Wasser Energie Luft 2/2016 by Schweizerischer Wasserwirtschaftsverband SWV

2-2016

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

9. Juni 2016

· Solutions au problème d’ensablement Lac du Vernex · Bemessung Abschlussorgane · Hochwasserschutz Zürich · SWV-Jahresbericht 2015

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Â«Wasser Energie LuftÂ» â&#x20AC;&#x201C; 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Editorial Und langsam füllen sich die Speicher ...

Roger Pfammatter Geschäftsführer SWV, Directeur ASAE

peicherseen dienen der Umlagerung von Wasser aus Zeiten mit reichlichen Zuflüssen nach Zeiten mit spärlichem Wasserdargebot. Je nach deren Zweck spielen die Speicher eine wichtige Rolle für den Hochwasserrückhalt, die Wasserversorgung, die Bewässerung, die Stromproduktion oder auch eine Kombination davon. Aufgrund der fortschreitenden Erosion in den Einzugsgebieten und damit verbundener Verlandung sind die Speichervolumen allerdings bedroht. Weltweit rechnet man mit einem Volumenverlust von durchschnittlich 1 Prozent pro Jahr. Wo die Kombination von Klima und Boden besonders ungünstig ist, wie beispielsweise im asiatischen Raum, können die Verlandungsraten allerdings ein Vielfaches davon erreichen. In der Schweiz, wo die Speicherseen primär der Flexibilisierung der Stromproduktion und dem Hochwasserrückhalt dienen, steht mit rund 4 Milliarden Kubikmeter ein Nutzvolumen in der Grösse des Zürichsees zur Verfügung. Die Verlandungsraten sind mit einem durchschnittlichen Verlust des Volumens von 0.2 Prozent pro Jahr vergleichsweise gering. Den-

noch kann der Eintrag von Sedimenten zu ernsthaften Schwierigkeiten führen. Neben dem schleichenden Verlust an Nutzvolumen und damit an Flexibilität gilt es vor allem der Funktionstauglichkeit der Grundablässe und Triebwasserentnahmen sowie der für Stollen und Maschinen schädlichen Hydroabrasion die nötige Beachtung zu schenken. Lösungen sind meist sehr komplex und teuer. Bisher in der Schweiz umgesetzte Massnahmen umfassen Erhöhungen von Talsperren (Luzzone, Mauvoisin), den Bau von Sedimentumleitstollen (Palagnedra, Solis, Pfaffensprung), die Nutzung vorgelagerter alter Talsperren (Dixence) oder regelmässige Spülungen (Gebidem). Die Herausforderung bleibt sehr aktuell und wird sich mit dem Klimawandel noch verschärfen. Die übermässige Zufuhr von Sedimenten betrifft früher oder später wohl einen Grossteil der Anlagen (vgl. dazu auch den Beitrag zur Lösungssuche beim Speicher Rossinière ab Seite 87 in diesem Heft). Die Betreiber von Speicherseen und die konzessionsverleihenden Behörden sind gut beraten, sich frühzeitig mit dem Thema auseinanderzusetzen.

Et lentement les bassins se remplissent ...

Les bassins d’accumulation servent au transfert de l’eau en périodes d’abondance aux périodes durant lesquelles l’eau se fait plus rare. Selon leurs objectifs, ils jouent un rôle important pour la rétention des crues, l’approvisionnement en eau, l’irrigation, la production d’énergie ou une combinaison de ces objectifs. Toutefois, en raison de l’érosion progressive dans les bassins versants et les processus de sédimentations liés, les volumes de retenue sont menacés. Au niveau mondial, la perte de retenue se monte à 1 pourcent en moyenne par an. Dans les régions avec une combinaison du climat et des terres particulièrement défavorable, comme par exemple an Asie, ces moyennes sont significativement plus élevées. En Suisse, les retenues servent principalement à la flexibilisation de la production hydro-électrique et à la rétention des crues, représentant un volume de stockage disponible d’environ 4 milliards de mètres cube, soit la taille du lac de Zurich. Les taux de sédimentation sont comparativement faibles avec une perte moyenne annuelle de volume de 0.2 pourcent.

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Toutefois, l’apport de sédiments peut engendrer de sérieux problèmes. En plus de la lente perte du volume utile et donc de la flexibilité, il s’agit principalement de porter une attention particulière sur la capacité fonctionnelle des organes de vidange et de captage de l’eau, ainsi que sur l’hydroabrasion nuisible pour les conduites et les machines. Les solutions sont généralement très complexes et coûteuses. Jusqu’à présent, les mesures mises en œuvre en Suisse comprennent des élévations de barrages (Luzzone, Mauvoisin), des galeries de déviation des sédiments (Palagnedra, Solis, Pfaffensprung), l’utilisation d’anciens barrages en amont (Dixence) ou des vidanges régulières (Gebidem). Le défi reste très actuel et va s’accentuer avec le changement climatique. L’apport excessif des sédiments touchera tôt ou tard un grand nombre d’installations (cf. l’article sur la recherche de solutions à la retenue de la Rossinière dès la page 87 de ce numéro). Les exploitants des barrages et les autorités feraient bien de se pencher à temps sur cette question.

