind in Tabelle 3 dargestellt.

Bei den sechs ausgewählten Fallbeispielen zeigt sich, dass die Produktionserwartung innerhalb der angestrebten Genauigkeit von 30 bis 40 % abgeschätzt werden kann. Die Energie- und Speicher­inhalte werden in der Potenzialstudie tendenziell deutlich unterschätzt. Dies liegt daran, dass die Produktionserwartung pri­mär über das Wasserdargebot und die Fallhöhe berechnet wurde.

Die Energie- und Speicherinhalte ergeben sich jedoch aufgrund der Energiegleichwerte

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Produktion [GWh/a]

Energieinhalt [GWh]

Speicherinhalt [hm3]

Aletschgletscher (VS)

218 (200)

396 (216)

181 (106)

Gornergletscher (VS)

235 (238)

199 (77)

168 (34)

85 (112)

64 (150)

71 (84)

105 (114)

86 (103)

36 (60)

Rhônegletscher (VS)

57 (89)

75 (58)

46 (30)

Roseggletscher (GR)

231 (229)

261 (167)

78 (84)

Summe

931 (982)

1'081 (771)

580 (398)

Standort [Gletscher]

Unterer Grindelwaldgletscher (BE) Hüfigletscher (UR)

Tabelle 3: Ergebnisse von Machbarkeitsstudien für sechs ausgewählte Standorte (mit den Resultaten der vorliegenden Potenzialstudie in Klammern). und / bzw. des Stauseevolumens, welches beträchtliche Unschärfen bezüglich der wesentlich durch die Topografie bestimmt Stauseevolumen. wird. Im Rahmen der Potenzialstudie wurde 3.

Die zur Bestimmung der Energiein­ das Stauseevolumen mit einem vereinfachhalte erforderlichen Energiegleichwerte ten Verfahren abgeschätzt, welches auf der wurden vereinfacht als Funktion der aktuellen Geländeoberfläche gemäss swiss­ mittleren Höhenlage der EinzugsgeALTI3d basiert. Dies ergibt untere Grenzbiete im Rahmen einer regionalisierwerte. In den Machbarkeitsstudien wurde ten Betrachtung analog zu Schaefli et die Lage der Talsperre standortspezifisch opal. (2019) berechnet. Bei Betrachtung timiert und die Felsoberfläche unterhalb des der anlagenspezifischen EnergiegleichGletschers berücksichtigt, wodurch im Allgewerte in der Schweiz bestehen jedoch meinen deutlich grössere Stausee­volumen grosse Streubereiche für gegebene resultierten. Diese Ergebnisse entsprechen mittlere Einzugsgebietshöhen (Schaefli oberen Grenzwerten. Hinzu kommt, dass die et al., 2019), sodass die Unschärfe für Energieinhalte in den Machbarkeitsstudien die hier vorgenommene Vereinfachung für die spezifische Kraftwerkskaskade ermitbeträchtlich ist. telt wurden, während sie in der Potenzialstu- 4.

Die Jahresabflussvolumen bis 2100 die vereinfachend nach einem regionalisiersind stark vom Klimawandel abhängig. ten Verfahren bestimmt wurden. Die Summe Das Szenario RCP4.5 liegt zwischen der Energie- und Speicherinhalte der sechs dem optimistischen «Verminderungsausgewählten Standorte unterscheidet sich szenario» RCP2.6 und dem pessimiserwartungsgemäss weniger als die Werte eintischen «Business as usual»-Szenario zelner Standorte.

RCP 8.5. Würde Szenario RCP 2.6 eintreten – was aus heutiger Sicht sehr 3.3 Unsicherheiten und Unschärfen un­wahrscheinlich ist – wären die Jahres­ Die Resultate dieser Potenzialstudie sind abflussvolumen am Ende des Jahrhunaufgrund der generalisierten Herangederts ca. 9 % geringer. hensweise und des weitreichenden Zeit- 5.

Die vorliegenden Resultate basieren horizontes mit den folgenden grossen Unauf den aktuellen energiewirtschaftsicherheiten und Unschärfen behaftet: lichen Randbedingungen der Was1. Die verwendeten Annahmen bezüglich serkraft. Jedoch werden zukünftig die Wirkungsgrad, VolllaststundenäquiEnergiewirtschaft und der Betrieb von valent etc. basieren auf empirischen Wasserkraftanlagen wesentlich durch Werten bzw. Erfahrungen. Sie sind die neuen erneuerbaren Energien (befür individuelle Anlagen nur bedingt sonders Wind- und Sonnenenergie) zutreffend. Zudem wurden die Restbestimmt werden. Zudem spielen powasserbestimmungen nur stark verlitische und ökonomische Randbedineinfacht berücksichtigt. gungen eine bedeutende Rolle. Diese 2.

Die maximal möglichen Stausee­ Einflussfaktoren können nicht über volumen wurden basierend auf Radarmehrere Jahrzehnte hinaus vorhergeMessungen der Felsoberfläche unter sehen werden. Zukünftig werden vorden Gletschern hergeleitet. Diese aussichtlich die Themen NetzstabilisieMessungen haben horizontale Auflörung (infolge der volatilen erneuerbaren sungen von 25 bis 50 m und vertikale Energien), Winterdefizit (aufgrund des Genauigkeiten in der Grös­senordnung Ausstiegs aus der Kernenergie) und von höchstens 10 m. Daraus resultieren Multifunktionsspeicher (z. B. Trinkwasser «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

speicher oder Bewässerungsspeicher infolge des Klimawandels) an Bedeutung gewinnen und sollten daher bei der Planung frühzeitig berücksichtigt werden.

6. In Einzelfällen, wie z. B. dem Roseg­ gletscher, würde Wasser in ein anderes Flusseinzugsgebiet übergeleitet, sodass die bestehenden Unterliegerkraftwerke (z. B. am Inn) Produktionsminderungen verzeichnen würden. Letztere wurden hier nicht berücksichtigt und ergeben eine weitere Unschärfe bei der Abgrenzung der Produktion.

4 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Der Rückzug der Gletscher bietet neue Optionen für Wasserkraftanlagen, da geeignete Stausee-Standorte eisfrei werden.

Basierend auf Abflussprognosen, bis zum Jahr 2100 wurden 62 potenzielle Standorte systematisch miteinander verglichen und bewertet. Die Gewichtung der 16 Bewertungskriterien ist wenig sensitiv, weshalb vielversprechende Standorte relativ robust identifiziert werden können.

Vielversprechende Standorte mit einem Potenzial von mehr als 100 GWh/a befinden sich u. a. am Aletschgletscher (VS), Gorne rgletscher (VS), Hüfigletscher (UR), Roseggletscher (GR), Triftgletscher (BE) und Unteren Grindelwaldgletscher (BE).

Die Produktionserwartung der 20 am besten bewerteten Standorte liegt zwischen 1.6 und 1.8 TWh/a, wobei sich deren aggregierter Energieinhalt und Speicherinhalt unter konservativer Betrachtung auf gut 1.5 TWh (± 4 %) bzw. ca. 730 hm3 (± 4 %) beläuft. Die Bandbreite ergibt sich, weil je nach Gewichtungsmodell andere Standorte bevorzugt werden. Das einzig derzeit konkret geplante neue Wasserkraftwerk am Triftsee wird mit 145 GWh/a Energieproduktion bzw. 215 GWh Energieinhalt (85 hm3 Speicherinhalt) nur einen Bruchteil davon ausmachen (Kraftwerke Oberhasli AG, 2019). Dies zeigt, dass zur Erreichung der anspruchsvollen Ziele der Energiestrategie 2050 bzw. des neuen Energiegesetzes der Neubau von Wasserkraftanlagen in Gletscherrückzugsgebieten nicht ausreicht. Alleine die Planungs- und Realisierungshorizonte von mehreren Jahrzehnten dürften dies verunmöglichen. Hinzu kommt, dass die aus technischer Sicht am besten geeigneten Anlagen oft in Schutzgebieten liegen.

Neben dem Neubau von Wasserkraftanlagen bietet die Erweiterung und Optimierung des bestehenden Kraftwerkparks vielversprechende Alternativen. Studien von Laufer et al. (2004) und Boes (2011) zeigen, dass mit Anlagenoptimierungen 0.6

211

bis 1.1 TWh/a bzw. 1.3 bis 1.7 TWh/a zusätzlich gewonnen werden könnten, auch unter Berücksichtigung restriktiverer Restwasser­ mengen. Das BFE (2019) gibt ein reines Ausbaupotenzial der Grosswasserkraft durch Erneuerungen und Erweiterungen, d. h. ohne Berücksichtigung von Produktionsminderungen durch Restwassererhöhungen, von rund 1.0 bzw. 1.5 TWh / a unter heutigen bzw. optimierten Nutzungsbedingungen an. Schleiss (2012) hat gezeigt, dass mit der Erhöhung von 19 Talsperren eine zusätzliche Winterproduktion von 2 TWh geschafft werden kann. Diese Werte werden von Fuchs et al. (2019) untermauert, denen zufolge die Erhöhung von 25 Schweizer Talsperren rund 2.3 TWh zusätzlichen Energieinhalt und damit zusätzlicher Produktion im Winterhalbjahr ermöglicht.

Der Beitrag der Wasserkraft zur Erreichung der Ziele der Energiestrategie 2050 besteht folglich aus einer Kombination von Neubauten, Erweiterungen und Optimierungen, wobei neue Wasserkraftanlagen in Gletscherrückzugsgebieten eine wesentliche Rolle spielen könnten.

Der Wert einer Steigerung der Speicherwasserkraft in den Alpen liegt dabei nicht primär in der Mehrproduktion, sondern in der Energiespeicherung und Flexibilität, welche die Integration der neuen erneuerbaren Energien unterstützen soll.

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«Energiewende» finanziert (Projekt Nummer

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153927). Es wurde vom Swiss Competence

Farinotti, D.; Pistocchi, A.; Huss, M. (2016). From

Randbedingungen. Wasser Energie Luft 104(3):

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199 – 203.

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Weingartner, R.; Schädler, B.; Hänggi, P. (2013).

Florent Gauye, Melanie Helfenberger, Reshma

mental Research Letters 11(5). 8

Auswirkungen der Klimaänderung auf die schwei-

Kannanmannil, Sebastian Klar, Federico Sartori

Fischer, M.; Huss, M.; Hoelzle, M. (2015). Surface

zerische Wasserkraftnutzung. Geographica Hel-

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9

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1980 – 2010. The Cryosphere 9(2): 525 – 540.

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Fuchs, H.; Felix, D., Müller-Hagmann, M.; Boes,

Autorenschaft:

verdankt.

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daniel.ehrbar@baslerhofmann.ch

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Dr. David Vetsch, Prof. Dr. Robert Boes

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212

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Das Triftprojekt – ein Überblick zu Projekt, Ökologie und Partizipation Steffen Schweizer, Benno Schwegler, Magdalena Rohrer, Matthias Meyer, Sandro Schläppi, Jan Baumgartner, Benjamin Berger, Sonja Fahner, Andres Fankhauser, Heiko Zeh Weissmann, Andreas Niedermayr, Christian Roulier, Michael Döring

Zusammenfassung Mit der Realisierung des Triftprojekts kann ein wesentlicher Beitrag zur erfolgreichen Umsetzung der schweizerischen Energiewende geleistet werden. Neben einer Er­ höhung der Energieproduktion um 145 GWh/a kann künftig die Flexibilität der Stromproduktion erhöht und insbesondere ein Grossteil der Stromproduktion im Winter erfolgen. Allerdings sind mit dieser energiepolitischen Verbesserung sowohl gewässer­ ökologische als auch terrestrische Beeinträchtigungen verbunden.

Die umfangreichen und sehr detaillierten ökologischen Untersuchungen bildeten eine hervorragende Ausgangsbasis zur Beurteilung des Projekts und eine sachliche Diskussion. Im Rahmen eines gut strukturierten Begleitprozesses hatten alle relevanten Stakeholder die Möglichkeit, sich aktiv in die Diskussionen und Lösungsfindung einzubringen. Die Diskussionen im Begleitprozess verliefen sehr offen und lösungsorientiert.

Mit zwei von allen Seiten anerkannten Bewertungsmethoden wurden die ökologischen Beeinträchtigungen und die Aufwertungsmassnahmen sowohl für aquatische als auch für terrestrische Lebensräume objektiv bilanziert. Nach rund drei Jahren Verhandlungen wurde schliesslich für alle relevanten ökologischen und technischen Aspekte eine Lösung gefunden und wurden die Konzessionsunterlagen im Herbst 2017 eingereicht.

1. Energiepolitische Rahmenbedingungen In den letzten Jahren hat sich die Situation auf dem schweizerischen und dem europäischen Energiemarkt deutlich verändert.

Neben den Auswirkungen der Klimaveränderung führte auch die Havarie beim Kernkraftwerk in Fukushima zu einem grossräumigen Umdenken der Bevölkerung und der Politik. Im Mai 2017 wurde die vom Parlament ausgearbeitete Energiestrategie 2050 vom Volk bestätigt. Mittel- bis langfristig sieht die Energiestrategie 2050 einen radikalen Umbau der schweizerischen Energieproduktion vor. Einerseits soll die Produktion aus nuklearer Energie (in den letzten Jahren zwischen 20 und 26 TWh/a) künftig reduziert werden (kein Neubau, allerdings auch keine Laufzeitbeschränkungen), und auf den Zubau von thermischen Kraftwerken (Kohle, Gas) soll verzichtet werden. Auf der anderen Seite soll die damit verbundene Minderproduktion künftig mit dem Ausbau an erneuerbaren Energiequellen ersetzt werden. Dazu sieht das Energiegesetz gemäss Art. 2 bis 2035 einen Ausbau an Photovoltaik, Windkraft (total 7 TWh/a) und Wasserkraft (2.9 TWh/a) sowie Massnahmen zur Ver-

besserung der Effizienz vor. Zudem soll der Stromverbrauch pro Person bis 2035 gegenüber dem Jahr 2000 um 13 % gesenkt werden.

Werden die verschiedenen Formen der Energieproduktion hinsichtlich Erntefaktor (produzierte Energie im Verhältnis zur Energie, die für den Bau einer Anlage nötig ist) miteinander verglichen, zeigt sich ein eindeutiges Bild: Die Wasserkraft schneidet hierbei mit einem Erntefaktor von 58 bis 78 deutlich besser ab als Windkraft (18), Photovoltaik (8), Kohlekraft (8) und Atomkraft (12). In den letzten Jahren konnte bei den neuen erneuerbaren Energieproduktionsformen eine deutliche Effizienzsteigerung beobachtet werden (Steffen et al., 2018).

Bis 2050 wird eine Vielzahl der heute gültigen Wasserkraftkonzessionen nach neuem Gewässerschutzgesetz zu erneuern sein. Zudem ist immer noch ein beachtlicher Teil der Restwassersanierungen nicht umgesetzt. Beides wird zur Erhöhung der heutigen Restwassermengen und Einbussen bei der Stromproduktion führen. Gleichzeitig gilt es, die Ziele der Energiestrategie 2050 mit einem Zubauziel für die Wasserkraft von 2.9 TWh/a

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

zu erreichen. Inwieweit mit Schutz- und Nutzungsplanungen, Effizienzsteigerungen und Ausbauten bei bestehenden Anlagen dieser Tendenz entgegengewirkt werden kann, ist aus heutiger Sicht nur bedingt absehbar. In jedem Fall werden zum Erreichen der Ziele der Energiestrategie Kompromisse und Lösungen mit Augenmass nötig sein.

Im künftigen schweizerischen Strom­markt soll gemäss Energiestrategie 2050 (siehe oben) ein erheblicher Teil der Stromproduktion durch Photovoltaik erfolgen.

Auch in den Nachbarländern Frankreich und Deutschland ist ein grosser Zubau an Sonnen- und Windkraft als Ersatz für nukleare und thermische Kraftwerke absehbar. Nach wie vor ist bei diesen regenerativen Energiequellen eine Abnahme der Installationskosten und eine Effizienzverbesserung hinsichtlich energetischem Erntefaktor zu beobachten (Steffen et al., 2018). Damit verbunden ist eine Abnahme, z. T. auch eine vollständige Aufhebung von staatlichen Fördergeldern. Gemäss der Studie des Bundesamtes für Energie (BFE, 2019) besteht ein beträchtliches Potenzial insbesondere im Zubau von Photovoltaik.

Die Stromproduktion aus den regenerativen Energiequellen Sonne und Wind ist allerdings nur eingeschränkt planbar und kann phasenweise sehr stark variieren. In der Winterzeit liegt die Stromproduktion aus Photovoltaik aufgrund des tiefen Einfallwinkels, der geringen Sonnenscheindauer und häufig auftretender ungünstiger Witterungsverhältnisse nur bei 10 bis 20 %, verglichen mit der Situation im Sommer. Treten im Winter zudem noch längere Zeiträume ohne grössere Windbewegungen auf, führt dies zu sog. «Dunkelflauten» und zu erheblichen Engpässen im europäischen Stromnetz. Auch für die schweizerische Wasserkraft liegt der zur Verfügung stehende Zufluss im Winterhalbjahr um einen Faktor 3 tiefer, verglichen mit der Sommersituation. Je nach Quellenangabe beträgt das gesamtschweizerische Potenzial zur Erhöhung der Winterpro­duktion mit 213

Ausbau von Speicherkraftwerken (primär Talsperrenerhöhungen) zwischen 1.2 und 2.0 TWh/a (Schleiss, 2012; Swissgrid, 2016).

Gut zu beobachten waren die Auswirkungen dieser Situation im vorletzten Winter, als in Frankreich, Deutschland und in der Schweiz diverse Kernkraftwerken temporär abgeschaltet wurden. Um die Stabilität des europäischen Strom­netzes in dieser Zeit sicherzustellen, mussten insbesondere die schweizerischen Speicher­ kraftwerke fast täglich in hohem Masse regulierend eingreifen. Als Folge dieser Eingriffe lagen die Seespiegel fast aller schweizerischen Stauseen im Februar 2017 auf einem historischen Tiefststand.

Um die Energiewende erfolgreich umzusetzen, wird also vor allem im Winter eine flexible, leistungsstarke und ausreichende Stromproduktion benötigt. Die dafür benötigte Speicherenergie kann nach heutigem Stand der Technik nur mit grossen, hoch gelegenen Speicherseen bereitgestellt werden. Auch wenn die Preise für chemische Batterien laufend sinken, liegen die Kosten für eine saisonale Speicherung bei dieser Technik rund zwei 10 er-Potenzen höher als bei Speicherseen. Bei einer gesamthaften Betrachtung sollten zudem auch die kürzeren Lebensdauern von Batterien und die bei der Herstellung und Entsorgung auftretenden Umweltbelastungen berücksichtigt werden.

Indessen muss für den Ausbau an Speicherenergie aus Wasserkraft einer­ seits die heutige Situation mit einem bereits sehr hohen Ausbaugrad berück­ sichtigt werden (Abbildung 1). Anderseits wird die Klimaerwärmung zu starken Verände­rungen in der alpinen Landschaft führen. So bewirkt die sich immer weiter nach oben verschiebende 0-Grad-Grenze einen dramatischen Gletscherrückgang.

Je nach topografischer Situation können­ sich im Zuge dieses Eisrückzugs Gletscher­ seen bilden. In der NFP 61-Studie NELAK (2013) wurden die grössten sich bildenden Gletscherseen genauer betrachtet, in­wieweit sie sich für eine technisch mögliche Erschliessung zur Stromproduktion eignen würden. In der Studie blieben die wirtschaftlichen und ökologischen Rahmenbedingungen allerdings unberücksichtigt.

Aus Abbildung 1 ist gut ersichtlich, dass unter den bekannten Projekten der Ausbau an Speicherenergie im Oberhasli sehr bedeutend ist, insbesondere nimmt die Ausnützung des heutigen Triftsees zur Stromproduktion eine Spitzenposition ein.

214

Abbildung 1: Darstellung der wichtigsten Speicherkraftprojekte (Speicherenergie in GWh) in Abhängigkeit von Energiegleichwert und Speichervolumen.

Für einen positiven Investitionsentscheid benötigen die Eigentümer eines Kraftwerks neben günstigen energiepolitischen Aspekten auch gute wirtschaftliche Rahmenbedingungen. Die oben beschriebene Situation im Winter 2016 / 17 hat neben tiefen Seeständen auch zu relativ hohen Strompreisen während des vergangenen Winters geführt. Selbstverständlich sind Rückschlüsse aus einer Wintersaison auf die künftige Entwicklung des Strompreises nur sehr limitiert möglich, allerdings kann die Situation im letzten Winter durchaus als wichtiger Fingerzeig in die Zukunft angesehen werden.

2. Technische Aspekte des Triftprojekts Übersicht Projekt Wie in Abbildung 2 dargestellt, umfasst das Triftprojekt folgende neue Anlagen: • Staumauer für den Aufstau des heutigen Triftsees (1) • Fassung Steingletscher mit Zulauf­ stollen zum Triftsee (2) • neues, unterirdisches Kraftwerk Trift (inklusive Triebwasserweg) (3) Bereits heute werden mit den bestehenden Fassungen die beiden Gewässer Triftund Steinwasser für die Stromproduktion

Abbildung 2: Projektperimeter Trift – bestehende und neue Kraftwerksanlagen.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

den. Auf die bestehenden Anlagen der KWO bezogen, vergrössern sich die Stromproduktion und die Leistung um je ca. 6 %, und das Speichervolumen wird um 43 % erhöht.

Vergleich des Projekts mit KEV-Projekten In Abbildung 4 werden für die Projekte der aktuellen KEV-Liste (BFE, 2015) sowie für das Triftprojekt die Energieproduktion eines Projekts und die damit verbundene Länge der Restwasserstrecke dargestellt. In der Grafik ist deutlich zu erkennen, dass für die Erzeugung einer Strommenge von 1 GWh (bedarfsgerecht!) mit dem Triftprojekt eine erheblich kürzere Restwasserstrecke resultiert, verglichen mit den anderen KEVProjekten. Bei diesem Vergleich bleiben aber Grösse und ökologische Bedeutung der betrachteten Gewässerabschnitte unberücksichtigt.

Weitere Aspekte des Triftprojekts Zusätzlich zur Stromproduktion kann mit der Realisierung des Triftprojekts die Hoch­ wassersicherheit im Gadmen- und im Aare­ tal bis zum Brienzersee erheblich verbessert werden.

Der Triftgletscher gehört zu den sich am schnellsten zurückziehenden Gletschern in den Alpen (BAFU, 2003, Bauder, 2006).

Mit einem nahezu vollständigen Abschmelzen des Triftgletschers ist erst im kommenden Jahrhundert zu rechnen (VAW, 2014).

Verschiedene Klimamodelle sagen für die nächsten 50 bis 100 Jahre eine über das Jahr gesehen leicht reduzierte Niederschlagsmenge in der oberen Trift voraus

Abbildungen 3: Heutiger Triftsee mit Ausfluss. genutzt. Die Errichtung der beiden neuen Fassungen erlaubt die Ausnützung von einer zusätzlichen Kraftwerkstufe mit einer Fallhöhe von ca. 450 m. Der Zufluss in die beiden oberliegenden Fassungen beläuft sich auf 154 Mio m3 pro Jahr. Im Gadmental (rund ein Drittel des Einzugsgebiets der KWO) befinden sich heute nur kleinere Becken, die sich lediglich als Tages- oder Stundenspeicher eignen.

Aus baulicher Sicht bieten Topographie (der heutige Seeausfluss befindet sich in einer Schlucht, vgl. Abbildung 3) und Geologie (der Felsriegel am Nordufer des Sees besteht aus bautechnisch sehr günstigem Erstfeldgneis) optimale Verhältnisse für den Bau eines Stausees. Mit dem Bau einer rund 160 m hohen Staumauer kann ein Volumen von maximal 85 Mio. m3 aufgestaut werden. Unter Ausnutzung aller vorhandenen Kraftwerkstufen (KW Trift, KW Hopflauenen, KW Innert­kirchen 2) können mit der Projektrealisierung insgesamt 215 GWh Energie vom Sommer in den Winter verlagert werden.

Pumpspeicherung) vorgesehen. Gegenüber heute entspricht dies einem Zubau von rund 2900 GWh/a. Der Beitrag des Triftprojekts beträgt entsprechend auf kantonaler Ebene rund 50 % und auf nationaler Ebene 5 %.

Zudem erhöht die Möglichkeit, die Stromproduktion vom Sommer in den Winter zu verlagern, die grosse Bedeutung des Projekts für die geplante Energiewende.

Mit dem Projekt ist ausserdem ein Zubau an Leistung von 80 MW und eine entsprechend höhere Flexibilität verbun­

Energieproduktion (GWh/a) 200 180

Triftprojekt

160 140 120 100 80 60

Einordnung in die Energiestrategien von Bund und Kanton Bern Die kantonale Wassernutzungsstrategie sieht im Kanton Bern einen Zubau der Energieproduktion aus Wasserkraft an geeigneten Gewässerabschnitten von min­destens 300 GWh/a vor (Regierungsrat des Kantons Bern, 2010). Gemäss Art. 2 Energiegesetz ist für das Jahr 2035 eine Energieproduktion aus Wasserkraft von 37 400 GWh/a (ohne

40 20 0

0

1'000

2'000

3'000

4'000

5'000

6'000

7'000

8'000

9'000

10'000

Länge der Restwasserstrecke (m)

Abbildung 4: Vergleich Triftprojekt mit KEV-Projekten anhand des Verhältnisses von Stromproduktion (GWh/a) und damit verbundener Länge der Restwasserstrecke.

Blaues Quadrat = Triftprojekt, rote Dreiecke = KEV-Projekte (BFE 2015).

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

215

(VAW, 2014). Allerdings wird sich die Verteilung der Niederschläge und der Zuflüsse zeitlich verändern. Mit der früher einsetzenden Schneeschmelze werden die Zuflüsse im Frühjahr höher ausfallen, dagegen wird sich der Zufluss aus der Gletscherschmelze im Hochsommer und Frühherbst deutlich reduzieren. Im Herbst und im Frühjahr werden künftige Niederschlagser­eignisse zunehmend als Regen und nicht mehr in Form von Schnee stattfinden und so zu einem unmittelbaren Zufluss aus dem Einzugsgebiet sorgen. Zudem wird künftig mit einer Häufung von Extremereignissen (Hochwasser, Trockenphasen) gerechnet. Die Möglichkeit, den Triftsee aufstauen zu können, erlaubt auf die zu erwartenden hydro­lo­ gischen Veränderungen aus energiepolitischer Sicht optimal zu reagieren. Da sich die mittleren jährlichen Niederschlagsmengen gegenüber heute nur geringfügig reduzieren, wird eine Füllung des Triftsees auch unter künftigen Klimabedingungen problemlos möglich sein (VAW, 2014). Der heutige Zufluss würde zwei Seefüllungen pro Jahr erlauben.

3. Begleitgruppenprozess Im Rahmen der NFP-61-Studie NELAK zur potenziellen Nutzung von Glescherseen gelangte das Projekt im Jahr 2012 erstmals an die breite Öffentlichkeit. Der Regierungsrat des Kantons Bern und die KWO «nahmen diesen Ball auf» und initi­ ierten einen Begleitgruppenprozess, der sich am Investitionsprogramm KWO plus orientierte (Schweizer et al,. 2012a; Abbildung 5). Für diesen partizipativen Prozess wurden Vertreter aus Politik, Region, Verwaltung, Umwelt- und Landschaftsschutzverbänden, Schweizer Alpenclub (SAC) und Fischerei eingeladen. Im Juni 2013 fand die Startsitzung im grossen Plenum der «Begleitgruppe» in Bern statt. Für ein effizientes Vorantreiben des Projekts wurde der sogenannte Ausschuss mit Vertretern aus dem WWF Schweiz und Bern, der Stiftung Landschaftsschutz, dem SAC, der Fischerei (Bernisch Kantonaler Fischereiverein und Pachtvereinigung Oberhasli), der Regionalkonferenz Berner Oberland Ost, der Leitbehörde (Amt für Wasser und Abfall) und der KWO ins Leben gerufen.

Während der Projektentwicklung wurden die kantonalen Fachstellen (AWA, FI, ANF, JI, AGR, KAWA, AUE, TBA; Abkürzungen siehe Abbildung 5) im Rahmen von regelmässig stattfindenden Anlässen über den aktuellen Stand des Projekts informiert.

Im Verlauf des Verhandlungsprozesses zeigte sich rasch, dass insbesondere die Thematiken Restwassermenge (Kap. 5.1), Landschafts- (Kap. 4.3) und Auenschutz (Kap. 4.2.4) sowie Ausgleichsund Ersatzmassnahmen (Kap. 5.3, 5.5) die Hauptdiskussionspunkte in den Verhand­ lungen sein würden. Schliesslich konnte nach 18 Sitzungen im Ausschuss, 7 Sitzungen in der Fachgruppe mit den kantonalen Fachstellen und 5 Sitzungen in der grossen Begleitgruppe im September 2017 mit den Teilnehmenden im Ausschuss und in der Fachgruppe eine Lösung zu allen relevanten Fragestellungen gefunden werden. Im späteren Verlauf zeigte sich, dass zwei Verbände, die nicht im Ausschuss vertreten waren, Einsprache zum Projekt einreichten.

Abbildung 5: Schematische Darstellung des Begleitprozesses. (AWA = Amt für Wasser und Abfall, AUE = Amt für Umwelt und Energie, FI = Fischereiinspektorat, ANF = Abteilung für Naturförderung, JI = Jagdinspektorat, AGR = Amt für Gemeinden und Raumordnung, KAWA = Amt für Wald, TBA = Tiefbauamt).

216

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

tigt und der Kennwert für den künftigen Fassungsstrandort entsprechend reduziert (Triftwasser), resp. erhöht (Steinwasser).

Abbildung 6: Lage der verschiedenen gewässerökologischen Untersuchungsstellen.

4. Ergebnisse des ökologischen Untersuchungsprogramms Grundlage für den intensiven fachlichen Dialog im Begleitgruppenprozess (Kap. 3) bildeten die Ergebnisse des sehr umfangreichen ökologischen Untersuchungsprogramms, das mit Beginn des Projekts gestartet wurde.

4.1 Kurzbeschrieb der künftigen Restwasserstrecken Die künftige Restwasserstrecke des Triftwassers beginnt unterhalb des künftigen Stausees und verläuft auf den ersten 200 m in einer tiefen Schlucht. Daran anschliessend öffnet sich das Tal im Bereich der Triftaue (Kap.4.2.4) auf einer Länge von rund 200 m und erlaubt dem Triftwasser heute, einen leicht verzweigten Verlauf einzunehmen (Abbildung 8). Unterhalb der Triftaue fliesst das Triftwasser auf 1900 m schluchtartig und steil, bis es die bestehende Triftfassung erreicht.

Das Steinwasser verläuft unterhalb der Fassung auf einer Länge von 1600 m in einer steilen und kaum einsehbaren Schlucht. Flussabwärts folgt eine kurze, kanalisierte Flachstrecke (sog. «Murmeliwiese») von rund 300 m Länge, bevor das Steinwasser zusammen mit dem Zufluss des Giglibachs in einer etwa 500 m langen

Triftwasser Steinwasser

Q347 [l/s] 115 68

MQ Februar [l/s] 126 96

MQ Juli [m3/s] 8.7 5.8

Steilstrecke der bestehenden Steinfassung zufliesst.

Im östlichen Berner Oberland sind rund 70 % der Flächen als Schutzgebiete (z. B. BLN, UNESCO-Kulturwelterbe, Moorlandschaften, Naturschutzgebiete) ausge­ wiesen. Der ursprüngliche Projektperimeter grenzte an eine Moorlandschaft. Mit der Verschiebung des Fassungsstandorts Stein konnte der Projektperimeter so angepasst werden, dass die Moorlandschaft vom Projekt nicht mehr tangiert wird. Mit dem angepassten Projektdesign sind nun keine Schutzgebiete vom Projekt betroffen.

4.2.2 Fischfauna In beiden künftigen Restwasserstrecken wurden Elektrobefischungen durchgeführt.

Im Triftwasser konnten in den Messkampagnen (2013 und 2016) keine Fische gefunden werden. Im Steinwasser wurden dagegen Bachforellen und Bachsaiblinge gefangen. Trotz der Höhenlage (1350 bis 1800 m ü. M.) kann gemäss Fischexperten von einer natürlichen Reproduktion ausgegangen werden.

Direkt unterhalb der neuen Steinfassung beginnt eine für Fische nicht passierbare Schluchtstrecke, die rund 500 m oberhalb der heutigen Fassung Stein in eine kanalisierte Flachstrecke übergeht (Abbildung 6, Murmeliwiese). Die in diesem Abschnitt für eine freie Fischwanderung notwendige Abflussmenge konnte wegen der (noch) fehlenden Fassung nicht mit Dotierversuchen bestimmt werden. Daher mussten die Untersuchungen bei natürlicherweise tiefen Abflüssen im Hochwinter (unter Berücksichtigung der Sicherheitslage) durchgeführt werden.

4.2 Aquatische Untersuchungen Im Bereich Gewässerökologie wurden die Aspekte Hydrologie, Fischökologie, Makround Phytobenthos sowie Auen­ ökologie detailliert untersucht (Abbildung 6).

4.2.1 Hydrologie Aufgrund der Zugänglichkeit und der Sicherheit (Naturgefahren) wurden die Abflussmessstellen etwas unterhalb (Triftwasser) resp. oberhalb (Steinwasser) der geplanten Fassungsstrandorte eingerichtet. Bei der Bestimmung der wichtigsten hydrologischen Kennwerte (Tabelle 1) wurde der Einfluss des Zwischeneinzugsgebiets jeweils flächenproportional berücksichMQ ganzes Jahr [m3/s] 2.7 1.8

Q1 [m3/s] 19 13

Jährlicher Zufluss [m3] 94 Mio. 60 Mio.

Tabelle 1: Die wichtigsten hydrologischen Kennwerte für Trift- und Steinwasser auf Höhe der geplanten Fassungs­strandorte (Messdauer für Niedrigwasser mittlerweile sechs Winter).

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Abbildung 7: Impression aus der Mess­kampagne zur Bestimmung der Wasser­tiefen in Abhängigkeit vom Abfluss.

217

Neben der Zugänglichkeit stellte vor allem das aufwendige Freischaufeln des eingeschneiten Bachs eine grosse Herausforderung für das Messteam dar (Abbildung 7).

Gemäss Auswertungen der «ausgegrabenen» Querprofile schätzten die Fachexperten die für eine freie Fischwanderung notwendige Abflussmenge auf rund 90 l / s ein.

4.2.3 Makrozoo- und Phytobenthos Bei der Beurteilung des Makrozoo- und Phytobenthos konnte auf umfangreiche ge­wässerökologische Untersuchungen im Rahmen der Restwassersanierung (Schweizer und Zeh Weissmann, 2011) und des Investitionsprogramms KWO plus (Schweizer et al., 2010) zurückgegriffen werden. Zusätzlich wurden im Steinwasser an fünf und im Triftwasser an vier Stellen Proben zu Makrozoo- und Phytobenthos genommen (Limnex, 2014, 2016).

In beiden Gewässern wurde eine für die Höhenlage typische Artenzusammensetzung mit tendenziell geringen Dichten und Biomassen der Gewässerflora und -fauna vorgefunden. In den künftigen Restwasserstrecken wurden zwei gemäss roter Liste gefährdete Arten (Köcherfliegenlarve Acrophylax cerberus und Wasserschlafmoos Hygrohypnum alpinum) gefunden. Allerdings wurden diese beiden Arten auch in verschiedenen heutigen Restwasserstrecken im Oberhasli bereits nachgewiesen.

4.2.4 Triftaue Rund 300 m unterhalb des Triftsees befindet sich die 3.1 ha grosse Triftaue. Mit dem Rückzug des Triftgletschers entstand die Triftaue vor etwa 50 Jahren. Aufgrund ihrer Höhenlage (1600 m ü. M.) kann die Triftaue als eine typische alpine Aue charakterisiert werden. Zudem liegt sie in einem engen Taleinschnitt mit entsprechend hohem Schattenwurf. Die Höhenlage und die ungünstige Exposition führen zu einer sehr eingeschränkten Vegetationsphase im Jahr.

Obwohl die Aue nicht inventarisiert und relativ kleinräumig ist, wurde ein intensives Untersuchungsprogramm für diesen vielseitigen Lebensraum durchgeführt. Folgende auenökologische Aspekte wurden dabei untersucht: • Auenvegetation • terrestrische Fauna • zeitliche Entwicklung anhand einer Luft­bildanalyse • Bodenfeuchte • Hochwasser- und Geschiebedynamik • Versickerung und Aufstossen von Flusswasser im Längsverlauf • hydraulische Modellierung 218

Im heutigen Zustand besteht die Triftaue aus einem typischen Mosaik aus verschiedenen Lebensräumen wie beispielsweise Kiesbänken, Inseln, Pionierstandorten, Hoch­stauden und Gebüschen der Weichholzaue. Mit der Analyse der Luftbilder konnte die bisherige Entwicklung der Trift­aue sehr gut rekonstruiert werden. Bis zur Bildung des Triftsees, der im Zuge des Gletscherrückgangs um die Jahrtausendwende entstanden ist, verlief die Entwicklung der Triftaue entsprechend dem Muster alpiner Auen (Stanford et al., 2005): Mit fortlaufender Zeitdauer nahm die Vegetation kontinuierlich zu. Aufgrund der starken Hochwasser- und Geschiebedynamik verschob sich der Verlauf des Triftwassers mit jedem grösseren Hochwasserereignis, wodurch Teile der Vegetation regelmässig wieder zerstört wurden und sog. Pionierstandorte neu entstanden.

Mit dem fortschreitenden Gletscherrückzug bildete sich um die Jahr­ tausendwende der heutige Triftsee. Der Gletschersee wirkt wie ein riesiger (natürlicher) Geschiebesammler, der einen Geschiebeeintrag in das flussabwärts gelegene Triftwasser verhindert und zudem die Hochwasserereignisse signifikant dämpft.

Aufgrund dieses natürlichen Geschieberückhalts übersteigt die Transportkapazität des Triftwassers bei Weitem das für einen Transport zur Verfügung stehende Gesteinsmaterial. Über die Jahre hat dies zu einer tendenziellen Eintiefung des Triftwassers im Bereich der Triftaue geführt.

Während Hochwasserereignissen fehlt dem Gewässer das notwendige Material, um die Morphologie neu zu gestalten und um sein Gewässerbett zu verlegen. Obwohl regelmässig natürliche Hochwasser‑

ereignisse auftreten und Uferverbauungen vollständig fehlen, bleibt der Flusslauf des Triftwassers stabil. Bei einem Abfluss von ca. 17 m3 / s (entspricht etwa einem Q2) wird die etwas tiefer liegende Triftaue teilweise überflutet. Aufgrund der topografischen Verhältnisse verteilt sich der Abfluss bei Hochwasserereignissen grossflächig auf das stabile Flussbett und auf die Triftaue.

Erst bei Hochwasserereignissen in der Grössenordnung eines HQ30 / HQ50 kann die Sohlschub- resp. Schleppspannung in der Triftaue kritische Werte erreichen, die für ein lokales Ausreissen von einzelnen Gebüschen nötig ist (Hunziker Zarn & Partner, 2017). Dadurch wird in der Triftaue der typische Sukzessionskreislauf von alpinen Auen unterbrochen. Bei natürlichen Auensystemen ohne Geschiebemangel genügen i. d. R. bereits mittlere Hochwasserereignisse, um grössere Flächen der Weichholzaue zu zerstören. Im Nachgang an ein Hochwasserereignis entstehen in diesen Systemen aus den frei werdenden Flächen ökologisch wertvolle Pionierstandorte.

Die durchgeführte Luftbildanalyse zeigt für die Triftaue seit 2000 eine klare Zunahme der Weichholzaue (fast ausschliessliche Grünerlen, vgl. Abb. 8). Die Ausbreitung der Grünerlen steht dabei in einem direkten Zusammenhang mit der fast vollständig zum Erliegen gekommenen Geschiebedynamik. Unabhängig von einer Realisierung des Triftprojekts wird diese Entwicklung weiter voranschreiten, und die konkurrenzstarken Grünerlen werden die Triftaue mittelfristig nahezu gesamthaft überwachsen (Roulier 2017).

Eine detaillierte Beschreibung der Auenökologie der Triftaue findet sich in Schweizer et al. (2019).

Abbildung 8: Impressionen des Triftwassers und der Triftaue.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

4.3 Landschaftliche Aspekte Zur Beurteilung der landschaftlichen Aus­­ wirkungen des Projekts wurden in einem ersten Schritt die beiden künftigen Restwasserstrecken in homogene Landschafts­ räume unterteilt. Anschliessend wurde die touristische und landschaftliche Bedeutung von jedem Landschaftsraum anhand von Erreichbarkeit und Einsehbarkeit bewertet.

In einem letzten Schritt wurden die Auswirkungen eines reduzierten Abflusses auf den landschaftlichen Wert beurteilt. Diese Bewertung basiert auf den Aspekten Vielfalt, Eigenart und Ursprünglichkeit einer Landschaft. Die hier angewendete Methodik entspricht dem BAFU-Leitfaden «Landschaftsästhetik» (BUWAL, 2001) sowie der entsprechenden Arbeitshilfe (BUWAL, 2005) und wurde in die gewässeröko­ lo­ gi­ sche Bewertungsmethode integriert (Schweizer et al., 2012b und Kap. 5.2).

4.4 Terrestrische Untersuchungen Sowohl in der Bau- wie auch in der anschlies‑ senden Betriebsphase wird das Projekt neben aquatischen auch terrestrische Lebensräume beeinträchtigen. Die grössten ökologischen Beeinträchtigungen treten dabei in der Betriebsphase mit dem Aufstau des Triftsees und der damit verbundenen Überflutung einer Fläche von 82 ha auf. Um alle künftigen Beeinträchtigungen qualitativ und quantitativ bestimmen zu können, wurde ein sehr intensives und äusserst umfangreiches Untersuchungsprogramm durchgeführt. Dabei wurden die in Tabelle 2 zusammengefassten Aspekte von unterschiedlichen Fachspezialisten untersucht.

In Kapitel 5.5 werden die terrestrische Bilanzierung sowie die daraus resultierenden Ersatzmassnahmen kurz beschrieben.

Fachgebiet

Institut / Büro / Fachspezialist Wald KWO (S. Fahner, M. Rohrer) Flechten WSL (C. Scheidegger) Pilze WSL (B. Senn) Moose FUB (N. Schnyder) Gefässpflanzen UNA (M. Ryf) Lebensräume UNA (M. Ryf), B+S Pflanzen (A. Righetti), KWO (E. Staubli, M. Rohrer) Libellen M. Steffen Tagfalter Arbeitsgemeinschaft (A. Jaun, HP. Wymann, W. Wipking) Vögel B+S (A. Righetti) Fledermäuse BRCCI (P. Zingg) Säugetiere B+S (A. Righetti) Kleinsäuger S. Capt Amphibien karch (A. Meyer) Reptilien karch (A. Meyer)

Tabelle 2: Terrestrische Untersuchungen.

5. Ökologischer Rahmen des Projekts Der in Kapitel 3 beschriebene Begleitprozess führte zu einer Übereinkunft, da alle Beteiligten in der Sache kompromissbereit und lösungsorientiert diskutierten und entsprechend agierten. In den folgenden Unterkapiteln werden die wichtigsten ökologischen Eckpunkte für die Lösungsfindung kurz beschrieben.

5.1 Restwasser Bei der Festlegung der künftigen Rest­ wassermengen wurden in einem ersten Schritt die Art. 31 – 33 GSchG angewendet. Es wurden also Dotierwassermengen festgelegt, die ohne eine Schutz- und Nutzungs­planung (Art. 32 GSchG) eingehalten werden müssten. Dabei wurden u. a. folgende Grundsätze verfolgt: (I) Als minimaler winterlicher Abfluss wurde das Q347 gewählt. Aufgrund des glazialen Abflussregimes unterscheiden sich die mittleren monatlichen Abflüsse von Februar und Juli in den künftigen Restwasserstrecken um einen Faktor 60 bis 70 (Tabelle 1).

Bei den sehr geringen Abflüssen im Hochwinter nimmt die benetzte Breite und damit der zur Verfügung stehende aquatische Lebensraum sehr stark ab.

Aus ökologischer Sicht dürften daher gerade diese tiefen Abflüsse limitierend wirken. Auch wenn eine Unterschreitung bei einem Nichtfischgewässer theoretisch zulässig wäre, wurde im Fall des Triftwassers darauf verzichtet.

(II) Die aquatischen Organismen haben sich im Lauf der Zeit auf die grossen saisonalen Unterschiede in der Wasserführung eingestellt, z. B. durch Anpassungen im Lebenszyklus und im Verhalten. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wurden saisonale Erhöhungen bei der Dotierwassermenge vorgenommen. Dabei wurde einerseits die Verfügbarkeit von aquatischen Habi­ taten qualitativ berücksichtigt.

Anderseits wurde in der Flachstrecke des Steinwassers (Kapitel 4.1 und Abbildung 6) die für eine freie Fischwanderung notwendige Wassertiefe beachtet.

(III) Aufgrund der touristischen Bedeutung wurde für die Sommerdotierung zudem die landschaftliche Wirkung von unterschiedlichen Restwassermengen berücksichtigt.

(IV) Ökosysteme von Fliessgewässern sind i. d. R. auf wiederkehrende Hochwasser­ ereignisse angewiesen, die u. a. zu einer Dekolmatierung der Sohle, zu morpho-

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logischen Veränderungen und zum Ent­ stehen von Pionierstandorten führen.

Im Triftwasser waren daher insbesondere die ökologischen Ansprüche der Triftaue (Überflutungsdynamik, Erhalt eines kleinräumigen Feuchtgebiets) zu berücksichtigen.

Mit dem Entscheid, für das Projekt eine Schutz- und Nutzungsplanung (SNP) durch­ zuführen, wurde in einem zweiten Schritt abgewogen, in welchen Monaten eine Reduktion der Restwassermengen unter ökologischen und landschaftlichen Aspekten vertretbar und durch andere ökologische Aufwertungen (Kapitel 5.3) kompensiert werden kann.

5.2 Gewässerökologische Bilanzierungsmethode Um die Auswirkungen des künftigen Restwasserregimes auf das aquatische Ökosystem zu beurteilen und soweit möglich zu quantifizieren, wurde auf die Bewertungsmethode SNP KWO plus (Schweizer et al., 2012b) zurückgegriffen. Dabei wurden die vom Projekt betroffenen Fliessgewässer in homogene Abschnitte unterteilt und anhand von ökologischen Faktoren gewichtet (Tabelle 3). Anschliessend erfolgte für verschiedene Zustände (IstZustand, Projekt mit Restwasser gemäss Art. 31 – 33, resp. SNP und ökologischen Massnahmen, Zustand ohne Wasserkraft­ nutzung) eine Bewertung von jedem Abschnitt mit sechs ökologischen Indikatoren (Tabelle 3).

Im Rahmen des Begleitprozesses wurde entschieden, Anpassungen und Er­gänzungen an der Bewertungsmethode SNP KWO Plus vorzunehmen. So wurde bei den Indikatoren I1 Restwasser und I5 aquatische Habitate die Klasseneinteilung Abschnittsgewicht (Gx) / Indikator (Ix) G1 Natürlicher mittlerer Abfluss G2 Abschnittslänge G3 Ökologisches Potenzial G4 Landschaftliche Bedeutung I1 Restwasser I2 Hochwasser- / Geschiebedynamik I3 Ökomorphologie I4 Auen & Ufervegetation I5 Aquatische Habitate I6 Landschaft B+S (A. Righetti) S. Capt karch (A. Meyer) karch (A. Meyer)

Tabelle 3: Verwendete Indikatoren (I) und Abschnittsgewichtungen (G) für die gewässerökologische Bewertung des Triftprojekts.

219

Massnahme Flussrevitalisation Gadmerwasser Fuhren-Nord Flussrevitalisation Gadmerwasser Fuhren-Mitte Flussrevitalisation Gadmerwasser Fuhren-Süd Rückbau Fassung Fuhren Flussrevitalisierung Urbachwasser Nutzungsverzicht oberes Wendenwasser Nutzungsverzicht Treichigraben Nutzungsverzicht Giglibach

Ökopunkte 1.5 0.6 1.2 2.9 1.9 1.7 0.8 0.9

Länge (m) 700 400 120 4'700 200 3'200 960 700

Tabelle 4: Kurzbeschrieb der gewässerökologischen Massnahmen im Rahmen des Triftprojekts. verschärft. Ausserdem wurden beim Indikator I2 Hochwasser- und Geschiebe­ dynamik noch der Aspekt Niedrigwasser ergänzt und beim Indikator I5 a quatische Lebensräume eine qualitative Beschreibung der Strukturen für eine bessere biologische Aussagekraft zusätzlich mitaufgenommen.

5.3 Gewässerökologische Massnahmen In Tabelle 4 werden die im Rahmen des Triftprojekts vorgesehen gewässerökolo­ gi­schen Massnahmen zusammengefasst.

Ein grosser Schwerpunkt bei den ökolo­ gischen Aufwertungen liegt bei den Flussrevitalisierungen im Talgewässer des Gad­ men­tals mit einer Gesamtlänge von gut 1200 m. Flankiert werden diese Aufwertungen durch den Rückbau der Fassung Fuhren, womit künftig naturnahe Abflussverhältnisse auf einer Fliesslänge von 4700 m erreicht werden können. Von diesen öko­ logischen Massnahmen profitieren ins­be­ sondere die heimische Bachforelle und die typische Flora und Fauna an und im Gewässer.

Mit der Flussrevitalisierung im unteren Urbachwasser soll insbesondere das Angebot an Laichplätzen für Seeforellen verbessert werden.

Die Nutzungsverzichte von Treichigraben, Giglibach und Wendenwasser ge­ währ­leisten für die Konzessionsdauer des Triftprojekts ein natürliches Abflussregime in diesen morphologisch unbeeinträch­ tigten Gewässern. Insbesondere bleibt mit dem Nutzungsverzicht des Giglibachs dessen erhebliche Bedeutung für die Landschaft des oberen Gadmentals langfristig erhalten.

5.4 Gewässerökologische Bilanz Die künftige Restwasserführung (Kap. 5.1) wird die aquatischen Lebensräume von Trift- und Steinwasser beeinträchtigen. Mit dem gewässerökologischen Bewertungssystem (Kap. 5.2) können diese Auswirkungen formal bewertet werden.

Das Defizit beträgt für das Szenario SNP 220

10.1 Ökopunkte. Demgegenüber kann mit dem in Kap. 5.3 beschriebenen Mass­ nahmenpaket eine ökologische Aufwertung von 11.5 Ökopunkten erzielt und so eine rech­nerische Kompensation erreicht werden.

Neben einer rein auf die Bilanzierungsmethodik abgestützten Beurteilung können auch weitere Kennwerte für einen Direktvergleich herangezogen werden.

Durch das Projekt werden die Restwasserstrecken in Stein- und Triftwasser um insgesamt 4700 m verlängert. Dem steht eine Gesamtfliesslänge von über 1400 m an morphologisch aufgewerteten Gewässerabschnitten gegenüber. Zudem kann mit der Fassungsaufgabe Fuhren ein naturnahes Abflussregime auf einer Länge von 4700 m wiederhergestellt werden.

Die künftigen Restwasserstrecken liegen zwischen 300 und 1100 Höhenmeter oberhalb der vorgesehenen Aufwertungsmassnahmen, verlaufen grösstenteils schluchtartig (bis auf die Triftaue [vgl.

Kap. 4.2.4] und eine kürzere Flachstrecke im Steinwasser) und sind als Fischgewässer von geringer Bedeutung (Steinwasser) resp. werden von Fischen nicht besiedelt (Triftwasser). Mit den Flussrevitalisierungen werden im Vergleich dazu die grossen Talgewässer Gadmerwasser und Urbachwasser ökologisch aufgewertet. Insbesondere für die heimische Fischfauna besteht bei diesen beiden Flüssen ein sehr grosses ökologisches Aufwertungspotenzial.

5.5 Sanierung Wasserkraft (Fisch­gängigkeit, Geschiebe, Schwall / Sunk) Fischgängigkeit Da im oberen Triftwasser und im heutigen Triftsee keine Fische vorkommen, stellt sich die Frage der Fischgängigkeit und des Fischschutzes beim künftigen Aufstau des Triftsees nicht. Die künftige Steinfassung liegt in einer Steilstrecke, die für Fische auch heute nicht passierbar ist. Daher sind auch an dieser Fassung keine Massnahmen zur Fischwanderung vorgesehen.

Geschiebehaushalt Aufgrund des natürlichen Geschieberückhalts des heutigen Triftsees (Kap. 4.2.4) unterliegt der künftige Aufstau des Triftsees keiner Sanierungspflicht hinsichtlich Geschiebehaushalt. Bei der geplanten Fassung Steingletscher wird das zufliessende Geschiebe vollständig an das Unterwasser weitergegeben, und somit werden die Anforderungen für einen freien Geschiebetrieb ebenfalls erfüllt. Bei beiden Fassungen sind zudem Hochwasserdotierungen, die einen Weitertransport des Geschiebes gewährleisten, vorgesehen.

Schwall / Sunk Mit dem zur Verfügung stehenden Speichervolumen im geplanten Triftsee lässt sich künftig auch im Gadmental das zufliessende Wasser saisonal speichern.

Zudem erlaubt der neue Speicher eine bedarfsgerechte Stromproduktion. Beides hat einen direkten Einfluss auf das Betriebsregime im Kraftwerk Innertkirchen 2, welches heute in das Beruhigungsbecken entwässert. In einer wissenschaftlichen Studie wurde die Dämpfungswirkung des bestehenden Beruhigungsbeckens und des Speicherstollens auf das neue Betriebsregime untersucht (Meier et al., 2016, EAWAG/EPFL, 2016). Dabei zeigte sich, dass die in der Sanierungsverfügung festgelegten Schwallkennwerte mit dem heutigen Zwischenspeicher auch künftig eingehalten werden können.

5.6

Terrestrische Bilanz und Ersatzmassnahmen Bei den negativen Projektauswirkungen auf die terrestrischen Lebensräume sind in erster Linie die oberhalb des heutigen Triftsees liegenden Flächen zu nennen, die mit dem künftigen Aufstau überflutet werden. Weitere Beeinträchtigungen werden die heutigen Weideflächen erfahren, die im Zuge von Deponierungen die ersten Jahre in ihrem heutigen ökologischen Wert gemindert werden. Störungen durch die temporären Installationsflächen oder Verbauungen nehmen dagegen eine eher untergeordnete Rolle ein.

Für die Bestimmung der terrestrischen Bilanz wurde auf eine gegenüber der offiziellen BAFU-Methode (Kägi et al., 2002) leicht angepassten Methodik (Kasper et al., 2014, Meyer, 2016) zurückgegriffen.

Als wichtigste Ersatzmassnahmen werden u. a. die grossflächige Aufwertung und Sicherung von Trockenwiesen und -weiden, ein grosses Waldreservat sowie verschiedene Amphibien- und Reptilien­ mass­nahmen umgesetzt. Zusätzlich wer-

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den für verschiedene Artengruppen spezielle Schutzmassnahmen, wie beispielsweise das Versetzen von ausgewählten Flechten, Moosen und Gefässpflanzen oder das Anlegen von speziellen auf ausgewählte Arten ausgerichtete Biotopen, durchgeführt.

6. Fazit Bei Projektbeginn standen sich die verschiedenen Interessen (Ökologie, Landschaftsschutz, Energiewende, Wirtschaft­ lichkeit) teilweise diametral gegenüber.

Rück­blickend ist es daher alles andere als selbstverständlich, dass mit den Ver­ treter/-innen im Ausschuss und in der Fachgruppe (vgl. Kap. 3) für alle relevanten ökologischen und technischen Fragestellungen eine Lösung gefunden werden konnte. Dieser positive Ausgang des partizipativen Prozesses ist auf verschiedene Gründe zurückzuführen. Aus Sicht der Autoren sind als wichtigste folgende zu nennen: • umfassender und gut strukturierter Begleitprozess mit einer «offenen Tür» für alle relevanten Stakeholder • detaillierte ökologische Untersuchungen zur Beurteilung von Beeinträchtigungen und ökologischem Potenzial von Aufwertungen • von allen Beteiligten akzeptierte Bewertungsmethoden für aquatische und terrestrische Aspekte • eine grundsätzliche Übereinstimmung hinsichtlich der energiepolitischen Bedeutung des Triftprojekts • konstruktives, offenes und lösungsorientiertes Vorgehen im Begleitprozess von allen Beteiligten Trotz des sehr breit angelegten Partizipationsprozesses ist eine Einsprache von zwei Umweltschutzorganisationen, die im Ausschuss nicht teilnehmen wollten, eingegangen. Inwieweit diese Einsprache die weitere Entwicklung des Triftprojekts beeinflusst, wird sich in den kommenden Jahren zeigen.

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Entwicklungsszenarien einer alpinen Aue bei einem natürlichen Geschiebedefizit – die Triftaue im Oberhasli Steffen Schweizer, Andreas Niedermayr, Christian Roulier, Michael Döring, Matthias Meyer, Sandro Schläppi, Jan Baumgartner, Benjamin Berger, Magdalena Rohrer, Sonja Fahner, Benno Schwegler, Andres Fankhauser

Zusammenfassung In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts hat sich im Zuge des Gletscherrückzugs eine alpine Aue im Triftgebiet gebildet. Zu Beginn prägten dynamische Geschiebeumlagerungsprozesse die Flusslandschaft am Triftwasser und führten zu einer typischen Sukzession einer alpinen Aue. Mit dem weiteren Rückzug des Triftgletschers hat sich Anfang dieses Jahrhunderts der natürliche Triftsee gebildet, der einen Geschiebeeintrag in die darunterliegende Triftaue praktisch vollständig unterbindet. Damit wird die Geschiebedynamik im Triftwasser auf ein absolutes Minimum reduziert. Daher ist es dem Gewässer so gut wie nicht mehr möglich, seinen Verlauf im Zuge von Hochwasserereignissen zu verändern und neue morphologische Strukturen zu bilden. Aufgrund der topografischen Verhältnisse (breiter Kessel) können die natürlicherweise auftretenden Hochwasserereignisse nicht mehr genug Kraft entwickeln, um grossflächige Vegetationsbestände zu entwurzeln. Damit verbunden ist eine rasche Ausbreitung an Grünerlenbeständen, die mittelfristig die heutige Triftaue fast vollständig besiedeln werden. Im Rahmen des Triftprojekts (Vergrösserung des Triftsees mit neuem Kraftwerk auf Höhe der bestehenden Triftfassung) wurden u.a. detaillierte Studien zum Ist-Zustand sowie zur Entwicklung der Triftaue mit und ohne Projekt durchgeführt.

Basierend auf diesen Untersuchungen wurden für die Realisierung des Projekts neben dem Restwasserregime zusätzlich auch Hochwasserdotierungen festgelegt.

1. Entstehungsgeschichte der Triftaue Der heute rund 15 km2 grosse Triftgletscher liegt im östlichen Berner Oberland und gehört zu den sich am schnellsten zurückziehenden Gletschern in der Schweiz (BAFU, 2003, Bauder, 2006). Bis etwa in die Mitte des letzten Jahrhunderts erstreckte sich der Triftgletscher noch bis weit hin­unter in das Trifttal und überdeckte mit seinem Eis das rund 3 ha grosse Gebiet, auf dem sich die heutige Triftaue befindet. Mit dem Rückzug des Gletschers konnte sich die Triftaue in einem kleinen Talkessel, umgeben von mehreren hundert Meter hohen Gebirgswänden, entwickeln.

Aufgrund der Höhenlage von 1600 m ü. M., dem glazialen Abflussregime des Triftwassers, der vorhanden Auenvegetation und der kurzen Entwicklungszeit lässt sich die Triftaue als eine junge alpine Aue charakterisieren. Auf Basis von Luftbildern vergangener Zeit­stände kann die Entwicklung der Aue sehr gut rekonstruiert werden (Bild 1). Zu Beginn der natürlichen Sukzession wurde der

überwiegende Teil des Auengebiets von Schotterflächen (Pionierstandorte) und vom Flussbett bedeckt (vgl. Luftaufnahme

von 1970). Zwischen 1980 und 2001 nahm im Lauf der natürlichen Sukzession die Fläche an Auengebüschen etwas zu. Die regelmässig auftretenden Hochwasserereignisse führten im Bereich der Aue zu immer wieder ändernden, verzweigten Verläufen des Triftwassers. Damit verbunden waren regelmässige und grossflächige Zerstörungen von aufkommender Vegetation so­ wie die Neubildung von ökologisch wertvollen Pionierstandorten. Bis 2001 bildete die Kombination aus natürlichen Hochwas­ serabflüssen, ausreichendem Ge­wässer­ raum und hoher Geschiebeführung die Grundvoraussetzung für diese dynamische Entwicklung der Triftaue, gekennzeichnet durch einen verzweigten Flusslauf und durch ein charakteristisches Mos­aik der Auenvegetation (vgl. Stanford et al., 2005). Um die Jahrtausendwende haben sich diese Grundvoraussetzungen mit der Bildung des Triftsees rund 300 m oberhalb der Triftaue massgeblich verändert.

Während Hochwasserereignissen wirkt der Triftsee zum einen dämpfend und reduziert somit die auftretenden Hochwasserspitzen. Zum anderen hält der Triftsee

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sämtliches Geschiebe zurück und unterbindet den Geschiebeeintrag in das darunterliegende Triftwasser. Da zwischen Triftsee und Triftaue seitlich nur sehr wenig Material eingetragen wird, besteht bei Hochwasser­ ereignissen ein sehr grosses Geschiebedefizit. Dadurch kann das Triftwasser auch bei hohen Abflüssen seinen Gewässerlauf nur minimal verändern, und eine Neugestaltung der Auenfläche ist daher nicht möglich.

Diese morphologische Stabilisierung hat auf der Auenterrasse zu einer starken Zunahme an Grünerlengebüschen geführt, da diese bei Hochwasserereignissen nicht mehr herausgerissen werden und sie bei den in der Triftaue vorkommenden Umweltbedingungen am konkurrenzfähigsten sind (vgl. Luftbildaufnahme 2013, Bild 1).

2. Triftprojekt In der NFP-61-Studie NELAK (Häberli et al., 2013) wurden die sich bildenden Gletscherseen in der Schweiz dahingehend untersucht, ob sie sich für eine technisch mögliche Erschliessung zur Stromproduktion eignen. Als Fallbeispiel wurde insbesondere auch der Triftsee behandelt, dessen technische Bewirtschaftung nicht nur zur Stromproduktion, sondern auch zur Verbesserung des Hochwasserschutzes im Gadmen- und Aaretal genutzt werden könnte. Auf Basis dieser Grundlagen begann die Kraftwerke Oberhasli AG, diesen möglichen Ausbau detailliert zu prüfen. Die Planungsarbeiten erfolgten im Rahmen eines breit angelegten Begleitgruppenprozesses mit Vertretern aus Behörden, Verbänden, Politik, Region und ausgewiesenen Fachspezialisten.

Dabei wurden alle relevanten Umweltthemen detailliert und umfassend bearbeitet.

Nach einer fast vierjährigen Planungs- und Partizipationsphase konnte eine Lösung für das «Triftprojekt»mit allen am Prozess Beteiligten gefunden werden. Im Projekt ist der Bau einer zusätzlichen Fassung im Steinwasser mit einer Überleitung des dort gefassten Wassers in den Triftsee vorgesehen. Zusätzlich soll der Triftsee aufge223

3.1 Aquatische Flora und Fauna Bei den in den Jahren 2013 und 2016 durchgeführten Elektrobefischungen wurden im Triftwasser keine Fische nachgewiesen. Die Aufnahmen von Makrozoound Phytobenthos erfolgten in den Jahren 2013 und 2016 (Limnex, 2014 und 2016) sowie im Rahmen der Restwassersanierung von 2012 (Schweizer und Zeh Weismann, 2011, Schweizer et al., 2010). Die Laborauswertungen ergaben eine für diese Höhenlage und für das glaziale Abflussregime typische Artenzusammensetzung mit einer eher tiefen Taxazahl und eher geringen Populationsdichten. Als Rote-ListeArten wurden die Köcherfliege (Acrophylax cerberus) und das Wasserschlafmoos (Hygrohypnum alpinum) gefunden. Beide Arten wurden in früheren Untersuchungen bereits in bestehenden Restwasserstrecken im Oberhasli nachgewiesen.

Bild 1: Zeitliche Entwicklung der Triftaue anhand von Luftbildern. Ebenfalls sind die Abschnitte «Oben», «Unten», die Engstelle (Kap. 3.5.1),die oberen beiden Seitengerinne (SG) (Kap. 4.2) sowie das Feuchtgebiet (FG) und Trockengebiet (TG) eingezeichnet. staut werden, um einerseits eine flexible Stromproduktion zu ermöglichen und um andererseits als saisonaler Speicher insbesondere für das Winterhalbjahr genutzt werden zu können. Auf Höhe der heutigen Wasserfassung des Triftwassers ist eine Zentrale geplant, von der das zur Stromproduktion genutzte Wasser direkt in das bestehende Kraftwerkssystem zurückgegeben werden kann. Mit dem Bau dieser zusätzlichen Kraftwerksstufe kann die Stromproduktion um 145 GWh/a erhöht werden. Dies entspricht rund der Hälfte des Zubaus an Wasserkraft, der von der Energiestrategie des Kantons Bern vorgesehen ist (ohne Berücksichtigung künftiger Produktionseinbussen infolge gesetzlicher Vorgaben wäre damit das kantonale Zubauziel erreicht). Unter Ausnutzung der bestehenden Kraftwerksstufen bis zur endgültigen Wasserrückgabe in Innertkirchen erlaubt die Realisierung des Triftprojekts künftig eine Speicherung von wertvoller Winter­energie von rund 215 GWh/a.

Detaillierte Informationen zu technischen Aspekten, zum ökologischen Untersuchungsprogramm, zur Herleitung des Restwasserregimes, zu Ausgleichs- und 224

Ersatzmassnahmen (aquatisch und terrestrisch) und zum Begleitprozess finden sich in Schweizer et al. (2019). Über die «klassischen» Fragen bezüglich Restwasserregime hinausgehend wurden zusätzliche Untersuchungen durch­ geführt, um auch auf die ökologischen Frage­stellungen hinsichtlich der Triftaue detailliert und umfassend eingehen zu können. Eine zentrale Rolle hierbei nahmen die folgenden Aspekte ein: • aktueller Zustand der Triftaue (Kap. 3.1 bis 3.3) • aktuelle Hochwasser- und Geschiebedynamik (Kap. 3.4 bis 3.5) • Entwicklung der Triftaue mit und ohne Projekt (Kap. 4.1) • Definition von ökologischen Zielen für die Triftaue (Kap. 4.2) • Herleitung eines Hochwasserregimes zum Erreichen der ökologischen Ziele bei Projektrealisierung (Kap. 4.2) 3. Biologische und abiotische Untersuchungen In den folgenden Unterkapiteln werden die verschiedenen Untersuchungen sowie deren wichtigste Resultate beschrieben.

3.2 Terrestrische Fauna Die Erhebungen der terrestrischen Invertebraten erfolgten im Sommer und im Herbst 2013. Insgesamt wurden mit den Beprobungen 44 Taxa auf Familienniveau gefunden und eine rote Listen-Art (Sumpfgrashüpfer, Chrothypus montanus) nachgewiesen (eQcharta, 2016). Diese Art ist ausgesprochen feuchtigkeitsliebend und besiedelt dauerfeuchte bis nasse Lebensräume wie nasse Wiesen, sumpfige Bereiche an Seeufern und Flüssen oder Hochund Niedermoore. In der Triftaue wurde der Sumpfgrashüpfer in einem orografisch rechts liegenden, kleinen Feuchtgebiet angetroffen (Bild 1).

Während der Feldarbeiten wurden zudem Alpenmurmeltiere (Marmota marmota), Spitzmäuse (Soricidae) sowie sieben Vogelarten beobachtet (Auenberatungsstelle 2014).

3.3 Auenvegetation Die verschiedenen Vegetationseinheiten, wie beispielsweise Pionierstandorte, Auengebüsche, Feuchtgebiete oder Trockenstandorte, wurden 2013 anhand von Luftbildern und Feldbegehungen gemäss dem Handbuch «Erfolgskontrolle Auen» (Bonnard et al., 2008) kartiert (Bild 1). Bis ins Jahr 2001 bestand die Triftaue aus einem für eine alpine Aue typischem Vegetationsmosaik.

Seit der Jahrtausendwende zeigen die Luftbilder (Kap. 1 und Bild 1) allerdings eine bemerkenswerte Zunahme der Grün­ erlen von 10 % im Jahr 2001 auf 37 % im Jahr 2013 (Bild 3). Dieser Zuwachs erfolgte hauptsächlich auf Kosten von Flussbett und Pionierkrautfluren (CSD Ingenieure, 2017).

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• Unten: eher flacher Abschnitt mit kleineren Korngrössen. Aufgrund einer Eng­ stelle am unteren Ende der Triftaue kommt es bei Hochwasserereignissen zu Rückstaueffekten in diesem Abschnitt.

Bild 2: Entwicklung der Häufigkeitsverteilung der wichtigsten Vegetationseinheiten.

Zusätzlich zur Aufnahme der Vegetationseinheiten erfolgte eine detaillierte Untersuchung der vorkommenden Arten anhand von sogenannten Dauerflächen gemäss der Handbücher «Erfolgskontrolle Auen» (Bonnard et al., 2008) sowie «Erfolgskontrolle bei Fliessgewässerrevitalisierungen» (Woolsey et. al 2005). Insgesamt konnten 65 verschiedene Arten nachgewiesen werden.

Darunter befanden sich keine geschützten Arten.

3.4 Hydrologie Im Herbst 2012 wurde eine Abflussmessstelle rund 1 km unterhalb der bestehenden Triftaue eingerichtet. Unter Berücksichtigung des relativ kleinen Zwischeneinzugsgebiets zwischen Pegel und Aue können aus den gemessenen Werten die Abflussverhältnisse in der Triftaue sehr gut abgeschätzt werden. In Tabelle 1 und in Bild 3 sind die charakteristischen Abflusswerte des Triftwassers auf Höhe der Triftaue dargestellt. Das Abflussregime ist dabei sehr stark vom Triftgletscher geprägt, mit Hydrologische Kenngrösse Q347 MQ Q3 Q1 HQ2 HQ5 HQ10 HQ20 HQ30 HQ50 HQ100 HQ200

Abflusswert [m3 / s] 0.1 2.9 16 19 22 28 bis 33 33 bis 42 38 bis 50 42 bis 55 45 bis 62 50 bis 70 55 bis 80

Tabelle 1: Hydrologische Kenngrössen des Triftwassers auf Höhe der Triftaue.

Die Abschätzungen der Hochwasser­ abflüsse erfolgten mit dem Programm HQx_meso_ch.

Bild 3: Die natürlichen, mittleren monatlichen Abflüsse des Triftwassers auf Höhe der Triftaue. sehr tiefen winterlichen Abflüssen und sehr hohen sommerlichen Abflüssen infolge der Schnee- und Gletscherschmelze.

Seit der Entstehung des Triftsees werden die Spitzenabflüsse während Hoch­ wasserereignissen durch den Gletschersee abgedämpft (Hunziker Zarn & Partner, 2017). Bei kleineren Hochwasserereignissen im Bereich eines HQ2 bis HQ5 liegt die Dämpfung bei etwa 20 %, bei einem HQ100 bei rund 40 %.

3.5 Hydraulik, Geschiebe und Morphologie 3.5.1 Hydraulische Modellierung Zur Analyse der Strömungsverhältnisse bei Hochwasserabflüssen wurden auf Basis eines Terrainmodells zweidimensio­ nale Überflutungssimulationen mit dem Programm Hydro_AS-2d durchgeführt. Anhand von Beobachtungen und Feldmessungen konnten die Abflussverhältnisse im Auenbereich bestimmt und konnte auf dieser Basis das Modell kalibriert werden.

Aus hydraulischer Sicht lässt sich das Triftwasser im Bereich der Triftaue in zwei Abschnitte unterteilen (vgl. auch Bild 1): • Oben: relativ steiler Abschnitt mit groben Blöcken und einer abgepflästerten Sohle.

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Überflutung der Aue Die hydraulischen Simulationen zeigen, dass die orografisch rechtsliegende Auenfläche ab einem Abfluss von 16 bis 18 m3 / s (Q3 bis Q1, vgl. Tabelle 1) überströmt wird. Allerdings wird in diesen Abflussbereichen nur ein kleiner Teil der Aue überflutet. Erst bei einem Abfluss von rund 25 m3 / s wird mehr als die Hälfte der gesamten Auenfläche sowie der aus ökologischer Sicht interessierenden «Pionierfluren» und Weichholzauen (Kapitel 3.3) überflutet (Bild 4).

Im Sommer dürften auf diesen Standorten regelmässige Kontakte mit dem Grundwasser auftreten. Daher ist davon auszugehen, dass der Feuchtehaushalt und damit die Entwicklung der Pionierfluren und der Weichholzauen nicht von der Überflutung durch das Triftwasser direkt abhängen.

Stabilität der Auenvegetation bei Spitzenabflüssen Aufgrund der topografischen Gegebenheiten verteilt sich das Wasser grossflächig im Gewässerbett und in der Aue. Dies hat zur Folge, dass selbst bei sehr hohen Abflüssen die Abflusstiefen und Fliessgeschwindigkeiten moderat ausfallen und somit die hydraulisch wirksamen Kräfte für ein Herausreissen von Auengebüschen nicht ausreichen. Erst bei Hochwasser­ ereignissen mit einer Wiederkehrperiode von 30 bis 50 Jahren (42 – 62 m3 / s) kann mit einer lokalen Zerstörung der Auenvegetation gerechnet werden. Es ist möglich, dass bei diesen sehr hohen Abflüssen Gräser und kleinere Gebüsche ausgerissen werden. Ein Auswurzeln von grösseren Grünerlen oder gar ein grossflächiges Freilegen von Erlen­beständen ist selbst bei diesen extremen Abflussverhältnissen sehr unwahrscheinlich.

Aufteilung des Abflusses im Triftwasser und in der Aue Bis zu einem Abfluss von rund 25 m3 / s fliessen rund 90 % des Abflusses im Gerinne des Triftwassers. Mit zunehmenden Hochwasserabflüssen nimmt der Abflussanteil, der in der Aue abfliesst, deutlich zu.

Bei einem HQ100 fliesst ca. 1/3 des Ge­ samtabflusses in die Triftaue und überflutet diese dann grossflächig (siehe oben). Aufgrund der Auenüberflutung treten selbst 225

Bei Abflüssen grösser als 25 m3 / s erfolgt ein Rückstau bei der Engstelle am unteren Ende der Aue (Kap. 3.5.1, Bild 1). Aufgrund dieses Rückstaus nimmt die hydraulische Belastung im unteren Abschnitt auch mit zunehmendem Abfluss nicht zu. Der Bewegungsbeginn von Geschiebe in der Grösse des mittleren Korndurchmessers dm wird nahezu nicht erreicht.

Sowohl im oberen als auch im unteren Abschnitt fallen die Schubspannungen somit bei Hochwasserereignissen moderat aus und führen bei Hochwasserereignissen unter einem HQ100 nicht zu einem Aufreissen der Deckschicht.

Bild 4: Überflutete Auenflächen in Abhängigkeit vom Abfluss im Triftwasser. bei einem solchen Extremereignis nur geringe Fliesstiefen (im Mittel 25 cm) und Sohlbelastungen auf.

3.5.2 Geschiebedynamik Transportbeginn Zur Bestimmung der charakteristischen Korndurchmesser wurden Linienzahlanalysen an verschiedenen zugänglichen Kiesbänken entlang des Triftwassers erhoben.

Im Längsverlauf nehmen die Korngrössen mit abnehmendem Gefälle tendenziell ab, dabei liegen die mittleren Korngrössen (dm) zwischen 4 und 10 cm und das 90 %-Perzentil (d 90) zwischen 10 und 25 cm.

Für Geschiebe der Korngrössen dm und d 90 wurde der Transportbeginn ermittelt. Dies erfolgte durch eine Berechnung der kritischen Schubspannung nach Shields (1936) unter Berücksichtigung der lokalen Verhältnisse (Formrauigkeit von Makrostrukturen).

Ein Vergleich der wirkenden Schubspannung mit dem Transportbeginn lässt dann Schlüsse über die Bildung einer abgepflästerten Deckschicht und allfälliger Erosionstendenzen zu.

Im oberen Abschnitt der Triftaue zeigen die 2-D-Simulationen, dass bei höheren Abflüssen ein Teil des Abflusses grossflächig über die Triftaue abfliesst und damit die auf die Flusssohle wirksamen hydraulischen Kräfte bei steigenden Abflüssen nur noch geringfügig zunehmen (vgl. Kap. 3.5.1). Der theoretische Transportbeginn für das dm wird jedoch bereits bei kleinen Abflüssen überschritten. Da aus dem Oberlauf kein Geschiebe mobilisiert wird, führte dies in der Vergangenheit zu einer deutlichen, sichtbaren Vergröberung der Sohle 226

(passive Akkumulation von grösseren Korngrössen). Erst bei sehr hohen Abflüssen (Grössenordnung HQ100) können auch die sehr grossen Blöcke und Strukturelemente mobilisiert resp. verschoben werden. Ein grossflächiges Strukturversagen ist aber erst oberhalb eines HQ100 zu erwarten.

Geschiebeeintrag Vor der Bildung des Triftsees lag der mittlere jährliche Geschiebeeintrag auf Höhe der Triftaue bei rund 14 000 m3 (Hunziker, Zarn & Partner, 2017). Nur bei sehr selten auftretenden Hochwasserereignissen mit einer Wiederkehrperiode von über 100 Jahren kann Geschiebe aus der Flusssohle mobilisiert werden. Bei entsprechend tieferen Abflüssen beschränkt sich das für einen Transport zur Verfügung stehende Geschiebe auf Einträge aus dem relativ kur-

Bild 5: Auswertung der hydraulischen Beanspruchung für die Triftaue im oberen Bereich (Standort A) und im untersten Bereich auf Höhe der Engstelle (Standort B).

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zen Gewässerabschnitt zwischen Triftsee und Triftaue. Der Geschiebeeintrag wird dabei hauptsächlich durch sporadisch auftretende Hangrutschungen verursacht und dürfte gemäss der Abschätzmethode vom Bundesamt für Umwelt (2014) deutlich unterhalb von 1000 m3 pro Jahr liegen (Hunziker, Zarn & Partner, 2017).

Hypothetische Situation bei einem erneuten Geschiebeeintrag analog zur Situation vor der Entstehung des Triftsees Ein Geschiebeeintrag, wie er vor der Entstehung des Triftsees auftrat, würde dem Triftwasser wieder ausreichend Material zum (Um-)Gestalten der Morphologie zur Verfügung stellen. Im abklingenden Ast eines Hochwasserereignisses könnten sich im heutigen Flusslauf Ablagerungen bilden, die das Triftwasser beim nächsten Hochwasserereignis in die topografsch tiefer liegende Triftaue lenken würden. Lokal könnten so – als Initialprozesse – relativ starke Erosionsvorgänge und Übersarungen auftreten, Grünerlenbestände würden herausgerissen werden, und im Laufe der Zeit würde es zu einer grossflächigen Umgestaltung der heutigen Situation kommen. Die Morphologie würde sich dann nach jedem Hochwasserereignis wieder verändern (vgl. Kap.1 und Bild 1). Erst damit wären die Voraussetzungen für eine dynamische Entwicklung der Triftaue mit einem Mosaik an verschiedenen Vegetationseinheiten gemäss eines natürlichen Sukkzessionszyklus (Stanford et al., 2005) wieder erfüllt – entsprechend dem Zustand vor der Entstehung des Triftsees.