III

Inhalt

2l2016

Solutions constructives au problème d’ensablement du lac du Vernex sur la Sarine à Rossinière Heller Philippe, Benoît Mailler, Feller Isabelle, Blasi Fabio, Lafrikh Saïda, Kolly Jean-Claude

Bemessung von Sicherheits-Abschlussorganen Alexander Gilgen, Jürg Meier 88

103

Die Fischtreppe Steffstep – eine Lösung für fragmentierte Gewässer? Eva Baier, Armin Peter, Heinz Möckli

109

Hochwasserschutz Zürich – Seestände und Abfluss Daniel Näf-Huber, Simon Scherrer, Oliver Wetter, Thomas Specker, Matthias Oplatka, Natascha Eisenhut 99

115

Was macht Hochwasserschutzprojekte erfolgreich? Hannes Suter, Luzius Thomi, Rolf Weingartner, Andreas Zischg

121

25 Jahre Entwicklung des Reussdeltas Martin Jäggi, Hans-Peter Schaffner, Barbara Leuthold

105 127

Eugen Meyer-Peter und die MPM-Sedimenttransport-Formel Willi H. Hager

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Inhalt

2l2016

Jahresbericht 2015 des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes SWV

139

Rapport annuel 2015 de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux ASAE

146

Nachrichten Politik Energiewirtschaft Wasserkraftnutzung Rückblick/Veranstaltungen Veranstaltungen Agenda Literatur

161 161 163 164 165 165 167 168

Branchen-Adressen

169

Impressum

170

122

136

139

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Das Schweizerische Talsperrenkomitee beabsichtigt, auch im Jahr 2017 einen Talsperrenkalender mit je 13 Blättern (Bild und Text, inklusive Titelblatt) herauszugeben. Dazu werden Bilder der Schweizer Talsperren: Bannalp · Cleuson · Les Clées · Hongrin Nord und Süd · Illsee · Innerferrera · Limmernboden · Maigrauge · Mühleberg Räterichsboden · Rossinière · Teufenbachweiher und Vasasca, gesucht. Um allen Interessierten eine Chance zu geben, sich an diesen Kalendern zu beteiligen, führt das Schweizerische Talsperrenkomitee auch 2016 einen Fotowettbewerb durch. An die Fotos werden folgende Ansprüche gestellt: • Gute Qualität, farbig, bei Analogaufnahmen gute Optik und feinkörnigen Film verwenden. Digitale Fotos müssen eine Auflösung aufweisen von 300 dpi (Pixel pro Inch) im Originalformat (mind. A4). Dies entspricht rund 7–8 Mio. Pixel! • Querformat, Verhältnis B/H = 3/2, vergrösserbar bis 40 × 28 cm • Angabe von Ort, Fotograf und Datum (soweit bekannt) • Unentgeltliche Abgabe des Rechts zur uneingeschränkten Verwendung durch das Schweizerische Talsperrenkomitee Teilnahmeberechtigt ist jedermann, es können eine oder mehrere Fotos eingereicht werden. Prämiert werden die jeweils besten Fotos zu den 13 Stauanlagen, welche auf der Vorderseite des Kalenders erscheinen, mit je CHF 200.–. Die Fotos sind einzusenden bis zum 30. Juni 2016 an: Schweizerisches Talsperrenkomitee · z.H. Philippe Lazaro c/o Lombardi AG · Winkelriedstrasse 37 · CH-6003 Luzern Le Comité suisse des barrages envisage de publier en 2017 à nouveau un calendrier annuel sur des barrages suisses, contenant 13 feuilles (photo et texte). Dans ce but, nous cherchons des photos présentant des barrages suisses: Bannalp · Cleuson · Les Clées · Hongrin nord et sud· Illsee · Innerferrera · Limmernboden · Maigrauge · Mühleberg · Räterichsboden · Rossinière · Teufenbachweiher et Vasasca. Pour donner une chance à chacun de participer à ce calendrier, la réalisation de ces photos est mise au concours par le Comité suisse des barrages. Les exigences suivantes sont formulées: • Bonne qualité, couleurs, bonne optique et film de grain fin pour des photos conventionnelles. Un minimum de 300 dpi (digits/inch) pour des photos digitales au format final (minimum A4). Ces exigences correspondent à 7–8 mio. de pixels! • Format oblong, proportions L/H = 3/2, agrandissement jusqu’à 40 × 28 cm • Lieu, photographe, date (si possible) • Mise à disposition gratuite du droit de reproduction non limité au Comité suisse des barrages Tout le monde peut participer au concours avec une ou plusieurs photos sur les sujets mentionnés ci-dessus. Un prix de CHF 200.– sera attribué à la photo retenue pour chacun des 13 mois, ainsi que pour la photo de garde du calendrier. Les photos sont à envoyer jusqu’au 30 juin 2016 à: Comité suisse des barrages · Att. Philippe Lazaro c/o Lombardi AG · Winkelriedstrasse 37 · CH-6003 Luzern

TALSPERRENKALENDER 2017

Schweizerisches Talsperrenkomitee Comité suisse des barrages Comitato svizzero delle dighe Swiss Committee on Dams

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Solutions constructives au problème d’ensablement du lac du Vernex sur la Sarine à Rossinière Heller Philippe, Mailler Benoît, Feller Isabelle, Blasi Fabio, Lafrikh Saïda, Kolly Jean-Claude

Résumé Premier obstacle sur la Sarine, le barrage de Rossinière capte un volume important de sédiment. Le volume de sa retenue est ainsi réduit de 2.7 Mio m3 (mesure 1974) à 0.9 Mio m3 (mesure 2015). Avec des apports sédimentaires annuels de l’ordre de 93 000 m3, environ la moitié, soit 44 000 m3, est déposée dans le lac. Afin de conserver la retenue, tant pour l’exploitation hydroélectrique que pour les aspects touristiques, piscicoles ou simplement visuels, l’exploitant, Groupe E, a sollicité Lombardi et E-dric.ch pour deux études de faisabilité, l’une portant sur la surélévation du barrage et l’autre sur la création d’une rivière de contournement du lac. Lombardi a conclu sur la faisabilité d’une surélévation de 3 m du niveau d’exploitation permettant d’ajouter un volume de 0.9 Mio m3 et de retrouver ainsi le volume utile initial. E-dric.ch a démontré la faisabilité, tant hydraulique que sédimentaire, d’une rivière de contournement et de la mise en parallèle du lac produisant une alimentation hydrique directe du barrage. Sans perte de production, comme c’est le cas des tunnels by-pass de sédiments, ce concept permet de retrouver un état d’équilibre sédimentaire et ainsi de restaurer naturellement un régime de charriage à l’aval du barrage. Devisée à 10 Mio CHF, la réalisation conjointe des deux projets restaure le lac dans son état initial et en garantit sa pérennité. Cette solution constitue également une innovation importante pour une gestion durable des aménagements hydroélectriques.

1. Introduction Le lac artificiel du Vernex, d’une superficie d’environ 30 hectares, fait partie de l’aménagement de Rossinière-Montbovon construit entre 1969 et 1972. Il s’agit du premier lac sur la cascade de la Sarine gérée par Groupe E. Les eaux du lac sont captées au niveau du barrage de Rossinière (VD) et transitent par une galerie d’amenée pour être turbinées à la centrale hydroélectrique de Montbovon (FR), située 5 km en aval. La Figure 1 illustre l’aménagement dans son ensemble. Le barrage, de type poids à évidements, a une hauteur maximale sur fondation de 30 m pour une longueur de 35 m avec le couronnement à une altitude de 862.50 m s.m. La Figure 2 montre le couronnement du barrage avec la prise d’eau en rive

Zusammenfassung Als erste Wasserkraftanlage im Oberlauf der Saane hält die Staumauer Rossinière ein beachtliches Geschiebevolumen auf. Das Stauvolumen wurde durch den Geschiebeeintrag von 2.7 Mio m3 (Messung 1974) auf 0.9 Mio m3 (Messung 2015) reduziert. Von der jährlichen Geschiebefracht in der Grössenordnung von 93 000 m3 lagern sich 44 000 m3, etwa die Hälfte, im Staubecken ab. Um den Stausee für den Wasserkraftbetrieb, als touristischen Wert, als Fischgewässer oder aus ästhetischen Gründen zu erhalten, hat der Betreiber Groupe E, die Ingenieurbüros Lombardi und E-dric.ch mit je einer Machbarkeitsstudie beauftragt; die erste für eine Staumauererhöhung, die zweite für den Bau eines Umgehungskanals. Lombardi hat die Machbarkeit einer Erhöhung des Stauziels um 3 m bestätigt, wodurch ein zusätzliches Volumen von 0.9 Mio m3 und dadurch das ursprüngliche Betriebsstauvolumen wieder bereitgestellt werden kann. E-dric.ch hat in Bezug auf Hydraulik und Geschiebebewirtschaftung die Machbarkeit eines parallel zum See verlaufenden Umgehungskanals aufgezeigt, welcher Abflüsse direkt der Stauanlage zuführt. Diese Auslegung erlaubt ohne Produktionsverluste, wie sie bei GeschiebebypassStollen auftreten, die Wiederherstellung des Gleichgewichtes im Geschiebehaushalt und dadurch des natürlichen Geschieberegimes im Unterwasser der Stauanlage. Mit geschätzten Baukosten von 10 Mio. CHF ermöglichen die beiden Projekte den Erhalt des ursprünglichen Zustandes und die Dauerhaftigkeit des Stausees. Die vorgeschlagene Lösung ist auch ein wichtiger Innovationsbeitrag zur Nachhaltigkeit von Wasserkraftanlagen.

droite. La centrale de Montbovon abrite deux turbines Francis d’une puissance de 15.6 MW chacune. Avec un débit équipé de 40 m3/s, la production annuelle est de l’ordre de 80 GWh. Situé sur deux cantons (Vaud pour le lac et une partie de la galerie et Fribourg pour la conduite forcée et la centrale), cet aménagement est propriété de Groupe E. L’exploitant est ainsi au bénéfice de deux concessions cantonales (Vaud et Fribourg) d’une durée de 80 ans avec une échéance en 2052. Le lac du Vernex subit un alluvionnement très important depuis sa mise en service. Le volume total de la retenue selon la bathymétrie de 1974 était de 2.7 Mio m3 avec un volume utile (entre les cotes 855 et 860 m s.m.) de 1.33 Mio m3 pour un volume

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

mort de 1.37 Mio m3. Selon la bathymétrie réalisée en juin 2015, le volume total des sédiments accumulés s’élève à 1.78 Mio m3 réduisant ainsi déjà le volume utile d’environ 0.41 Mio m3 après seulement la moitié de la durée de la concession. Le volume utile en 2015 entre les niveaux 855 et 860 est de 0.9 Mio m3. L’évolution du volume du lac, illustré à la Figure 3, montre ainsi un atterrissement moyen de 44 000 m3 par année. A ce rythme et sans mesure, l’alluvionnement entraînerait la perte totale du lac du Vernex vers 2035, soit avant même la fin de la concession. Lors de la mise en service, les niveaux d’exploitation se trouvaient dans la tranche comprise entre 854 m s.m. et 860 m s.m. mais suite au problème d’alluvionnement, la cote minimale d’exploitation a été rehaussée d’un mètre, soit à 855 m s.m. 87

Figure 1. Situation de l’aménagement Rossinière-Montbovon.

Figure 2. Vue vers l’aval du barrage de Rossinière.

Figure 3. Evolution du volume du lac du Vernex.

Figure 4. Projet de barrage à la Chaudanne.

Selon les données disponibles, le bilan annuel du transport solide généré par le bassin versant de 370 km2 atteint 93 000 m3/ an dont la partie la plus grossière (environ 5%) est piégée en amont dans les cuvettes de Bois-Bricod et de la Chaudanne. Du solde (composante fine essentiellement), 44 000 m3 environ se déposent dans le lac tandis que 45 000 m3 sont transportés à l’aval par turbinage ou par déversement. L’alluvionnement du lac du Vernex génère de nombreux impacts dont les principaux pour l’exploitant sont la réduction du volume utile et la perte de l’énergie de pointe, des problèmes au niveau du fonctionnement de la prise d’eau et des vannes de fond. Par ailleurs les impacts visuels et écologiques sont également très importants avec des conséquences sur le tourisme dans la région (perte du plan d’eau) ainsi que sur la vie piscicole (perte d’un volume nécessaire). En 1995, Groupe E a mandaté le Laboratoire de constructions hydrauliques (LCH – EPFL) pour mener des études permettant de qualifier et de quantifier les processus de transport solide à l’origine de l’alluvionnement du lac du Vernex. Plusieurs solutions ont été proposées: 88