Damit der Geschiebeeintrag in die Triftaue wieder erfolgen könnte, müsste der Triftsee mit Sedimentmaterial verfüllt werden. Die vollständige Verfüllung des heutigen Triftsees würde sich über einige Hundert Jahre erstrecken.

4. Schlussfolgerungen und Ausblick 4.1 Entwicklung der Triftaue ohne Triftprojekt Wie in Kap. 3.5 beschrieben, führt die fehlende Geschiebedynamik zu einer Stabilisierung der Triftaue. Der bereits mit der Bildung des Triftsees einsetzende Prozess der grossflächigen Ausbreitung der Grün­ erlenbestände wird weiter anhalten und langfristig zu einer Marginalisierung der Auenvegetation führen. Es ist zu erwarten, dass in Zukunft auch der heutige Lebensraum des geschützten Sumpfgrashüpfers (Kap. 3.2) und das Trockengebiet (Bild 1) von der Überwucherung der Grünerlen nicht verschont bleiben werden.

Nr. Ökologische Funktion Ökologisches Ziel und Prozesse I Dekolmation TriftLückenraum der Sohle soll als wasser.

Lebensraum zur Verfügung stehen.

Kein negativer Einfluss auf den Feuchtehaushalt der Triftaue.

II Minimaler Geschiebe- Heutige stark reduzierte Dynamik trieb unter Berücksoll erhalten bleiben. sichtigung des sehr tiefen Geschiebeeintrags.

III «Bankbildender» Ausreichende Abflussdynamik, Abfluss. dass Kiesbänke umgelagert werden.

IV «Bettbildender» Abfluss.

V Grossflächige Überflutung der Aue ohne Zerstörung der Vegetation.

VI Grossflächige Überflutung der Aue mit Zerstörung der Vegetation (Gerinne bildender Abfluss).

VII Erhalten der auen­ typischen und seltenen Lebensräume (Feuchte­ haushalt).

VIII Erhalten prioritäre Arten.

Ausreichende Abflussdynamik, dass sich eine natürliche Morphologie einstellen kann.

Erhalten des typischen Vegetationsmosaiks und der seltenen Lebensräume, Verhinderung, dass kompetitive Arten wie die Grünerle sowie untypische Arten aufkommen.

Auendynamik mit der regelmässigen Neubildung von Pionierstandorten und einer typischen Verteilung verschiedener Auenkompartimente (Vegetations­ mosaik).

Erhalten der typischen Vegetationseinheiten und der seltenen Lebensgemeinschaften (insbesondere Feuchtgebiet).

Erhalten der Population des geschützten Sumpfgrashüpfers (Erhalten des Feuchtgebiets).

Grober Abflussbereich Oberer Abschnitt: HQ100 (für vollständiges Strukturversagen).

Unterer Abschnitt: das vorhandene feinere Material kann bei einem Q20 umgelagert werden.

Oberer Abschnitt HQ30 bis HQ50.

Unterer Abschnitt: das vorhandene feinere Material lagert sich bei einem Q20 um.

Oberer Abschnitt: Aufgrund des sehr tiefen Geschiebeeintrags können sich keine neuen Bänke bilden (unabhängig von der Grösse des Hochwassers).

Unterer Abschnitt: HQ5.

Siehe III.

Ab 16 m³ / s (Q3) beginnt die Überflutung der Aue.

Ab einem HQ30 bis HQ50 (= 40 m³ / s) sind lokale Schäden an der Vegetation zu erwarten.

Ab welchem Abfluss eine signifikante Infiltration von Flusswasser in das Grundwasser stattfindet, kann nur grob abgeschätzt werden und dürfte in der Grössen­ ordnung von 4 m³ / s liegen.

Siehe VII.

Tabelle 2: Ökologische Ziele, die im Rahmen des Begleitprozesses für die Triftaue definiert wurden.

4.2 Herleitung von ökologischen Massnahmen bei Realisierung des Triftprojekts Zur Festlegung des künftigen Restwasserregimes wurden im Rahmen des Begleitgruppenprozesses zuerst die Mindest­ restwassermengen, basierend auf landschaftlichen und gewässerökologischen Kriterien, festgelegt. In einem zweiten Schritt wurden zusätzlich die auenöko­ logischen Bedürfnisse intensiv behandelt und gemeinsam die wichtigsten ökologischen Ziele für die Triftaue definiert (Tabelle 2).

Allerdings können selbst im IstZustand resp. im künftigen Zustand ohne Projektrealisierung nicht alle in Tabelle 2 formulierten Ziele erreicht werden (Tabelle 3).

In einem ersten Schritt lassen sich aus den Tabelle 2 und 3 die relevanten ökologischen Ziele ableiten, die ohne Projektrealisierung erreicht werden. Gemäss Tabelle 3 handelt es sich dabei um folgende Ziele: • Dekolmation im unteren Abschnitt des Triftwassers (I)

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• grossflächige Überflutung der Aue (ohne Zerstörung der Vegetation; V) • Erhalten der auentypischen und seltenen Lebensräume (VII) • Erhalten der prioritären Arten (VIII) Ausgehend von diesen Zielen, können in einem zweiten Schritt die dafür nötigen ökologischen Massnahmen abgeleitet werden.

Für das Erreichen der Ziele I und V wird eine ausreichende Hochwasserdynamik benötigt. Bei einer Projektrealisierung werden pro Jahr zwei Hochwasserabflüsse (Q1 = 19 m3 / s und Q3 = 16 m3 / s) unterhalb der künftigen Staumauer abgegeben. Alle fünf Jahre wird eine Hochwasser­dotierung auf 30 m3 / s (HQ5) erhöht.

Das Erreichen der Ziele VII und VIII hängt neben dem Feuchtehaushalt der Triftaue auch von der Ausbreitung der Grünerlen ab. Ein Zuwachsen der seltenen Lebensräume (insbesondere des Feuchtgebiets) mit Grünerlen wird auch für den künftigen Zustand ohne Projektrealisierung erwartet. Damit einhergehen würde sehr wahrscheinlich auch der Verlust des 227

Ökologisches Ist-Zustand / künftiger Zustand Ziel ohne Projekt I Im oberen Abschnitt des Triftwassers nicht erreichbar, im unteren Abschnitt wird das vorhandene Feinmaterial mehrmals im Jahr umgelagert.

II

III IV V VI VII

VIII

Cosandey, A.-C., Hausammann, A. und Rast, S.

Zustand mit Projekt

(2008): Handbuch Erfolgskontrolle Auen. Bioto-

Im oberen Abschnitt des Triftwassers nicht erreichbar, im unteren Abschnitt wird das vorhandene Feinmaterial im Rahmen von zwei Hochwasserdotierungen (Q1, Q3, alle fünf Jahre HQ5) pro Jahr umgelagert.

Im oberen steilen Abschnitt findet Im oberen Abschnitt: siehe Zustand weder Geschiebetransport noch Dyna- ohne Projekt. mik statt. Im unteren flachen Abschnitt Im unteren Abschnitt erfolgt während wird von den Seitengräben eingetrader Hochwasserdotierungen (Q1, genes Geschiebe (sofern es kommt) Q3, alle fünf Jahre HQ5) ein ent­ sortiert und transportiert. Dies hat aber sprechender Geschiebetransport. keine Auswirkungen auf die grosse obere Triftaue.

Aufgrund des fehlenden Geschiebes Analog Ist-Zustand. ist dieses Ziel für die Triftaue nicht erreichbar.

Analog Ziel III. Analog Ziel III. Ca. drei Mal pro Jahr.

Ca. zweimal pro Jahr.

Tritt heute sehr selten (alle 30 bis 50 Tritt künftig nicht auf.

Jahre) lokal begrenzt auf.

Zwischen Juni und September infiltriert Zwischen Juni und September erfolgt regelmässig (aber nicht permanent) eine regelmässige Vernässung der Wasser aus dem Triftwasser in die Aue seltenen Lebensräume (Feuchtgebiet und beeinflusst den Feuchtehaushalt und Weichholzaue mit Weiden) im obeder Triftaue. ren Teil der Triftaue, indem die beiden Bild 5 legt den Schluss nahe, dass oberen Seitengerinne benetzt werden weitere Parameter (z.B. Lawinen, und das Wasser durch eine Verfüllung Steinschlag, Exposition, Schneebede- der Seitengerinne auf Höhe der seltenen ckung) für die Ausbildung von seltenen Lebensräume grossflächig austritt.

Lebensräumen verantwortlich sind.

Zusätzlich wird der Feuchtehaushalt von Ein Teil der seltenen Lebensräume einem Teil der Aue durch Hangwasser wird künftig durch Grünerlen verdrängt und / oder kleineren Zuflüssen direkt werden. gesteuert.

Analog Ziel VII. Analog Ziel VII.

Tabelle 3: Erreichung der ökologischen Ziele für die Zustände mit und ohne Projekt.

pinventar BAFU, Auenberatungsstelle.

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Schweizer, S. & Zeh Weissmann, H. (2011): Restwassersanierung der genutzten Gewässer im

geschützten Sumpfgrashüpfers (Kap. 3.2).

Trotz dieser unsicheren Entwicklung sind Massnahmen getroffen worden, um den Wasserhaushalt des Feuchtgebiets zu erhalten. Während der Vegetationsperiode wird dafür die Restwasserabgabe regelmässig erhöht, so dass die oberen beiden Seitengerinne (vgl. Bild 1) in der Triftaue benetzt werden. Durch eine Verfüllung der Seitengerinne im Bereich des Feuchtgebiets tritt das zufliessende Wasser grossflächig aus und führt zu einer lokalen Vernässung des bestehenden Feuchtgebiets.

Mit diesen Massnahmen werden die definierten ökologischen Ziele I, V, VII und VIII (siehe oben) auch im Projektzustand erreicht.

Abschliessend darf an dieser Stelle noch auf die verschiedenen Flussrevitalisierungen hingewiesen werden, die im Rahmen der gewässerökologischen Bilanzierung des Triftprojekts umgesetzt wer-

den (Tabelle 4 und Schweizer et al., 2019).

Damit werden die Talgewässer Gadmerwasser und Urbachwasser auf einer Länge von fast 1.5 km morphologisch und ökologisch stark aufgewertet werden.

Oberhasli. «Wasser Energie Luft», 1, 25 – 30.

Schweizer,S.,Schwegler,B.,Rohrer,M.,Meyer,M., Schläppi, S., Baumgartner, J., Berger, B., Fahner, S., Fankhauser, A., Zeh Weissmann, H., Niedermayr, A., Roulier, C., Döring, M. (2019): Das Triftprojekt – ein Überblick zu Projekt, Ökologie und

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Massnahme Fuhren-Nord Fuhren-Mitte inklusive Fassungsrückbau Fuhren Fuhren-Süd Urbachwasser

Gewässer Gadmerwasser Gadmerwasser Gadmerwasser Urbachwasser

Länge (m) 700 400 120 200

Tabelle 4: vorgesehene Gewässerrevitalisierungen im Rahmen des Triftprojekts.

Bemerkung: Die Länge der Triftaue beträgt rund 400 m.

228

ETHZ).

Anschrift: Steffen Schweizer Kraftwerke Oberhasli AG 3862 Innertkirchen sste@kwo.ch

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Erneuerung des Kraftwerks Robbia Urs Schluchter

Zusammenfassung Durch die vorgesehenen Erneuerungsmassnahmen werden alle Anforderungen hinsichtlich Betriebsführung sowie seitens Landschafts- und Umweltschutzes berücksichtigt. Durch die Erneuerung des Kraftwerks Robbia kann die zuverlässige Strom­ produktion durch dieses Kraftwerk für die Zukunft sichergestellt werden. Damit leistet das Kraftwerk Robbia nach Abschluss der Erneuerungsarbeiten einen wichtigen Beitrag zur Stromproduktion aus Wasserkraft und zur Versorgungssicherheit.

Einleitung Das Wasserkraftwerk (KW) Robbia wurde vor über 100 Jahren gebaut und die eingesetzten Komponenten wurden im Verlauf der Jahre kontinuierlich revidiert und gewartet.

Nun sind diese am Lebensende an­gelangt, und die Kraftwerkanlage muss umfassend erneuert werden. Die Arbeiten sind von Mitte 2020 bis Mitte 2023 vorgesehen. Nach dem Umbau wird die Jahresproduktion 120 GWh/a betragen und somit rund 10 % höher als heute sein. Das KW Robbia umfasst die Wasserfassungen Salva, Braita und Puntalta mit den dazugehörigen Überleitungen so­ wie das Reservoir Puntalta, die Druckleitung und die Kraftwerkszentrale Robbia.

Wasserfassung Salva Die Wasserfassung (WF) Salva befindet sich eingangs des Val da Camp in der Region Salva Dafora. Mit der WF wird das Wasser des Campobachs auf einer Höhe von 1713.20 m ü. M. gefasst und durch die Überleitungen Salva – Braita respektive Braita – Puntalta (Asciali-Leitung) der Stufe Robbia zugeführt. Bedingt durch die geforderte Fischdurchgängigkeit, die Erhöhung der Ausbauwassermenge und die landschaftliche Aufwertung des Stand­ ortes muss die WF neu erstellt werden. Der Standort befindet sich in einem Lawinenzug und Landschaftsschutzgebiet (BLN), weshalb die Fassung entsprechend robust ausgelegt und landschaftsschonend im Gelände integriert wird.

Die wesentlichen Merkmale der neuen WF sind: • Erhöhung der Ausbauwassermenge von 1.00 m³/s auf 2.40 m³/s

• Gewährleistung der Fischdurchgängigkeit und der Drift an Makroinvertebraten • Anpassung der Dotierwassermengen und des Dotierregimes • Umfassende naturnahe und landschaftsschützerische Gestaltung (Umgehungsgewässer, Fassungsgebäude etc.)

Oberhalb des Stauwehrs der WF Salva befindet sich die Schwellenkrone mit der geometrischen Aufteilung des Wasserzulaufs. Mit dieser Aufteilung wird das zuflies­sende Wasser des Campobachs in Nutz- (74 %) und Dotierwasser (26 %) aufgeteilt. Das zufliessende Nutzwasser des Campobachs wird durch das Stauwehr zurückgestaut und seitlich durch den Grobrechen über das Fassungsgebäude in das Triebwassersystem eingeleitet. Im Stauwehr ist ein Tafelschütz als Grundablass vorgesehen. Ist der Wasserzufluss kleiner als 155 l/s, so darf kein Wasser gefasst

werden. Die Abgabe der minimal vorgeschriebenen Dotierwassermenge von 155 l/s erfolgt durch eine fixe, kalibrierte Öffnung, die vor der Wasserentnahme liegt.

Ein Umgehungsgerinne gewährleistet die geforderte Fischdurchgängigkeit und wird aus technischen sowie ökologischen Gründen linksseitig (in Fluss­richtung) angeordnet. Durch eine naturnahe Gestaltung wird die Durchgängigkeit sowohl bei minimalem als auch bei maximalem Abfluss gewährleistet. Es wird eine Niederwasserrinne für die niedrigen Abflüsse und ein ausreichend grosses, raues Gerinne für die hohen Abflüsse ausgebildet. Das Längsgefälle von 5 % verlangt eine abwechslungsreiche Abfolge von Stufen und Pools, um einerseits die Fliessgeschwindigkeit zu minimieren und andererseits die uneingeschränkte Durchgängigkeit zu gewährleisten.

Das Gebäude der WF Salva bein­ haltet eine Apparatekammer und einen Technikraum. Da sich die WF in einem Lawinenzug befindet, wird das Gebäude der WF in den bestehenden Hang hineingebaut.

Durch diese Massnahme wird das Gebäude vor abgehenden Lawinen geschützt und ist von oben nicht einsehbar. Somit wird eine landschaftsschonende Lösung erzielt. Am Schluss sind lediglich die Süd- und Westfassade ersichtlich.

Wasserfassung Salva

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Überleitung Salva – Braita (Ausführungsprojekt). Überleitung Salva – Braita Die Überleitung Salva – Braita verläuft entlang der westlichen Flanke des Plan Alt bzw. Planasch auf einer mittleren Höhe von ca. 1700 m ü. M. bis zum Plan Grand da li Acqueti und kreuzt dabei das Val da la Piscia. Sie endet im zugehörige Apparategebäude Braita. Im Gebäude befinden­sich die Einrichtungen (Regulierventil, Rohr­­ turbine) für die Druckregulierung der Über­ leitung. Das Apparategebäude ist der zentrale Verknüpfungspunkt der Triebwasserwege der WF Salva, der WF Braita und der Ascialileitung.

Bis auf einen 224.30 m langen Stollenabschnitt wird die Überleitung vollständig erneuert und für die neue Ausbauwassermenge der WF Salva optimiert. Der bestehende Trasseeverlauf wird beibehalten und als Ersatz für die alte Betonleitung sind GFK-Rohre mit einem Durchmesser von 1.10 m vorgesehen.

Im Sinne einer möglichst effizienten und ökologischen Energienutzung wird das bestehende Energiepotenzial zwischen der WF Salva und dem Apparategebäude Braita für die Energieproduktion mittels Kaplanturbine genutzt.

Ausgehend vom Apparategebäude erfolgt die Spannungsversorgung sowie die Überwachung und Steuerung der WF Braita. Beim Apparategebäude Braita werden die zu- und abfliessenden Wassermengen mit Ultraschallmesseinrichtungen gemessen und überwacht.

Wasserfassung Braita Mit der WF Braita wird das Wasser des Poschiavinobachs im Bereich Braita gefasst.

Ein Erddamm staut das zufliessende Wasser bis zu einer Kote von 1700.70 m ü. M. auf und bildet so das Ausgleichsbecken Braita bzw. den Lagh da Braita. Der kleine See mit einem heutigen Nutzvolumen von 3000 m³ dient als Sandfang für die Fassung Braita und verlandet zunehmend. Als 230

Gegenmassnahme zur Verlandung werden periodische Spülungen durchgeführt.

Die Restwasserabgabe soll in den Monaten Januar bis Ende März statisch und in den Monaten April bis Ende Dezember dynamisch zuzüglich fixem Anteil erfolgen. Die freie Fischwanderung in beiden Richtungen ist bei der Fassung Braita nicht relevant, da sowohl oberhalb wie unterhalb unüberwindbare natürliche Wanderhindernisse bestehen. Eine gewisse Benthosdrift ist über die Dotiereinrichtungen gewährleistet. Beim Fassungsbauwerk ist ein Feinrechen mit einem Stababstand von 20 mm vorgesehen. Die Überleitung in das Triebwassersystem erfolgt mit einem Rohrabschnitt (ø = 0.80 m) bis zum Apparategebäude Braita.

Der Verlandung des Sees wird zukünftig durch effizientere Spülungen entgegengewirkt. Dafür wird anstelle des heutigen kleinen Grundablasses eine Spül­ schütze mit entsprechendem Spülkanal vorgesehen. Seeseitig wird der Auslauf-

bereich konisch abfallend ausgeführt und mittels Blocksteinen ausgelegt. Damit wird sichergestellt, dass bei einer Spülung ein effizienter Abtransport des Geschiebes gewährleistet ist.

Das Einlaufbauwerk, der Spül­ schütz und die statische Dotierung sind im Bauwerk der Hochwasserentlastung integriert. Der bestehende Erddamm der WF wird aus Hochwasserschutzgründen auf der orografisch linken Seite um ca. 40 cm und auf der rechten Seite um ca. 1.0 m­erhöht. Die Spundwand aus Holz­bohlen wird mittels einer neuen Betonkrone verstärkt und nachher mit Blocksteinen und Schuttmaterial eingedeckt und dem Gelände angepasst. Mit diesen baulichen Massnahmen kann die WF optimal im Gelände integriert werden. Zusätzlich wird gewährleistet, dass bis zu einem HQ 100 nur die linke Dammseite überschwemmt wird und somit das Apparategebäude Braita bei einem Hochwasser geschützt bleibt.

Wasserfassung Braita, zukünftige Situation (Visualisierung).

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Überleitung Braita – Asciali-Kammer (Ausführungsprojekt). Überleitung Braita – Asciali-Kammer Durch die Überleitung Braita – AscialiKammer (Asciali-Leitung) wird das Wasser vom Apparategebäude Braita bis zur Asciali-Kammer respektive zum Stollen Puntalta geführt. Die heutige Rohrleitung stammt aus den 1940er-Jahren und besteht aus unarmierten Betonrohren.

Ein Ersatz der gesamten bestehenden Leitung ist altersbedingt notwendig. Mit dem Ersatz der Rohrleitung wird gleichzeitig die Kapazität von ursprünglich 1.44 m³/s auf die erforderlichen 3.20 m³/s erhöht. Durch die Erhöhung der nutzbaren Wassermenge muss die Überleitung bis zur Asciali-Kammer unter Druck gesetzt werden. Mit dieser Massnahme kann die höhere Wassermenge sicher bis zur AscialiKammer geführt werden. Der Ersatz der Rohrleitung erfolgt entlang dem heutigen Trassee. Die neuen Leitungsrohre bestehen aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK). Mit der Erneuerung der Rohrleitung werden entlang des Trassees an geschütz-

ten Stellen Entlüftungsventile eingebaut.

Damit kann die Überleitung bei der Befüllung automatisch entlüftet werden. Heute erfolgt die Entlüftung der Rohrleitung manuell (durch Entlüftungsschächte) und ist teilweise an schwer zugänglichen Orten durchzuführen.

Kammer umfasst neu die eigentliche Regulierkammer mit den parallel angeordneten Regulierorganen sowie die Technik­ räume für die Eigenbedarfsversorgung und die erforderlichen Steuer- und Messeinrichtungen. Das Trassee der Leerrohre wird ebenfalls über die Asciali-Kammer geführt.

Asciali-Kammer In der Asciali-Kammer (Untertage) endet die GFK-Rohrleitung der Überleitung Asciali bei der Abzweigung vor den Regulierorganen (Betrieb unter Druck). Nach erfolgtem Energieabbau durch die Regulierorgane wird das Wasser über zwei Prallkammern in den Freispiegelstollen Puntalta eingeleitet. Dieser führt das beruhigte Triebwasser in das Reservoir Puntalta oberhalb von Robbia.

Die Asciali-Kammer ist unterirdisch gebaut (Kaverne) und besitzt einen eigenen Zugang über eine Stahlpanzertüre. Für die Installation der Regulier- und Steuereinrichtungen muss das Raumvolumen der Asciali-Kammer vergrössert werden. Die

AK-Asciali, bestehendes Stahlrohr vor dem Asciali-Stollen.

AK-Asciali, bestehendes Stahlrohr beim Eintritt in die Apparatekammer.

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Die Kammer kann nur zu Fuss oder mit dem Helikopter erreicht werden. Insbesondere in den Wintermonaten ist die Zugänglichkeit nur mittels Helikopter zu gewährleisten.

231

Wasserfassung Puntalta Die WF Puntalta befindet sich am süd­lichen Ende der Cavaglia-Ebene an einer engen Stelle oberhalb der Eisenbahn­brücke (über die Puntaltaschlucht) der Rhätischen Bahn in Fahrtrichtung Poschiavo.

Mit der WF Puntalta wird das gesamte zufliessende Wasser des Cavagliasch auf einer Höhe von 1684.52 m ü. M. gefasst und gemeinsam mit dem Wasser der Freispiegelleitung vom KW Cavaglia durch einen Stollen bis zum Wasserreservoir Puntalta geführt. Bei der Apparatekammer des Apparategebäudes Puntalta erfolgen der Zusammenschluss mit der Freispiegelleitung und der Übergang in den Freispiegelstollen.

Die bestehende Ausbauwassermenge der WF Puntalta mit Qn = 3.0 m³/s bleibt unverändert. Die zufliessende Wasser­ menge wird bei der Messschwelle in unmittelbarer Nähe der Strassenbrücke nach Cavaglia gemessen. Aufgrund des gemessenen Zuflusses kann die erforderliche Dotierwassermenge für die WF Puntalta bestimmt werden. Die Dotiereinrichtung befindet sich beim Apparategebäude und umfasst eine fixe und dynamische Komponente der Dotierwasserabgabe.

Da der Cavagliasch unterhalb der Fassung nicht fischgängig ist, sind keine weiteren Massnahmen (z. B. Fischtreppe) zur Gewährleistung der Fischgängigkeit notwendig. Über einen Feinrechen mit Rechenreiniger vor dem Einlauf in den Freispiegelstollen und die Dotiereinrichtungen wird verhindert, dass Fische in das Triebwassersystem eindringen können.

Im Normalbetrieb wird das gestaute Wasser in den Sandfang eingeleitet.

Im Einlaufbereich zum Sandfang befindet sich ein Grobrechen mit einem lichten Stab-

Apparategebäude Puntalta Das neue Apparategebäude Puntalta be­findet sich am südlichsten Ende der Cavaglia­-Ebene unterhalb der Eisenbahn­ brücke der Rhätischen Bahn in Fahrtrichtung Poschiavo.

Das Apparategebäude wird hinter dem bestehenden Gebäudekomplex Puntalta neu aufgebaut und ersetzt diesen vollständig. Der Bau des neuen Apparategebäudes und der Abbruch des bestehenden Gebäudekomplexes erfolgen phasen­weise.

WF Puntalta, Tafelschütz Grundablass und Dotiereinrichtung. abstand von 200 mm. Nachfolgend ist vor dem eigentlichen Absetzbereich ein strömungsberuhigender Rechen angeordnet.

Die Rechenstäbe (Stababstand ca. 150 mm) können entsprechend den Betriebserfahrungen optimiert platziert werden. Am Ende des Sandfangs ist der Grundablass angeordnet. Das Tafelschütz des Grundablasses (3.0 m breit und 2.5 m hoch) dient in erster Linie zur Spülung des Sandfangs, ist aber auch für ein HQ100 ausgelegt.

Zur Gewährleistung der Hochwassersicherheit ist zur Strasse hin eine Hochwasserschutzmauer vorgesehen. Die Schutzmauer wird, ausgehend vom Apparategebäude, auf einer Gesamtlänge von ca. 90 m erstellt.

Gebäudekomplex Puntalta (Foto mit Standorten alt [gelb] und neu [rot] / Disposition neues Apparategebäude.

Durch den Neubau des Apparategebäudes werden folgende Verbesserungen erreicht: • Erdbebensichere Ausführung des neuen Gebäudes • Installation sämtlicher Komponenten von Stahlwasserbau, Energieversorgung und Leittechnik an einem Ort in einem gut zugänglichen Gebäude • Reduktion des Gebäudevolumens auf das Notwendigste • Bessere Eingliederung in die Umgebung und die Landschaft Nach Abschluss der Arbeiten sind vom Gebäude nur zwei Fassaden sichtbar welche mit Naturstein verkleidet werden. Im Apparategebäude selbst befinden sich unter anderem die Sicherheitsdrosselklappe für die neue Druckleitung Balbalera mit einem Durchmesser von 1600 mm und ein Teil der Überwachung der Druckleitung.

WF Puntalta, Kanal bzw. Sandfang, im Hintergrund Apparategebäude.

232

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Reservoir Puntalta Das Reservoir Puntalta befindet sich, wie das Apparategebäude Puntalta, am südlichsten Ende der Cavaglia-Ebene unterhalb der Eisenbahnbrücke der Rhätischen Bahn in Fahrtrichtung Poschiavo. Das Reservoir ist vollständig unterirdisch angelegt und von aussen nicht sichtbar. Der Zugang zum Reservoir erfolgt über das bestehende Apparategebäude Puntalta.

Das Reservoir weist heute ein in Fels ausgebrochenes Nutzvolumen von ca. 8000 m³ auf, welches als Regel­ volumen zwischen dem KW Cavaglia und dem KW Robbia und zum anderen als Ausgleichsvolumen für die Aufnahme von Druckstössen bei Notabschaltungen des KW Robbia dient. In Abständen von ca. fünf Jahren wird heute das Reservoir von Sedimenten befreit.

Mit der Erneuerung der Kraftwerksanlage Robbia soll das Nutzvolumen auf ca. 12 000 m³ erhöht und damit insbe­ sondere das verfügbare Regelvolumen der Anlage verbessert werden. Damit wird im KW Robbia eine Verbesserung der bedarfsorientierten optimierten Produktion erreicht.

Druckleitung Balbalera Die heutige Druckleitung Balbalera führt mit zwei separaten Druckrohren Nord und Süd vom Apparategebäude Puntalta auf Kote von ca. 1680 m ü. M. zur Zentrale Robbia auf Kote 1078 m ü. M. Das Leitungs­trassee besteht aus einer rund 320 m langen Flachstrecke entlang der Geländekrete bis zum Fixpunkt Nr. 5, gefolgt von einer rund 1200 m langen Steilstrecke in praktisch

DL Balbalera, bestehende Steinschutzgalerie über den Druckleitungen.

DL Balbalera, unterer Abschnitt der bestehenden Stahlrohrleitungen.

direkter Linie bis zur Zentrale. Im oberen Abschnitt der Steilstrecke durchquert das Rohrtrassee in zwei Rohrstollen von 150 und 320 m Länge die steilen Felsklippen unterhalb von Puntalta. Anschliessend verläuft die Druckleitung auf einem offenen Rohrtrassee mit Rohrsätteln und Fixpunkten zum Teil schräg entlang dem rechten Talhang, um am Schluss in der di-

rekten Hangfalllinie die Zentrale zu erreichen. Beide Druckleitungen Süd und Nord bestehen aus geschweissten Stahlrohren von 850 mm Nenndurchmesser (oben) bis 650 mm Nenndurchmesser direkt vor der Zentrale. Die Leitungen sind mit insgesamt elf Fixpunkten gehalten und auf Rohr­sätteln ungefähr alle 10 m zwischengelagert.

Druckleitung Balbalera, Fixpunkt 5, Übergang von Flach- auf Steilstrecke.

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Druckleitung Balbalera, Steilstrecke, Blick Richtung Rohrstollen 2.

233

Kraftwerk Robbia Das KW Robbia befindet sich nördlich von Poschiavo auf der Ebene Plan da Robbia bei San Carlo bzw. Raviscè.

Das Kraftwerksgebäude besteht aus einer Maschinenhalle (Hauptgebäude), mehreren Technik- und Lagerräumen, einem Betriebsbüro (südlicher Anbau) und einem Lagerraum oberhalb der Verteilleitungen (nördlicher Anbau). Die Zentrale ist heute mit vier horizontalachsigen Maschinengruppen bestückt. Das turbinierte Wasser wird durch einen doppelt geführten Unterwasserkanal in den Poschiavino abgeführt. Der Unterwasserkanal ist aktuell zum grössten Teil offen geführt.

Mit der Erneuerung der Kraftwerksanlage Robbia ist der vollständige Ersatz der bestehenden Maschinen durch drei baugleiche Maschinensätze vorgesehen. Mit dem Ersatz der Maschinengruppen werden auch die Verteilrohrleitung und die Kugelschieber der Maschinen ersetzt. Auf einen Ersatz der Hausmaschine wird verzichtet.

Bedingt durch die geänderten mechanischen Abmessungen und Kräfte müssen

Bestehender Maschinensaal KW Robbia. die Fundierungen sowie der Anschluss an den Unterwasserkanal je Maschine neu ausgeführt werden. Ebenfalls muss die Krananlage des Kraftwerksgebäudes voll­ ständig erneuert und an die Vorgaben (Montagegewicht, Hubhöhe) der Maschinengruppen angepasst werden.

Gleichzeitig werden die übrigen Kraftwerkseinrichtungen wie Energieableitung, Eigenbedarfsversorgung, Kraft234

Situation Areal KW Robbia. werkssteuerung, Kommunikationseinrichtungen sowie die Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage erneuert. Dabei sind die Vorgaben bezüglich der Erdbebenfestigkeit, des Brandschutzes, der NISV, der VEMV, der Wärmedämmung und der Lärm­emissionen zu berücksichtigen.

Neu erfolgt der Betrieb der Maschinensätze in Blockschaltung und die produzierte Energie des Kraftwerks wird ausschliesslich in das 150 kV-Übertragungsnetz eingespiesen. Gleichzeitig wird die Versorgung des 20-kV-Verteilnetzes über einen neuen 150/20-kV–Verteilnetz-Transformator sichergestellt.

Unterwasserkanal und Ausleitung Der Unterwasserkanal befindet sich, wie die Kraftwerkzentrale Robbia, nördlich von Poschiavo auf der Ebene Plan da Robbia bei San Carlo.

Heute verläuft der Unterwasserkanal teilweise unter dem Kraftwerksgebäude, dem Vorplatz und dem Betriebszentrum in einem gedeckten Kanal. Anschliessend in offener Bauweise bis zur Einmündung in den Fluss Poschiavino. Mit der Erneuerung des KW Robbia müssen die Linienführung, die Abflusskapazität und die Wasserrückgabe an die neuen Vorgaben angepasst werden. In der nachfolgenden Abbildung sind die Anbindung an die Maschinengruppen, die bereinigte Linienführung und die neuen Wasserrückgabestellen ersichtlich.

Der neue Kanal wird bis zu den Einleitungen des Unterwassers vollständig überdeckt ausgeführt. Mit der Erneuerung der Anschlussbauwerke sind Massnahmen

für die Minimierung der Lärmemissionen durch den Unterwasserkanal vorgesehen (Tauchwand).

Bedingt durch die geforderte Aufteilung der Wasserrückgabe wird das turbinierte Wasser der Maschinensätze zunächst bis zur Verzweigungsstelle und dann bis zu den Wasserrückgabestellen in den Poschiavino respektive Cavagliasch geführt. Um die Wasserrückgabe in den Cavagliasch sicher zu gewährleisten, wird am Verzweigungspunkt der Unterwasser­ kanal in den Cavagliasch auf tieferem Niveau weitergeführt und mit einem Tafel­ schütz ausgerüstet. Dadurch wird zuerst die geforderte Wassermenge in den Cavagliasch abgeleitet und die Restwasser­ menge fliesst in den Poschiavino. Der Abflussquerschnitt des Unterwasserkanals Cavagliasch wird auf 2.2 m³/s begrenzt.

Am Verzweigungspunkt wird neu eine unterirdische Apparatekammer erstellt, in der die notwendige Mess- und Steuerungstechnik für die Regulierung der geforderten Wasserrückgabe mittels Tafelschütz untergebracht sind. Mit der Schützsteuerung wird das Wasser so reguliert, dass die vorgesehenen Wasserzugaben in den Cavagliasch bei Betrieb des Kraftwerks gewährleistet sind.

Anschrift: Repower AG Urs Schluchter Via da Clalt 12 7742 Poschiavo Tel. 081 839 71 11 www.repower.com

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Gravitative Prozesse in der Bondasca Nachrechnung der beobachteten Phänomene anhand von numerischen Simulationen mit FLUMEN

Christian Tognacca, Jeannette Gabbi, Giacomo Cattaneo, Cornel Beffa

Zusammenfassung Am Morgen des 23. August 2017 lösten sich aus der Nordwestflanke des Pizzo Cengalo rund 3 Mio. m³ Fels. Durch eine ungünstige Prozessverkettung von Bergsturz und Gletscherverflüssigung konnte sich aus den durchfeuchteten und äusserst labilen Sturzablagerungen eine Serie von Murgängen entwickeln, welche enorme Geschiebemengen nach Bondo brachten und zu grossen Schäden an Siedlung und Verkehrsinfrastruktur führten. Für die laufende Gefahrenbeurteilung und die Ereignisbewältigung war eine gute Dokumentation der Ereignisse vom August 2017 von grosser Wichtigkeit und bietet nun die Gelegenheit, die zur Gefahrenanalyse eingesetzten numerischen Modelle zu testen. Anhand des zweidimensionalen Berechnungsmodells FLUMEN wurden die beobachteten Phänomene im Val Bondasca nachgebildet und mittels Differenzraster aus digitalen Terrainmodellen (DTM) verglichen. Die Simulationsergebnisse der verschiedenen untersuchten Prozesse zeigen generell eine sehr gute Übereinstimmung mit den Beobachtungen. Mit dem verwendeten Zweiphasenansatz wird der Einfluss des variablen Wassergehalts auf die Fliesseigenschaften implizit berücksichtigt, was den Einsatzbereich ausdehnt und die Prognosefähigkeit erhöht.

1. Einleitung In den vergangenen Jahren hat sich im Val Bondasca (Bregaglia, GR) eine eindrückliche Serie von Naturprozessen abgespielt, ausgelöst durch zwei Bergstürze am Pizzo Cengalo in den Jahren 2011 und 2017.

Aus den mächtigen und frischen Sturzablagerungen im hinteren Val Bondasca entwickelten sich Murgänge, welche Geschiebe bis nach Bondo verfrachteten.

Insbesondere das Bergsturzereignis von 2017 hatte gravierende Auswirkungen für Bondo. Durch die Erosion von Gletscher­ eis entlang des Sturzweges konnte sich ein Teil der Sturzmasse verflüssigen und floss als gewaltiger Schuttstrom durch das gesamte Val Bondasca bis nach Bondo.

In der Folge entwickelten sich aus den durchfeuchteten Bergsturz- und Schuttstromablagerungen, zunächst ohne jegliche Beteiligung von Niederschlägen, mehrere Murgänge, welche innerhalb von neun Tagen rund 500 000 m3 Geschiebe nach Bondo brachten und mehrere Gebäude zerstörten.

Die Ereignisse im Val Bondasca, insbesondere jene von August 2017, sind dank einer ausgesprochen guten Datengrundlage (Höhenmodellen zur Bestimmung der Ereigniskubaturen und der Abla-

gerungsmuster, Kenntnissen über Fliesszeiten, Abflüssen und Rheologien dank Beobachtungen) sehr gut dokumentiert und bieten eine gute Grundlage zur Verifizierung numerischer Modelle. Aufgrund dessen wurden anhand des hydrodynamisch-numerischen Berechnungsmodells FLUMEN (siehe https://www.fluvial.ch) die Murgang- und Bergsturzereignisse nachgebildet. Ebenfalls wurde der Übergang von einem Bergsturz in einen Schuttstrom mittels einer eigens für diese Anwendung konzipierten Modellerweiterung simuliert.

Konkret wurden die beiden Bergsturzereignisse von Dezember 2011 und August 2017, der unmittelbar auf den Bergsturz folgende Schuttstrom und die darauffolgenden Murgänge vom 23., 25. und 31. August 2017 simuliert (siehe Tabelle 1).

Dieser Artikel präsentiert die Simulationsergebnisse der in den letzten Jahren in der Bondasca aufgetretenen Phänomene, vergleicht sie mit den im Feld erhobenen Daten und gibt Aufschluss über die Modellgüte.

2.

Ereignisse 2011 bis 2017 Beim Bergsturzereignis vom 27. Dezember 2011 haben sich aus der Nordostflanke des Pizzo Cengalo ca. 1.5 Mio. m3 Fels gelöst und mächtige Ablagerungen im hinteren Val Bondasca hinterlassen. Im darauffolgenden Sommer kam es, ausgelöst durch heftige Gewitterniederschläge, zu mehreren Murgangereignissen, wovon sich die meisten oberhalb der Schluchtstrecke ablagerten und Bondo nicht gefährdeten. Das Ereignis von Ende August 2012 hingegen war deutlich grösser und hat zu bedeutenden Auflandungen in Bondo mit Schäden am Campingplatz geführt. Nach den Ereignissen vom Sommer 2012 hat sich die Lage im Val Bondasca vorübergehend beruhigt. Mit dem erneuerten Bergsturz am Pizzo Cengalo von

Tabelle 1. Vorhandene Höhenmodell-Differenzraster zur Abschätzung der Ereigniskubaturen und zur Verifizierung der Simulationsresultate.