a) Création d’une retenue en amont du lac du Vernex au lieu-dit «Chaudanne» par la construction d’un barrage, permettant de retenir une partie importante des sédiments et également de produire de l’énergie avec une mini-centrale hydro-électrique. Cette solution, illustrée à la Figure 4, a été développée jusqu’au stade d’avant-projet; b) Extraction des sédiments dans le lac du Vernex; c) Pompage des sédiments dans le lac pour les turbiner avec une concentration contrôlée à la centrale de Montbovon; d) Extraction des sédiments déposés dans la retenue de Lessoc après leur turbinage à Montbovon. En 2010, un groupe de travail réunissant les bureaux E-dric.ch, SCZA et ECOTEC a été constitué pour compléter les études effectuées. Cinq mesures additionnelles ont été proposées (ou complétées): 1. Remise en suspension et transit des sédiments en situation de crue par une ouverture appropriée des vannes de fonds (purge); 2. Extraction des matériaux à l’amont du

lac du Vernex dans la zone de plus forte déposition; 3. Extraction des sédiments dans le lac du Vernex pour retrouver le volume utile; 4. Remise en suspension des sédiments pour permettre leur transit par turbinage; 5. Rétention des sédiments grossiers en amont (Bois-Bricod, Chaudanne et stand de tir) par des mesures de faible ampleur. Groupe E a décidé de mettre en œuvre en première étape la mesure n°1. Une notice d’impact sur l’environnement des purges partielles en cas de crue a ainsi été établie en novembre 2011. A ce jour, ces purges n’ont pas pu être réalisées. Le Service des forêts et de la faune, secteur faune aquatique et pêche (Fribourg) a demandé que les impacts sur la frayère d’ombre en amont du lac de Lessoc soient étudiés plus en détail. D’autre part, jusqu’ici, aucune des autres solutions proposées n’a pu être réalisée, soit pour des raisons environnementales soit pour des raisons financières. En 2014, devant ces difficultés et

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

niquement difficile et économiquement conséquent, la surélévation maximale est bornée à 863.00 m s.m. pour garantir une hauteur minimale de 2 m entre la nappe phréatique et les voies du train, permettant ainsi d’éviter tout problème lié au phénomène de gel-dégel. Trois variantes de surélévation du niveau normal d’exploitation, de 1, 2 et 3 m sont donc étudiées. Comme illustrée sur la Figure 5, seule une surélévation du niveau normal d’exploitation à la cote 863.00 m s.m. associée à une augmentation d’environ 0.9 Mio m3 de la retenue permet théoriquement de garantir un volume utile au-delà de l’échéance de la concession.

Figure 5. Evolution du volume en fonction de la surélévation du barrage. face l’urgence liée à l’ensablement du lac, Groupe E a décidé de changer de stratégie. Plutôt que de chercher des solutions opérationnelles, il a décidé de se concentrer sur des solutions constructives au niveau même du barrage afin, soit de retrouver un volume utile suffisant, soit de rendre l’aménagement transparent pour le transport solide. Il a ainsi mandaté deux bureaux d’ingénieurs pour réaliser les études suivantes: 1. Etude de faisabilité de surélévation du barrage de Rossinière avec, comme objectif principal, l’analyse des différentes solutions techniques et la vérification de leur faisabilité (du point de vue technique, économique et environnemental, en incluant la stabilité de la voie ferrée). Cette étude a été confiée au bureau Lombardi. 2. Etude de faisabilité pour la gestion des sédiments avec, comme objectif

principal, la génération de variantes constructives pour assurer un transit sédimentaire durable à travers le lac. Cette étude a été confiée au bureau E-dric.ch. 2.

Surélévation du barrage

2.1 Concept La première mesure envisagée vise à augmenter le volume utile de la retenue par une surélévation du barrage de Rossinière. Cette solution permet de différer le moment où l’aménagement fonctionnera uniquement au fil de l’eau. La hauteur maximale d’une telle surélévation est conditionnée par l’environnement local. Notamment, la présence de la voie ferroviaire du MOB en rive droite du lac dont le point bas à proximité du barrage culmine à 865.00 m s. m. constitue une contrainte forte. Un changement du tracé de cette voie étant tech-

2.2 Faisabilité La faisabilité technique d’une surélévation a été éprouvée en vérifiant l’ensemble des domaines concernés, à savoir le génie civil (barrage et ouvrages annexes), l’hydromécanique (vannes et turbines), la géologie (fond du lac, fondations et rives), l’environnement (naturel, bâti et infrastructures) ainsi que la logistique (accès et travaux). Ces différents points sont présentés succinctement ci-après. 2.2.1 Génie civil Concernant la stabilité du barrage, la marge à disposition pour reprendre les charges additionnelle (poids propre, poussée hydrostatique et sous-pressions) a tout d’abord été définie à partir des notes de calculs d’origine (1970) mises à jour avec les nouvelles données acquises grâce aux instruments d’auscultation, principalement concernant les sous-pressions. La hauteur de surélévation du couronnement a été déterminée de sorte à répondre aux exigences de l’Office Fédéral de l’Energie

Figure 6. Surélévation du barrage par la réutilisation des mêmes clapets surélevés (à gauche) ou la mise en place de clapets agrandis (à droite). «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