1

Aufgebaut aus mehreren Datensätzen: DTM 2012 der Sturzablagerungen (ohne Murgänge 2012),

DTM-AV 2003 für die Transitstrecke zwischen Laret und Prä (ohne Murgänge 2012), DTM 2015 des

Wasserbauprojekts für den Kegel.

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235

­ ugust 2017, mit 3.0 Mio. m3 rund dopA pelt so gross wie der von 2011, hat sich die Situation jedoch massgeblich verschärft.

Durch die massive Einwirkung des Bergsturzes wurden rund 600 000 m3 Eis des Cengalogletschers erodiert. Aufgrund des ausserordentlich hohen Wassergehaltes konnte sich ein Teil der Sturzmasse verflüssigen und sich zu einem Schuttstrom entwickeln, der mächtige Geschiebeablagerungen im Val Bondasca hinterlassen hat und bis nach Bondo vorgedrungen ist.

Durch die hohe Verfügbarkeit von durchfeuchteten Ablagerungen hat sich in der Folge ohne jegliche Beteiligung von Niederschlägen eine Serie von Murschüben ausgebildet, die enorme Geschiebemengen nach Bondo brachten und den nach den Ereignissen von 2011/12 gebauten Rückhalteraum zum Überlaufen gebracht haben. Am Abend des 31. August löste ein starker Gewitterniederschlag einen riesigen Murgang mit einer Kubatur von über 200 000 m3 (in einem Schub!) aus, welcher massive Ablagerungen im Einmündungsbereich in die Maira hinterlassen hat und zu Überschwemmungen in Spino führte.

3. Datengrundlage Für die Überprüfung der Simulationsergebnisse stehen mehrere digitale Terrainmodelle (DTM) zur Verfügung, welche die Ereignisse im Val Bondasca sehr gut dokumentieren (vgl. Tabelle 1) und Aufschluss über die Ereigniskubaturen und die Verteilung der Ablagerungen geben. Die vorhandenen Höhenmodelle werden in Tabelle 1 aufgelistet. Einzig für die Situation vor den Ereignissen 2017 steht kein einheitliches DTM zur Verfügung und musste anhand verschiedener Datensätze aufgebaut werden. Die Ablagerungen in der Transitstrecke der Murgänge von 2012 konnten jedoch aufgrund fehlender Höhendaten nicht rekonstruiert werden und sind somit im Höhenmodell von 2015 nicht enthalten.

Die räumliche Auflösung der verwendeten Höhenmodelle beträgt 1×1 m.

4. Modellannahmen 4.1 Modellaufbau Die Modellierungen wurden mit der numerischen Berechnungssoftware FLUMEN (Eigenentwicklung, siehe www.fluvial.ch) durchgeführt, einem Finite-Volumen-Programm zur Lösung der zweidimensionalen Flachwassergleichungen auf unstrukturierten Netzen. Der Einbau von verschiedenen rheologischen Modellen erlaubt es, Massenbewegungsprozesse wie Murgänge und Bergstürze zu modellieren. Das 236

Tabelle 2. Kalibrierte Fliessparameter (Grenzschubspannung τ, Strickler-Beiwert kstr und Reibungsgefälle μ) und Maximalabflüsse Q (am Kegelhals) aller nachgebildeten Ereignisse.

Modell für den Bergsturz deckt den gesamten Sturzraum des Pizzo Cengalo ab. Die Modelle für die Murgänge hingegen umfassen nur den Kegelbereich vom Ende der Schluchtstrecke bis zur Einmündung in die Maira sowie einen Flussabschnitt der Maira von Sot Punt bis Spino. Das Modell für den Schuttstrom, welcher mächtige Ablagerungen in der Transitstrecke hinterlassen hat, wurde erweitert und erstreckt sich vom Ende der Bergsturzablagerungen in Laret bis nach Bondo. Ausgehend von den jeweiligen Höhendaten (vgl. Tabelle 1), wurden triangulierte Netze für die entsprechenden Zustände erstellt, wobei für das Modell des Kegelhalses eine Maschengrös­se von 3 m2, für das Schuttstrom- bzw. Bergsturzmodell eine räumliche Auflösung von 5 bzw. 10 m2 gewählt wurde.

4.2 Modellrheologie Zur Simulation der Rheologie aller Prozesse kam ein turbulenter Ansatz mit einer Grenzschubspannung und einem Coulomb-Reibungsterm zur Anwendung (vgl. Naef et al., 2006). Dieser Ansatz beschreibt die inneren Schubspannungen infolge interpartikulärer Stösse, Turbulenzen mit einem Reibungsbeiwert nach Strickler und die Viskosität der Flüssigkeit mit einer Grenzschubspannung. Zusätzlich wird ein basaler Widerstand durch einen CoulombReibungsterm, der proportional zur Normalspannung ist, verwendet.

Die Modellparameter (Grenzschubspannung τ, Reibungsbeiwert nach Strickler kstr, Reibungsgefälle μ) wurden anhand der Beobachtungsdaten für das jeweilige Ereignis kalibriert. Für die Murgangereignisse wurde der Reibungsbeiwert nach Strickler auf 10 m1/3/s und das Reibungsgefälle auf 3 % festgesetzt, welche für alle Simulationen gleich belassen wurden. Die kalibrierten Werte aller Nachsimulationen werden in Tabelle 2 aufgelistet.

4.3 Zweiphasenmodell Das verwendete numerische Modell FLUMEN basiert auf den vollständigen tiefengemittelten Flachwassergleichungen (vgl. [8]). Der Wassergehalt des Fluids wird in einer zusätzlichen Erhaltungsgleichung bilanziert. Mit diesem Zweiphasenansatz kann der Einfluss des Wassers auf die Rheologie implizit berücksichtigt werden. Das Fliessverhalten wird über den Wassergehalt gesteuert, indem die Fliessparameter (Grenzschubspannung, Coulomb'scher Reibungsterm) als Funktion der Wasserkonzentration definiert werden.

4.4 Abfluss und Kubatur Die Kubaturen der verschiedenen Ereignisse wurden anhand der verfügbaren Differenzraster (vgl. Tabelle 1) ermittelt und sind in Tabelle 2 aufgelistet. Die Abflüsse wurden zunächst basierend auf den beobachteten Abflüssen in der Ortschaft Prä bzw. in der Transitstrecke (vgl. [3]) für den Kegelhals definiert und wurden später in der Kalibrierungsphase bei Bedarf angepasst, um eine möglichst optimale Übereinstimmung zu erzielen.

5. Nachsimulationen 5.1 Bergsturz 2011 Mithilfe des hydrodynamischen Modells konnte ein sehr ähnliches Ablagerungsmuster wie beobachtet erzielt werden (Bild 1). Die Reichweite wie auch die maximalen Ablagerungsmächtigkeiten (mit 12–13 m gemäss Simulationen und 15–16 m gemäss Beobachtungen) stimmen gut überein. Gewisse Differenzen ergeben sich jedoch bezüglich des Ablagerungsbeginns. Während beim Ereignis 2011 der Ablagerungsprozess bereits kurz unterhalb der Felsstufe (ca. 1800 m ü. M.) eingesetzt hat, zeigen die Modellierungen

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Bild 1. (a) Beobachtete und (b) modellierte Ablagerungen des Bergsturzes am Pizzo Cengalo von 2011.

Bild 2. (a) Beobachtete und (b) modellierte Ablagerungen des Bergsturzes am Pizzo Cengalo von 2017.

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237

Tabelle 3. Vergleich der beobachteten und simulierten Sturzablagerungen der Berg­stürze von 2011 und 2017.

Tabelle 4. Die beobachteten und modellierten Ablagerungsvolumina des Schuttstroms für drei Abschnitte entlang der Bondasca.

erste Ablagerungen 400 m weiter unten (ab ca. 1640 m ü. M.). Folglich liegen die simulierten Ablagerungen an der Front etwas konzentrierter vor, als es tatsächlich beobachtet wurde.

5.2

Tabelle 5. Beobachtete und modellierte Ablagerungsmächtigkeiten des Schuttstroms für ausgewählte Standorte. Die beob­ achteten Ablage­rungsmächtigkeiten müssten noch um den Betrag der Mur­gang­ablagerungen von 2012 korrigiert werden, die im DTM 2015 nicht enthalten sind.

Bergsturz 2017

5.2.1 Ablagerungsmuster Auch die Simulationen des Bergsturzes von 2017 zeigen bezüglich der Reichweite und der Ausdehnung der Ablagerungen eine gute Übereinstimmung mit den Beobachtungen (Bild 2). Der Ablagerungsprozess setzt praktisch auf der gleichen Höhenkote, ca. 200 m unterhalb der Felsstufe, ein (im Gegensatz zu den Modellierungen vom Ereignis 2011) und endet auf Höhe Lumbardui. In den Simulationen hingegen sind die Ablagerungen über die gesamte Talbreite in etwa gleichmässig verteilt, während sich gemäss den Messungen die mächtigsten Ablagerungen eher auf der orografisch rechten Seite konzentrieren.

Diese Differenz trägt auch dazu bei, dass mittels der Simulationen geringere maximale Ablagerungsmächtigkeiten erreicht werden, als beobachtet wurden (vgl. Tabelle 3). Der grosse Graben, welcher mitten durch die Sturzablagerungen verläuft, ist auf die nachfolgenden Murgänge bzw. den Schuttstrom zurückzuführen und ist nicht von Bedeutung für den Vergleich.

1

Gutachterlich festgelegt (siehe [3]).

238

Bild 3. (a) modellierte und (b) beobachtete Ablagerungsmächtigkeiten des Schutt­ stroms vom 23. August 2017 in der Transitstrecke zwischen Laret und Prä. Die beob­ achteten Ablagerungen müssten noch um den Betrag der Murgangablagerungen von 2012 korrigiert werden, da diese im DTM 2015 nicht enthalten sind.

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5.2.2 Fliesszeiten Dank der seismischen Aufzeichnungen des Schweizerischen Erdbebendienstes kann die Fliesszeit des Bergsturzes vom 23. August 2017 rekonstruiert werden. Um 09:30:12 wurde die mechanische Instabilität am Pizzo Cengalo ausgelöst, zwischenzeitlich wurden maximale Geschwindigkeiten von über 80 m/s erreicht, und um 09:31:42 kam die Sturzmasse oberhalb von Laret zum Stillstand. Innerhalb von 1.5 Minuten wurde eine Strecke von rund 3.6 km zurückgelegt (Fallhöhe: ca. 1600 m, horizontale Distanz ca. 3.0 km). Die mittlere Geschwindigkeit der Front lag bei rund 40 m/s. Die Simulationen zeigen mit einer Gesamtfliesszeit von ca. 1.7 Minuten sehr ähnliche Fliessgeschwindigkeiten wie beobachtet auf.

5.3

Schuttstrom 2017

5.3.1 Massenbilanzen Die Auswertung der Massenbilanzen zeigt, dass die simulierten Ablagerungen in der Transitstrecke (Ende der Bergsturzablagerungen bis Beginn der Schluchtstrecke) gut mit den Beobachtungen übereinstimmen. Gemäss der Höhenmodellauswertung wurden in der Transitstrecke rund 495 000 m3 abgelagert, während die Simulationen für diesen Abschnitt ein Ablagerungsvolumen von 457 000 m3 ergeben (Tabelle 4). Die Massenbilanzen in der Schluchtstrecke und auf dem Schwemmkegel können aufgrund fehlender Höhenmodelldaten nur mit gutachterlichen Abschätzungen verglichen werden. Diese ergeben wie auch für die Transitstrecke eine gute Übereinstimmung, wobei das Modell die Ablagerungen in der Schluchtstrecke generell überschätzt, während die Ablagerungen auf dem Kegel etwas unterschätzt werden (Tabelle 4).

5.3.2 Ablagerungsmuster Die Simulationen des Schuttstroms weisen ein ähnliches Ablagerungsmuster wie beobachtet auf mit mächtigen Ablagerungen in Lera, Selvartigh und Prä (Bild 3).

Während die Ausbreitung des Schuttstroms vom Modell relativ gut wiedergegeben wird, sind die Ablagerungsmächtigkeiten tendenziell etwas zu gering, dies insbesondere im Bereich der Sperre bei Prä, aber auch bei Lera, wo die simulierten Ablagerungen mit 4 bis 5 m etwas kleiner ausfallen als gemäss den Differenzrastern (6 bis 8 m, Tabelle 5). Diese Abweichungen sind jedoch nicht nur auf die Modellierungen zurückzuführen, sondern kommen teilweise auch durch Unsicherheiten im

Bild 4. Modellierte Fliesszeiten des Schuttstroms vom 23. August 2017 im Vergleich zu den beobachteten.

Höhenmodell zustande (Murgangablagerungen von 2012 mit rund 120 000 m3 fehlen; vgl. Kapitel 3, die Massenbilanzen aus Tabelle 4 wurden hingegen entsprechend korrigiert).

Die Ablagerungsmächtigkeiten am oberen und unteren Ende der Schluchtstrecke stimmen in der Grössenordnung mit den Beobachtungen überein, werden jedoch, wie auch in der Transitstrecke, generell etwas unterschätzt (vgl. Tabelle 5).

5.3.3 Fliesszeiten Ein Vergleich der Fliesszeiten zeigt, dass auch diese gut miteinander übereinstimmen. In Prä trifft der Schuttstrom gemäss Simulationen nach ca. 5 Minuten ein, wobei die beobachtete Fliesszeit rund 1 Minute weniger beträgt (Bild 4). Auf Höhe der alten Brücke am Kegelhals trifft die si-

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mulierte Welle gleichzeitig wie die beobachtete ein. Auch die starke Abnahme der Fliessgeschwindigkeiten von der alten Brücke bis zur Schreinerei kann mittels des Modells abgebildet werden. Die modellierte Murwelle erreicht die Schreinerei nach knapp einer Stunde Fliesszeit und stimmt mit den Beobachtungen sehr gut überein.

5.4 Bergsturz-Schuttstrom Simulationen Mittels des neu entwickelten Zweiphasenmoduls von FLUMEN konnte der Übergang von einem Bergsturz in einen Schuttstrom prozessnah nachgebildet werden (Bild 5). Anhand einer internen Quelle im Bereich des Cengalogletschers wird der Sturzmas­se Wasser zugefügt, wobei sich das Wasser im Verlauf der Sturzbewegung 239

in der Bergsturzmasse verteilt und sich präferenziell an der Sturzfront ansammelt. An der Front werden Wasserkonzentrationen von 25 bis 35 % erreicht, welche ausreichend gross sind, um einen Teil der Bergsturzmasse instantan zu verflüssigen. Gemäss den Simulationen entsteht ein Schuttstrom mit einer Kubatur von 690 000 m3, der in der Grössenordnung des beobachteten Schuttstroms (545 000 m3) liegt.

Die Simulationen haben gezeigt, dass der kritischste Punkt der Vorgang der Wasser- bzw. Eisaufnahme ist (Ort, Zeitpunkt und Dauer der Wasserzugabe). Erfolgt die Wasseraufnahme in konzentrierter Form, kann ein Schuttstrom in der 2017 beobachteten Grösse ausgelöst werden.

Geschieht die Wasseraufnahme jedoch über eine grössere Fläche bzw. eine längere Zeitspanne, verteilt sich das Wasser

gleichmässiger über die Sturzmasse und die Konzentrationen an der Front fallen zu gering aus, um in einen Schuttstrom überzugehen.

5.5

Murgänge 2017

5.5.1 Murgänge vom 23. August 2017 Der Schuttstrom sowie die darauffolgenden neun Murschübe vom 23. August 2017

Bild 5. Ergebnisse der kombinierten Bergsturz-Schuttstrom-Simulationen mit (a) den modellierten Ablagerungsmächtigkeiten und (b) den Wasserkonzentrationen am Ende der Simulation.

Bild 6. (a) Beobachtete und (b) modellierte Ablagerungsmächtigkeiten des Schuttstroms und der neun Murschübe vom 23. August 2017. Eine optimale Übereinstimmung wurde mit dem «Turbulent-Coulomb Ansatz» mit einer Grenzschubspannung von 8750 N/m2 für den Schuttstrom und 500 bis 1000 N/m2 für die nachfolgenden Murschübe erzielt sowie mit einem Reibungsgefälle von 3 %.

240

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haben ca. 220 000 m3 Material nach Bondo verfrachtet, welches vorwiegend im Rückhaltebecken sowie im Einmündungsbereich der Maira zur Ablagerung kamen.

Bild 6 zeigt die kumulierten Ablagerungen aller Ereignisse des 23. August der Beobachtungen sowie der Simulationsresultate.

Eine optimale Übereinstimmung wurde mit dem Turbulent-Coulomb-Ansatz mit einer Grenzschubspannung von 8750 N/m2 für den Schuttstrom und von 500 – 1000 N/m2 für die nachfolgenden Murschübe erzielt, wobei ein Reibungsgefälle von 3 % verwendet wurde. Das Ablagerungsmuster kann mittels des hydrodynamischen Modells sehr gut nachgebildet werden.

Abweichungen sind oberhalb der Bondasca-Brücke zu erkennen. Dies ist vermutlich dem rückstauenden Einfluss der Brückenplatte (inkl. massivem Geländer) zuzuschreiben.

5.5.2 Murgänge vom 25. August 2017 Der Murgang vom 25. August mit zwei aufeinanderfolgenden Schüben hat rund 55 000 m3 in das Becken eingetragen. Die

Kapazität des Rückhaltebeckens war zu diesem Zeitpunkt bereits vollständig erschöpft, und es kam insbesondere auf der orografisch linken Seite zu Übermurungen.

Die Ablagerungen mit Mächtigkeiten von bis zu 3 m erstrecken sich von der Schreinerei bis zur Brücke Spizzarun. Auch in den Simulationen sind diese linksseitigen Ablagerungen ersichtlich. Allerdings kommt gemäss den Simulationen mehr Geschiebe im Rückhaltebecken zur Ablagerung (insbesondere rechtsseitig), während die Ablagerungen oberhalb der Malojastrasse zwischen der Brücke Spizzarun und der Bondasca-Brücke fehlen.

5.5.3 Murgang vom 31. August 2017 Der grosse Murgang vom Abend des 31.

August, welcher durch kräftige Gewitterniederschläge ausgelöst wurde, hat insbesondere im Einmündungsbereich der Maira hohe Ablagerungen hinterlassen mit Mächtigkeiten von bis zu 8 m (Bild 8a). Im Bereich des Rückhaltebeckens bildeten sich linksufrig natürliche Levées, welche den Murgang kanalisiert und grossflächi-

gere Überflutung des Dorfes verhindert haben. Erste Modellversuche mit konstanter Rheologie haben keine befriedigende Ergebnisse geliefert. Bei Verwendung einer eher zähflüssigen Rheologie mit einer Grenzschubspannung von 2500 N/m2 konnten zwar die Ablagerungen im Kegelbereich abgebildet werden, allerdings treten in Spino keine Ausuferungen auf.

Mit einer dünnflüssigen Rheologie (Grenzschubspannung von 1000 N/m2) können zwar die Übersarungen in Spino modelliert werden, sie gehen jedoch mit viel zu ausgedehnten Ausuferungen auf dem Kegel einher. Eine deutliche Verbesserung konnte mit der Anwendung eines Zweiphasenmodells erzielt werden, bei welchem die Fliesseigenschaften durch die Bilanzierung des Wassergehaltes variieren. Somit kann der granulare Charakter der Murgänge mit einer hohen Feststoffkonzentration an der Front und deutlich flüssigerer Konsistenz im hinteren Bereich abgebildet werden. Für die Modellierung des Ereignisses vom 31.

August wurde mit zwei Quellen am unteren Ende der Schlucht gearbeitet, welche

Bild 7. Beobachtete (a) und modellierte (b) Ablagerungsmächtigkeiten der zwei Murschübe vom 25. August 2017. Der TurbulentCoulomb-Ansatz mit einer Grenzschubspannung von 2500 N/m2 für den ersten und 1000 N/m2 für den zweiten Schub sowie mit einem Reibungsgefälle von 3 % hat die beste Übereinstimmung ergeben.

Bild 8. (a) Beobachtete und (b) modellierte Ablagerungsmächtigkeiten des grossen Murgangs vom 31. August 2017.

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241

den Zustand der Murgangwellen am Ausgang der Schlucht nachbilden: eine erste kleinere, zähflüssige Welle mit einer Grenzschubspannung von 4000 N/m2 und eine zweite grössere, dünnflüssigere Welle mit einer Grenzschubspannung von 500 N/m2, die kurz hintereinander anspringen. Dank dieser Vorgaben stimmen die Ablagerungsmuster deutlich besser mit den Beobachtungen überein (vgl. Bild 8b). Das Material mit hoher Feststoffkonzentration lagert sich im Bereich des Auffangbeckens ab und bildet in den randlichen Bereichen Levées aus, welche ein Ausbrechen des nachfolgenden, dünnflüssigen Materials in Richtung Dorf verhindern. Das dünnflüssige Material fliesst kanalisiert durch die Levées ab und führt im Raum Spino zu den beobachteten Ausuferungen.

6. Fazit Die durchgeführten Nachsimulationen der Bergsturz- und Murgangereignisse im Val Bondasca der vergangenen Jahre zeigen eine sehr gute Übereinstimmung mit den Beobachtungen. Die Ausdehnung der Ablagerungen, die Mächtigkeiten sowie die räumliche Verteilung der Ablagerungen können mittels der Modelle gut wiedergegeben werden. Auch der Schuttstrom und dessen Fliesszeiten konnten mittels des numerischen Modells sehr gut abgebildet werden. Die modellierten Ablagerungsmächtigkeiten werden in der Transitstrecke durch das Modell leicht unterschätzt, sind jedoch teilweise auf das Fehlen der Murgangablagerungen von 2012 im Ausgangshöhenmodell zurückzuführen. Mittels des Zweiphasenmodells ist es gelungen den Übergang eines Bergsturzes in einen Schuttstrom zu simulieren. Die

242

Simulationen lassen darauf schliessen, dass das erodierte Eis des Cengalogletschers entscheidend zur Verflüssigung der Sturzmas­se beigetragen hat. Die Modellierungen zeigen jedoch auch, dass der Übergang eines Bergsturzes in einen Schuttstrom ein sehr komplex abzubildender Prozess ist und sehr sensitiv auf den genauen Ort und Zeitpunkt der Wasser- bzw.

Eisaufnahme reagiert. Vielversprechend sehendieResultatederMurgangsimulationen mittels des Zweiphasenmodells aus.

Dank den variablen Fliesseigenschaften konnten die beim Ereignis vom 31. August beobachteten randlichen Levées nachgebildet werden, welche die Murgangmasse kanalisiert und grössere Schäden im Dorf verhindert haben. Mit der implementierten Modellerweiterung in FLUMEN konnte der spezifische Einfluss des Wassers auf die Rheologie der Murgänge prozessnah nachgebildet werden.

[3] beffa tognacca gmbh (2018): Val Bondasca – Ereignisanalyse 2017 und Szenariendefinition.

Bericht im Auftrag des Amtes für Wald und Naturgefahren, Südbünden.

[4] beffa tognacca gmbh (2018): Val Bondasca/Maira – Gefahrenbeurteilung Murgang und Hochwasser. Bericht im Auftrag des Amtes für Wald und Naturgefahren, Südbünden.

[5] beffa tognacca gmbh (2018): Folgeprojekt Bergsturz Piz Cengalo 2017 – Verbauungen Bondasca und Maira. Vorstudie im Auftrag der Gemeinde Bregaglia.

[6] Naef, D., Rickenmann, D., Rutschmann, P., McArdell, B.W. (2006). Comparison of flow resistance relations for debris flows using a onedimensional finite element simulation model, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 6, 155–165.

[7] Gabbi, J., Tognacca, C., Keiser, M. (2019): Gravitative Prozesse in der Bondasca – von der Gefahrenbeurteilung zur Umsetzung der Schutzmassnahmen, «Wasser Energie Luft», 2/2019, S. 74–84.

[8] Beffa C. 1994: Praktische Lösung der tie-

Danksagung:

fengemittelten Flachwassergleichungen. VAW

Wir bedanken uns bei der Gemeinde Bregaglia,

Mitteilung Nr. 133, ETH Zürich.

dem Amt für Wald und Naturgefahren Graubünden und dem Tiefbauamt Graubünden für

Anschrift der Verfasser:

die sehr angenehme Zusammenarbeit und den

Dr. dipl. Ing. ETH Christian Tognacca,

wertvollen fachlichen Austausch.

beffa tognacca gmbh, In Carèe Ventivi 27, CH-6702 Claro, ctognacca@fluvial.ch

Literatur:

Dr. Msc. Erdw. ETH Jeannette Gabbi,

[1] beffa tognacca gmbh (2013): Riale Bonda-

beffa tognacca gmbh, In Carèe Ventivi 27,

sca–Bondo–Valutazione dei pericoli a seguito di

CH-6702 Claro, jgabbi@fluvial.ch

eventi alluvionali e di colate detritiche. Bericht im

Dipl. Ing. ETH Giacomo Cattaneo,

Auftrag des Amt für Wald und Naturgefahren,

beffa tognacca gmbh, In Carèe Ventivi 27,

Südbünden.

CH-6702 Claro, gcattaneo@fluvial.ch

[2] beffa tognacca gmbh (2015): Riale Bonda-

Dr. dipl. Ing. ETH Cornel Beffa,

sca e Fiume Maira, Bondo – Opere di premu-

beffa tognacca gmbh, Bahnhofstrasse 13A,

nizione – Progetto di massima e valutazione

CH-6422 Steinen, cbeffa@fluvial.ch

costi-benefici. Bericht im Auftrag der Gemeinde Bregaglia.

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Der Rundbeckenfischpass – eine Alternative zum konventionellen Schlitzpass Matthias Mende, Werner Dönni, Ulf Helbig, Klaas Rathke

Zusammenfassung Der Rundbeckenfischpass ist eine Schlitzpassbauweise, die durch die ausschliessliche Verwendung runder und glatter Anlagenteile gekennzeichnet ist. Aufgrund der vom konventionellen Schlitzpass deutlich abweichenden Geometrie und Anordnung der Becken weist er wesentliche hydraulische Unterschiede auf. Der Abfluss wird mittels einer dominanten Hauptströmung entlang der Beckenwände geführt, zum Beckeninneren hin erfährt der Wasserkörper eine starke Strömungsberuhigung mit sehr kleinen Fliessgeschwindigkeiten. Die wenigen durchgeführten Aufstiegskontrollen erlauben bisher keine vollständige Beurteilung der Funktionsfähigkeit. Die teils hohen Aufstiegszahlen und das Fehlen einer Selektivität auf Arten und Kleinfische deuten aber zusammen mit den gestalterischen Vorteilen und den Anpassungsmöglichkeiten nach Bauabschluss auf ein grosses Potenzial hin. Um dieses Potential nutzen zu können, wurden in der vorliegenden Arbeit Bemessungsempfehlungen hergeleitet. Diese orientieren sich hinsichtlich Beckengrösse, Fliesstiefe und Schlitzbreite an den Empfehlungen für konventionelle Schlitzpässe (z. B. DWA, 2014). Aufgrund des grossen Potenzials des Rundbeckenpasses sind der Bau einzelner Pilotanlagen an Gewässern mit grosswüchsigen Zielarten und die Durchführung umfassender, methodisch abgesicherter Wirkungskontrollen wünschenswert.

1. Einleitung Das schweizerische Gewässerschutzge­ setz und das Bundesgesetz über die Fischerei fordern die Reduktion der negativen Auswirkungen der Wasserkraftnutzung auf die Fliessgewässer. Die zugehörigen Verordnungen verlangen die Sanierung der Bereiche Fischwanderung, SchwallSunk und Geschiebehaushalt bis 2030.

Die Kosten der Sanierung belaufen sich gemäss heutiger Schätzung insgesamt auf 4 – 5 Mrd. CHF (SRF, 2018).

Ein grosser Teil dieses Geldes fliesst in die Wiederherstellung der freien Fischwanderung. Im Rahmen der Gesetzesumsetzung sind etwa 1000 Wasserkraftwerke betroffen, wobei der Fischaufstieg und der Fischabstieg an je etwa 700 Anlagen zu sanieren ist (Bammatter et al., 2015). Neben diesen kraftwerksbedingten, bis 2030 zu sanierenden Wanderhindernissen sollen im Rahmen der Revitalisierungsplanung bis ca. 2090 auch nichtkraftwerksbedingte Hindernisse fischgängig umgestaltet werden. Insgesamt beeinträchtigen in der Schweiz über 100 000 künstliche Wanderhindernisse mit einer Fallhöhe über 50 cm die freie Fischwanderung

(Zeh Weissmann et al., 2009). In Anbetracht der grossen bevorstehenden Aufgabe stellt sich die Frage, wie die freie Fischwanderung möglichst wirksam und kosteneffizient wiederhergestellt werden kann.

Zur Wiederherstellung der flussaufwärts gerichteten Wanderung (Fischaufstieg) werden Fischaufstiegshilfen (FAH) gebaut, sofern kein Rückbau des Wander­ hindernisses möglich ist. Unter räumlich beengten Verhältnissen, wie sie häufig z. B. im Umfeld von Wasserkraftanlagen vorliegen, kommen vor allem vergleichsweise platzsparende FAH zum Einsatz. Die Standardbauweise ist heute der konventionelle Schlitzpass, für den weltweit ein grosser Erfahrungsschatz besteht. Eine neuere Bauweise ist der Rundbeckenfischpass (RBP, Herstellerbezeichnung Mäanderfischpass®).

Er ist seit Mitte der 1990er-Jahre am Markt und wurde seitdem von seinem Entwickler und Hersteller, der Peters Ökofisch GmbH & Co. KG, erfahrungsbasiert weiterentwickelt. Derzeit existieren 66 Anlagen (Helbig et al., 2016). In der Schweiz wurden zwei Anlagen in Forellengewässern gebaut.

Der Rundbeckenfischpass verfügt wie der konventionelle Schlitzpass über

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durchgehende vertikale Schlitze. Aufgrund der vom konventionellen Schlitzpass deutlich abweichenden Geometrie und Anordnung der Becken weist er jedoch andere hydraulische Eigenschaften auf. Zudem gibt es Unterschiede bei den Einsatz- und Gestaltungsmöglichkeiten dieser Bauweise.

So sind die Linienführung und auch das Längsgefälle sehr variabel. Somit ist der RBP gut an die lokalen Gegebenheiten anpassbar, weshalb die Baukosten oft deutlich geringer als bei konventionellen Schlitzpässen sind. Es muss jedoch festgestellt werden, dass der RBP heute nur noch selten gebaut wird. Dies ist einerseits auf bisher unzureichende Bemessungsansätze und andererseits auf die wegen fehlender Untersuchungen nicht ausreichende Berücksichtigung in den gängigen Regelwerken zurückzuführen. Zudem wurde an den bisherigen Anlagen häufig die relativ kleine Dimensionierung kritisiert, die nicht den geometrischen Grenzwerten gängiger Regelwerke (z. B. DWA, 2014) ent­spricht.

Im vorliegenden Beitrag wird auf die hydraulische Charakteristik des RBP eingegangen und versucht, diese im Bezug zur Fischwanderung zu beurteilen. Zudem werden die Vor- und Nachteile dieser Bauweise hinsichtlich Gestaltung, Flexibilität der Anordnung und Anpassungsmöglich­ keiten nach Bauabschluss dargelegt und wird ein Bemessungsansatz empfohlen.

2.

Konstruktion und Gestaltung

2.1 Ausführungsvarianten Die Konstruktion ist als Beckenpass konzipiert. Sie basiert auf der Anordnung aufeinanderfolgender Rundbecken, deren Montage in einem Rechteckgerinne erfolgt.

Die Beckenelemente bestehen i. d. R. aus GFK-Rohrsegmenten (GFK: glasfaserverstärkter Kunststoff).

Es werden die drei typischen Ausführungsvarianten C, J und H unterschieden, die im Folgenden auch als Bautypen bezeichnet werden. Mischbauweisen als 243

Variantenkombinationen sind ebenfalls möglich. Die Bautypen unterscheiden sich vor allem in der Beckenform und der Beckenlänge sowie der Sohlenneigung des Rechteckgerinnes (Rampengefälle) und dem Fliessgefälle (vgl. Tabelle 1 und Bild 1): • Der Bautyp C besitzt kreisrunde Becken in C-Form und ist für Rampengefälle zwischen 17 und 30 % entworfen worden. Er soll v. a. die Realisierung von FAH unter beengten Platzverhältnissen ermöglichen.

• Der Bautyp J ist für Rampengefälle zwischen 8 und 17 % vorgesehen. Der wesentliche Unterschied zum Typ C besteht in der Streckung der C-Form zu einem J-förmigen Beckengrundriss.

• Der Bautyp H ist für Rampengefälle zwischen 4 und 8 % ausgelegt und wird als sogenannter «Halbmäander www

Kenngrösse

Fischpass» (namensgebend) bezeichnet. Der Typ H besitzt gegenüber den Bautypen C und J einen noch stärker gestreckten Grundriss und somit im Vergleich die längsten Becken und folglich grössten Baulängen.

Die vorherrschenden Strömungsmuster sind von den jeweiligen Bautypen abhängig. Allen Bautypen ist jedoch gemein, dass der Fliessweg alternierend («mäandrierend») und durch eine dominante Haupt­strömung als Randströmung an den Beckenaussenseiten (definiert als die angeströmte Beckenberandung) geprägt ist (Bild 1). Somit stellt sich ein durchgehender Strömungspfad ein.

Zusätzlich zu den in Tabelle 1 aufgeführten Anlagen existieren vier Sonderkonstruktionen, die als Misch- oder auch als Turmkonstruktion gebaut wurden (Helbig et al., 2016).

C

Ausführungsvarianten J

H

17 – 30 1.00 – 2.40 — — 0.85 – 3.00 80 – 610 0.15 – 0.24 42

8 – 17 — 1.50 – 3.50 1.00 – 2.00 0.75 – 3.00 110 – 610 0.15 – 0.24 15

4 – 8 — 1.50 – 3.60 1.00 – 2.50 0.75 – 3.00 120 – 1040 0.08 – 0.24 5

Ansicht

Rampengefälle I [%] Beckendurchmesser DB [m] Beckenlänge LB [m] Beckenbreite BB [m] Beckenhöhe HB [m] Dotation Q [l/s] Beckenfallhöhe ∆ h [m] Anzahl gebaute Anlagen

Tabelle 1: Kenndaten Ausführungsvarianten C, J und H (Quelle: Hersteller).

Bild 1: Bautypabhängige Gefälle- und Fliesswegausbildung (mittlere Zeile: blau gestrichelt = Fliessweggefälle [effektives Fliessgefälle]; dunkelgrün = Rampengefälle , entspricht dem angegebenen Prozentbereich) (Quelle: Hersteller, modifiziert).

244

In Fliessgewässern, selbst in Wildbächen, gibt es als Folge des Geschiebeabriebs keine scharfen Kanten, die für Fische eine Verletzungsgefahr darstellen. Aus diesem Grund ist die ausschliessliche Verwendung ausgerundeter und glatter Bau- bzw.

Anlagenteile ein wesentliches Kennzeichen der Beckengestaltung. Der Hersteller verzichtet bewusst auf scharfkantige Schlitze, rechte Winkel und gebrochenes Sohlenmaterial. Dem liegt die Annahme zugrunde, dass Fische wegen einer möglichen Verletzung (z. B. der Schleimhaut oder der Beschuppung) gegenüber scharfen Kanten und rauen Flächen Meidereaktionen zeigen und zu diesen einen grösseren Abstand halten als zu ausgerundeten, glatten Oberflächen.

2.2 Sohlenaufbau und Schlitzgestaltung Sohlenaufbau Der Sohlenaufbau besteht aus einer Rundkiesschüttung (i. d. R. Körnung 16 / 32 mm, Schichtdicke ca. 80 mm), auf die eine ca.

3 cm dicke PE-Wirrgelegematte zur Stabilisierung der Kiesschüttung aufgebracht wird (Bild 2). Die Befestigung der Matte und des Rundkieses erfolgt mit «Sohlenhalbschalen» (Kunststoffrohr D = 14 cm, L = 25 cm, der Länge nach gedrittelt), die mit durch die Matte und Kiesschicht hindurchgeführte Gewindestangen in der Betonsohle verankert werden. Bei neueren RBP wird der Sohlenaufbau zusätzlich mit einer verzinkten Baustahlmatte fixiert (Bild 3).

Die Halbschalen dienen neben der Befestigung auch zur Entwicklung strömungsberuhigter sohlennaher Bereiche und als Deckungsstruktur (Unterstand) für bodenorientierte Arten. Sie werden im Schlitzbereich so angeordnet, dass sohlennah schwimmende Fische von Strömungs­ schatten zu Strömungsschatten schwimmen können, ohne in die «Hauptströmung» eintreten zu müssen.

Im Beckeninneren bilden sich aufgrund der geringen Fliessgeschwindigkeit Sedimentationsbereiche, die grosse Teile der Beckensohle einnehmen. Sie sind vielfach mit Wasserpflanzen (z. B. Quellmoose, Wassersellerie) bewachsen, die neben den Halbschalen zusätzliche Unter­schlupfmöglichkeiten für Fische und Lebensraum für Wirbellose bieten (Bild 4). Der Einfluss der Ablagerungen auf die FAH-Hydraulik ist vernachlässigbar klein, da sie nur im strömungsberuhigten inneren Beckenbe­reich auftreten. Im Bereich der Hauptströmung entlang der Wände findet keine nennenswerte Sedimentation statt.

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Bild 2: Links: Wirrgelegematte vor dem Einbau (Foto: M. Mende), rechts: Steigaal auf Wirrgelegematte in trockengelegtem RBP (Foto: Hersteller).

Der Sohlenaufbau gewährleistet trotz des oft steilen Rampengefälles (Tabelle 1) eine lagestabile Lockermaterialsohle. Ein Vorteil gegenüber einem klassischen Sohlen­ aufbau aus gebrochenem Material ist, dass

die benötigte Sohlenhöhe klar definiert und beim Einbau exakt herzustellen ist.

Dies sichert die gewünschten hydraulischen Verhältnisse in der Anlage.

Bild 3: Links: Beckenanordnung und -gestaltung eines Typs C (im Bau), rechts: Gestaltung Schlitzöffnung (Rat’sches Wehr / Echaz, Reutlingen, Fotos: J. Stork).

Bild 4: Trocken gelegter Typ C mit Wassersellerie im Beckenzentrum (Foto: U. Helbig).

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Schlitzgestaltung Wie der konventionelle Schlitzpass ist auch der RBP durch durchgehende vertikale Schlitze gekennzeichnet. Der Unterschied liegt darin, dass die Vertikalschlitze beim RBP ausgerundet sind und sich Vförmig in Richtung Sohle verjüngen (Bild 3, rechts). Die Schlitzbreite ist durch verstellbare Kunststoffrohre (Durchmesser 15 cm, längsseitig geschlitzt und auf Beckenelemente aufgeschoben, Bild 3, rechts) variabel einstellbar. Sie kann auch nach Inbetriebnahme um bis zu ± 7 cm reguliert werden. Dies erlaubt neben nachträglichen Anpassungen des Betriebsabflusses auch exakte Angleichungen der Fallhöhen zwischen den Becken, sollten sich diese in seltenen Fällen nicht gleichmässig einstellen.

2.3 Platzbedarf und Linienführung Die bisher realisierten RBP wurden i. d. R. mit kleineren Becken gebaut, als es bei konventionellen Schlitzpässen am gleichen Standort üblich wäre. Somit wurden die Empfehlungen für die geometrischen Grenzwerte (z. B. DWA, 2014) nicht eingehalten, und es ergab sich schon dadurch ein verringerter Platzbedarf gegenüber dem konventionellen Schlitzpass. In der folgenden Betrachtung wird davon ausgegangen, dass die lichte Beckenlänge bzw. der Beckendurchmesser und die Fallhöhe von Becken zu Becken denen eines konventionellen Schlitzpasses entsprechen.