(OFEN). Ces exigences stipulent, pour un barrage en béton d’une hauteur supérieure à 10 m, que la revanche de sécurité nécessaire en cas de crue de projet (T = 1000 ans) est fixée à 1 m. Dans la configuration actuelle, l’évacuation des crues est réalisée au moyen de 2 vannes de fond et de 2 clapets de surface. Si une surélévation du plan d’eau ne modifiera pas le génie civil des premières, les clapets quant à eux devront être entièrement adaptés. Les deux variantes envisagées sont soit la réutilisation des clapets existants en rehaussant leur support (a), soit la mise en place de clapets plus grands (b) comme illustré à la Figure 6. Le choix de la variante (a ou b) d’adaptation des clapets a un impact direct sur là capacité d’évacuation des crues et par là même sur la hauteur du rehaussement du couronnement. Les résultats obtenus sont illustrés dans le Tableau 1. En cas de surélévation du plan d’eau de l’ordre de 1 à 3 m, il faut ainsi s’attendre à une augmentation des charges par rapport à l’état actuel de l’ordre de: • 2 à 4 % pour le poids propre; • 9 à 29 % pour la poussée hydrostatique; • 8 à 15 % pour les sous-pressions. Il peut être observé que les forces déstabilisantes augmentent d’une manière plus importante que les forces stabilisantes. Sur la base d’une analyse qualitative préliminaire il peut toutefois être considéré que la sécurité du barrage n’est pas un point bloquant du projet d’autant plus que les possibilités d’alésage de l’ouvrage sont nombreuses. Une analyse détaillée de la stabilité devra être réalisée dans une étape ultérieure. 2.2.2 Hydromécanique L’augmentation de la charge hydrostatique sur les vannes segments de la vidange de Cas [-] 1a 1b 2a 2b 3a 3b

Niv. normal d’expl. [m s.m.] 861.00 m s.m. 862. 00 m s.m. 863.00 m s.m.

fond est calculée entre 7 et 22% suivant la hauteur de surélévation. Ceci nécessite la mise en place de renforts structurels localisés. Par ailleurs, il est prévu de réaliser prochainement une modélisation numérique des effets transitoires du système hydraulique afin de quantifier l’impact d’une surélévation du plan d’eau sur la cheminée d’équilibre ainsi que les diverses vannes et conduites du système. Ce point ne devrait cependant pas poser de problème particulier. 2.2.3 Géologie Les éléments étudiés de géologie sont les conditions de fondation du barrage, la stabilité des berges et du talus du MOB ainsi que l’imperméabilité du réservoir. Concernant les fondations, les caractéristiques géomécaniques favorables du rocher de fondation et l’efficacité prouvée du voile d’étanchéité présument qu’une surélévation du barrage de quelques mètres ne devrait pas poser de problème. Les préoccupations majeures pour la stabilité des rives sont le remblai de soutènement du MOB et le talus Henchoz, zones déjà sensibles en l’état actuel. Le remblai du MOB (longueur 500 m), a été mis en place en 1970–1972 pour soutenir la ligne du chemin de fer en rive droite du réservoir et fait actuellement l’objet d’un contrôle géodésique et de nivellement régulier. Les résultats montrent des zones de tassement attribuées par le géologue à une dépression morphologique. Le talus Henchoz est la partie terminale du cône de déjection du Torrent des Planches qui se trouve en rive gauche du réservoir. Le front recule par érosion sur une longueur d’une centaine de mètres. La stabilité de ces deux éléments devra faire l’objet d’analyses détaillées, premièrement pour mieux comprendre le fonctionnement

Niveau du couronnement [m s.m.] 864.4 863.5 865.3 863.5 866.3 864.0

Rehaussement [m] 1.9 1.0 2.8 1.0 3.8 1.5

Tableau 1. Rehaussement en fonction des variantes choisies de surélévation. Niveau normal d’exploitation Durée de vie Cote du nouveau couronnement Hauteur des nouveaux clapets Modification de la route d’accès

863.00 m s.m. 2054 864.00 m s.m. 8m Remblayage de la route existante de 2 m sur environ 650 m

Tableau 2. Caractéristique de la variante retenue. 90

actuel et deuxièmement pour évaluer l’effet d’une surélévation du plan d’eau. Toutefois, considérant que l’amplitude du marnage de la retenue (qui constitue une source majeure de déstabilisation), ne changera a priori pas en cas d’une surélévation du barrage, ce point n’est pas jugé critique à ce stade. Concernant l’étanchéité du bassin, aucune perte d’eau n’a été signalée jusqu’à ce jour. Ceci laisse présupposer une bonne étanchéité du réservoir. L’accumulation des sédiments sur le fond du lac renforce également l’imperméabilité déjà naturellement présente. 2.2.4 Environnement L’étude d’impact environnementale préliminaire a révélé la présence d’une zone critique en rive gauche dont l’attrait provient d’une mise en eau partielle et qui a permis la formation d’un biotope particulier. En sus de cet élément, il sera également nécessaire d’approfondir les études concernant les différentes zones de protection du lac du Vernex ainsi que les espèces végétales et animales menacées par un rehaussement. 2.2.5 Logistique L’accès au barrage est actuellement possible en rive droite par une route carrossable qui devra être conservée en cas de rehaussement. Il est ainsi prévu de la remblayer jusqu’au niveau maximal d’exploitation et de mettre un petit muret de protection additionnel. Les contraintes de réalisation proviennent d’une part du milieu lacustre et d’autre part de la volonté de maintenir l’exploitation du barrage lors du chantier. 2.2.6 Bilan Dans le cadre de cette étude de faisabilité, 3 niveaux de surélévation du plan d’eau et deux solutions techniques pour la mise en place des clapets sont étudiés. Aucune contrainte majeure d’ordre technique, géologique, environnemental ou logistique n’a été rencontrée dans cette étude préliminaire. Plusieurs points nécessitent toutefois d’être encore approfondis dans les étapes ultérieures. 2.3 Variante retenue Les variantes 2b et 3a selon le Tableau 1 sont écartées car le niveau d’eau dans la retenue en cas de crue millénale est supérieur à l’axe de la voie du MOB. Les 4 variantes restantes sont étudiées comparativement à l’aide d’une analyse multicritère qui considère: la durée de vie, les aspects techniques (barrage, vannes, prise d’eau,…), la géologie (talus du MOB,