Bei Beckenpässen mit rechteckigen Beckenformen wie dem konventionellen Schlitzpass sind für Richtungsänderungen in der Linienführung grössere Becken als die Standardbecken notwendig.

So sind z. B. Umlenkbecken (180 °-Wendung) doppelt so gross, Becken mit einer Richtungsänderung um 90 ° um ca. 25 % grösser.

245

Die Ausführungsvariante des RBP mit der kompaktesten Anordnung ist der Typ C. Zwei Becken sind nebeneinander und ineinander verschlungen angeordnet, wodurch sich ein doppelt so grosses Rampengefälle wie beim Typ J ergibt (Tabelle 1). In leicht abgewandelter Form erlaubt der Typ C als «Helix-Turmfischpass» auch spiralförmige Linienführungen (Bild 5).

Bei konventionellen Schlitzpässen werden ähnliche Beckenanordnungen mit steilem Rampengefälle wie beim Typ C nur selten realisiert. Am ehesten vergleichbar sind konventionelle Schlitzpässe mit alternierender Beckenführung (Bild 6). Da die Becken quer zur Rampenneigung angeströmt werden, ist als Beckenbreite (quer zum Rampengefälle) die Beckenlänge LB (Abstand vom Schlitz zur gegenüberliegenden Wand) anzusetzen. Die Becken sind daher um mindestens ein Drittel breiter als ein Standardbecken, damit

die empfohlene Mindestlänge nach DWA (2014) eingehalten wird. Die Gesamtbreite von zwei nebeneinander angeordneten Becken entspricht somit mindestens der doppelten empfohlenen Beckenlänge. Im Gegensatz dazu beträgt die Gesamtbreite beim Typ C aufgrund der Überlappung nur 1.5 Beckendurchmesser und ist somit um 25 % schmaler. Eine weitere Verringerung der Gesamtbreite ergibt sich beim RBP durch die Verwendung schlanker GFKRohrsegmente, die mit ihrer Wandstärke (15 – 34 mm) wesentlich dünner sind als die i. d. R. aus Beton erstellten Trennwände konventioneller Schlitzpässe. Dank der kompakten Anordnung und des steilen Rampengefälles kann der Typ C bei beengten Platzverhältnissen allenfalls realisiert werden, wenn der Bau eines Schlitzpasses nicht mehr möglich ist.

Beim Typ J, der ein ähnliches Breiten-Längen-Verhältnis wie der konven­

tionelle Schlitzpass besitzt, ergibt sich hinsichtlich des Platzbedarfs, abgesehen von den dünneren Trennwänden und den geringeren Beckentiefen durch den niedrigen Sohlenaufbau, kein weiterer Vorteil (vgl.

Kap. 2.2; konstruktionsbedingte Dicke des Füllmaterials beim Sohlensubstrat eines konventionellen Schlitzpasses dF ≥ 30 cm [DWA, 2014]). Der Typ H besitzt dagegen ein kleineres Breiten-Längen-Verhältnis als der Typ J und kann somit auch in schmalen Korridoren verwendet werden (Bild 7).

Durch die Kombination der drei Ausführungsvarianten können Rundbeckenpässe den zur Verfügung stehenden Raum oft bestmöglich ausnutzen (Bild 7).

Zudem erlauben sie eine variable Gestaltung des Längsgefälles. Somit können z. B. Werkleitungen (Kanalisation, Kabelblöcke etc.) und sonstige Einschränkungen häufig umgegangen und kostenintensive Anpassungen vermieden werden.

Bild 5: Helix-Turmfischpass an der Schwentine/Schleswig-Holstein (Fotos: E. Kuberski).

Bild 6: Konventioneller Schlitzpass mit alternierender Beckenführung (Foto: www.ib-handrick.de).

246

Bild 7: RBP an der Weserstaustufe Draken­burg mit einer Kombination von Typ C und Typ H unmittelbar vor der Inbetriebnahme (Foto: Hersteller, modifiziert).

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Bild 8: Links: Strömungsmuster in einem RBP Typ C (Beispiel: Birs / Courrendlin JU; Foto: J. Stork), rechts: Strömungsmuster («strömungsdissipierend» – linker Strang und «strömungsstabil» – rechter Strang, nach DWA, 2014) in einem konventionellen Schlitzpass (Beispiel: Mosel / Koblenz, Rheinland-Pfalz; Foto: M. Mende).

3.

Hydraulik (Typ C) Bisher wurden grossmehrheitlich RBP des Typs C realisiert (Tabelle 1). Aus diesem Grund wird im Folgenden verstärkt auf die charakteristischen hydraulischen Verhältnisse dieses Bautyps eingegangen.

Die gestreckteren Bautypen J und H sind weniger kompakt als der Typ C und ähneln hinsichtlich der Beckenform einem konventionellen Schlitzpass. Die für RBP typischen Strömungscharakteristika (alternierender Fliessweg, dominante Hauptströmung an den Beckenaussenseiten und durchgehender Strömungspfad) treten aber auch bei diesen Bautypen auf (Kap. 2.1).

Einleitung, die mit einer stetigen Aufweitung des Strahles zum freien Beckenraum hin verbunden ist (Rajaratnam, 1976), als vorteilhaft. Ungeführte Strahleinleitungen in freie Beckenvolumina, wie sie z. B. beim konventionellen Schlitzpass auftreten (Bild 8, rechts), neigen aufgrund der instabilen Scherzone zwischen Einleitungsströmung und freiem Wasserkörper zu einer labilen Strahlausbildung. Sie können bereits bei geringen Änderungen der Randbedingungen zu einem vorzeitigen und unkontrollierten Strahlzerfall führen, was sich durch ein unplanmässiges Umschlagen des Strömungsmusters von «strömungs-

3.1 Beckenhydraulik Im Gegensatz zum konventionellen Schlitzpass, bei dem die Strömung unterhalb eines Schlitzes geradlinig in Richtung Beckenzentrum geleitet wird (Bild 8, rechts), erfolgt beim Typ C zwischen oberem und unterem Schlitz eine gerichtete Strömungsführung entlang der Becken­aussenseiten. Dadurch stellt sich eine dominante und stabile Aus­ senströmung als relativ scharf begrenzter Strahl ein. Aufgrund der permanenten Umlenkung des Strahls in Verbindung mit den Trägheitskräften legt sich dieser Strahl durchgehend an die konkave Aussenwandung an, wodurch ein gekrümmter un­ unter­ brochener Strömungskorridor entsteht (Bild 8, links, Bild 9).

Anders als bei einer geradlinigen Strahleinleitung entlang einer Seitenwand bleibt die gekrümmte Aussenströmung deutlich kompakter und stabil. Die Autoren erachten dies gegenüber einer ungeführten bzw. einseitig geradlinig geführten

Bild 9: Ausschnitt eines RBP Typ C, 3d-HN-Simulation (OpenFOAM®, LES-Methode, UW = Unterwasser, OW = Oberwasser; Quelle: TU Dresden / IWD).

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stabil» in «strömungsdissipierend« (nach DWA, 2014) oder umgekehrt zeigen kann.

Im Gegensatz zur markanten Randströmung entwickelt sich im Beckenzentrum des RBP eine grossräumige, insgesamt langsam stabil drehende Walzenströmung mit vertikaler Drehachse. Sie wird in der Scherzone durch Schubübertragung von der von Schlitz zu Schlitz verlaufenden Aussenströmung angetrieben («starrer Wirbel»). Charakteristisch ist dabei der ausgeprägte Geschwindigkeitsabfall von aussen nach innen innerhalb der vertikalen Strömungswalze, die im Zentrum Werte von nahezu v = 0 m/s aufweist (Bild 8, links, Bild 9).

247

Analog zu jeder anderen Beckenpassbauweise muss auch im RBP der Grossteil der bei der Schlitzdurchströmung frei werdenden kinetischen Energie umgewandelt werden. Eine relative Konstanz der Beckenfallhöhen in einer RBP-Anlage, bezogen auf den Bemessungswasserstand, ist dabei Ausdruck einer gleichmässigen Energieumwandlung und somit eines quasi-gleichförmigen Strömungszustands in der FAH. Die Energiedissipation der charakteristischen äusseren Strahlströmung erfolgt primär infolge der äusseren Wandreibung zur Beckenberandung sowie in der Scherzone zwischen zentrischem starren Wirbel und äusserer Randströmung. Sowohl die wandnahe Grenzschicht als auch die freie Grenzschicht der Randströmung zum Beckenzentrum hin werden gegenüber dem geradlinigen Fall gestaucht (Guitton, 1964, Rodney, 1972). Im Gegensatz zur Einleitströmung in einen freien Wasserkörper ist die absolute Energiedissipation in der Summe geringer, da die äussere Wandreibung einen geringeren Dissipationseffekt besitzt als die Scherzone im Fluid. Im Vergleich zum konventionellen Schlitzpass ist daher bei gleicher Beckenfallhöhe ∆h und gleichem Fliessweg im Becken eine etwas höhere mittlere Fliessgeschwindigkeit im Schlitzbereich zu erwarten. Diese könnte im Bedarfsfall durch eine Vergrösserung des Beckendurchmessers und / oder eine Verringerung der Fallhöhe kompensiert werden.

Das vorgenannte typische Strömungsmuster des Typs C, unterteilt in eine dominante beckenäussere Hauptströmung und ein strömungsberuhigtes Beckenzentrum, erlaubt folgende Rückschlüsse: • Die äussere Beckenrandströmung ist durch hohe und gerichtete Fliessgeschwindigkeiten gekennzeichnet sowie kompakt und begrenzt ausgebildet.

Wie eigene Messungen zeigten, treten die Geschwindigkeitsmaxima in einem Becken geringfügig unterhalb einer Schlitzöffnung auf (IWD, 2016, vgl. auch Kap. 3.2). Die Strömungsbedingungen sind in den Einzelbecken über den Verlauf der Anlage relativ konstant, die Randströmung ist durchgehend und dauerhaft vorhanden.

• Der grösste Teil des Beckenraumes ist durch Strömungen mit geringer Fliessgeschwindigkeit und Turbulenz gekennzeichnet und stellt damit einen grosszügigen Raum für das Verweilen von Fischen vor dem Aufstieg ins nächste Becken bereit.

• Mit der langsam drehenden Walzenströmung bzw. dem Übergang in die 248

Bild 10: Links: Prinzip der Schlitzdurchströmung als kombinierte Überfall- und Ausflussströmung, rechts: Bezeichnungen am Schlitz (mit Kantenausrundung). äussere, gerichtete Strahlströmung steht eine ungestörte Richtungsinformation für den Fisch zur Verfügung, die eindeutig auf den nächsten Schlitz hinweist.

3.2 Durchflussbestimmung, max­i­ male Fliess­geschwindigkeit Die sohlengleiche Schlitzöffnung stellt einen Kontrollquerschnitt dar, der abflussbestimmend und somit hydraulisch relevant ist.

Vorteilhaft beim RBP ist, dass die Sohlenlage genau erstellt und die Schlitzbreite variiert sowie an die jeweiligen Vor-Ort-Bedingungen angepasst werden kann (Kap. 2.2).

Die Schlitzdurchströmung bildet eine Kombination aus rückgestautem Ausfluss (Torricelli-Ansatz, Qu) und Überfallströmung (Poleni-Ansatz, Qo, Bild 10, links).

Eine Durchflussbestimmung im Schlitz nach den Gleichungen 8.14, 8.15 a bzw. 8.15 b gemäss aktuellem Merkblatt DWA-M 509 (DWA, 2014, S. 244) wird nach jetzigem Kenntnisstand der Autoren nicht empfohlen, da Q-Messungen der TU Dresden Abweichungen von bis zu 30 % ergaben.

Nach Untersuchungen der TU Dresden kann mit dem in Aigner (2016) beschriebenen Ansatz der Durchfluss gut ermittelt werden. Die dort enthaltene Anströmgeschwindigkeit va ist aber unter Praxisbedingungen schwierig und nicht eindeutig bestimmbar. Wie die Messungen zeigen, kann ihr Anteil jedoch nicht vernachlässigt werden, was, wie bereits in Kap. 3.1 ausgeführt, aus der effektiv geringeren Energiedissipation resultiert.

Vereinfacht wird daher nur die Beckenfallhöhe ∆h betrachtet und der kinetische Energieanteil infolge va durch einen modifizierten Abflussbeiwert µmod berücksichtigt, sodass für einen trapezförmigen Schlitz (vgl. Bild 10, links) gilt:

Trapezquerschnitt:

bzw. in der Darstellung für eine Gerinneein­ engung ohne Fliesswechsel

(1)

wobei µ0 den Basisbeiwert des Querschnitts gemäss der Euler-Gleichung (µ0 = 0.537 bis 0.577 für Trapezquerschnitte mit ausgerundeten Kanten, Aigner & Bollrich, 2015) und µ1 den Einfluss der Anströmgeschwindigkeit beschreiben. Der Wert für µ1 konnte im Rahmen verschiedener Untersuchungen (Natur- / Labormessungen, Simulationen) für die Ausführungsvariante C z. B. zu µ1 ≈ 1.715 bestimmt werden.

In Gl. (1) stellen µ [-] den Abflussbeiwert, s [m] die Schlitzbreite auf Sohlen­ niveau (Bild 10, rechts) und ho und hu [m] die Wassertiefe unmittelbar oberhalb bzw. unterhalb des Schlitzes, bezogen auf die mittlere Wasserspiegellage dar. Die Grösse ∆h [m] beschreibt die Fallhöhe zwischen den mittleren Wasserspiegellagen zweier benachbarter Becken, m [-] definiert den Mittelwert der Neigung der Schlitzkanten (Bild 10, rechts). Für m = 0 gilt Gl. (1) für Rechteckquerschnitte.

Die maximale Fliessgeschwindigkeit in der Anlage tritt wie bei allen Schlitzpässen geringfügig unterhalb eines Schlitzes auf und kann mit guter Näherung nach der erweiterten Torricelli-Gleichung zu an­-

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

(2) gegeben werden. Auch hier gilt, dass der Anteil aus der Anströmgeschwindig­ keit va aufgrund der geringeren Energiedissipation im RBP nicht vernachlässig­ bar ist. Unter Nutzung der Beziehung

(Aigner & Bollrich, 2015, S. 337) lässt sich dann die maximale Fliessgeschwindigkeit vmax mithilfe von Gl. (3) zu

(3)

errechnen, die somit im Vergleich zur Betrachtung bei Vernachlässigung der Anströmgeschwindigkeit (d. h. va in Gl. (2) = 0; gilt z. B. für konventionelle Schlitzpässe mit «strömungsdissipierendem» Strömungs­ muster) um ca. 20 % grösser ist.

Angemerkt wird ergänzend, dass die Fliessgeschwindigkeit im Schlitzbereich nicht linear von der Beckenfallhöhe (∆h) abhängt (vgl. Gl. [2]), die Leistungsdichte (pD) als Ersatzparameter für die Turbulenz hingegen schon. Eine beispielhafte Erhöhung der Beckenfallhöhe von ∆h = 0.15 m auf ∆h = 0.20 m erhöht die Fliessgeschwindigkeit unter Vernachlässigung von va um nur ca. 15 %, die Leistungsdichte als Ersatzparameter für die Turbulenz nimmt hingegen um 33 % zu.

Dies lässt vermuten, dass die Ausprägung der Turbulenz, deren Verteilung innerhalb der Becken des Rundbeckenpasses positiv beurteilt wird (Kap. 3.1), für die Passierbarkeit eine grössere Rolle spielt als die Fliessgeschwindigkeit.

4. Biologische Wirkungs­ kontrollen Die Funktionalität einer Fischaufstiegshilfe kann anhand der Wirksamkeit (Effektivität), der Leistungsfähigkeit (Effizienz) und der Selektivität in Bezug auf die wandernden Fische beurteilt werden (Details vgl.

Zaugg et al., 2017). Die Wirksamkeit wird anhand der absoluten Aufstiegszahlen eingeschätzt. Typischerweise werden hierfür Zählmethoden (Reuse, Zählkammern, Video u. a.) eingesetzt. Die Leistungsfähigkeit basiert auf relativen Häufig­keiten. Gemessen wird der Anteil der Fische, der die Aufstiegshilfe findet, in sie einschwimmt und sie passiert. Zudem wird der Zeitbedarf für das Auffinden und Passieren erfasst. Hierfür werden Markierungsmethoden eingesetzt. Die Selektivität schliesslich beschreibt, ob alle Arten und Längenklas-

sen wandern können. Geeignet sind Zählund Markiermethoden.

Eine Aufstiegskontrolle liefert dann aussagekräftige Resultate, wenn die relevanten Funktionsparameter mit der geeigneten Methodik in den relevanten Jahreszeiten und über eine ausreichend lange Zeitdauer erhoben wurden. Zudem sind Angaben zu Artenzusammensetzung und Häufigkeiten der Fische im Unterwasser, der Verlauf von Abfluss und Wassertemperatur, Betriebsdaten zu den Turbinen und Wehrfeldern und allenfalls weitere Daten nötig, um die Aufstiegsergebnisse interpretieren zu können. Schliesslich gehören eine sorgfältige Datenauswertung und eine objektive Bewertung anhand klar definierter Kriterien dazu.

Insgesamt lagen sieben Aufstiegskontrollen an sechs RBP in Deutschland aus den Jahren 2002 bis 2011 vor (Tabelle 2). Sie wurden unabhängig vom Hersteller durchgeführt. Es handelt sich um je zwei Anlagen der Typen C und H, einen Typ J und einen kombinierten RBP aus den Typen C und H (Bild 7). Sämtliche Kontrollen wurden, wie damals üblich, ausschliesslich mittels Zählmethoden (Reuse oder Zählkammer) durchgeführt.

4.1 Wirksamkeit Der Standort mit den meisten pro Tag gefangenen Fischen war Bahnitz an der Havel (Typ H). Im Mittel wurden dort während der Erhebung im Mai etwas mehr als 600 Fische pro Fangtag gefangen. An der Weser in Drakenburg (Kombination Typ C und H) und Hameln (Typ C) wurden je während zweier Sommerhalbjahre durchschnittlich etwa 250 bzw. 180 Fische pro Fangtag gefangen. An den anderen Anlagen waren die Fangzahlen deutlich kleiner.

An drei der sechs Standorte wurden Fangeinrichtungen mit Kehlen aus Ma­schen­ draht, Kunststoffstäben oder Loch­blech ein­gesetzt. Bei diesen Anlagen verliessen wahrscheinlich viele eingeschwommene Fische die Fanganlage, bevor sie gezählt werden konnten. Die Fangeinrichtungen an den anderen drei Standorten waren mit Kehlen aus Netzmaterial ausgestattet. Sie gewährleisteten einen besseren Rückhalt der Fische, wobei die Konstruktionsart bzgl. Länge, Öffnung und Maschenweite nur teilweise bekannt war und nicht den Empfehlungen nach Wilmsmeier et al., (2018) entsprach. Zusätzlich treten bei Kehlen Scheucheffekte auf, was bedeutet, dass nicht alle aufsteigenden Fische in die Fangeinrichtung hineinschwammen.

Bei keiner der Anlagen wurde eine Aussage zur Auffindbarkeit des RBP ge-

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

macht oder sie wurde als unklar bzw. ungenügend eingestuft. Folglich ist unbekannt, ob die Aufstiegszahlen auch eine ungenügende Auffindbarkeit des RBP widerspiegeln. Hinzu kamen teilweise weitere Einschränkungen wie Bauarbeiten im Gewässer, Vandalismus, technische Prob­leme usw. Die erfassten Aufstiegszahlen an allen Anlagen sind daher als Minimalwerte für die tatsächlich über den RBP aufgestiegene Anzahl Fische anzusehen. Sie lassen keine Aussage zur Wirksamkeit der Anlagen zu. Folglich ist auch eine vergleichende Auswertung über die verschiedenen RBP-Typen nicht möglich.

4.2 Leistungsfähigkeit Die eingesetzten Zählmethoden lassen keine Aussagen zur Effizienz zu. Es ist also nicht bekannt, wie viele der Fische, die den Einstieg zum RBP fanden, auch einstiegen, wie viele davon oben ankamen und wie viel Zeit sie für die gesamte Passage benötigten.

4.3 Selektivität Bezüglich der Artenselektivität liefern die Untersuchungen deutlichere Ergebnisse.

Gemäss dem Vergleich der im Unterwasser gefangenen mit denen in der Zähleinrichtung erfassten Arten wies die Mehrheit der Anlagen keine offensichtliche Arten­ selektivität auf – zumindest, wenn man die in den Zähleinrichtungen gefangenen Arten mit lediglich Einzelfunden mit berücksichtigt. Bei drei Anlagen war die im RBP nachgewiesene Artenzahl höher als diejenige im Unterwasser. In Bahnitz betrug der Anteil der nachgewiesenen Arten lediglich gut 60 %. Dort wurde aber nur während eines Monats gezählt. In Rothen, wo nur sehr wenige Fische aufstiegen, lag die Quote 2005 bei 50, 2007 bei 20 %.

Eine negative Selektion auf kleine Fische kann aufgrund der Untersuchungsergebnisse mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden. Hinsichtlich der grossen Fische hingegen ist dies aufgrund der naturgemäss eher geringen Fangzahlen derzeit nicht möglich.

4.4 Fazit Die wenigen durchgeführten Aufstiegskontrollen lassen eine gesicherte Beurteilung der Wirksamkeit und der Leistungsfähigkeit von RBP nicht zu. Die teils hohen Aufstiegszahlen und das Fehlen einer Selektivität auf Art und Kleinfische deuten aber auf ein grosses Potenzial des RBP hin, das jedoch mit umfassenden und standardisiert durchgeführten Wirkungskontrollen noch nachgewiesen werden muss.

249

Gewässer

Rundbeckenfischpass

Name (Ort)

Fisch­ region

Breite am Typ Standort

Havel (Bahnitz)

Brachs60 m menregion

Mildenitz (Borkow)

Mildenitz (Rothen)

Erhebungsmethodik

Beckenzahl

Inbetrieb- Detailangaben nahme

Auffindbarkeit

Fangeinrichtung Maschenweite

H

5

2005

Gefälle 4.0 %; Beckenlänge 3.60 m, Beckenbreite 2.50 m, Schlitzbreite 41 – 60 cm; raue Sohle

Ungenügend: Kombination Positionierung Kastenreuse/ Einstieg sehr Zählkammer günstig, aber Leitströmung zu gering

Brachs10 m menregion

J

17

2006

Gesamte Höhen­ Keine Angaben Netzreuse differenz 2.4 m, Gefälle 8.3 %. Länge 46 m (Teil mit Becken 29.68 m), Becken­ breite 1.45 – 1.5 m; raue Sohle

6 – 8 mm

Brachs10 m menregion

C

9

2005

Gesamte Höhen­ differenz 1.2 m.

Schlitzbreite 10 – 15 cm

Keine Angaben Netzreuse

6 – 8 mm

Netzreuse

6 – 8 mm

8 – 9 mm

Weser (Drakenburg)

Barben­ region

150 m

C und H kombiniert

34 (davon 7 als Typ H)

2000

Schlitzbreite unten Keine Angaben Kastenreuse 12.5 cm, oben 25 cm; Wasser­ spiegel­differenz 15 cm, max. Fliessgeschwindigkeit 2.2 m / s; raue Sohle

14 – 16 mm

Weser (Hameln)

Barben­ region

50 m

C

18

2002

Gesamte Höhendif­ Keine Angaben Fangkammer ferenz 2.0 m. Länge 19 m, Beckenbreite 2.0 m, Schlitzbreite unten 12.5 cm, oben 25 cm, Wasserspiegeldifferenz 19.3 – 20.0 cm; max. Fliessgeschwindigkeit 2.0 m / s; Bemessungsabfluss 300 l / s; raue Sohle

10 mm (Lochblech)

Oker (Braunschweig)

Barben­ region

20 m

H

20

2003

Gesamte Höhendifferenz 2.1 m, Gefälle 4.4 %. Länge 67 m, Beckenlänge 2.26 m, Beckenbreite 1.4 m, Schlitzbreite unten 12 – 14 cm, oben 19 – 24 cm, Wasserspiegeldifferenz 10 – 15 cm; max.

Fliessgeschwindigkeit 1.3 m / s; Bemessungsabfluss 156 l / s

10 mm (Lochblech)

Unklar; bei Fangkammer erhöhten Abflüssen wird zur Verbesserung der Leitströmung eine zusätzlicher Abfluss von ca.

100 l / s dotiert

Tabelle 2: Durchgeführte biologische Wirkungskontrollen bei RBP. 250

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Ergebnisse

Kehle

Zeitraum

Bemerkungen

Literatur

Fangtage Häufigkeit Artenselektivität Längen­ selektivität

Unterwasser

Netzgarn Mai

30

18 433 Fische

13 Arten, davon 7 Arten mit mehr als 10 Individuen.

Fehlende Arten in der Be­ fischung nur als Einzelfunde nachgewiesen (Ausnahme Bitterling).

18 Arten, davon 11 Arten mit mehr als 10 Individuen

Diverse Verbes- Wolter und serungen der Menzel, 2011 Fangeinrichtung während der erste 10 Tage; danach einsatzfähig, aber nicht voll fangfähig.

Bauarbeiten

Netzkehle Anfang April – Mitte Juni, Ende Oktober – Anfang November

23 (alle 2 Wochen während 72 Std.)

1125 Fische

12 Arten, davon bis 65 cm 7 Arten mit mehr als 10 Individuen.

Keine Selektivität

12 Arten, davon 5 Arten mit mehr als 10 Individuen

Funktionsindex nach Ebel et al., (2006): gut (Klasse B)

Netzkehle 2005: Mitte April – Ende Mai, Ende Oktober – Anfang November

16 (alle 2 Wochen während 48 oder 72 Std.)

54 Fische 8 Arten, davon 2 Arten mit mehr als 10 Individuen

bis 25 cm

12 Arten, davon Probleme mit 4 Arten mit der Reuse mehr als 10 (Vandalismus) Individuen

Waterstraat, 2005

Netzkehle 2007: Mitte April – Ende Mai, Ende Oktober – Anfang November

10 (alle 2 Wochen während 72 Std.)

51 Fische 6 Arten, davon 2 Arten mit mehr als 10 Individuen

bis 22 cm

Keine

Waterstraat, 2007

Maschendraht, Schlupfloch 30 x 30 cm, Länge 1.25 m

337

83 897 Fische

24 Arten, davon 24 Arten mit mehr als 10 Individuen

keine detailKeine lierten Angaben, jedoch Hinweis auf 23.6 % Jungfische (< 10 cm)

546

100 559 Fische

25 Arten, davon über 70 cm 19 Arten mit (relativ viele mehr als 10 grosse Fische) Individuen

883

17 Arten, davon 7 Arten mit mehr als 10 Individuen; keine offensichtliche Selektivität

2002: Ende Mai – Ende Oktober; 2003: Ende März – Ende Oktober

überApril – Novemlappende ber (2 Jahre) 20 mm lange Kunststofffinger

Lochblech Mitte April – An- 23 fang Juli

Nicht auf kleine Fische; auf grosse Fische (bis 60 cm) unklar, da nur wenige gefangen.

Probleme mit Wieland und der Reuse (zeit- Nöthlich, 2003 weise Diebstahl von Fischen)

29 Arten, davon Bauarbeiten, Rathcke, 2004 16 Arten mit vermehrt Abfluss mehr als 10 über das Wehr Individuen

bis 51 cm; keine 4 Arten, davon 1 Probleme mit offensichtliche Art mit mehr als der Reuse Selektivität 10 Individuen (Verstopfung)

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Waterstraat et al., 2007

NLWK, 2004

251

5. Bemessungsempfehlung Die Herleitung einer abschliessenden Bemessungsempfehlung für RBP kann erst gelingen, wenn grundlegende Fragen zur Passierbarkeit in Abhängigkeit der Schlitzund Beckengestaltung und der damit verbundenen Hydraulik beantwortet sind.

Solange dies nicht der Fall ist, sollte eine Dimensionierung auf der sicheren Seite erfolgen.

Schlitzbreite s In DWA-M 509 (DWA, 2014) werden die geometrischen Grenzwerte i. d.

R. über die Masse und Proportionen von Fischen abgeleitet. So soll die Breite eines Schlitzes mindestens der dreifachen maximalen Fischbreite (s = 3 x DFisch) entsprechen. Bei bisher realisierten Rundbeckenfischpässen wurde die mittlere Schlitzbreite oft kleiner als 3 x DFisch gewählt und somit, als gewünschter «Nebeneffekt», gleichzeitig der Abfluss durch den Pass verringert.

Der Wahl der kleineren Schlitzbreite liegt die Annahme zugrunde, dass Fische die ausgerundeten Schlitze des RBP in kleinerem Abstand zu den Berandungen durchschwimmen als bei eckigen Schlitzen (Kap. 2.1). Solange diese Annahme nicht bestätigt ist, sollte die Schlitzgestaltung so gewählt werden, dass die Empfehlung s = 3 x DFisch eingehalten wird. Während der biologischen Wirkungskontrolle kann dann geprüft werden, ob auch die Einstellung kleinerer Schlitzbreiten ohne selektive Wirkung möglich ist (vgl. Kap. 2.2).

Beckengrössen LB bzw. DB Aus den wenigen vorliegenden biologi-

Bild 11: Meerforelle im Zählbecken der Moselstaustufe Koblenz/Rheinland-Pfalz (Foto: J. Schneider). schen Wirkungskontrollen lässt sich bei den bisher realisierten RBP mit vergleichsweise kleinen Becken (Beckendurchmesser z. B. in der Barbenregion DB = 2.0 m) eine grössenselektive Wirkung auf gros­se Fische weder nachweisen noch ausschliessen (Kap. 4.3). Es wird daher empfohlen, als lichte Beckenlänge vorerst die dreifache Körperlänge der grössten zu berücksichtigenden Fischart LB = 3 x LFisch zu wählen. Beim Typ C ist für LB der Beckendurchmesser DB anzusetzen. Unter Berücksichtigung der Fischgrösse nach Tabelle 15, DWA-M 509 (DWA, 2014), ergeben sich somit z. B. für die Zielarten Bachforelle und Äsche Beckenlängen bzw. -durchmesser von 1.5 m, für die Barbe von 2.1 m und für den Lachs von 3.0 m. Aus fertigungstechnischen Grün-

Sind die Empfehlungen zur Beckengeometrie von Schlitzpässen stichhaltig?

Die gängigen Empfehlungen zur Beckengeometrie (z. B. lichte Beckenlänge LB = 3 x LFisch und lichte Beckenbreite BB ≈ 0.75 x LB; DWA, 2014) basieren auf Überlegungen zur Fischbiometrie und zu Bewegungsmustern. Hierbei wurde angenommen, dass Fische aufgrund ihrer «relativ starren Körperachse» dazu neigen, ihre Bewegungsrichtung beizubehalten und nur geradlinige Schwimmmanöver problemlos vollziehen können (DWA, 2014). Aus diesen Überlegungen und zur Einhaltung der Grenzwerte für die Leistungsdichte (Ersatzparameter für die Turbulenz) resultieren vergleichsweise grosse Becken.

Die Annahme einer relativ starren Körperachse wird an dieser Stelle hinterfragt (s.a. Bild 11). So zeigen z. B. Videoaufnahmen der Universität für Bodenkultur (BOKU), dass z.T. über 1 m grosse Fische in der Lage sind, sich in einem 0.5 m breiten Tunnel umzudrehen, ohne die Tunnelwände zu berühren (Mitteilung Helmut Mader per E-Mail vom 16.05.2019). Dies legt die Vermutung nahe, dass die vergleichsweise grossen Becken primär zur Gewährleistung einer ausreichend geringen Turbulenz und weniger als Manövrierraum notwendig sind. Vor dem Hintergrund dieser Be­ obachtungen stellt sich die Frage, ob von den Geometrieempfehlungen abgewichen werden kann, wenn die Leistungsdichte in den Becken vergleichsweise niedrig ist (wie z. B. beim E-Nature-Fischpass) oder sich die Turbulenz, deren Verteilung im Becken über die Leistungsdichte nicht abgebildet werden kann, wie beim RBP auf die Beckenrandbereiche konzentriert.

252

den ist der Beckendurchmesser beim Typ C momentan auf maximal 2.4 m begrenzt.

Somit kann die Empfehlung für den Lachs und vergleichbar grosse Arten nicht eingehalten werden. Da vermutet wird, dass die Beckendimensionen bei entsprechender Turbulenzverteilung nur vergleichsweise wenig Einfluss auf die Passierbarkeit für grosse Fische haben (vgl. Box), sollten zwei bis drei RBP des Typs C auch beim Vorkommen grosswüchsiger Arten als Pilotanlagen realisiert und im Rahmen fundierter biologischer Wirkungskontrollen intensiv überprüft werden. Sollten grös­ senselektive Wirkungen nachgewiesen werden, müsste die Anwendung des Typs C auf Zielfischarten mit LFisch ≤ 80 cm begrenzt werden.

Fliesstiefe hu Für die Fliesstiefe hu unterhalb der Schlitze wird empfohlen, die in Tabelle 43 in DWA (2014) für konventionelle Schlitzpässe pub­lizierten Bemessungswerte einzuhalten. Somit ergibt sich z. B. für die Bachforelle eine Mindestwassertiefe H von hu = 0.5 m, für den Lachs von 0.8 m.

Beckenfallhöhe (Wasserspiegeldifferenz) ∆h Bisher realisierte RBP (Typ C) wiesen meist ein Verhältnis von Fallhöhe ∆h zu Beckendurchmesser DB von ∆h / DB = 1:10 und damit eine Rampenneigung von 20 % auf. Eine Ausnahme bilden die sehr kleinen Rundbeckenpässe mit DB = 1.0 m und ∆h = 15 cm (Rampenneigung 30 %), die primär in der Forellenregion zum Einsatz kommen. Sie sind aufgrund ihrer kleinen Schlitzbreiten nur dann zu empfehlen, wenn ein häufiger Unterhalt sichergestellt ist. Das Verhältnis von ∆h / DB = 1:10 gilt auch für

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

den vergleichsweise gut untersuchten RBP am Standort Pfortmühle in Hameln an der Weser, der der Barbenregion zuzuordnen ist (DB = 2.0 m, ∆h = 20 cm). Trotz der relativ grossen Fallhöhe liegt dort offenbar keine Selektivität auf kleine Fische vor (Kap. 4.3).

Mögliche Gründe dafür sind der im Vergleich zur Leistungsdichte geringe Einfluss der Fallhöhe auf die Fliessgeschwindigkeit im Schlitz, die positiv beurteilte Turbulenz­ verteilung innerhalb der Becken (Kap. 3.1), die systematische Anordnung der «Sohlen­ halbschalen» (Kap. 2.2) und die nur kurze Strecke, die Fische beim Durchschwimmen der Schlitze bis zur nächsten Ruhezone gegen hohe Fliessgeschwindigkeiten zurücklegen müssen (Bild 12). Aufgrund des aktuellen Kenntnisstandes wird empfohlen, ein Verhältnis ∆h / DB ≤ 1:10 einzuhalten.

Weicht die Fallhöhe bzw. die daraus resultierende Fliessgeschwindigkeit deutlich von den Empfehlungen z. B. nach DWA-M 509 (2014) ab, ist eine fundierte biologische Wirkungskontrolle durchzuführen, um allfällige negative Effekte zu erkennen und bei zukünftigen Projekten zu vermeiden.

Variantenkombinationen Um den zur Verfügung stehenden Raum möglichst gut auszunutzen, können die Ausführungsvarianten miteinander kombiniert werden. Da alle Varianten über eine ausgeprägte Randströmung an den Beckenaussenseiten verfügen, bleibt auch der

durchgehende Strömungspfad bei Kombi­ nation der Bautypen erhalten – eben­so die grossen strömungsberuhigten Bereiche.

Bei bisher realisierten Kombinationen wurden die Schlitzbreiten und die Fliesstiefen bei allen Becken gleich gewählt, womit sich auch an allen Schlitzen die gleiche Fliessgeschwindigkeit einstellt. Die Becken wurden so dimensioniert, dass der Fliessweg entlang der Beckenränder bei allen Becken gleich lang (vgl. Bild 1) und somit auch die Energieumwandlung durch Wandreibung und Turbulenz etwa gleich gross ist. Aus diesem Grund besitzt der Typ H eine gestreckte Beckenform, der Typ J ist dagegen kompakter. Die Beckenvolumina wurden unabhängig von der Ausführungsvariante etwa gleich gewählt.

Dieses Vorgehen erscheint plausibel und sollte daher auch bei zukünftigen Projekten beibehalten werden.

6. Ausblick und Schluss­ folgerungen Die Linienführung und das Längsgefälle des RBP sind insbesondere wegen der Kombinationsmöglichkeiten der verschiedenen Ausführungsvarianten sehr variabel und an die lokalen Gegebenheiten anpassbar.

Zudem sind der Platzbedarf und die Baukosten aufgrund der kompakten Bauweise oft geringer als bei konventionellen Schlitzpässen. Die Strömungsverhältnisse lassen vorteilhafte Bedingungen für die Passierbarkeit des RBP erwarten. Die wenigen bis-

Bild 12: Schwimmweg von Fischen (rote Pfeile) bei der Passage der Schlitze eines Typs C (OpenFOAM®-Simulation LES-Methode, oberflächennahe Geschwindigkeit, UW = Unterwasser, OW = Oberwasser; Quelle: TU Dresden/IWD).

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

her durchgeführten Aufstiegskontrollen erlauben jedoch noch keine abschliessende Beurteilung der Funktionsfähigkeit. Die teils hohen Aufstiegszahlen und das Fehlen einer Selektivität auf Art und Kleinfische deuten aber zusammen mit den gestalterischen Vorteilen, den vergleichsweise geringen Baukosten und den Anpassungsmöglichkeiten nach Bauabschluss auf ein grosses Potenzial dieser Bauweise hin. Fundierte Bemessungsansätze fehlen aber, und die Bauweise wird in gängigen Regelwerken wegen nur weniger Untersuchungen nicht ausreichend berücksichtigt.

Hauptkritikpunkt an den bisherigen Anlagen war häufig die relativ kleine Dimensionierung, die nicht den geometrischen Grenzwerten gängiger Regelwerke (z. B. DWA, 2014) entspricht. Diese empfehlen als Manövrierraum für grosse Fische und zur Einhaltung der Grenzwerte für die Leistungsdichte (Ersatzparameter für die Turbulenz) vergleichsweise grosse Becken.

Da sich die Turbulenz beim RBP auf die Beckenrandbereiche konzentriert und der Grossteil des Beckens sehr turbulenz- und querströmungsarm ist, könnten bei dieser Bauweise auch kleinere Becken grossen Fischen ausreichend Manövrierraum bieten.

Die biologischen Wirkungskontrollen können diese These jedoch aufgrund der naturgemäss eher geringen Fangzahlen grosser Fische nicht abschliessend bestätigen (Kap. 4.3). Es wird daher empfohlen, RBP nach dem beschriebenen Bemessungsansatz zu bauen, der sich an den Empfehlungen für konventionelle Schlitzpässe nach DWA (2014) orientiert.

Um die empfohlenen Bemessungsansätze hinsichtlich der Funktionsfähigkeit weiter abzusichern, müssen die Anlagen modular geplant und durch intensive biologische Wirkungskontrollen überprüft werden.

Ergänzend wird empfohlen, zwei bis drei Pilotanlagen des Typs C an Gewässern mit grosswüchsigen Arten (z. B. Seeforelle, Hecht, Wels) zu realisieren. Für derart grosse Fische können die geometrischen Empfehlungen (DB = 3 x LFisch) bei diesem Typ bisher aus fertigungstechnischen Gründen nicht eingehalten werden (Kap. 5). Solche Anlagen erlauben in Kombination mit einem intensiven biologischen Monitoring, die offenen Fragen hinsichtlich einer möglichen Selektivität auf grosse Fische abschliessend zu beantworten. Bei zeitnah vorliegenden, positiven Ergebnissen könnten die mit dem System verbundenen finanziellen Einsparungen noch im Rahmen der Umsetzung des rev. GSchG bis 2030 nennenswert genutzt werden.