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étanchéité du réservoir), l’environnement (augmentation des zones inondées) et la logistique (accès, réalisation). Il est ainsi jugé pertinent de poursuivre les études avec la variante qui offre la plus grande durée de vie de l’ouvrage tout en conservant le fonctionnement actuel. Les caractéristiques principales de la variante retenue sont présentées dans le Tableau 2. Les deux images de la Figure 7 illustrent le concept de surélévation envisagé. 2.4 Conclusions et suite du projet L’estimation des coûts d’investissement pour une surélévation de 3 m est de 4 Mio CHF avec une durée des travaux estimée à deux saisons de basses eaux. L’incertitude sur les coûts est comprise entre -10 % et +30 %. Le gain de productivité lié à cette surélévation est double puisqu’il permet de renforcer la flexibilité de l’aménagement et augmente légèrement la chute. Cumulés, ces deux gains sont de l’ordre de 300 000 à 600 000 CHF/an dont 140 000 CHF/an sont liés à l’augmentation de la chute. 3.

Canal by-pass pour les sédiments

3.1 Concept La seconde mesure envisagée consiste à faire transiter les sédiments à travers le lac

pour les amener aussi proche que possible du barrage. L’objectif est de turbiner les sédiments les plus fins (principalement limon et sable fin) et de purger avec les vannes de fond du barrage les fractions plus grossières (sable et gravier). De la sorte, l’aménagement de Rossinière devient quasiment transparent vis-à-vis des sédiments. Ce concept restaure ainsi le transit sédimentaire dans le tronçon de cours d’eau aval jusqu’au lac de Lessoc et même, moyennant une gestion adaptée, jusqu’au lac de Gruyère. Ce changement est particulièrement positif en regard de la zone alluviale d’intérêt national située à proximité d’Enney. Le transit des sédiments à travers le lac de Rossinière nécessite de conserver une vitesse minimale de l’eau. La conservation de l’énergie cinétique de l’eau ne peut être réalisée que par la conservation d’une pente minimale. Il s’agit ainsi d’alimenter le lac par une embouchure aval proche du barrage et de le contourner par une rivière à recréer. De la sorte, le réseau hydrographique passe d’un mode «en série» (Sarine amont, embouchure dans le lac, lac, barrage avec prise d’eau puis Sarine aval) à un mode «en parallèle» (Sarine amont, rivière de contournement, barrage avec prise d’eau puis Sarine aval et lac d’accumulation en parallèle de la rivière de contournement alimenté depuis le barrage). L’essentiel du

débit est ainsi turbiné directement et seule la différence est accumulée ou soutirée du lac. Il en va de même pour les sédiments qui sont dès lors directement amenés au pied du barrage. La Figure 8 illustre le concept de mise en parallèle repris de la thèse «Synergie» réalisée à l’EPFL [1]. 3.2 Méthode participative Afin d’optimiser le projet conçu initialement à partir du seul point de vue de l’ingénierie hydraulique, des entretiens de forme libre ont été réalisés avec les différents intervenants intéressés ou impactés par une telle modification du lac. Les groupes rencontrés comprennent les exploitants de la force hydroélectrique (Groupe E), les autorités concédantes (les responsables des services «Eau» des cantons de Vaud et Fribourg), les riverains (les autorités communales de Rossinière, Parc naturel régional), les pêcheurs (section Paysd’Enhaut de la société vaudoise des pêcheurs en rivière) et une association environnementale (WWF, section genevoise). De ces interviews, il ressort la nécessité de trouver une solution à long terme contre l’ensablement du lac pour conserver les installations hydroélectriques fonctionnelles (Groupe E, autorités concédantes), pour conserver un élément lacustre marquant le paysage et éviter sa

Figure 7. Solution constructive envisagée.

Figure 8. Concept de mise en parallèle du lac (gauche: état actuel en série, droite: état futur en parallèle). «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

transformation en un marécage (riverains, parc naturel régional) et pour conserver un volume d’eau suffisant pour la vie piscicole (pêcheurs). L’aspect économique ressort également comme un élément important, moins pour l’exploitant (la perte du volume d’accumulation ne réduit que très peu la production mais induit surtout un manque de flexibilité qui est toutefois mal rémunérée) que pour le tourisme et l’image du Paysd’Enhaut (impact paysager, activités de loisir sur le lac, tourisme extensif). Enfin, la création d’une rivière de contournement est également l’occasion de restaurer partiellement la zone alluviale qui existait avant le lac sur le site de la Sarine à Rossinière. Le concept initial prend ainsi la forme d’une rivière de contournement en rive gauche du lac avec une digue centrale ciblée pour les aspects environnementaux. La largeur de la rivière doit également permettre, outre le passage des crues, une certaine divagation pour recréer un espace alluvial. La Figure 9 donne le schéma fonctionnel de l’aménagement envisagé avec en bleu les aspects hydrauliques, en vert les aspects environnementaux, en jaune les aspects légaux et en orange les aspects constructifs. 3.3 Mesures envisagées Pour conserver la continuité entre la Sarine en amont du lac du Vernex et la rivière de contournement à créer, cette dernière reprend les principales dimensions de la rivière amont tout en ajoutant une certaine marge de sécurité. La largeur passe ainsi de 32 m à 45 m tandis que la pente de 3.3‰ est conservée. Les berges pentues des gorges (environ 1:3) sont adoucies jusqu’à 1:15.