253

Danksagung:

stelle Süd, Niedersächsisches Landesamt für

Verfasser:

Die Autoren danken Dr. Martin Henning (Bun-

Ökologie (NLÖ) – Dezernat Binnenfischerei, 16 S.

Dr.-Ing. Matthias Mende

desanstalt für Wasserbau, Karlsruhe), Dr. Carl

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Robert Kriewitz (BKW Energie AG, Bern) sowie

fähigkeit des Mäanderfischpasses im Wasserkraft-

Belpstrasse 48, CH-3000 Bern 14

Dr. Armin Peter (FishConsulting, Olten) für die

werk Pfortmühle (Hameln). Stadt Hameln, 49 S.

E-Mail: matthias.mende@iub-ag.ch

Hinweise und kritischen Anmerkungen.

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Dr. sc. nat. ETH Werner Dönni

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(Ökomorphologie); Ergebnisse der ökomorpho-

Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasser-

logischen Kartierung. Stand: April 2009. BAFU,

wirtschaft und Küstenschutz (NLWK) – Betriebs-

Umwelt-Zustand 0926, 100 S.

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«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

108. Hauptversammlung 2019

Wasserwirtschaft in der Bundespolitik Präsidialansprache HV 2019 vom Donnerstag, 5. September 2019, in Martigny (es gilt das gesprochene Wort) Albert Rösti

Sehr geehrte Mitglieder des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes Sehr geehrte Damen und Herren Geschätzte Gäste Erneut haben wir seitens des Wasserwirtschaftsverbandes ein intensives Geschäftsjahr hinter uns. Betreffend die operativen Angelegenheiten verweise ich auf unsere mündlichen Ausführungen während der anschliessenden Versammlung bzw. den späteren schriftlichen Jahresbericht.

Gerne gebe ich Ihnen heute aber eine Einschätzung der aktuellen Lage und der auf politischer Ebene in den letzten Monaten bearbeiteten Geschäfte. Dabei wurden sehr viele Zukunftsfragen der Wasserwirtschaft politisch diskutiert, harren aber zumeist noch einer Lösung. Bundesbern scheint es hier nicht besonders eilig zu haben.

Hoffnungsvolle Marktentwicklung Immerhin dürfen wir mit einer gewissen Genugtuung auf die Marktentwicklung blicken, wo der Spotpreis der letzten Monate doch etwas im Steigen begriffen war.

Dabei bin ich mir bewusst, dass aufgrund der jeweiligen Dreijahreskontrakte der direkte Einfluss auf die Ertragslage der Unternehmungen erst mit einer Verzögerung eintritt. Zudem wissen wir alle, dass die Unsicherheiten weiterhin gross bleiben und der Preis noch lange nicht die nötigen Anreize gibt, auch wieder mutig in die Wasserkraft zu investieren.

Und genau in diesem Punkt sehe ich das grösste Dilemma für die Zukunft der Schweizer Wasserkraft. Wenn wir auf

der einen Seite die geopolitische Wetterlage im Energiemarkt betrachten, kommt man zwangsläufig zum Schluss, dass die Zukunft unserer Wasserkraft rosig oder gar goldig sein müsste. Die aktuell – in einer vor einem Jahr noch kaum erwarteten Intensität – stattfindende Diskussion um den Klimawandel müsste in den nächsten Jahrzehnten zu einer drastischen Reduktion der fossilen Energieträger führen, sofern es denn nach dem Willen der führenden Klimapolitiker gehen wird.

Ausstieg aus Fossilen und Kernenergie Es ist bemerkenswert, dass inzwischen sogar der Schweizer Bundesrat mit seiner vor 14 Tagen genannten Zielsetzung, die CO2-Emmissionen bis im Jahr 2050 auf netto null zu reduzieren, die vor wenigen Wochen noch weitherum als extrem beurteilte Gletscherinitiative unterstützt. Für die Schweiz bedeutet dies, dass wir den fossilen Anteil unseres Endenergiebedarfs – das sind aktuell rund 65 Prozent – ersetzen müssten. Im zunehmend wichtiger werdenden Strombereich, der rund ein Viertel des aktuellen Energiebedarfs deckt, müssen aufgrund des beschlossenen Ausstiegs aus der Kernenergie weitere 10 Prozent des Endenergieverbrauchs ersetzt werden. Ein CO2-netto-null-Ziel bedeutet somit, dass wir die Energieversorgung der Schweiz bei wachsender Bevölkerung zu rund 75 Prozent neugestalten – um nicht zu sagen: neu erfinden – müssen.

Wo sind die Alternativen? Wohl kaum bei der Geothermie, zumindest in den nächsten Jahren sieht es hier nicht

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nach einem Technologiesprung oder Durchbruch aus. Wohl auch nicht bei der Windenergie: Die Schweiz ist kein Windland und letztlich werden die meisten Windprojekte vom Landschaftsschutz bekämpft. Ich glaube nicht daran, dass die vorgesehenen vier Terawattstunden Windenergie in der Schweiz je erreicht werden.

Am Schluss bleiben somit die Solarenergie und natürlich die Wasserkraft. Dabei ist klar: Auch zur Nutzung der schwankenden Solarenergie bzw. deren Integration ins System braucht es die Speicher- und Regelleistung der Wasserkraftwerke.

Sollten die Ausstiegsszenarien aus der fossilen Energie und aus der Kernkraft also tatsächlich in Realität umgesetzt werden, müsste in der logischen Konsequenz der Marktpreis für Wasserstrom europaweit massiv steigen, was der Wasserkraft eine bessere Rentabilität gewährt und damit Investitionen in die Erneuerung und den Ausbau ermöglicht. Unabhängig davon, wie die Entwicklung im Detail verlaufen wird, müsste also jetzt und in den nächsten Jahren sofort enorm in die Wasserkraft investiert werden. Insbesondere in zusätzliche oder grössere Speicherseen, wie beispielsweise in der Trift und an weiteren Standorten, wo der Gletscherrückzug neue Mulden freigibt.

Das sind jedoch Investitionen für die nächsten 80 Jahre, deren «Return on Investment» sich unmöglich im Voraus berechnen lässt und somit die Kapitalbeschaffung am Markt enorm schwierig macht. Das bedeutet, dass trotz der geschilderten, eigentlich guten Ausgangslage kaum eine Investitionsbereitschaft in 255I

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die Wasserkraft bestehen wird. Dies dürfte die grosse Herausforderung sein für die Zukunft auch unserer Branche.

Anstehende Weichenstellung im StromVG Politische Vorstösse sind in Bundesbern genügend eingereicht worden. Beispielsweise eine Motion in der UREK-S zur langfristigen Stromversorgungssicherheit mit dem Auftrag, die Verantwortlichkeiten zu klären und sicherzustellen. Oder auch eine parlamentarische Initiative meinerseits zur Sicherung der Selbstversorgung der Schweiz mit Strom, die von den vorberatenden Kommissionen sowohl des Nationalrates als auch des Ständerates angenommen wurde.

Die nächste konkrete Weichenstellung erfolgt mit der laufenden Revision des Stromversorgungsgesetzes (StromVG). Der Wasserwirtschaftsverband hat in der Vernehmlassung klar Stellung bezogen und folgende Hauptanliegen platziert: 1. Die Entlastung der Wasserkraft von gewinnunabhängigen öffentlichen Abgaben, namentlich Wasserzins, bleibt eine vordringliche Aufgabe zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit.

2. Die vollständige Marktöffnung ist zu unterstützen, insbesondere damit die heute bestehende Ungleichbehandlung zwischen Betreibern am Markt bzw. im Monopol beseitigt wird.

3. Die Anreize für die notwendigen Investitionen in den Erhalt und die Erneuerung bzw. den Ausbau der Wasserkraft sind zu verbessern.

Die Auswertung der Vernehmlassungsantworten dauert noch an. Die entsprechende Botschaft des Bundesrates wird für das erste Halbjahr 2020 erwartet. Im Hinblick darauf sind wir mit einer verbandsinternen Expertengruppe aktuell daran, konkrete Verbesserungen für die Investitionsbereitschaft zu klären.

Abbau von Hürden bei Konzessionserneuerungen Neben den Arbeiten rund um die Revision des StromVG ist das politisch aktuellste Geschäft die von mir im Jahre 2016 eingereichte parlamentarische Initiative, welche die Anpassung der Umweltverträglichkeitsprüfung bei Neukonzessionierungen von Wasserkraftwerken verlangt. Wir verfügen inzwischen über einen Vorschlag der UREK des Nationalrates, wonach als Ausgangszustand für die Umweltverträglichkeitsprüfung bei Konzessionserneuerungen der heute bestehende Ist-Zustand gelten soll.

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• Diese sachlogisch richtige Präzisierung im Wasserrechtsgesetz erhöht die Planungs- und Rechtssicherheit für Re-Konzessionierungen und entlastet die Wasserkraft von der absurden Anforderung zur Leistung von Ersatzmassnahmen für frühere Eingriffe.

Die Gesetzesanpassung ist von grosser Bedeutung für den Erhalt der bestehenden Wasserkraftproduktion. Der Vorschlag der Kommission kommt nun im September in den Nationalrat. Die Opposition seitens ökologischer Kreise weist darauf hin, dass dieses Geschäft noch lange nicht gewonnen ist. Für die anstehende Behandlung im Nationalrat bin ich zuversichtlich, dass die notwendigen Mehrheiten gefunden werden. Es wird dann aber wiederum viel Überzeugungsarbeit im neu zusammengesetzten Ständerat erfordern.

Weitere Geschäfte Im laufenden Jahr hat sich der Wasserwirtschaftsverband darüber hinaus auch mit zahlreichen weiteren Geschäften mit politischer Ausstrahlung befasst. Zu erwähnen sind namentlich: • Die Umsetzung des ersten Massnahmenpakets der Energiestrategie 2050, wo es vor allem um die konkrete Ausgestaltung der Marktprämie und der Investitionsbeiträge ging.

• Der Versuch eines besseren Verständnisses zwischen dem Verband und der Bundesverwaltung bezüglich der unterschiedlichen Zahlen und Methoden bei den Energieeinbussen aus Restwasserbestimmungen. Die inzwischen aktualisierte Darlegung des Bundes mit erhöhten Einbussen gibt uns recht, dass diese von der Verwaltung bis anhin eher unterschätzt wurden und es keine Verschärfungen der Anforderungen erträgt.

• Das Engagement für eine praktikable Umsetzung der laufenden Revision des Seilbahnreglements, damit die Werkseilbahnen der Wasserkraft keine ungerechtfertigten Mehrkosten erleiden müssen.

• Die Erarbeitung diverser Stellungnahmen im Rahmen von Vernehmlassungen, insbesondere zur Vollzugshilfe der Sanierung des Geschiebehaushaltes und – vor Kurzem eingereicht – zu den Vorschlägen des Bundesrates zur Bekämpfung von invasiven Arten.

Das Engagement im Rahmen der laufenden ökologischen Sanierung der Wasserkraft, bei der sich sowohl der Verband als auch die Wasserkraftbetreiber stark für praktikable Lösungen einsetzen. Der Schlüssel für diese Bereitschaft ist die gesetzlich vorgesehene Entschädigung der Sanierungskosten. Die Wasserkraft kann angesichts der Marktlage selbstredend keine zusätzlichen Kosten übernehmen.

Meine geschätzten Damen und Herren: Sie sehen, das Jahr war wiederum reichlich gefüllt mit wichtigen politischen Geschäften, die Ihnen hoffentlich auch den Nutzen bzw. die Notwendigkeit des Verbandes aufzeigen. Ich bin froh darüber, dass im Wasserwirtschaftsverband mit Vorstand, Kommissionen und Geschäftsstelle enorm viel Fachkompetenz vorhanden ist. Der Verband lebt neben der mit relativ bescheidenen Ressourcen sehr effizient geführten Geschäftsstelle vom weitläufigen Netzwerk. Ich möchte dem ganzen Team für die gewaltige Arbeit zugunsten der Wasserkraft und damit letztlich zugunsten unseres Landes recht herzlich danken. Ich darf mich hier auf enorme Kompetenz und Zuverlässigkeit stützen.

Die von der Geschäftsstelle jeweils vorbereiteten Verbandsgeschäfte wurden wie üblich an zwei ordentlichen Ausschusssitzungen und der ordentlichen Jahressitzung des Vorstandes behandelt. Darüber hinaus wurde eine ausserordentliche Klausur des Ausschusses durchgeführt und Weiteres auf dem Korrespondenzweg abgesprochen. Ich danke deshalb namentlich auch meinen Ausschuss- und Vorstandsmitgliedern für die tolle Unterstützung bestens.

Ich wünsche Ihnen sowie all unseren Mitgliedern ein ertragreiches und erfolgreiches Wasserwirtschaftsjahr.

Albert Rösti, Präsident des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes

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108. ordentliche Hauptversammlung des Schweizerischen Wasserwirtschafts­ verbandes vom Donnerstag, 5. September 2019, in Martigny Begrüssung Der Präsident, Nationalrat Albert Rösti, heisst die anwesenden Mitglieder und Gäste zur 108. ordentlichen Hauptversammlung des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes (SWV) herzlich willkommen.

Die Verbandsgruppen sind vertreten durch Michelangelo Giovannini, Präsident des Rheinverbandes (RhV), Thomas Fürst, Vize-Präsident des Verbandes Aare-Rheinwerke (VAR), und Laurent Filippini, Präsident des Tessiner Wasserwirtschaftsverbandes (ATEA). Die Kommissionen im SWV sind namentlich durch ihre Vorsitzenden Andreas Stettler, seitens der Kommission Hydrosuisse, und Jürg Speerli, seitens der Kommission Hochwasserschutz, vertreten.

Verschiedene Personen, welche an der Versammlung nicht teilnehmen können, haben sich entschuldigt. Auf das Verlesen der Liste wird verzichtet.

Traktandum 1: Präsidialansprache (siehe Text auf Seite 255) Traktandum 2: Traktanden Die Einladung zur Hauptversammlung wurde im Juni 2019 zusammen mit dem Jahresbericht 2018 in der Verbandszeitschrift «Wasser Energie Luft» (WEL), Heft 2 / 2019, publiziert. Die Traktandenliste sowie die Unterlagen zu den Geschäften wurden allen Angemeldeten per E-Mail zugestellt und liegen auch im Versammlungssaal nochmals auf.

Bis zum statutarisch vorgesehenen Termin von Ende April des laufenden Jahres sind keine Anträge der Mitglieder eingegangen und die Traktanden vom Vorstand wie folgt festgelegt worden: 1. Präsidialansprache 2. Traktanden 3. Protokoll der 107. Hauptversammlung vom 6. September 2018 in Disentis 4. Jahresbericht 2018

5. Jahresrechnung 2018 und Revisionsbericht, Entlastung der Organe 6. Budget 2020 7. Ersatzwahlen Vorstand 8. Hauptversammlung 2020 9. Mitteilungen, Verschiedenes Die Traktandenliste und deren Reihenfolge werden ohne Bemerkungen von der Versammlung genehmigt.

Vorbemerkung zu Abstimmungen Alle angemeldeten Mitglieder des Verbandes haben ihre Stimmrechtsausweise zur Versammlung erhalten. Die gelben Stimmzettel gelten für die Einzelmitglieder und die blauen Stimmzettel für die Kollektivmitglieder. Die Stimmrechte sind auf dem Stimmzettel vermerkt. Insgesamt sind 460 von total 1023 Stimmrechten anwesend.

Die Versammlung ist, unabhängig von der anwesenden Anzahl Stimmrechte, beschlussfähig. Das einfache Mehr beträgt 231 Stimmen. Einzelmitglieder und Kollektivmitglieder verfügen über 1 Stimme; Kollektivmitglieder mit eigener Wasserkraftproduktion, deren Mitgliederbeiträge je nach Produktionsmenge festgelegt sind, verfügen über 1 Stimme pro 60 GWh. Der Einfachheit halber und soweit dies zu keinen Fehlinterpretationen der Meinung der Stimmenden führen kann, werden die Abstimmungen im Einvernehmen mit der Versammlung ohne Auszählung der Stimmabgabe durchgeführt. Bei einer Auszählung würde mit Namensruf in der Reihenfolge der gewichtigsten Stimmrechtsvertreter bis zu einem allfälligen einfachen Mehr ausgezählt.

Traktandum 3: Protokoll der 107. Hauptversammlung vom 6. September 2018 in Disentis Das Protokoll der 107. Hauptversammlung wurde im WEL, Heft 4/2018, auf den Seiten 283 bis 290 in deutscher und französischer Sprache abgedruckt. Es sind keine schriftlichen Anmerkungen zum Protokoll

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eingegangen. Das Wort wird auch von der Versammlung nicht verlangt.

Die Versammlung genehmigt das Protokoll einstimmig.

Traktandum 4: Jahresbericht 2018 Der Jahresbericht 2018 ist im WEL, Heft 2/2019, auf den Seiten 101 bis 124 in deutscher und französischer Sprache veröffentlicht worden bzw. wurde den Teilnehmenden vor der Versammlung nochmals zugestellt und ist ebenfalls auf der Webseite zugänglich. Der Präsident verzichtet darauf, den Bericht zu verlesen. Es erfolgen keine Wortmeldungen.

Der Jahresbericht wird ohne Bemerkungen in zustimmendem Sinne zur Kenntnis genommen.

Traktandum 5: Jahresrechnung 2018 und Revisionsbericht, Entlastung der Organe Die Jahresrechnung 2018 und die Bilanz per 31. Dezember 2018 wurden mit dem Jahresbericht 2018 im WEL, Heft 2 / 2019, veröffentlicht und erläutert. Das Wichtigste wird vom Geschäftsführer wie folgt zusammengefasst: Rechnung Die Rechnung schliesst unter Verwendung von Rückstellungen und allgemeinen Reserven mit einem leichten Einnahmeüberschuss von CHF 1433.94, welcher als Gewinnvortrag dem aktiven Vereinsvermögen gutgeschrieben werden soll. Ertragsseitig erwähnenswert sind vor allem: die stabilen Mitgliederzahlen und -beiträge, die sehr guten Deckungsbeiträge aus eigenen Veranstaltungen sowie die weiterhin rückläufigen Erträge aus Inseraten im WEL. Kostenseitig zu erwähnen sind vor allem die zusätzlichen Personalkosten für die erfolgte Verstärkung der Geschäftsstelle mit einem Energiewirtschafter (Übergangsfinanzierung über Reserven) und die

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Protokoll

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Sonderaufwendungen für die Einführung des neuen CRM-Systems (Teilfinanzierung über Rückstellungen).

Bilanz Die Bilanz zeigt das um die erwähnte Verwendung von Reserven reduzierte und fast ausschliesslich aus Eigenmitteln bestehende Vermögen. Mit Rückstellungen und Reserven in der Höhe von CHF 1 045 817.19 sowie dem aktiven Vereinsvermögen von zusätzlichen CHF 403 086.– ist die finanzielle Stabilität des Verbandes weiterhin ungebrochen.

Revision Rechnung und Bilanz wurden von der OBT AG in Brugg im Rahmen einer eingeschränkten Kontrolle revidiert und für in Ordnung befunden. Auf das Vorlesen des Berichts wird verzichtet. Die Revisionsstelle hat aber keine Beanstandungen gefunden hat, welche der Abnahme der Rechnung entgegenstehen würden. Ausschuss und Vorstand beantragen die Annahme der Rechnung und die Entlastung der Organe.

Die Verbandsrechnung 2018 und die Bilanz per 31. Dezember 2018 werden von der Versammlung ohne Diskussion einstimmig genehmigt und die Organe entlastet.

Traktandum 6: Budget 2020 Zu behandeln ist das Budget für das Jahr 2020, das vom Geschäftsführer wie folgt eingeführt wird: Mitgliedertarife 2020 Das Budget setzt die Beibehaltung der auf Anfang 2019 angepassten Tarife voraus und rechnet daher mit gleichbleibenden Erträgen aus Mitgliederbeiträgen.

Budget 2020 Das vorgelegte Budget stützt sich auf die Erfahrungen des laufendenden Jahres mit folgenden kleineren Anpassungen: tiefere Erträge aus der Zeitschrift WEL, höherer Aufwand für die Verbandsgremien und das Präsidium sowie höhere Vereinsbeiträge für die neue Mitgliedschaft bei der AGAW (Alpine Wasserkraft). Gemäss Voranschlag 2020 steht einem budgetierten Ertrag von CHF 1 092 570.– ein Aufwand von CHF 1 091 000.– gegenüber, womit ein ausgeglichenes bzw. mit CHF 1570.– leicht positives Ergebnis budgetiert ist.

Das Budget 2020 wird mit gleichbleibenden Mitgliedertarifen gemäss den Anträgen und ohne Bemerkungen einstimmig genehmigt.

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Traktandum 7: Ersatzwahlen Vorstand Die anstehenden Mutationen und Wahlvorschläge für Vorstand und Ausschuss in der laufenden Amtsperiode 2017 – 2020 wurden mit den Unterlagen zur Hauptversammlung allen Teilnehmenden zugestellt.

Es sind vier primär funktionsbedingte Rücktritte zu vermelden. Neben dem bereits vor Jahresfrist bekannt gewordenen Ausscheiden von Christian Plüss, Alpiq (Ausschuss/ Vorstand), treten namentlich folgende Vorstandsmitglieder zurück: Martin Roth, ewz (Ausschuss / Vorstand), Alain Schenk, SBB Energie (Vorstand), und Michel Schwery, EnAlpin (Vorstand). Der Präsident verdankt den Zurücktretenden und ihren Arbeitgebern im Namen des Vorstandes und der Hauptversammlung ganz herzlich für das vergangene Engagement für den Verband.

Als Nachfolger schlägt der Vorstand einstimmig folgende Kandidaten vor: Roberto Pronini, Direktor AET (neu in den Vorstand und Ausschuss), Christof Oertli, Leiter Hydro ewz, Michael Wieser, Leiter Projekte und Engineering SBB, und Diego Pfammatter, Leiter Produktion EnAlpin (alle neu in den Vorstand). Für die verbleibende Vakanz im Ausschuss wird auf die nächste HV ein Wahlvorschlag unterbreitet.

Die Kandidaten werden durch die Hauptversammlung für den Rest der laufenden Amtsperiode bis zur HV 2020 einstimmig in den Vorstand bzw. in den -ausschuss gewählt.

Traktandum 8: Hauptversammlung 2020 Bei den Durchführungsorten für die Hauptversammlungen sollen die verschiedenen Regionen des Landes und auch ihre wasserwirtschaftliche Bedeutung angemessen berücksichtigt werden. Der Vorstand schlägt vor, die nächste Hauptversammlung in der Region Airolo, Kanton Tessin, durchzuführen und das im Bau stehende neue Kraftwerk Ritom zu besichtigen. Als Termin wird der 3. / 4. September 2020 vorgeschlagen, voraussichtlich wieder begleitet von einer halbtägigen Vortragsveranstaltung und gefolgt von einer Exkursion.

Die Versammlung stimmt dem Vorschlag zur Durchführung der nächsten Hauptversammlung am 3. / 4. September 2020 in der Region Airolo zu.

Traktandum 9: Mitteilungen, Verschiedenes Personalwechsel Auf der Geschäftsstelle steht ein Personal-

wechsel auf der Position des Layouters / Redaktionsmitarbeiters bevor. Der aktuelle Stelleninhaber Manuel Minder wird nach 14 Jahren Engagement für den SWV auf Ende des Jahres 2019 in den wohlverdienten Ruhestand treten. Seine langjährige, sehr geschätzte Arbeit wird vom Geschäftsführer gebührend verdankt und von der Versammlung mit Applaus gewürdigt. Als Nachfolger konnte mit Mathias Mäder ein ebenso ausgewiesener Fachmann gewonnen. Er setzte sich im Selektionsverfahren gegen mehrere Dutzend Bewerber durch und wird seine neue Tätigkeit per 1. November 2019 in Angriff nehmen. Er wird mit einem Applaus herzlich willkommen geheissen.

Dienstleistungen für Mitglieder Der Präsident weist darauf hin, dass das vorrangige Ziel des Verbandes nach wie vor ist, Dienstleistungen zu erbringen, welche für die Mitglieder von Nutzen sind. Er hebt die wichtigsten Plattformen für die Mitglieder hervor: • Fach- und Verbandszeitschrift «Wasser Energie Luft» • Webseite www.swv.ch (Agenda und diverse Dokumente wie Positionspapiere, Faktenblätter, Referate usw.)

• E-Mail-Newsletter (mit Mitteilungen und Hinweisen auf Veranstaltungen) • Veranstaltungen und Tagungen (mit Vorzugskonditionen für Mitglieder) Die wichtigsten Aktivitäten und Veranstaltungen der kommenden Monate sind jeweils in der Agenda auf der Webseite aufgeführt. Der Präsident ist überzeugt, dass die Mitglieder von den wertvollen Leistungen direkt profitieren können, und zählt weiterhin auf die breite Unterstützung als Mitglieder, als Teilnehmende an Veranstaltungen, als Inserenten und Autoren für die Fachzeitschrift.

Abschluss und Dank In der Umfrage folgen keine weiteren Wortmeldungen aus der Versammlung. Der Präsident verdankt deshalb abschliessend die spannende Zusammenarbeit und dankt namentlich: • den Kollegen im Vorstand und den Mitgliedern in den Kommissionen für die konstruktive, gute Zusammenarbeit im Interesse des Verbandes, • allen Mitgliedern und Anwesenden für ihre Unterstützung und das Interesse an den Aktivitäten des Verbandes, • der Geschäftsstelle in Baden, welche das ganze Jahr hindurch die vielfältige Verbands- und Redaktionsarbeit bewältigt. Es sind dies neben dem Ge-

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schaft, Doris Hüsser für die Buchhaltung und das Personalwesen sowie Manuel Minder für die Produktion und Anzeigenverwaltung der Zeitschrift «Wasser Energie Luft».

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Der Präsident schliesst die 108. ordentliche Hauptversammlung des SWV. Protokoll: Sonja Ramer

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schäftsführer Roger Pfammatter folgende Personen: Sonja Ramer für das Verbandssekretariat und Assistenz des Geschäftsführers, Michel Piot als Fachexperte im Bereich Energiewirt-

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Procès-verbal

108ème Assemblée générale annuelle de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux du jeudi, 5 septembre 2019, à Martigny Message d’accueil Le président, le conseiller national Albert Rösti, souhaite la bienvenue aux membres et invités présents à la 108ème Assemblée générale annuelle de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux (ASAE).

Les groupes régionaux affiliés à l’ASAE sont représentés par Michelangelo Giovannini, président de l’Association Rheinverband (RhV), Thomas Fürst, vice-président de l’Association Aare-Rheinwerke (VAR), et Laurent Filippini, président de l’Association Ticinese di Economie delle Acque (ATEA).

Les commissions de l’ASAE sont représentées par leurs présidents, respectivement Andreas Stettler pour la commission Hydrosuisse et Jürg Speerli pour la commission pour la protection contre les crues.

Plusieurs personnes absentes à l’Assemblée ont présenté leurs excuses.

On renonce à la lecture des personnes excusées.

Point 1: Allocution présidentielle (cf. texte à la page 255) Point 2: Ordre du jour L’invitation à l’Assemblée générale annuelle a été publiée avec le rapport annuel 2018 dans la revue 2 / 2019 «Eau énergie air» (WEL) en juin 2019. L’ordre du jour et les documents relatifs aux opérations ont été envoyés à tous les participants par e-mail et se trouvent aussi dans la salle de réunion.

Jusqu’à la date prévue par les statuts à la fin avril de l’année en cours, aucune demande n’a été reçue de la part des membres et l’ordre du jour a été fixé par le comité comme suit: 1. Allocution présidentielle 2. Ordre du jour 3. Procès-verbal de la 107ème Assemblée générale annuelle le 6 septembre 2018 à Disentis 4. Rapport annuel 2018 5. Compte 2018 et rapport de révision, décharge des organes 6. Budget 2020 7. Elections complémentaires pour le comité VIII 262

8. Assemblée générale 2020 9. Communications, divers L’ordre du jour et leur ordre sont approuvés sans aucune remarque par l’Assemblée.

Remarque préliminaire sur les votes Tous les membres inscrits de l’Association ont reçu leurs cartes de légitimation pour les votes durant l’Assemblée. Le bulletin de vote jaune s’applique aux membres individuels et le bulletin bleu pour les membres collectifs. Le nombre de voix est marqué sur le bulletin de vote. Il y a 460 voix présentes sur les 1023 au total. L’Assemblée délibère valablement, indépendamment au nombre de voix présent. La majorité simple est à 231 voix. Les membres individuels et les membres collectifs ont 1 vote; les membres collectifs ayant leur propre production, dont les cotisations sont déterminées en fonction du volume de production, disposent d’une voix par tranche de 60 GWh. Pour plus de simplicité, et dans la mesure où aucune erreur d’interprétation n’est possible, les votes sont effectués en accord avec l’Assemblée sans décompte des voix. En cas de décompte, les votants seraient appelés par ordre d’importance et leurs voix seraient comptabilisées jusqu’à ce qu’une majorité simple soit atteinte.

Point 3: Procès-verbal de la 107ème Assemblée générale du 6 septembre 2018 à Disentis Le procès-verbal de la 107ème Assemblée générale annuelle a été publié dans le numéro 4 / 2018 de la revue WEL aux pages 283 – 290 en allemand et en français. Aucune observation écrite n’a été reçue sur le protocole. Personne ne réclame la parole au sein de l’Assemblée.

L’Assemblée approuve à l’unanimité le procès-verbal.

Point 4: Rapport annuel 2018 Le rapport annuel 2018 a été publié en allemand et en français dans le numéro 2/2019

de la revue WEL aux pages 101 – 124. De plus, il a été envoyé de nouveau aux participants avant l’Assemblée et est également accessible sur le site internet. Le président renonce à lire le rapport. Aucune prise de parole n’est demandée.

L’Assemblée prend acte et approuve le rapport annuel sans aucune remarque.

Point 5: Compte 2018 et rapport de révision, décharge des organes Les comptes annuels 2018 et le bilan au 31.12.2018 ont été publiés et expliqués avec le rapport annuel 2018 dans la revue WEL 2 / 2019. Les principaux points sont résumés ci-dessous par le directeur: Compte A la suite de l’utilisation de provisions et de réserves générales, les comptes 2018 bouclent avec un excédent de recettes de CHF 1433.94, excédent qui sera crédité à la fortune de l’Association. Du côté des revenus, il convient de mentionner notamment la stabilité du nombre et des cotisations des membres, les très bonnes marges de contribution des événements organisés par l’Association et le déclin continu des revenus provenant des annonces dans la revue WEL. Du côté des dépenses, on mentionnera notamment: les frais supplémentaires en personnel afin de couvrir le renforcement du secrétariat avec un spécialiste de l’énergie (financement transitoire par les réserves) et les dépenses spéciales liées à la mise en place du nouveau système CRM (financement partiel via des provisions).

Bilan Le bilan présente les actifs réduits en raison de l’utilisation mentionnée des réserves et presque exclusivement constitués de fonds propres. Avec des provisions et des réserves d’un montant de CHF 1 045 817.19, ainsi qu’une fortune active supplémentaire de l’Association de CHF 403 086.00, la stabilité financière de l’Association est continue.

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Les compte 2018 de l’Association et le bilan au 31 décembre 2018 sont approuvés à l’unanimité par l’Assemblée sans discussion et les organes sont déchargés.

comité et de l’Assemblée générale pour leur engagement passé envers l’Association.

Comme successeurs, le comité propose à l’unanimité les candidats suivants: Roberto Pronini, Directeur AET (nouveau au comité et au bureau), Christof Oertli, Responsable Hydro ewz, Michael Wieser, Responsable Projets et Engineering SBB, ainsi que Diego Pfammatter, Responsable Production EnAlpin (tous nouveau pour le comité). Une proposition d’élection sera soumise à la prochaine Assemblée générale annuelle pour le poste restant à pourvoir au bureau.

Point 6 : Budget 2020 Le budget à traiter pour l’année 2020 est présenté comme suit par le directeur:

Les candidats sont élus au comité, respectivement au bureau exécutif du comité, à l’unanimité par l’Assemblée générale.

Montants des cotisations 2020 Le budget suppose que les montants de cotisations ajustés au début de 2019 sera maintenu et table donc sur des revenus constants issus des cotisations des membres.

Point 8: Assemblée générale annuelle 2020 Lors du choix des emplacements pour l’Assemblée générale, les différentes régions du pays et leur importance pour l’aménagement des eaux devraient être prises en compte. Le comité propose le canton du Tessin et la région d’Airolo comme lieu pour la prochaine Assemblée générale annuelle, avec une visite de la nouvelle centrale encore en construction de Ritom. La date proposée est le 3 – 4 septembre 2020.

Selon toutes prévisions, l’Assemblée sera à nouveau accompagnée d’une demi-journée de conférence ainsi qu’une excursion.

Budget 2020 Le budget soumis se base sur les expériences de l’année en cours avec les ajustements mineurs suivants: revenus plus faibles du magazine WEL, dépenses plus élevées pour les groupes régionaux et pour la présidence, ainsi que des cotisations plus élevées pour les nouveaux membres d’AGAW (Groupe de travail Energie hydraulique alpine). Selon les estimations pour 2020, le revenu budgété se monte à CHF 1 092’570.– pour des charges de CHF 1 091 000.– et un résultat budgétisé équilibré, respectivement légèrement positif à CHF 1570.–.

Le budget 2020 avec des montants de cotisations inchangés pour les membres conformément aux demandes est approuvé à l’unanimité sans remarques.

Point 7: Elections complémentaires pour le comité Les mutations et propositions à l’ordre du jour pour le bureau et pour le comité au cours du mandat actuel 2017 – 2020 ont été distribuées à tous les participants avec les documents de l’Assemblée générale annuelle. Quatre démissions dues en premier lieu à la fonction sont à signaler au sein du comité. En plus du départ annoncé il y a un an de Christian Plüss, Alpiq (bureau / comité), les membres suivants ont annoncé leur retrait: Martin Roth, ewz (bureau / comité), Alain Schenk, SBB Energie (comité), et Michel Schwery, EnAlpin (comité). Le président remercie chaleureusement les démissionnaires et leurs employeurs au nom du

L’Assemblée approuve la proposition de procéder à la prochaine Assemblée générale le 3 – 4 septembre 2020 dans la région d’Airolo.

Point 9: Communications, divers Changement de personnel au secrétariat Un changement de personnel a eu lieu au secrétariat pour la position de maquettiste / collaborateur de la rédaction. Manuel Minder, l’actuel titulaire du poste, prendra une retraite bien méritée à la fin 2019 après 14 années d’engagement auprès de l’ASAE. Son travail de longue date et très apprécié est remercié comme il se doit par le directeur et applaudi chaleureusement par l’Assemblée.

Son successeur, Mathias Mäder, est également un expert chevronné. Il a devancé au cours du processus de sélection plusieurs dizaines de candidats et débutera sa nouvelle activité le 1er novembre 2019. Il est accueilli avec une salve d’applaudissements.

met en évidence les plates-formes les plus importantes pour les membres de l’ASAE: • Revue spécialisée de l’Association «Eau énergie air» • Site internet www.swv.ch (avec agenda et divers documents tels que prises de position, fiches d’information, présentations, etc.)

• Newsletter électronique (avec messages et indications des prochains événements) • Evénements et symposiums (avec conditions préférentielles pour les membres).

Les principales activités et événements à venir figurent dans l’agenda sur le site internet. Le président est convaincu que les membres peuvent bénéficier des précieux services de l’ASAE et compte toujours sur le large soutien des membres, participants et sponsors aux événements, des annonceurs et des auteurs pour la revue.

Conclusion et remerciement Suite à la demande du président, aucune autre prise de parole n’est requise par l’Assemblée.

Le président remercie l’Assemblée pour la collaboration passionnante. Tout à la fin, le président remercie également : • Les collègues du comité et les membres des commissions pour leur collaboration bonne et constructive dans l’intérêt de l’Association, • Tous les membres et participants pour leur soutien et intérêt envers les activités de l’Association, • Le secrétariat à Baden qui se charge tout au long de l’année des divers travaux de rédaction et activités de l’Association. En plus du directeur Roger Pfammatter, il s’agit des personnes suivantes: Sonja Ramer, pour le secrétariat de l’Association et l’assistance du directeur; Michel Piot, comme expert dans le domaine énergétique; Doris Hüsser, pour la comptabilité et les ressources humaines; et Manuel Minder, pour la production et l’administration des annonces de la revue «Eau énergie air».

Le président clôture la 108ème Assemblée générale annuelle de l’ASAE. Procès-verbal : Sonja Ramer

Services pour les membres Le président souligne que l’objectif principal de l’ASAE demeure inchangé, soit de fournir des services au bénéfice de ses membres. Il

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108. Hauptversammlung 2019

Révision Compte et bilan ont été soumis par le cabinet OBT AG à Brugg à un contrôle restreint et approuvés. On renonce à la lecture du rapport. L’organe de révision n’a aucune objection à formuler qui pourrait empêcher l’acceptation des comptes. Bureau et comité de l’ASAE sollicitent alors l’acceptation des comptes et la décharge des organes.

Mit einem Inserat auf der Seite «Stellenangebot» findet man ausgewiesene Fachleute!

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Die nächste Ausgabe von «Wasser Energie Luft» erscheint am Donnerstag, 12. März

Foto: MMi

Nachrichten Informationen aus der Wasser- und Energiewirtschaft

P ol iti k UREK-S für Ist-Zustand bei Neukonzessionierung von Wasserkraftwerken Die Umweltkommission des Ständerates folgt dem Nationalrat und bestätigt den Erlassentwurf zur Verankerung des Ist-Zustandes als Ausgangszustand bei der Prüfung der Umweltverträglichkeit von Neukonzessionierungen bei Wasserkraftwerken.

Die Kommission für Umwelt, Raumplanung und Energie des Ständerates (UREKS) hat anlässlich ihrer Oktobersitzung einer Änderung des Bundesgesetzes über die Nutzbarmachung der Wasserkräfte in Sachen Konzessionserneuerungen (PaIV 16.452) zugestimmt. Sie folgt damit dem Nationalrat, der die Gesetzesänderung in der Herbstsession mit 123 zu 63 Stimmen beschlossen hat. Mit einer Präzisierung im Wasserrechtsgesetz (WRG) soll der Ist-Zustand als Ausgangszustand für Umweltverträglichkeitsprüfungen festgelegt werden. Die Kommission betont, dass damit Rechtsicherheit geschaffen wird.

Es sei wichtig, die Ausbauziele der Energiestrategie 2050 mit klaren gesetzlichen Rahmenbedingungen für die Wasserkraftnutzung zu befördern. Eine Minderheit lehnt die Vorlage ab. Ihr zufolge würde die Regelung marktverzerrend wirken, da bei Konzessionserneuerungen gegenüber den Neukonzessionen seit 1985 potenziell weniger Aufwertungsmassnahmen geleistet werden müssten. Eine weitere Minderheit schlägt eine ergänzende Bestimmung vor, wonach bei allen Konzessionserneuerungen verhältnismässige Massnahmen für die ökologische Aufwertung verfügt würden.

Die Kommission hat am 10. und 11. Oktober 2019 unter dem Vorsitz von Ständerat Roland Eberle (V / TG) und teilweise in Anwesenheit von Bundesrätin Simonetta Sommaruga in Bern getagt.

(UREK-S)

Bundesrat bekräftigt vollständige Öffnung des Strommarktes Gemäss Vernehmlassung zur Revision des Stromversorgungsgesetzes spricht sich eine Mehrheit der Teilnehmenden für die vollständige Öffnung des Strommarkts aus. Der Bundesrat hat daher entschieden, an der Öffnung des Strommarktes festzuhalten. Gleichzeitig hat er das UVEK beauftragt, eine Vorlage zur Anpassung des Energiegesetzes auszuarbeiten. Als Begleitmassnahme zur Marktöffnung sollen die Investitionsanreize in die einheimischen erneuerbaren Energien verbessert und soll damit die Versorgungssicherheit gestärkt werden.

Der Bundesrat hat die Auswertung der Vernehmlassung zum Stromversorgungsgesetz zur Kenntnis genommen. Diese zeigt, dass eine Mehrheit der Teilnehmenden die vollständige Öffnung des Strommarktes grundsätzlich unterstützt. Viele Teilnehmenden fordern aber, dass als Begleitmassnahme zusätzliche Investitionsanreize für die einheimischen erneuerbaren Energien festgelegt werden, um die Versorgungssicherheit zu stärken und die Ziele der Energiestrategie 2050 zu erreichen.

Vollständige Marktöffnung Der Bundesrat hält aufgrund der Vernehmlassung an seinem Grundsatzentscheid fest, den Strommarkt vollständig zu öffnen. Das UVEK wurde nun beauftragt,

dem Bundesrat im ersten Quartal 2020 ein Aussprachepapier mit Eckwerten für eine vollständige Marktöffnung sowie weiterem Anpassungsbedarf beim Stromversorgungsgesetz zu unterbreiten. Dabei sollen Massnahmen wie das Messwesen, die Schaffung einer Speicherreserve und eines Datahubs vertieft werden. Der Bundesrat will mit der vollständigen Marktöffnung dafür sorgen, dass sich innovative Produkte und Dienstleistungen sowie die Digitalisierung rascher durchsetzen können.

Investitionssicherheit und marktnähere Förderinstrumente Mit der Energiestrategie 2050 hat die Schweizer Stimmbevölkerung 2017 beschlossen, den Zubau der erneuerbaren Energien zu stärken. Die im Energiegesetz festgelegten Fördermassnahmen laufen Ende 2022 und Ende 2030 aus. Die Vernehmlassung zur Strommarktöffnung hat gezeigt, dass eine Mehrheit der Teilnehmenden wünscht, dass in Bezug auf die Fördermassnahmen raschmöglichst Planungssicherheit geschaffen wird, da die aktuelle Situation Unsicherheit schafft und notwendige Investitionen hemmt.

Der Bundesrat hat das UVEK daher beauftragt, parallel zu den Arbeiten für die Öffnung des Strommarktes eine Vernehmlassungsvorlage zur Revision des Energiegesetzes vorzulegen. Darin sollen folgende Eckwerte verankert werden:

Transitleitung über den Grimselpass (KWO, Foto: Robert Bösch).

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

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Nachrichten

Investitionsanreize verstärken: Die im Gesetz enthaltenen Richtwerte für den Ausbau der Wasserkraft und anderer erneuerbarer Energien für 2035 sollen als verbindlich erklärt werden. Dementsprechend werden die derzeit bis 2030 befristeten Investitionsbeiträge bis Ende 2035 verlängert. Für die Zeit bis 2050 wird ebenfalls ein Richtwert bestimmt. Sollte der effektive Zubau an erneuerbaren Energien den festgelegten Ausbaupfad zu stark unterschreiten, können im Rahmen des im Energiegesetz verankerten Monitorings zusätzliche Massnahmen beantragt werden.

Wettbewerbliche Fördermassnahmen: Im Solarbereich soll der Wettbewerb verstärkt werden, indem die Einmalvergütungen für grosse Photovoltaikanlagen neu durch Ausschreibungen festgelegt werden sollen. Dabei erhält jener Produzent den Zuschlag, der eine bestimmte Menge Solarenergie am günstigsten produzieren kann. Die Ausschreibungen ersetzen die heutigen fixen Einmalvergütungen.

Wasserkraft: Die Mittel für die Investitionsbeiträge für die Grosswasserkraft sollen verdoppelt werden. Die Wasserkraft ist das Rückgrat der Schweizer Stromversorgung.

Weitere erneuerbare Energien: Neue Wind-, Kleinwasser- und Biogasanlagen sowie Geothermie-Kraftwerke erhalten ab 2023 keine Einspeisevergütung mehr, sie sollen bis 2035 neu Investitionsbeiträge beantragen und damit auch einen Teil der Planungskosten decken können.

Die Kosten für die angepassten Fördermassnahmen betragen rund 215 Millionen Franken pro Jahr. Die Finanzierung erfolgt durch den bereits heute bestehenden Netzzuschlag. Dieser bleibt bei 2.3 Rp./ kWh. Es sind keine zusätzlichen Mittel nötig. Dies ist möglich, weil einzelne Fördermassnahmen wegfallen und durch effizientere Instrumente ersetzt werden. Zur Deckung unerwarteter Finanzierungsspitzen soll das Energiegesetz den vorübergehenden Vorbezug des Netzzuschlagsfonds ermöglichen.

(Der Bundesrat)

Bundesrat verabschiedet Revision von Verordnungen im Energiebereich Der Bundesrat hat in seiner Sitzung vom 23. Oktober 2019 Teilrevisionen der Energieeffizienzverordnung, der Energieförderungsverordnung und der Energieverordnung beschlossen. Diese bezwecken diverse Vereinfachungen und Präzisierungen bestehender Regelungen sowie Anpassungen gewisser BerechnungsgrundXII 266

lagen. Dazu gehören unter anderem eine leichte Senkung der Vergütungssätze für Photovoltaikanlagen sowie höhere Investitionsbeiträge für Grosswasserkraftanlagen mit Ausbau Speicherkapazität. Die revidierten Verordnungen treten am 1. Januar 2020 in Kraft.

Die wichtigsten Inhalte im Überblick: Energieeffizienzverordnung (EnEV) • Energieetikette für Personenwagen: Die Angaben auf der Energieetikette werden einfacher, verständlicher und übersichtlicher.

• CO2-Zielwerte für die Energieetikette: Der anzugebende Zielwert wird gegenüber demjenigen gemäss CO2-Gesetz um 21 % erhöht. So wird berücksichtigt, dass der CO2-Zielwert im CO2-Gesetz auf NEFZ-Messwerten (Neuer Europäischer Fahrzyklus) basiert, für die Erstellung der Energieetikette neu aber die (im Durchschnitt höheren) WLTPMesswerte zugrunde gelegt werden (Informationen zur Umstellung von NEFZ zu WLTP: Medienmitteilung vom 27.06.2018).

• Einteilung der Personenwagen in die Energieeffizienz-Kategorien: Künftig wird auf die Berücksichtigung des Leergewichts verzichtet (bisher wurde das Leergewicht mit einer Gewichtung von 30 % berücksichtigt). Massgebend ist neu nur noch der absolute Energieverbrauch, der sich aus dem Primärenergie-Benzinäquivalent ergibt. Das Primärenergie-Benzinäquivalent bezieht den Energieaufwand für die Treibstoff- und Strombereitstellung mit ein.

• Werbung für Personenwagen: Die Vorgaben in der Werbung werden auf den Verbrauch, die CO2-Emissionen und die Energieeffizienz-Kategorie reduziert. Neu muss die EnergieeffizienzKategorie, auch in der Onlinewerbung, zusätzlich mit der farbigen Pfeilskala abgebildet werden.

• Treibstoffgemisch aus Erdgas und Biogas: Der anerkannte biogene Anteil des Treibstoffgemischs aus Erdgas und Biogas wird auf 20 % festgesetzt.

Energieförderungsverordnung (EnFV) • Investitionsbeiträge für grosse Wasserkraftanlagen: Seit 2018 können für neue Grosswasserkraftanlagen sowie für wesentliche Erweiterungen oder Erneuerungen Investitionsbeiträge beantragt werden. Neu können Anlagen, die ihre Speicherkapazität ausbauen, einen höheren, maximalen Investitionsbeitrag erhalten (40 statt

35 %). Ausserdem wird ihre zusätzlich speicherbare Energiemenge bei der Priorisierung berücksichtigt.

• Anpassung der Vergütungssätze für Photovoltaikanlagen: Aufgrund der aktuellen Marktentwicklung werden die Vergütungssätze für die Einspeisevergütung (KEV) und die Einmalvergütung (EIV) per 1. April 2020 angepasst: Die Einspeisevergütung für Photovoltaikanlagen wird auf 9 Rp. / kWh und der Grundbeitrag der Einmalvergütungen für angebaute und freistehende Anlagen von 1’400 auf 1’000 Franken gesenkt. Die Einmalvergütungen von integrierten Anlagen werden analog angepasst, sodass sie im Durchschnitt etwa 10 % über denjenigen für angebaute und frei stehende Anlagen liegen. Positiver Effekt der Vergütungssenkungen ist, dass dadurch Gelder für einen rascheren Abbau der Wartelisten frei werden.

• Geothermie: Die Fristen für das Einreichen von Projektfortschritts- und Inbetriebnahmemeldungen für Geothermieprojekte werden verlängert, wie dies in der letzten Revision der EnFV bereits für Wind- und Wasserkraftprojekte erfolgt ist.

• Wasserkraft- und Biomasseanlagen: Die Formel zur Berechnung der Einspeisevergütung bei nachträglicher Erweiterung oder Erneuerung wird präzisiert, sodass auch bei mehrmaligen nachträglichen Erweiterungen oder Erneuerungen Klarheit über den Vergütungssatz besteht.

Energieverordnung (EnV) • Guichet Unique Windenergie: Der Guichet Unique Windenergie (angesiedelt beim Bundesamt für Energie) ist seit Juni 2018 verantwortlich für die Koordination und Einhaltung der Fristen zur Einreichung der Stellungnahmen und Bewilligungen von Bundesbehörden, die für die kantonale Planung und Bewilligung von Windenergieanlagen nötig sind. Die in der EnV definierte Frist ist insbesondere für die komplexen Abklärungen im Bereich Luftfahrt hie und da zu kurz bemessen.

Neu gibt es die Möglichkeit, diese Frist fallweise um maximal zwei Monate zu verlängern.

• Zusammenschluss zum Eigenverbrauch: Bei Zusammenschlüssen zum Eigenverbrauch (ZEV) wird klargestellt, dass für die Bestimmung der Obergrenze der internen Kosten, die Mieterinnen und Mietern in Rechnung gestellt werden dürfen, die Kosten für

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Ene r g iewi r ts c haf t Studie zum Ausbaupotenzial der Wasserkraft in der Schweiz Die schweizerische Wasserkraft trägt heute mit rund 60 Prozent massgeblich zur inländischen Stromproduktion bei.

Der Erhalt und weitere Ausbau dieser erneuerbaren Energiequelle ist daher ein erklärtes Ziel der Energiestrategie 2050. Das geltende Energiegesetz legt für das Jahr 2035 eine durchschnittliche Jahresproduktion von mindestens 37 400 Gigawattstunden (GWh) als Richtwert fest. Gemäss Botschaft zur Energiestrategie 2050 soll dieser Wert bis 2050 auf 38 600 GWh ansteigen. Eine neue Studie des Bundesamts für Energie (BFE) untersucht, ob dieser angestrebte Ausbau aufgrund der vorhandenen Potenziale erreicht werden kann.

Die Richtwerte im Energiegesetz und in der Botschaft zur Energiestrategie 2050 basieren auf einer Analyse des Wasserkraftpotenzials, die das BFE im Jahr 2012 erarbeitet hatte. Ausgehend vom Basisjahr 2011, wurde damals das Ausbaupotenzial für die schweizerische Wasserkraft bis zum Jahr 2050 auf eine Bandbreite von 1530 GWh / Jahr unter den geltenden Nutzungsbedingungen bis 3160 GWh / Jahr unter optimierten Nutzungsbedingungen geschätzt.

Das BFE hat diese Potenzialanalyse nun aktualisiert, da sich seither sowohl die wirtschaftlichen als auch einige gesetzli-

che Rahmenbedingungen geändert haben (siehe Kasten). Beigezogen wurden dafür alle relevanten Akteure (Strombranche, Energiefachstellen der Kantone, Wissenschaft, Umweltverbände und Bundesbehörden). Ziel war, die angestrebten Ausbau-Richtwerte auf ihre Erreichbarkeit zu überprüfen.

Resultate Zubau seit 2012: Die durchschnittliche Produktionserwartung gemäss Statistik der Wasserkraftanlagen der Schweiz (WASTA) plus der Produktionserwartung der Kleinstwasserkraftwerke (< 300 kW installierte Generatorleistung) abzüglich des mittleren Strombedarfs der Zubringerpumpen lag 2012 bei 35 350 GWh / Jahr und per 1. Januar 2019 bei 35 990 GWh / Jahr.

Die durchschnittliche Jahresproduktion durch Neubauten, Erneuerungen und Erweiterungen hat also um 640 GWh / Jahr zugenommen.

Potenzial Grosswasserkraft kaum verändert: Das Potenzial neuer Grosswasserkraftwerke (Leistung grösser 10 MW) wurde anhand einer aktualisierten Liste von rund 30 konkreten Neubauprojekten abgeschätzt, die bereits 2012 bekannt waren. Bis 2050 liegt deren Potenzial bei 760 – 1380 GWh / Jahr (2012: 770 – 1430 GWh / Jahr). Das Potenzial von Erweiterungen und Erneuerungen bestehender Grosswasserkraftwerke beträgt 970 – 1530 GWh / Jahr (2012: 870 – 1530 GWh / Jahr).

Potenzial Kleinwasserkraft deutlich tiefer: Das Potenzial von neuen Kleinwasserkraftwerken (Leistung kleiner 10 MW) sowie von Erneuerungen und Erweiterungen wurde, wie 2012, anhand der aktuellen Anmeldeliste für die Einspeisevergütung und der Realisierungswahrscheinlichkeit der Projekte abgeschätzt. Das Potenzial bis 2050 liegt demnach bei 460 – 770 GWh / Jahr und damit deutlich tiefer als 2012 (2012: 1290 – 1600 GWh / Jahr). Zusätzlich muss mit einem Wegfall geplanter oder bestehender Kleinwasserkraftwerke gerechnet werden, die ohne Förderung nicht rentabel sind oder vom Netz gehen, sobald eine grössere Erneuerungs-investition ansteht. Dieser Verlust wird auf – 350 GWh / Jahr unter den geltenden Nutzungsbedingungen und auf – 220 GWh / Jahr unter optimierten Nutzungsbedingungen geschätzt. In der Summe ergibt sich daraus ein Potenzial bis 2050 von 110 – 550 GWh / Jahr. Das ist deutlich tiefer als 2012 (2012: 1290 – 1600 GWh / Jahr).

Deutlich höhere Produktionsverluste durch Restwasserbestimmungen: Die Restwassermengen sind seit Inkrafttre-

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

ten des Gewässerschutzgesetzes im Jahr 1992 bei Neukonzessionierungen oder bei Erneuerungen bestehender Konzessionen einzuhalten. Ein grosser Teil der gegenwärtigen Konzessionen wird zwischen 2030 und 2050 ablaufen. Neu werden die Produktionsverluste bis 2050 auf 1900 GWh / Jahr geschätzt (2012 : 1400 GWh / Jahr).

Die neue Schätzung wurde anhand einer Analyse von 107 bis Ende 2017 erteilten Konzessionen erstellt. Da diese Stichprobe nur einen kleinen Teil der bis 2050 ablaufenden Konzessionen betrifft, wird erst eine künftige Analyse belastbare Aussagen zur Minderproduktion machen können. Nicht quantifiziert wurden ausserdem die Auswirkungen der Sanierungsvorschriften (Fischgängigkeit, Schwall und Sunk, Geschiebetrieb), da heute erst wenig Erfahrungen mit einer kleinen Zahl an konkreten Projekten vorliegen.

Schlussfolgerungen • Im Vergleich zur Studie 2012 liegt das geschätzte Ausbaupotenzial bis 2050 unter optimierten Nutzungsbedingungen um rund 1600 GWh / Jahr tiefer.

Abzüglich des zwischen 2012 und 2019 erfolgten Zubaus von 640 GWh / a beträgt die effektive Differenz 960 GWh / Jahr.

• Der im geltenden Energiegesetz festgelegte Ausbaurichtwert bis 2035 ist erreichbar. Allerdings muss dazu fast das gesamte bis 2050 ausgewiesene Potenzial bereits bis 2035 realisiert werden. In den kommenden Jahren ist dafür ein Nettoausbau von durchschnittlich 85 GWh / Jahr nötig (seit 2011 lag dieser im Durchschnitt bei 87 GWh / Jahr).

• Ob der in der Botschaft zur Energiestrategie 2050 postulierte Ausbaurichtwert bis 2050 erreicht werden kann, bleibt aufgrund der vorliegenden Analyse unklar. Das geschätzte Potenzial bis 2050 könnte durch die Realisierung des Potenzials von Gletscherseen und heute noch nicht bekannten Neubauprojekten um mehrere Hundert Gigawattstunden Jahresproduktion höher sein. Der Ausbau dieses Potenzials durch die Strombranche wird jedoch massgeblich von der Entwicklung der wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für die heimische Wasserkraft abhängen.

Energieperspektiven 2050+ Seit der Gesamtenergiekonzeption von Mitte der 1970er-Jahre erarbeitet das Bundesamt für Energie, BFE, periodisch Energieperspektiven. Diese sollen die Optionen für die Planung einer langfristigen, nachhalXIII 267

Nachrichten

das externe Standardstromprodukt heranzuziehen sind, das der individuelle ZEV-Teilnehmer beziehen würde, wenn er nicht im ZEV wäre.

• Rückerstattung Netzzuschlag: Der Grundsatz, dass die Bruttowertschöpfung auf Grundlage der Jahresrechnung bestimmt wird, gilt neu für alle Unternehmen, die der Pflicht zur Buchführung und Rechnungslegung gemäss Obligationenrecht unterliegen – unabhängig von deren Revisionspflicht. Dadurch wird die Gleichbehandlung der Gesuchsteller verbessert, die Transparenz erhöht und der Aufwand für die Erstellung des Gesuchs für die Unternehmen reduziert.

Zu den Teilrevisionen der Verordnungen wurde von April bis Juni 2019 eine Vernehmlassung durchgeführt (siehe publizierter Ergebnisbericht). Die Änderungen treten per 1. Januar 2020 in Kraft.

(Der Bundesrat)

Nachrichten

tigen Energiepolitik aufzeigen. Die Energieperspektiven 2050 wurden im Rahmen der Ausarbeitung des ersten Massnahmenpakets der Energiestrategie 2050 erstellt. Derzeit laufen die Arbeiten zu den Energieperspektiven 2050+, die in der zweiten Hälfte 2020 vorliegen sollen. Die Ergebnisse der vorliegenden Potenzialanalyse werden zusammen mit vielen weiteren Analysen zur Entwicklung von Energieverbrauch und -produktion, Wirtschaft, Mobilität oder Technologien in die Energieperspektiven 2050+ einfliessen. Das Potenzial unter optimierten Nutzungsbedingungen wird für die Modellierung des Klimaszenarios der Energie-perspektiven verwendet, jenes unter bestehenden Nutzungsbedingungen für das Referenzszenario. Unter optimierten Nutzungsbedingungen wird ein besseres wirtschaftliches Umfeld für die Schweizer Wasserkraft und eine stärkere Berücksichtigung der Nutzungsinteressen der Wasserkraft sowie eine ausgewogene Umsetzung der ökologischen Vorschriften gemäss geltender Vollzugspraxis verstanden.

Veränderungen der Rahmenbedingungen für die Wasserkraft seit 2012 Förderung Seit 2018 (Inkrafttreten des neuen Energiegesetzes) gibt es Investitionsbeiträge für die Gross- und Kleinwasserkraft (bis 2030 rund 60 Millionen Franken pro Jahr) sowie eine Marktprämie für die Grosswasserkraft (bis 2022 100 Millionen Franken pro Jahr).

Weiter müssen Behörden die Schutzund Nutzungsinteressen bei der Bewilligung grosser Wasserkraftanlagen grundsätzlich gleich gewichten (nationales Interesse). Kantone müssen für die Nutzung der Wasserkraft geeignete Gewässerstrecken in ihren Richtplänen festlegen. Kleinwasserkraftanlagen mit einer Leistung kleiner als 1 MWbr werden seit 2018 nicht mehr ins Einspeisevergütungssystem aufgenommen. Ab 2023 werden generell keine Neuanlagen mehr in das Einspeisevergütungssystem aufgenommen.

Wirtschaftliches Umfeld Die Strommarktpreise waren zwischen 2009 bis 2016 auf ein Tief von rund 4 Rp. / kWh gesunken. In der Zwischenzeit sind die Marktpreise wieder auf rund 6 Rp. / kWh und damit auf ein Niveau gestiegen, bei dem die bestehenden Kraftwerke im Durchschnitt eine markt- und risikogerechte Eigenkapitalrendite von rund 8 Prozent erzielen können.

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Hydrologische Rahmenbedingungen Seit der letzten Potenzialstudie haben sich die natürlichen hydrologischen Rahmenbedingungen nur geringfügig verändert. Dies wird in Abhängigkeit des fortschreitenden Klimawandels jedoch künftig stärker der Fall sein.

Das Abschmelzen der Gletscher wird in den nächsten Jahrzehnten zu höheren Abflussmengen führen und damit verbunden zu einer höheren Wasserkraftproduktion. Sind sie jedoch abgeschmolzen, fehlt deren natürliche Speicherfunktion für die anfallenden Niederschläge. Der Effekt kann teilweise aufgefangen werden, wenn die frei werdenden Geländemulden für Stauseen genutzt werden.

Politisches Umfeld Die künftige Ausgestaltung des Strommarkts betrifft auch die Wasserkraft: Die Vernehmlassung zur Revision des Stromversorgungsgesetzes (StromVG) ist Ende Januar 2019 zu Ende gegangen. Über die weiteren Schritte wird der Bundesrat demnächst entscheiden. Weiter hat das Parlament im März 2019 beschlossen, das bundesrechtliche Maximum für den Wasserzins bis 2024 bei 110 CHF / kWbr zu belassen.

Schlussendlich stehet in den kommenden Jahrzehnten eine Vielzahl von Konzessionserneuerungen von grösseren Wasserkraftwerken an. Dabei gilt es jeweils, die Heimfallregelungen zu diskutieren und die Bedingungen für die Wasserkraftnutzung für weitere maximal 80 Jahre festzulegen. Es ist wahrscheinlich, dass dies auch Auswirkungen auf Eigentums- und Betriebsstrukturen der Schweizer Wasserkraft haben wird. Bei den Konzessionserneuerungen müssen die Restwasserbestimmungen für Neuanlagen angewandt werden, was zu Auswirkungen auf die Produktion führt, ebenso wie Sanierungsbestimmungen betreffend Geschiebe, Fischgängigkeit und Schwall-Sunk.

Die aktualisierte «Studie Wasserkraftpotenzial der Schweiz 2019» kann auf der Webseite des Bundesamtes für Energie heruntergeladen werden.

(BFE)

Was s e r kr af tnut zung Erhöhte Staumauer Vieux Emosson – Becken aufgefüllt!

Der Stausee Vieux Emosson, dessen Staumauer im Rahmen der Bauarbeiten für das Pumpspeicherkraftwerk Nant de Drance um 21.5 Meter erhöht wurde, ist Mitte Oktober 2019 erstmals vollständig gefüllt. Die Flutung des Staubeckens begann im Mai 2017 und geschah ausschliesslich mit natürlichen Zuflüssen.

Sieben Jahre nach Beginn der Bauarbeiten hat der Stausee Vieux-Emosson erstmals wieder seine volle Kapazität erreicht und ist bereit für den zukünftigen Einsatz zur Stromproduktion. Im Frühling 2017 wurde mit der Flutung des Staubeckens begonnen und gleichzeitig die Kontrolle der Staumauer verstärkt. Zusätzlich zur täglichen Kontrolle der übermittelten Messwerte und wöchentlichen Erhebungen mit Messeinrichtungen wie Pendel und Rockmeter wurden weitere Schritte eingeleitet.

In jeder Etappe fanden zusätzliche Untersuchungen statt: geodätische Messungen, gründliche Inspektion des Bauwerks, Öffnung der Ablassschieber, Kontrolle vor Ort durch Experten und das Bundesamt für Energie. Die Flutung des Stausees wird nach der ersten Entleerung im Frühling 2020 fortgesetzt. In dieser Phase wird die Stauanlage weiterhin verstärkt überwacht.

Vorher

Nachher

Bauzeit

1952 – 1956

2012 – 2016

Typ

Bogengewichtsstaumauer

Doppelt gekrümmte Bogenstaumauer

Maximale Höhe

55 m

76,5 m

Normale Stauhöhe

2205 m ü. M.

2225 m ü. M.

Kronenlänge

170 m

205 m

Nutzvolumen

11,2 Millionen m³

23,5 Millionen m³

Inhaber

SBB

Nant de Drance SA

Vergleiche vorher – nachher.

Das Staubecken wurde 2012 vollständig entleert und die Staumauer im Rahmen der Bauarbeiten des Pumpspeicherkraftwerks Nant de Drance zwischen 2012 und 2014 um 21.5 Meter erhöht mit dem Ziel, die Speicherkapazität des Stausees VieuxEmosson zu verdoppeln und die Flexibilität

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Nachrichten Der Stausee Vieux Emosson Anfang Oktober 2019 (Foto: Alpiq). des zukünftigen Kraftwerks zu steigern. Die ursprüngliche Bogengewichtsstaumauer ist einer doppelt gekrümmten Bogenstaumauer gewichen. Um den geometrischen Übergang zu gewährleisten, musste zuerst der obere Teil der Staumauer um 10 Meter auf der Oberwasserseite und um 20 Meter auf der Unterwasserseite abgetragen werden. Die Höhe der Staumauer wurde von 55 auf 76.5 Meter erhöht. 2015 erfolgten weitere Felsinjektionen und 2016 wurden die Fugen verpresst.

(Alpiq)

Kraftwerk Dietikon erneuert und fischgängig gemacht Die Elektrizitätswerke des Kantons Zürich (EKZ) haben den Umbau des Hauptkraftwerks und den Neubau des Dotierkraftwerks in Dietikon abgeschlossen. In die Erneuerung des Laufwasserkraftwerks investierten die EKZ 39 Millionen Franken. Künftig produziert das Kraftwerk rund 18 Prozent mehr Strom. Gleichzeitig haben die EKZ sehr viele Massnahmen für den Fischschutz ergriffen.

Kraftwerke zu passieren, ist für Fische eine grosse Herausforderung, die im schlimmsten Fall mit dem Leben bezahlt wird. «Bei der Erneuerung des Kraftwerkes Dietikon stand deshalb die Ökologie im Zentrum», betont Alfredo Scherngell, Leiter Wasserkraft EKZ. Zwei Wanderhilfen erleichtern den Fischen neu den Aufstieg. Schliesslich gilt es, eine Höhe von gut viereinhalb Metern zu überwinden. Der Fischaufstieg ermöglicht den Fischen auch ein Ausruhen auf der 107 Meter langen Strecke. Beide Fischaufstiege verfügen über ein Fischzählbecken, um deren Funktionsfähigkeit kontrollieren zu können. Über eine spe-

zielle Schützenstellung werden die wandernden Fische dort eingefangen. Während eines Jahres wird mindestens einmal am Tag das Wasser abgelassen und jeder Fisch von Hand vermessen, die Art bestimmt und auf Verletzungen untersucht.

Die Fische werden anschliessend über eine Rutsche wieder in den Oberwasserkanal eingesetzt.

Kraftwerk Dietikon in der Umbauphase im Juni 2019 (Foto: Pfa) Grösster Horizontalrechen im deutschsprachigen Raum Auch für den Fischabstieg ist gesorgt. Der dafür eingebaute Horizontalrechen zählt zu den grössten bis jetzt im deutschsprachigen Raum. Das Besondere daran ist, dass der Stababstand nur 20 mm misst, und dies bei einer Fläche von über 200 m2.

Durch die Schrägstellung wird die Anströmgeschwindigkeit auf den Rechen reduziert. Gleichzeitig wird eine Leitwirkung für die Fische in Richtung Bypass erzeugt.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Eine der beiden Fischaufstiegsanlagen am KW Dietikon (Foto: EKZ).

Fische, welche trotz allen neuen Fischschutzmassnahmen das Kraftwerk durch die Turbinen passieren, schaffen es dank der neuen fischfreundlichen Kaplanturbinen mit lediglich drei Laufschaufeln in der Regel ohne Verletzungen.

Neues Vogelparadies Zum Naturschutzgebiet der Dietiker und Geroldswiler Auen gehört auch der EKZWald. Geschützte und bedrohte Vögel brüten dort. Auf der Nordseite der EKZ-Insel erhielt der Auenwald einen Nebenarm der Limmat. Zum Schutz der Vögel gilt für diesen Abschnitt neu ein Betretungsverbot: Der Uferweg entlang der Limmat wurde aufgehoben und die Spaziergänger umgeleitet. Ein Vogelbeobachtungsstand gibt durch Schlitze den Blick auf die Insel, die Limmat und das Gebiet Dornau frei.

(EKZ)

Neues Wasserkraftwerk Schanielabach im Prättigau in Betrieb Das neu erstellte Kraftwerk Schanielabach im Prättigau speist seit diesem Sommer Strom ins Netz ein. Eigentümerin des Wasserkraftwerks ist die Kraftwerk Schanielabach AG. Die Repower AG hat das Kraftwerk sowie die Dörfer St. Antönien und Ascharina mit einer neuen unterirdischen Kabelleitung erschlossen.

Zusammen mit einem privaten Investor hat die Gemeinde Luzein das Projekt Kraftwerk Schanielabach zu einem erfolgreichen Abschluss gebracht. Die Bauarbeiten für das Wasserkraftwerk bei Ascharina dauerten rund ein Jahr von Mai 2018 bis XV 269

Nachrichten

Juni 2019. Im Vorfeld waren langjährige Genehmigungsverfahren und eine Gemeindeabstimmung nötig. Anfang Juli 2019 hatte das Kraftwerk Schanielabach seinen Probebetrieb aufgenommen, seit Mitte August 2019 läuft es im Normalbetrieb und Mitte Oktober 2019 konnte es die interessierte Bevölkerung an einem Tag der offenen Türe in Augenschein nehmen.

Kraftwerk Schanielabach im Prättigau (Foto: Gemeinde Luzein).

Bei einer Leistung von 2.25 Megawatt produziert das Kraftwerk voraussichtlich jährlich 7.4 GWh Strom aus erneuerbarer, heimischer Wasserkraft. Diese Menge entspricht etwa dem Stromverbrauch von rund 1500 Haushalten. Die Investitionskosten belaufen sich auf 10.5 Millionen Franken. Das neue Kraftwerk ist Eigentum der Kraftwerk Schanielabach AG, die Aktionäre sind die Gemeinde Luzein und ein privater Investor.

(Repower)

K l i ma Bericht zum Sommer 2018: Folgen von Hitze und Trockenheit Der Bund hat den heissen und trockenen Sommer 2018 analysiert und nun einen umfassenden Bericht dazu vorgelegt: Hitze und Trockenheit hatten teilweise gravierende Auswirkungen, etwa auf die menschliche Gesundheit, auf Wälder, Gewässer und auf die Landwirtschaft.

Der Bericht zeigt auf, welchen Herausforderungen sich die Schweiz stellen muss angesichts des Klimawandels und der häufigeren Hitze- und Trockenperioden im Sommer.

Die Schweiz und ihre Bevölkerung sind zunehmend mit aussergewöhnlich heissen Sommern konfrontiert. Nach den Hitzesommern 2003 und 2015 erlebte das Land 2018 erneut einen speziell heissen Sommer – und auch der Sommer 2019 hat XVI 270

wieder Hitzewellen gebracht. Für das Jahr 2018 legt der Bund nun im Bericht «Hitze und Trockenheit im Sommer 2018 – Auswirkungen auf Mensch und Umwelt» eine Analyse vor (vgl. Hinweise im Kasten und unter «Publikationen» in diesem Heft). Untersucht wurden mit dem die Folgen der Hitze sowie der lange anhaltenden Trockenheit im Sommerhalbjahr 2018, von der besonders die Ostschweiz betroffen war. Der Bericht zeigt: Hitze und Trockenheit hatten teilweise einschneidende Auswirkungen, beispielsweise auf die Gesundheit der Menschen, auf die Wälder, auf die Gewässer und Gletscher und auf die Landwirtschaft.

Hitzetage führen ohne Massnahmen zu höherer Sterblichkeit Seit Beginn der systematischen Messungen (1864) war das Sommerhalbjahr 2018 (April bis September) das bisher wärmste.

Wie schon 2003 und 2015 waren 2018 zahlreiche hitzebedingte Todesfälle zu beklagen. Während 2003 von Juni bis August 1000 Personen mehr starben als im gleichen Zeitraum in früheren Jahren (Zusatzsterblichkeit von 6.9 Prozent), waren es 2015 schätzungsweise 800 Todesfälle mehr (Zusatzsterblichkeit von 5.4 Prozent).

2018 gab es im Juni und Juli keine erhöhte Sterblichkeit, aber im August erhöhte sich die Sterblichkeit um rund 200 Todesfälle (3.4 Prozent mehr als im Schnitt).

Dabei gab es regionale Unterschiede: In den Westschweizer Kantonen und dem Tessin, die gemäss ihren Hitzemassnahmenplänen aktiv wurden, blieb die Sterblichkeit trotz Hitze auch während der zehntägigen Hitzewelle im August gleich. Anders in der Ostschweiz und im Grossraum Zürich, wo es keine solchen Hitzemassnahmepläne gibt und die Zahl der Todesfälle während dieser Hitzewelle anstieg. Ein plausibler Hinweis, dass die hitzebedingte Sterblichkeit mit gezielten Massnahmen und koordinierten Hitzeplänen (z. B. Informationen und Aufrufe zu vermehrter Flüssigkeitsaufnahme oder zum Verzicht auf Aufenthalte im Freien) reduziert werden kann.

Zu trocken für Bäume, zu heiss für Fische Wegen der anhaltenden Trockenheit verfärbten sich die Wälder vielerorts schon im Juli 2018 herbstlich. Sichtbar wurde das Ausmass der Schäden durch die Trockenheit aber erst 2019. So sind u. a. im Jura zahlreiche Buchen vertrocknet und geschwächte Nadelbäume von Borkenkäfern befallen.

Die Gewässer waren wegen der Hitze und teilweise auch wegen der Trockenheit und des niedrigen Wasserstands sehr warm.

Im Rhein bei Schaffhausen kam es trotz Ausfischungen und Transport der Fische in Kaltwasserzonen zu einem Fischsterben, so bei den Äschen.

Auch in der Landwirtschaft hinterliess der Sommer 2018 deutliche Spuren. Insbesondere gab es weniger Tierfutter, und es musste mehr Heu als üblich aus dem Ausland eingeführt werden. Die Obst- und Weinbauern hingegen verzeichneten Spitzenernten.

Weitere Anpassungsmassnahmen nötig Die Analyse zum Sommer 2018 zeigt, dass es aufgrund des Klimawandels weitere Anstrengungen zur Bewältigung von Hitzewellen und Trockenperioden braucht.

Für den Schutz der Bevölkerung vor übermässiger Hitzebelastung stehen momentan Informationen für Risikogruppen und Fachpersonen im Gesundheitswesen sowie Hitzewarnungen und die Erarbeitung von Hitzemassnahmenplänen im Vordergrund. Mittel- und langfristig müssen aber Städte und Agglomerationen so gestaltet werden, dass sie auch bei zunehmender Sommerhitze eine angenehme Aufenthalts- und Wohnqualität bieten.

Das Forschungsprojekt Hydro-CH2018 des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) untersucht unter dem Dach des National Centre for Climate Services (NCCS) die Veränderungen des Wasserkreislaufs und die zunehmende Sommertrockenheit aufgrund des Klimawandels. Das Projekt wird wichtige Grundlagen für gezielte Anpassungsmassnahmen liefern.

Gemeinsame breite Analyse Der Bericht «Hitze und Trockenheit im Sommer 2018 – Auswirkungen auf Mensch und Umwelt» wurde vom BAFU herausgegeben, unter Beteiligung folgender Bundesämter und Institutionen: Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie (MeteoSchweiz), Bundesamt für Gesundheit (BAG), Bundesamt für Bevölkerungsschutz (BABS), Bundesamt für Landwirtschaft (BLW), Bundesamt für Energie (BFE), Schweizerisches Tropen- und PublicHealth-Institut (Swiss TPH), Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, WSL, WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung, SLF. (BAFU)

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Rückblick auf Workshop «Hydropower Europe» an der EPFL HYDROPOWER EUROPE ist ein von der EU finanziertes Projekt, das ein Forum bilden möchte, welches alle Akteure der Wasserkraft in Europe vereint. Damit wird der Weg für eine substantielle Unterstützung zur Entwicklung der Wasserkraft in Europa seitens EU vorbereitet, sodass die Wasserkraft als Katalysator für die bereits begonnene Energiewende in Europa wirken kann.

Laufende Konsultation Im Rahmen des Projekts wird zurzeit eine umfassende Konsultation durchgeführt, mit dem Ziele, die Meinungen aller Akteure im Hinblick auf die Erarbeitung einer Forschungs- und Innovationsagenda (RIA) sowie eines strategischen Entwicklungsplans (SIR) der Wasserkraft in Europa zu sammeln. Eine wichtige Etappe dieses Konsultationsprozesses war die Durchführung von drei regionalen Workshops.

Diese hatten zum Ziel, die regionalen Probleme und Herausforderungen in drei unterschiedlichen Klimaregionen zu diskutieren, nämlich in Nordeuropa, in den Alpen sowie im Mittelmeerraum, und dies unter Beteiligung von Wasserkraftexperten und politischen Entscheidungsträgern.

Workshop in Lausanne Der Workshop am 11. und 12. September

in Lausanne behandelte am ersten Nachmittag mit 12 Referenten die politischen Rahmenbedingungen der Wasserkraft in den Alpen, insbesondere in der Schweiz, sowie die Perspektiven der Entwicklung anhand von verschiedenen Themen.

Am zweiten Tag hatten die rund 70 Teilnehmer die Gelegenheit, den Vorentwurf der beiden strategischen Dokumente (RIA, SIR) zu kommentieren sowie Ihre persönliche Vision zur Wasserkraft einzubringen.

Dies wurde anhand einer SWOT-Analyse zu insgesamt 12 Kernaussagen in diesen beiden Dokumenten durchgeführt wie zum Beispiel «Die Erhöhung der Speicherkapazität durch Bau von neuen Stauseen und Vergrösserung der bestehenden, wo möglich, wird dringend benötigt, um die Versorgungssicherheit im Rahmen der Energiewende in Europa zu gewährleisten.»

Ausblick In den nächsten zwei Jahren werden mit einer breiten Konsultation die beiden strategischen Dokumente weiter verfeinert.

Jedermann hat die Möglichkeit, sich in die Konsultationsplattform (consultation.hydropower-europe.eu) einzuschreiben und dann Kommentare zu den Dokumenten abzugeben sowie über die weiteren Veranstaltungen informiert zu werden. Dies ist eine einmalige Gelegenheit die zukünftige EU Ausrichtung der Wasserkraft in Europa zu beeinflussen. Diese Einschreibung erlaubt auch, sämtliche Präsentationen aller Workshops herunterzuladen.

Anton Schleiss und Jean-Jacques Fry, Koordinatoren von Hydropower Europe, ICOLD

Teilnehmer des Workshops an der EPFL

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Ve r anstaltunge n

KOHS-Tagung 2020 / Symposium CIPC 2020 Schwemmholz-Management an Fliessgewässern / Gestion des bois flottants sur les cours d’eau Dienstag, 21. Januar 2020, Olten / Mardi, 21 janvier 2020, Olten

Die jährlich von der Kommission Hochwasserschutz (KOHS) des SWV organisierte Tagung ist 2020 dem Thema «Schwemmholz-Management in Fliessgewässern» gewidmet. Schwemmholz erfüllt wichtige ökologische Funktionen im Gewässer, kann jedoch bei Hochwasser auch eine erhebliche Gefahr darstellen. An der Tagung werden aktuelle Erkenntnisse aus Forschung und Praxis vorgestellt. / Le symposium annuel de la Commission pour la protection contre les crues (CIPC) de l’ASAE sera consacrée en 2020 au thème de la «Gestion des bois flottants sur les cours d’eau». Les bois flottants remplissent d’importantes fonctions écologiques dans les cours d’eau, mais peuvent aussi constituer un danger important en cas de crue. Le symposium présentera les résultats actuels de la recherche et de la pratique.