Le chenal principal permet ainsi le passage de la crue centennale avec une hauteur de 2 m. Pour une crue plus importante, il est admis que la partie amont de la digue puisse déverser directement dans le lac le débit excédentaire. Le fond du chenal est implanté à l’aval à une altitude de 858.50 m s.m., soit 1.50 m sous le niveau normal d’exploitation (860 m s.m. selon la concession de l’aménagement). L’embouchure est ainsi immergée 30% du temps ce qui est jugé acceptable par l’exploitant. Compte tenu de la hauteur effective du chenal de 2.0 m, ce dernier est totalement séparé du lac avec, au minimum, une hauteur de 50 cm. A l’embouchure du chenal, une digue frontale est également aménagée à la cote 858.50 m s.m. générant ainsi un volume conséquent dans le chenal (environ 350 000 m3) qui est appelé à se combler naturellement par les sédiments de la Sarine jusqu’à obtenir une pente d’équilibre. La digue, d’une longueur de 850 m, génère une surélévation de 2.80 m portant le fond du lit à 861.30 m s.m. à l’embouchure actuelle du lac. Bien que nécessitant formellement une nouvelle concession, la différence de niveau reste cependant mineure. En plus de la digue centrale, des aménagements de loisir sont en outre prévus autour du lac, notamment des accès facilités au lac (ponton et berge adoucie, buvette d’accueil). Des parcours de pêche à la mouche pourraient également être développés tant sur le lac que sur la Sarine aval dans un paysage préservé. Ceci soutiendrait le tourisme extensif souhaité et l’économie hôtelière de la région.

Figure 9. Schéma fonctionnel de l’aménagement. 92

3.4

Analyses réalisées et résultats obtenus Les vérifications hydrauliques, réalisées à l’aide du logiciel de modélisation bidimensionnelle BASEMENT [2], concernent le fonctionnement du chenal par rapport à des scénarios de crue ainsi que, pour le transport sédimentaire, aux contraintes de cisaillement atteintes sous ces mêmes scénarios et les hauteurs de dépôts de sédiment à attendre. Les risques sont autant constitués par des érosions (mise en danger de la stabilité de l’ouvrage) que par des dépôts (comblement du chenal et déversement par-dessus la digue). Les scénarios analysés comprennent 3 niveaux d’eau dans le lac (855, 858 et 860 m s.m.) ainsi que 5 débits incidents (Qmoy à 13 m3/s, capacité de turbinage à 40 m3/s, 60 m3/s, crue annuelle à 100 m3/s et crue centennale à 300 m3/s). Pour l’analyse des dépôts sédimentaires dans le lac, ces 15 scénarios sont calculés avec ou sans turbinage à 40 m3/s (soit au total 30 scénarios pour le lac). La Figure 10 illustre la contrainte de cisaillement (à gauche) et les dépôts attendus (à droite) pour une crue annuelle de 100 m3/s sous un niveau du lac à 860 m s.m. La forte décroissance des contraintes de cisaillement à l’entrée effective du chenal dans le lac conduit à créer une accumulation au même endroit. Le dépôt, après une crue à débit constant de 10 h, atteint ainsi une épaisseur maximale de 35 cm qui sera probablement érodé en fin de crue ou lors des prochains abaissements du plan d’eau. Pour la crue centennale, les dépôts peuvent atteindre 60 cm et devraient également être érodés soit à la fin de la crue, soit dans des phases ultérieures d’exploitation. Se rappelant que le charriage ne constitue que 13% du transport solide total, ces résultats montrent qu’il n’y a pas lieu d’attendre de problème par déposition dans le chenal. L’analyse des dépôts dans le lac venus par suspension en l’état actuel sont de l’ordre de 57% du volume incident, le solde étant déjà transporté à travers le lac et turbiné. Selon les scénarios analysés, dans l’état futur, ces dépôts sont réduits à une quantité insignifiante dans le lac (inférieur à 1%, qui pourra ensuite être naturellement entraînée vers la prise d’eau lorsque le lac se vide pour soutenir le débit incident). Derrière le barrage, ces dépôts sont plus importants, de l’ordre de 5 à 10% du volume incident. Toutefois, compte tenu de la proximité de vannes de fond, ces dépôts peuvent continuer leur transit dans la Sarine par une gestion optimisée des ouvertures des vannes. Dans un premier temps, un dépôt

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Figure 10. Contrainte de cisaillement et dépôts pour une crue annuelle (100 m3/s avec le lac à 860 m s.m.).

Figure 11. Concept de digue retenu et bathymétrie du lac au droit de la digue projetée. similaire est également attendu dans le chenal jusqu’à que ce dernier atteigne sa pente d’équilibre. Une analyse plus fine de ces dépôts doit encore être réalisée, notamment par une simulation continue représentative et non basée sur des scénarios. 3.5 Solution constructive Afin de respecter un budget de l’ordre de 5 Mio CHF, la digue est réalisée par un empilement de géotubes formés de boudins en géotextile remplis de sédiments extraits du lac, permettant ainsi de regagner une partie du volume utile. En l’absence de donnés sur les qualités rhéologiques des sédiments présents au fond du lac, il est admis qu’un ajout de floculant inerte est nécessaire pour le remplissage des géotubes. Il est également admis que la portance du fond du lac est suffisante moyennant l’enlèvement d’une épaisseur de 1 m du fond actuel. Avec sa fondation et compte tenu de la bathymétrie du lac, la digue a une hauteur presque constante de 7 m sur toute sa longueur. La partie supérieure de la digue est aménagée par une couverture végétale. La rive côté chenal est appelée à être remplie de sédiments jusqu’à une hauteur d’environ 2 m du sommet. Le solde ainsi que la rive côté lac sur l’épaisseur visible (selon les niveaux d’exploitation du lac) doivent être aménagés pour permettre l’implantation d’une végétation adaptée. 4. Conclusion Premier obstacle à l’écoulement sur le bassin versant amont de la Sarine, le barrage de Rossinière récolte ainsi l’ensemble de la