Zielpublikum / Public cible Angesprochen werden Wasserbauer und weitere mit Hochwasserschutz beschäftigte Fachleute aus Privatwirtschaft, Verwaltung und Forschung. Die Tagung ist immer auch ein ausgezeichneter Treffpunkt der Fachwelt. / Le symposium est destiné aux ingénieurs et aux spécialistes des aménagements des cours d’eau.

La journée est d’ailleurs toujours une excellente opportunité d’échange entre les professionnels.

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Nachrichten

Rüc kbl ic k Ve r anstaltunge n

Nachrichten

Inhalt, Sprache / Contenu, Langues Das detaillierte Tagungsprogramm ist diesem Heft als Flyer beigelegt bzw. kann der Webseite entnommen werden. Die Vorträge werden in Deutsch und Französisch gehalten mit Parallelprojektion der Folien in beiden Sprachen. / Pour les détails voir le programme adjoint dans la présente revue ou sur le site web. Les conférences seront présentées en allemand ou français avec projection simultané des slides dans les deux langues.

Kosten / Frais Für Einzelmitglieder und Vertreter von Kollektivmitgliedern des SWV gelten vergünstigte Tarife / Membres de l’ASAE profitent des tarifs préférentiels: Mitglieder / Membres CHF 250.– Nichtmitglieder / Nonmembres CHF 330.– Studenten / Etudiants CHF 100.– Inkl. Mittagessen und Pausenkaffee; zzgl.

7.7 % MwSt. / Sont inclus le repas de midi les pauses café. 7.7 % TVA exclue.

Anmeldung / Inscription Einschreibung über unsere Webseite: / Inscriptions par le site web: www.swv.ch Als Anmeldebestätigung gilt die automatisch generierte Antwortmail auf die Onlineanmeldung. / Après l’inscription en ligne une confirmation est envoyée automatiquement par courrier électronique.

KOHS-Weiterbilungskurs 5. Serie, 5. Kurs Vorausschauende Entwicklung von Wasserbauprojekten Donnerstag / Freitag, 26. / 27. März 2020 Serpiano, Tessin

Die Kommission Hochwasserschutz (KOHS) des SWV führt zusammen mit dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) diese XVIII 272

fünfte Serie der erfolgreichen wasserbaulichen Weiterbildungskurse durch.

Zielpublikum Der Kurs richtet sich an aktive oder künftige Verantwortliche von wasserbaulichen Gesamtprojekten.

Zielsetzung, Inhalt Der praxisorientierte, zweitägige Kurs soll einen fundierten Einblick in die verschiedenen Aspekte der Entwicklung von Wasserbauprojekten geben und dabei auch Verständnis für die heute notwendige Interdisziplinarität schaffen. Die Teilnehmenden wissen nach dem Kurs, wie man ein zukunftsfähiges Wasserbauprojekt entwickelt, und haben dazu verschiedene Werkzeuge praxisnah kennengelernt. Zudem haben sie die Gelegenheit, sich an Workshops und der Exkursion mit ausgewiesenen Fachleuten auszutauschen.

Aus dem Inhalt: 1. Tag • Einführung und Übersicht • Erfolgsfaktoren für den Projektstart Umfeld und Randbedingungen von Wasserbauprojekten • Workshop: Risikobasierte Planung von Wasserbauprojekten 2. Tag • Ökologische Ansprüche und Auswirkungen auf Wasserbauprojekte • Erhaltungsmanagement von Wasserbauinfrastruktur – Herausforderungen • Gewässerunterhalt und Instandhaltung von Schutzbauten im Alltag • Besichtigung eines konkreten Wasserbauprojekts in der Region Für die Details siehe das Kursprogramm auf der Website.

Sprache Der Kurs wird auf Italienisch durchgeführt.

Kursunterlagen Die Kursunterlagen bestehend aus Skript und Handout der Folien (werden zu Beginn des Kurses allen Teilnehmenden verteilt).

Kosten Für Mitglieder des SWV gelten vergünstigte Tarife: Mitglieder / Membres CHF 650.– Nichtmitglieder / Nonmembres CHF 750.– Inkl. Kursunterlagen, Verpflegung 1. Tag Mittag und Abend sowie 2. Tag Mittag und Pausenkaffee, Transporte für die Exkursion; exkl. 7.7 % MwSt. und allfällige Übernachtungskosten.

Anmeldung Ab sofort über die Webseite des SWV: www.swv.ch Die Zahl der Teilnehmenden ist auf 28 Personen limitiert; Berücksichtigung nach Eingang der Anmeldungen.

Powertage 2020: Schlüsselevent der Schweizer Stromwirtschaft

Die Powertage gehören seit 2004 zum Portfolio der MCH-Group und werden vom 16. bis 18. Juni 2020 bereits zum neunten Mal in der Messe Zürich durchgeführt.

Alle zwei Jahre treffen sich am wichtigsten Branchentreffpunkt der Schweizer Stromwirtschaft verschiedenste Akteure, um sich über Trends zu informieren, Lösungen zu diskutieren und Geschäftsbeziehungen zu pflegen.

In ihrer Ausgabe im Jahr 2020 wird der Fokus auf einen verstärkten Austausch und eine umfassende Präsentation zu den Themen Digitalisierung, Mobilität, Speicherung und Effizienz gelegt. Das etablierte Veranstaltungskonzept mit dem Fachforum, der Ausstellung und dem Networking-Bereich wird optimiert und mit innovativen Formaten ergänzt. Die Besucher erwarten interaktive Talks, spannende Key-Notes, anregende Podien sowie Impulsreferate teilnehmender Firmen und Fachgespräche mit Branchenexperten an Thementischen. Das Programm im Powertage-Forum wird in enger Zusammenarbeit mit den Branchenverbänden VSE (Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen), Electrosuisse (Verband für Elektro-, Energie- und Informationstechnik) sowie dem SWV (Schweizerischer Wasserwirtschaftsverband) gestaltet und vom BFE (Bundesamt für Energie) sowie swissmig (Verein Smart Grid Industrie Schweiz) aktiv unterstützt und im Januar 2020 publiziert. xplor-Startup-Competition Das anlässlich der letzten Powertage lancierte Startup-Village xplor mit Produktinnovationen, Vorzeigeprojekten und neuen Technologien stiess bei Besuchern wie auch Ausstellern auf grosses Interesse.

Aufgrund des positiven Feedbacks werden

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Powertage 2020 16.–18. Juni 2020 Messe Zürich, Hallen 5, 6 und 7 Veranstalter MCH Messe Schweiz (Basel) AG Infos www.powertage.ch / info@powertage.ch Dauer Ort

Zürich 17. – 19.6.2020 VAW-Wasserbau-Symposium 2020: Wasserbau in Zeiten von Energiewende, Gewässerschutz und Klimawandel (d / f) VAW-ETHZ zusammen mit TU Graz und TU München. Weitere Informationen: https://vaw.ethz.ch/wbs2020.html Gais 24. / 25.6.2020 KOHS-Weiterbildungskurs Wasserbau 5.6: Vorausschauende Entwicklung von Wasserbauprojekten (d) Kommission KOHS des SWV mit BAFU. Programm: www.swv.ch

Age nda Olten 21.1.2020 KOHS-Wasserbautagung 2020: Schwemmholz-Management (d / f) Kommission Hochwasserschutz (KOHS) des SWV. Programm: www.swv.ch

P e r s one n

Bern 30.3.2020 BAFU / WA21-Anwenderkurs Schwall / Sunk-Massnahmen: Anwendung des Moduls der Vollzugshilfe Renaturierung (d / f) BAFU und WA21. Vorankündigung. Weitere Informationen folgen: wa21.ch/veranstaltungen Zürich 16. – 18.6.2020 Powertage 2020: Ausstellungen und Foren zur Schweizer Stromwirtschaft (d / f) VSE, Electrosuisse, SWV, BFE. Weitere Informationen: www.powertage.ch

Hitze und Trockenheit im Sommer 2018 – Auswirkungen auf Mensch und Umwelt Publikation: Oktober 2019; Hrsg.: Bundesamt für Umwelt, BAFU; Reihe: UmweltZustand; Seiten: 91; Sprachen: Deutsch, Französisch oder Italienisch; Nummer: UZ1909-D bzw. UZ-1909-F und UZ-1909-I, Download oder Bestellung: www.bafu. admin.ch

Airolo 3. / 4.9.2020 SWV-Wasserwirtschaftstagung mit 109. Hauptversammlung SWV: Tagung und Besichtigung der Baustelle für das neue Kraftwerk Ritom (i / f / d) SWV. Bitte Termine reservieren. Weitere Informationen folgen: www.swv.ch Olten 10.11.2020 Hydrosuisse-Fachtagung Wasserkraft 2020: Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserkraftwerken (d / f) Kommission Hydrosuisse des SWV. Termin reservieren: www.swv.ch

Serpiano 26. / 27.3.2020 KOHS-Weiterbildungskurs Wasserbau 5.5: Vorausschauende Entwicklung von Wasserbauprojekten (i) Kommission KOHS des SWV mit BAFU. Programm: www.swv.ch

Publ i katione n

Liebe Leserin, lieber Leser der Fachzeitschrift «Wasser Energie Luft» 14 Jahre durfte ich die Verbandsschrift WEL mitproduzieren und habe dabei sehr viele schöne Momente erlebt. Einerseits im SWV-Team, andererseits mit den zahleichen Autorinnen und Autoren vieler spannender und informativer Fachbeiträge sowie allen Inserenten, die den Erfolg des WEL unterstützen. Ab Mitte Dezember werde ich in den, wie man sagt, wohlverdienten Ruhestand treten und hoffe dabei, dass dieser nicht allzu ruhig wird.

Ich möchte mich an dieser Stelle für die Zusammenarbeit mit allen Beteiligten ganz herzlich bedanken. Ich habe zu jederzeit postitive Erfahrungen machen dürfen, und ich werde die Zeit beim SWV in sehr angenehmer Erinnerung behalten. Meinem Nachfolger Mathias Mäder wünsche ich viel Erfolg und ebensolche glücklichen Momente, wie ich sie erleben durfte.

Manuel Minder

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

Die Schweiz erlebte 2018 erneut einen aussergewöhnlich heissen Sommer. Mit einer durchschnittlichen Temperatur von 15.3 Grad in den Monaten Juni, Juli und August war er nach 2003 und 2015 der drittwärmste Sommer seit Messbeginn 1864. Auch die Niederschlagsmengen waren sehr gering. Im landesweiten Mittel fielen im Sommerhalbjahr von April bis September nur 69 Prozent der Normperiode 1981 bis 2010. Hitze und Trockenheit hatten gravierende Auswirkungen.

Wegen der hohen Temperaturen waren ungefähr 200 Todesfälle mehr zu beklagen als in einem normalen Jahr. Im Wald hinterliess die Trockenheit deutliche Spuren. Vielerorts verfärbten sich die Laubbäume bereits im Juli. Mit dem Klimawandel dürften Verhältnisse wie in den Sommern 2003, 2015 und 2018 zum Normalfall werden.

(BAFU)

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Nachrichten

die Plattform und der Community-Anlass für die neuen Pioniere der Schweizer Energiebranche weiterentwickelt. Die xplorStartup-Competition als einer der grössten Energy Startup-Wettbewerbe der Schweiz bringt herausragende Startups mit Stakeholdern aus dem Energiesektor zusammen. Um als Startup teilnehmen zu können, müssen sich Interessenten einem Bewerbungsverfahren unterziehen, welches durch eine Fachjury begleitet und bewertet wird. Die Teilnahme an der Competition wird für die zugelassenen Startups kostenlos sein. Mehr Informationen zur Teilnahme: xplor.ch

Nachrichten

Hydropower Potential and Reservoir Sedimentation in the Periglacial Environment under Climate Change Publikation: 2018; Autor: Daniel Ehrbar; Herausgeber: Prof. Dr. Robert Boes, VAW – ETH Zürich, VAW-Mitteilung 248, A5-Format, 230 Seiten, kostenloser Download unter: www.vaw.ethz.ch/das-institut/vawmitteilungen.html

investigation of long-term sedimentation processes and patterns in such reservoirs using a numerical model. The latter was validated with data from the field studies on the one hand, and with long-term operational data provided by of Swiss reservoir operators on the other hand.

Modeling hazards related to large wood in rivers Publikation: 2018; Autor: Isabella Schalko; Herausgeber: Prof. Dr. Robert Boes, VAW – ETH Zürich, VAW-Mitteilung 249, A5-Format, 206 Seiten, kostenloser Download unter: www.vaw.ethz.ch/das-institut/vawmitteilungen.html

Hydropower is the most important source of renewable energy in Switzerland and constitutes the backbone of the Swiss electricity generation portfolio. Many reservoirs are located in the periglacial environment, i.e. in catchment areas with a glacierized share of at least 30 %. New natural proglacial lakes have recently started forming at the terminus of a number of Swiss glaciers due to increase melt and glacier retreat. This retreat may have significant impacts on water resources but also provides opportunities such as new sites for reservoir dams. These reservoirs partly form naturally at rock rims after glacier retreat, and partly need a man-made dam.

However, melting glaciers tend to increase the sediment availability, so that the sedimentation of downstream reservoirs becomes more acute. For their sustainable use, it is imperative to consider sedimentation and to plan and implement counter-measures.

The overarching goal of this research was a better understanding of the effect of climate change on reservoir sedimentation and its effects on hydropower in the periglacial environment. The study was divided into three distinct parts, namely a systematic investigation of the hydropower potential in Swiss periglacial catchments, a field investigation of sediment fluxes into and inside periglacial reservoirs, and the XX 274

nally retained at rack structures placed across or parallel to a river. For the rack pole design, information on the accumulation density, accumulation height, and backwater effect is also needed.

This research project aimed at a better understanding of the accumulation processes and blocking probabilities of LW at river infrastructures – with a focus on bridge piers and retention racks – and the resulting effects in terms of backwater effect and local scour, as well as potential measures to reduce these adverse effects.

Laboratory experiments were primarily used with systematic scale modeling at different geometric scaling factors in three flumes in the VAW laboratory. The LW consisted mainly of natural wood scaled down according to the respective model scale.

For the replication of organic fine material PVC was used besides natural willow and fir branches. Moreover, the performance of an existing hydro-numerical 2D-model to reproduce LW transport and accumulation processes was assessed by comparing the numerical results to those from the hydraulic laboratory experiments.

Monitoring and Structural Studies with Glacier Seismology Publikation: 2018; Autor: Lukas E. Preiswerk; Herausgeber: Prof. Dr. Fabian Walter, VAW – ETH Zürich, VAW-Mitteilung 250, A5-Format, 82 Seiten, kostenloser Download unter: www.vaw.ethz.ch/das-institut/ vaw-mitteilungen.html The large floods in Switzerland of the last decades, as well as numerous floods abroad, have dramatically shown the role of large wood (LW), also termed driftwood and large woody debris, as a potential source of triggering inundations or increasing flood damages. The topic is thus an important and still current issue in flood protection and natural hazard assessment. LW typically comprises both logs, rootstocks, and fine material like leaves and branches.

Large-scale inundations may follow LW clogging at critical hydraulic infrastructures in rivers like bridges and weirs. On the one hand, LW may accumulate unintentionally at these structures, provoking backwater effects and overtopping of river banks or dykes. For instance, the well-known flood damages in Brig that amounted to some 500 million CHF in 1993 were triggered by LW accumulations at a bridge spanning the Saltina creek, a tributary of the Rhone River. On the other hand, LW is intentio-

Much of a glacier’s dynamic behavior is determined by what lies beneath the ice surface: the degree to which the ice is intact or «damaged», and the nature of the

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

ice-bed interface have a profound effect on ice flow. In general, ice dynamic effects play a central role in several important processes of the cryosphere: the fate of the Polar Ice Sheets is not only determined by climatic conditions but also by mechanisms that allow the ice to slide over its bed. For steep Alpine Glaciers, variations in sliding or changing englacial damage can lead to sudden break-off events, which constitute a severe natural hazard for mountain communities.

Theoretical treatments of dynamic processes below the ice surface are subject to a major shortcoming: many – if not most – theories are starved of data and hence remain untested. Conventional observational techniques such as radar and deep drilling are either labor intensive, expensive and / or constitute point measurements and are thus hardly suitable for monitoring.

In the present contribution, Dr. Lukas Preiswerk uses passive seismic techniques to investigate a glacier’s subsurface structure.

He uses the characteristics of the ambient seismic noise field to characterize elastic properties of the ice. Using techniques borrowed from crustal seismology, Dr. Preiswerk showed that ambient seismic signals yield surface wave signals whose dispersion relations can be used to estimate glacier thickness and material properties of the glacier bed. Moreover, this study applies spectral ratios of noise seismograms recorded along vertical and horizontal directions. These ratios elucidate the predominant orientation of near-surface crevasse patterns, which are typical for dynamic and steep glacial terrain.

Dr. Preiswerk discusses how the processing of ambient seismicity can be used in future studies of ice flow and stability.

As seismometers are relatively cheap and low-maintenance instruments, the presented techniques lend themselves to future studies of ice subsurface properties.

Die Themen der «Wasserwirtschaft» 11 – 12-2019 und 1-2020 • Synergien im Gewässer-, Boden-, Arten- und Klimaschutz am Beispiel von Flussauen Jürgen Geist, Karl Auerswald • Vegetationsentwicklung nach einer Flussrenaturierung in den Alpen Stefan Zerbe, Oliver Rohrmoser, Vittoria Scorpio, Francesco Comiti • Auenrevitalisierung im Nationalpark Donau-Auen bei Wien Christian Baumgartner • Gewässer- und Auenentwicklung im

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urbanen Raum am Beispiel des Emscher-Umbaus Caroline Winking, Mechthild Semrau, Mario Sommerhäuser Wie wird Altwasserrevitalisierung für Fische erfolgreich?

Sabine Radke, Volker Lüderitz Revitalisierung der Dornburger Alten Elbe – ein Naturschutzprojekt im Konsens Christian Kunz Bioindikatorische Typisierung der Anbindung von Altwässern der Mittelelbe Michael Seidel, Fengqing Li, Uta Langheinrich, Volker Lüderitz Wilde Mulde – Revitalisierung und Wirkungsanalyse in Fluss-Auen-Ökosystemen Christiane Schulz-Zunkel, Carolin Seele Dilbat, Heiko Schrenner, Georg Rast Entwicklungsziele von Flussauen in Schleswig-Holstein Matthias Brunke Kooperatives Auenmanagement im Biosphärenreservat NiedersächsischeElbtalaue Johannes Prüter, Ortrun Schwarzer Hydraulische Berechnungen für die Entwicklung eines Auenstrukturplans an der Elbe in Niedersachsen Bernd Ettmer, Linda Bromberg, Stefan Orlik, Klaus-Jürgen Steinhoff, Clemens Löbnitz, Heiko Warnecke, Volker Thiele Extremerer Niederschlag im Klimawandel – Was wissen wir?

Andreas Becker Risikovorsorge bei Überschwemmungen – eine Gemeinschafsaufgabe Oliver Hauner Leitfaden zur Erstellung integraler Hochwasserschutzkonzepte in Thüringen Carlos Rubín Hochwasser- und Starkregenvorsorgekonzepte – essenzieller Baustein des Hochwasserrisikomanagements in Rheinland-Pfalz Annalena Goll Starkregenrisikomanagement auf lokaler Ebene im europäischen Kontext Florian Kerl, Sabine Scharfe, Uwe Müller, Anna Goris, Stefanie Weiner Die Risikoanalyse im Starkregenrisikomanagement in Baden-Württemberg Anne-Marie Albrecht Überflutungsvorsorge für die Zentralkläranlage Kaiserslautern Jörg Zimmermann, Yvonne Ackermann Umgang mit Starkregen in Österreich

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Yvonne Spira Feuerwehren im Starkregeneinsatz: Defizite und Lösungsansätze am Beispiel der Feuerwehr Kaiserslautern Mike Kopp, Malte Zeddies Ist Resilienz messbar? Ein Beitrag aus Sicht des Hochwasserrisikomanagements Christin Rinnert, Reinhard Pohl, Robert Jüpner Vorbereitung operativer Hochwasserabwehrmassnahmen in Dresden Frank Frenzel, Jens Olaf Seifert Städte und Gemeinden als Partner im Hochwasserrisikomanagement Florian Riehl, Dieter Rieger, Marijana Schmidt, Verena Trautmann, Anna Zolnhofer Nutzung von Radardaten im Starkregenrisikomanagement in BadenWürttemberg Markus Weiler, Andreas Hänsler, Janek Zimmer, Markus Moser Hydrologische Analysen der karstischen Wasserressourcen in der Türkei Ünal Öziş, Ertuǧrul Benzeden, Ahmet Alkan Numerische Untersuchungen zum Einfluss eines geplanten Pumpspeicherkraftwerks auf Grundwasserverhältnisse in einem Karstgebiet Jie Song, Serdar Koltuk, Rafig Azzam Entwicklung und Tests eines Verfahrens zur Reduzierung von Methanemissionen aus Stauseen Ardil Elicin, Yannick Dück, Christian Jokiel Wasserwirtschaftsplan zum Talsperrensystem Mittleres Erzgebirge im Regelbetrieb Johann Schmidt Strategie für Gewässerrevitalisierungen in Baden-Württemberg Johannes Reiss, Sandra Pennekamp, Dietmar Klopfer, Katja Fleckenstein, Ute Hellstern Ländliche Gebiete als Herausforderung der Siedlungswasserwirtschaft in Polen Karol Mrozik, Michał Napierała, Piotr Idczak

Die Themen der «ÖWAW» 1–8-2018 • Kontinuität und Wandel: Die Hydrografie Österreichs – 125 Jahre Wasser wissenschaften R. Godina

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Hochwasserprognose in der Steiermark – Erfahrungen und Herausforderungen R. Schatzl, R. Stöffler, H.-J. Holzer Vom Messwert zum Bemessungsniederschlag – ein Service der Hydrografie Österreichs V. Weilguni Monitoring des Sedimenttransports in der Hydrografie Österreichs P. Lalk, M. Haimann, J. Aigner, P. Gmeiner, H. Habersack Künstliche und natürliche Markierungen des Karstwassers am Beispiel des Dachsteinmassivs G. Völkl, J. Eybl Die Hydrografie und das ewige Eis: eine (lang) dauernde Beziehung?

H. Wiesenegger Internationale Aktivitäten in Zusammenhang mit Sedimentforschung und -management auf globaler, europäischer, regionaler und Einzugsgebietsebene H. Habersack, D. Gangl, A. Riegler, M. Klösch, P. Gmeiner, M. Haimann Feststoffmanagement bei Wasserkraftanlagen in Österreich N. Bock, G. Gökler, R. Reindl, J. Reingruber, R. Schmalfuß, H. Badura, G. Frik, I. Leobner, J. Lettner, M. Scharsching, R. Spreitzer, M.-T. Thöni Das «Christian-Doppler-Labor für Sedimentforschung und -management: Anwendungsorientierte Grundlagenforschung und Herausforderungen für eine nachhaltige Wasserkraft und Schifffahrt C. Hauer, B. Wagner, J. Aigner, P. Holzapfel, P. Flödl, M. Liedermann, M. Tritthart, C. Sindelar, M. Klösch, M. Haimann, H. Habersack Forschung zu alpinen Sedimentprozessen als Basis für ein verbessertes Feststoffmanagement unter Berücksichtigung extremer Ereignisse M. Liedermann, J. Aigner, A. Kreisler, M. Klösch, R. Rindler, P. Gmeiner, S. Pessenlehner, M. Tritthart, C. Hauer, H. Habersack Neue Entwicklungen im wasserbaulichen Modellversuchswesen zum Sedimenttransport C. Sindelar, J. Schobesberger, P. Lichtneger, C. Hauer, H. Habersack Erfahrungen in der numerischen Sedimenttransportmodellierung auf unterschiedlichen Skalen – von RANS bis LES M. Tritthart, K. Glock, M. Glas, S. Yücesan, M. Liedermann, P. Gmeiner, C. Hauer, H. Habersack

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Innovatives Feststoffmanagement für Wildbacheinzugsgebiete am Beispiel des Strobler Weissenbaches R. Rindler, P. Holzapfel, C. Hauer, G. Jury, M. Moser, A. Fischer, C. Gumpinger, H. Habersack Landeskulturelles Sedimentmanagement zur Reduktion von Feinsedimentanlandungen in Gewässern des Weinviertels T. Brunner, D. Stehrer, A. Zeiser, U. Stephan, P. Strauss, W. Summer Urbanes Sedimentmanagement – vom Einzugsgebiet bis zum Kanal J. Schobesberger, T. Lehmann, A. Kimmersdorfer, P. Lichtneger, C. Sindelar, H. Habersack Abfallvermeidung in der österreichischen Lebensmittelproduktion C. Pladerer, P. Hietler Adressatenspezifische Kommunikationskonzepte zur Lebensmittelabfallreduktion in deutschen Privathaushalten R. Weber, C. Strotmann, G. Ritter Erste Hilfe für Lebensmittel – Konsumentenorientierte Vermeidungsmassnahmen entwickeln, umsetzen und evaluieren S. Schwödt, G. Obersteiner Handlungsempfehlungen zur Reduktion von Lebensmittelabfällen und ihre Klimarelevanz anhand von theoretischen Umsetzungsbeispielen im europäischen Raum S. Scherhaufer Verwertung von Gemüseabfällen – Vergleich der Kompostierung mi dem Verfahren der mikrobiellen Carbonisierung E. Binner, M. Egger, M. Huber-Humer Sedimente und Räumgut aus Wildbächen: ÖWAV-Regelblatt 305 F. Rudolf-Miklau, S. Mehlhorn Anton Grzywienski: Wasserbauer und Hochschullehrer W. Hager Einsatzmöglichkeiten von Geoinformationssystemen in der Siedlungswasserwirtschaft am Beispiel Einbindung dezentraler Entwässerungssysteme zur Entlastung des städtischen Abwassernetzes Y. Back, J. Zischg, M. Bremer, M. Rutzinger, M. Kleidorfer Multifunktionale Regenwasserbewirtschaftung durch smarte Regentonnen M. Oberascher, J. Zischg, U. Kastlunger, M. Schöpf, C. Kinzel, C. Zingerle, W. Rauch, R. Sitzenfrei Maschinelles Lernen in der Siedlungswasserwirtschaft J. Sappl, M. Harders, W. Rauch

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Rechtliche Aspekte der Digitalisierung in der Siedlungswasserwirtschaft K. Weber Aspekte der IKT-Sicherheit in der österreichischen Siedlungswasserwirtschaft M. Pointl, A. Winkelbauer, J. Krampe, D. Fuchs-Hanusch Austrocknung von Bächen – eine Gefahr für die Wasserqualität?

G. Weigelhofer, M. Tritthart Absiedlung als raumbezogene Anpassungsmassnahme an den Klimawandel M. Scharler

I ndustr ie mit tei lunge n Laboratorium3D – Ein neues Labor für Wasser- und Flussbau Seit letztem Sommer ist in Biasca (TI) ein neues kleines Labor für Wasser- und Flussbau in Betrieb. Die Firma Laboratorium3D GmbH bietet den Kunden aus der Privatwirtschaft und der öffentlichen Verwaltung insbesondere physikalische Modelluntersuchungen zu unterschiedlichen Fragestellungen im Wasser- und Flussbau. Dazu verfügt das Labor über eine Versuchsrinne mit 12 m Länge und 1 m Breite, neigbar

Laboreinrichtung in Biasca.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

bis 10 %. Eine zweite Rinne, für Gefälle bis 25 %, steht kurz vor der Realisierung.

Kor r ige nda Korrigenda zum Fachartikel «Beitrag von Wasserspeichern zur Verminderung zukünftiger Wasserknappheit?», M. Brunner et al. (2019), in «Wasser Energie Luft» 2019, Heft 3, S. 148.

Bei der Berechnung der jährlichen Wassernachfrage für die Nutzungskategorien Trinkwasser Haushalte, Industrie Sektor 3 (Dienstleistungen), Industrie Sektor 2 (Industrie und Gewerbe), Grossvieh und Trinkwasser Tourismus (Bilder 4 und 5) ist

B

Im physikalischen Labor soll die eigendynamische Rampe auf die hohen Abflussspitzen während Hochwasserereignissen bemessen und auf die Wandermöglichkeiten der Äsche optimiert werden. Angestrebt ist eine möglichst naturnahe, stark strukturierte Sohle. Vorbild dieser Struktur bilden verschiedene natürliche Strecken im selben Gefällsbereich am Oberlauf des Fiume Ticino oder der Verzasca.

Für weitergehende Informationen oder für eine Besichtigung des Wasserbaulabors steht unser Team jederzeit gerne zur Verfügung. Wir freuen uns auf Ihren Besuch!

Alle wesentliche Informationen sind im Internet unter www.laboratorium3d.ch zu finden.

Laboratorium3D sagl, Via Prada 6, CH-6710 Biasca

den Autoren bei der Aggregierung politischer räumlicher Einheiten zu hydrologischen Einheiten bedauerlicherweise ein Fehler unterlaufen.

Für die obengenannten Kategorien wurden in «Wasser Energie Luft» 2019, Heft 3, auf Seite 148 zu hohe Werte publiziert. Die korrigierten Werte zeigen, dass die jährliche Wassernachfrage der Haushalte und des dritten Sektors der Industrie nicht etwa gleichgross ist wie die jährliche Wassernachfrage für Bewässerung, sondern nur knapp halb so gross. Die entsprechenden Korrekturen führen auch dazu, dass die gesamte jährliche Wassernachfrage in der Schweiz (gemäss der Methodik dieser

Studie) nicht 17 000 Mio m³, sondern nur 15 000 Mio m³ beträgt. Die beiden fehlerhaften BIlder 4 und 5 sind nachfolgend in korrigierter Version wiedergegeben.

Die weiteren Ergebnisse und zentralen Schlussfolgerungen dieses Artikels sind durch den Aggregierungsfehler nicht signifikant beeinflusst, da die betroffenen Kategorien einen vergleichsweise kleinen Teil der Gesamtnachfrage ausmachen. Die zentralen Schlussfolgerungen bleiben deshalb uneingeschränkt bestehen. Die Autoren entschuldigen sich für die fehlerhaften ursprünglichen Zahlenwerte.

Nachfrage

Ökologie

Bewässerung

Total: ca. 15000 Mio m3

[mm/d]

Trinkwasser

Wasserkraft

[0.1,0.5) [0.5,0.6) [0.6,0.7) [0.7,0.8) [0.8,0.9) [0.9,1) [1,1.2) [1.2,1.7) [1.7,8.9]

Industrie Sektor drei Grossvieh Schneeproduktion Industrie Tourismus Sektor zwei

Bild 4. (korrigiert) Gesamtwassernachfrage pro Nutzungskategorie und Jahr: Ökologie (Rest- und Mindestwasser), Wasserkraft, Bewässerung, Trinkwasser, Industrie & Gewerbe (Sektor zwei), Dienstleistungen (Sektor drei), Grossvieh, Trinkwasser Tourismus und Schneeproduktion (links) und die räumliche Verteilung der Gesamtnachfrage.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 4, CH-5401 Baden

XXIII 277

Nachrichten

Natürliche Strecke mit ca. 2 % Gefälle am Ticino, die als Vorbild der physikalischen Untersuchung dient.

Das junge Unternehmen wurde von erfahrenen Ingenieurinnen und Ingenieuren gegründet, welche sowohl einen starken Hintegrund in der Forschung als auch eine langjährige Erfahrung in der Projektierung und Ausführung von Wasser- und Flussbauprojekten aufweisen. Das Laboratorium versteht sich folglich als Bindeglied zwischen der Forschung und der Ingenieurpraxis und soll komplementär zu den renomierten Forschungsinstituten auf Hochschulniveau sein.

Beim ersten Projekt geht es um die Sanierung einer bestehenden steilen Rampe am Fiume Ticino in Lodrino. Hauptziel der geplanten Sanierung ist die Verbesserung der Wandermöglichkeiten der Äsche. Die wesentliche Funktion der Rampe als sohlenstabilisierender Fixpunkt am Ticino soll dabei immer gewährleistet werden.

Nachfrage

B

Nachfrage

Wasserkraft

Ökologie

Nachrichten

Nachfrage

Bewässerung [mm/d] Bewässerung

Wasserkraft

Ökologie Wasserkraft

Ökologie

Trinkwasser Haushalte

Industrie Sektor drei

Trinkwasser Haushalte

Trinkwasser Haushalte

Bewässerung

Industrie Sektor drei

Industrie Sektor drei

Schneeproduktion

Grossvieh

Schneeproduktion

[mm/d] Hohe Nachfrage [0.03,0.05) [0.05,0.09) [0.09,0.16) [0.16,0.29) [0.29,0.42) [0.42,0.57) [0.57,0.67) [0.67,0.81) [0.81,8.46]

Trinkwasser Tourismus Trinkwasser

Trinkwasser Tourismus

[0.001,0.002) [0.002,0.003) [0.003,0.005) [0.005,0.007) [mm/d] [0.007,0.011) [0.001,0.002) [0.011,0.017) [0.002,0.003) [0.017,0.03) [0.003,0.005) [0.03,0.05) [0.005,0.007) [0.05,0.552] [0.007,0.011) [0.011,0.017) [0.017,0.03) [0.03,0.05) [0.05,0.552] Tourismus [mm/d]

[1e−04,1e−04) [1e−04,1e−04) [1e−04,2e−04) [2e−04,2e−04) [mm/d] [2e−04,3e−04) [1e−04,1e−04) [3e−04,6e−04) [1e−04,1e−04) [6e−04,9e−04) [1e−04,2e−04) [9e−04,0.0016) [2e−04,2e−04) [0.0016,0.0244] [2e−04,3e−04) [3e−04,6e−04) [6e−04,9e−04) [9e−04,0.0016) [0.0016,0.0244]

[mm/d] [0.001,0.002) [0.002,0.003) [0.003,0.005) [0.005,0.007) [0.007,0.011) [0.011,0.017) [0.017,0.03) [0.03,0.05) [0.05,0.552]

[mm/d] [1e−04,1e−04) [1e−04,1e−04) [1e−04,2e−04) [2e−04,2e−04) [2e−04,3e−04) [3e−04,6e−04) Tiefe Nachfrage [6e−04,9e−04) [9e−04,0.0016) Tiefe [0.0016,0.0244]

Tiefe Nachfrage

Bild 5. (korrigiert) Räumliche Verteilung der Wassernachfrage pro Nutzungskategorie: Ökologie (Rest- und Mindestwassermenge), Wasserkraft, Bewässerung, Trinkwasser Haushalte, Industrie & Gewerbe (Sektor zwei), Dienstleistungen (Sektor drei), Grossvieh, Schneeproduktion und Trinkwasser Tourismus. Die Wassernachfrage nimmt von oben nach unten ab. Jede Kartenreihe hat eine eigene Skala.

Anschrift der Verfasser: Manfred Stähli, Eidg. Forschungsanstalt WSL Gebirgshydrologie und Massenbewegungen, manfred.staehli@wsl.ch

XXIV 278

Hohe Nach

Industrie Sektor zwei [mm/d]

Industrie Sektor zwei

Schneeproduktion

Grossvieh Grossvieh

Industrie Sektor zwei

[0.03,0.05) [0.05,0.09) [0.09,0.16) [0.16,0.29) [mm/d] [0.29,0.42) [0.03,0.05) [0.42,0.57) [0.05,0.09) [0.57,0.67) [0.09,0.16) [0.67,0.81) [0.16,0.29) [0.81,8.46] [0.29,0.42) [0.42,0.57) [0.57,0.67) [0.67,0.81) [0.81,8.46]

Hohe Nachfrage

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Impressum

Stahlwasserbau

Taucharbeiten

«Wasser Energie Luft» / «Eau énergie air»

R

Schweizerische Fachzeitschrift für Wasserwirtschaft. / Revue suisse spécialisée sur l’aménagement des eaux.

Gegründet 1908. / Fondée 1908.

Bis 1930 «Schweizerische Wasserwirtschaft»; 1931 – 1934 «Schweizerische Wasser- und Energiewirtschaft»; 1935 – 1975 «Wasser- und Energiewirtschaft»; ab 1975 «Wasser Energie Luft» Herausgeber / Editeur Schweizerischer Wasserwirtschafts­ verband (SWV) / Association suisse pour l’aménagement des eaux (ASAE) Redaktionsleitung / Direction de la rédaction Roger Pfammatter (Pfa) roger.pfammatter@swv.ch Layout, Anzeigen, Redaktion / Mise en page, annonce, rédaction Mathias Mäder (Mmd) mathias.maeder@swv.ch Tel. +41 56 222 50 69 ISSN 0377-905X Verlag, Administration / Edition, administration SWV · Rütistrasse 3a · CH-5401 Baden Tel. +41 56 222 50 69 www.swv.ch · info@swv.ch Postcheckkonto Zürich: 80-1846-5 Mehrwertsteuer-Nr.: CHE-115.506.846

Preise / Prix Jahresabonnement CHF 120.–, zzgl. MwSt.; für das Ausland CHF 140.–; Einzelpreis Heft, CHF 30.–, zzgl. MwSt. und Porto; Erscheint 4 × pro Jahr. / Abonnement annuel CHF 120.–, plus TVA; pour l’étranger CHF 140.–; Prix au numéro: CHF 30.–, plus TVA et frais de port; paraît 4 fois par an.

«Wasser Energie Luft» ist offizielles Organ des SWV und seiner Gruppen: / «Eau énergie air» est l’organe officiel de publication de l’ASAE est ses groupes régionaux: Associazione Ticinese di Economia delle Acque (ATEA), Verband Aare-Rheinwerke (VAR), Rheinverband (RhV).

Hafenbau und Taucharbeiten

Die publizierten Beiträge geben die Meinung der jeweiligen Autoren wieder. Diese muss sich nicht mit derjenigen der Redaktion oder der Verbände decken. / Les articles publiés reflètent les avis des auteurs et ne correspondent pas forcément à ceux de la rédaction ou des associations.

Druck, Lektorat / Production, Correction Effingermedien AG, Industriestrasse 7 CH-5314 Kleindöttingen

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Abonnement / Abonnement Das Abonnement ist in der Mitgliedschaft beim SWV enthalten. / L’abonnement est compris dans l’affiliation à l’ASAE.

T.S.M. Perrottet AG Tel. +41 (0)26 673 11 62

«Wasser Energie Luft» wird mit Strom aus 100 % Schweizer Wasserkraft produziert und auf FSC-Papier gedruckt.

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Gestärkte Wirtschaft mit Wasserkraft.

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Die Wasserkraft ist unser wichtigster einheimischer Rohstoff.

Wasserkraftanlagen decken rund 60% des schweizerischen Strombedarfs.

Arbeit für Tausende:

Die Wasserkraftnutzung schafft und sichert lokal Arbeitsplätze und wirkt insbesondere in Bergregionen der Abwanderung entgegen.

100% Swiss Made:

Wasserkraft ist einheimische Energie. Die Wertschöpfung erfolgt hier bei uns. Und die Einnahmen kommen unserem Land zugute.

Mehrwerte für den Tourismus:

Erholungsgebiete um Stauseen und Erschliessungswege fördern die Standortqualität.

Lebenselixier für das Gemeinwesen:

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mmi · swv · 9/08

Einnahmen aus Wasserzinsen erweitern den Finanzspielraum von Kantonen und Gemeinden.