charge sédimentaire du cours d’eau. Mis en service en 1972 avec un volume total de 2.7 Mio m3, ce dernier est réduit, selon la bathymétrie de juin 2015, à 0.9 Mio m3. Sans intervention, le lac sera totalement comblé vers l’année 2035, soit environ 20 ans avant la fin de la concession actuelle. Constituant un obstacle pour l’exploitation de l’aménagement comme pour la production d’énergie de pointe, cet envasement constitue également un problème majeur tant pour les aspects paysagers que pour les aspects piscicoles. Par ailleurs, la rupture du transit sédimentaire conduit à un appauvrissement du cours d’eau aval qui souffre ainsi d’un déficit en sédiment. Afin de trouver des solutions durables, Groupe E a développé deux approches complémentaires, soit la surélévation du barrage ainsi que la réalisation d’un canal de contournement du lac. Les deux pré-études réalisées par les bureaux Lombardi et E-dric.ch ont montré la faisabilité technique des deux projets. La première approche permet de retrouver le volume lacustre initial (1.8 Mio m3) pour un investissement limité de l’ordre de 4 Mio CHF, et la seconde approche permet de stabiliser durablement l’ensablement du lac. Cette solution, pour un coût de l’ordre de 5 Mio CHF, présente également l’avantage de restaurer naturellement un transit sédimentaire vers l’aval. Si les deux solutions développées présentent chacune des points forts, leur combinaison constitue probablement la meilleure solution pour redonner au lac du Vernex son aspect et sa fonctionnalité originels tout en garantissant son équilibre sédimentaire. Pour un investissement

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inférieur à 10 Mio CHF, le lac du Vernex peut continuer à rester un outil performant de production d’énergie renouvelable de pointe tout en conservant son image lacustre de porte d’entrée du Pays d’Enhaut. La création d’un canal latéral d’alimentation constitue également une innovation importante pour apporter une solution pragmatique au problème d’ensablement des lacs artificiels et à la restauration du transit sédimentaire dans les cours d’eau. Références [1] Heller, P. (2007) «Méthodologie pour la conception et la gestion des aménagements hydrauliques à buts multiples par une analyse systémique», thèse EPFL n° 3781, Lausanne, Suisse. [2] BASEMENT, http://www.basement.ethz.ch/ Adresse des auteurs Heller Philippe, Mailler Benoît E-dric.ch, Ch. du Rionzi 54, CH-1054 Le Mont-sur-Lausanne, philippe.heller@e-dric.ch, benoit.mailler@e-dric.ch Feller Isabelle, Blasi Fabio Lombardi SA, Route de Chantemerle 1, CH-1763 Granges-Paccot, isabelle.feller@lombardi.ch, fabio.blasi@lombardi.ch Lafrikh Saïda, Kolly Jean-Claude Groupe E SA, Route de Morat 135, CH-1763 Granges-Paccot, saida.lafrikh@groupe-e.ch, jean-claude.kolly@groupe-e.ch

Gesunde Umwelt durch Wasserkraft.

Ökologische Bestnoten: Im Quervergleich mit anderen Stromerzeugungsarten hat die Wasserkraft in Sachen ökologischer Qualität die Nase ganz vorn.

Strom für morgen und übermorgen: Wasserkraft ist erneuerbare Energie, schont die Ressourcen und trägt entscheidend zur nachhaltigen Stromerzeugung bei.

Trumpfkarte im Klimaschutz: Die saubere Energiequelle Wasserkraft trägt massgeblich zur Verbesserung der CO2Bilanz der Schweiz bei.

Gebannte Hochwasser-Gefahr: Speicherseen halten bei starken Regenfällen die Wassermassen zurück und bewahren so tiefer gelegene Regionen vor Hochwasser.

Raum für neues Leben:

mmi · swv · 9/08

Wo Wasser gestaut wird, entstehen neue, biologisch wertvolle Wasserﬂächen und Uferzonen. Eine ganze Reihe davon stehen heute unter Naturschutz. 94

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Bemessung von SicherheitsAbschlussorganen Alexander Gilgen, Jürg Meier

Zusammenfassung Die Schwierigkeit bei der Bemessung von Sicherheits-Abschlussorganen für Wasserkraftwerke ist, dass die Einwirkungen nicht genau bekannt sind. Insbesondere bei hoch instationären Vorgängen, wie beispielsweise dem Rohrbruch, treten Belastungen auf, welche nur schwer abzuschätzen sind. Durch den Einsatz moderner CAE-Tools kann das Verhalten der Strömung in den Triebwasserleitungen genau untersucht werden. Die Koppelung der Druckstoss- und der CFD-Simulation ermöglicht es komplette Wasserkraftwerke auf Druckstoss- und Strömungsproblematiken zu untersuchen und die entsprechenden Randbedingungen für die CFD-Simulation zu erarbeiten. Die Resultate der CFD-Simulation zeigen anschliessend die hydrodynamischen und hydrostatischen Einwirkungen auf das Abschlussorgan auf.

1. Einleitung Sicherheits-Abschlussorgane wie Kugelschieber und Drosselklappen stellen, vor allem sicherheitstechnisch, einen sehr wichtigen Bestandteil eines Wasserkraftwerks dar. Diese Elemente werden dazu eingesetzt, um das Durchströmen der Triebwasserleitung im Störfall zu unterbrechen oder um die Leitungen sicher zu verschliessen. Diese Abschlussorgane sind üblicherweise aus einem fixen Gehäuse und einem drehbaren Verschlusskörper aufgebaut. Durch die Drehung des Verschlusskörpers wird das durchströmende Fluid von der geraden, strömungsoptimierten Bahn abgelenkt. Die daraus resultierende Impulsänderung und Veränderung des Strömungsquerschnitts erzeugen grosse Kräfte auf die Struktur, welche über den Antrieb und die Lagerung aufgenommen und abgeführt werden müssen. Durch die massiv erhöhte Anzahl an Starts und Stopps im heutigen Betriebsumfeld wird das Risiko eines Ausfalls des Turbinenabschlussorgans (Leitapparat, Düse) grösser. Somit steigt auch die Wahrscheinlichkeit, dass ein Sicherheitsabschlussorgan unter Durchströmung geschlossen werden muss. Die Hauptproblematik bei der Auslegung neuer Abschlussorgane ist die sichere Bestimmung der auftretenden Einwirkungen. Besonders schwer zu erfassen sind die Katastrophenfälle, z. B. Rohrbruch. Diese können nicht durch Versuche getestet werden, sind jedoch

massgebende Randbedingungen für die Dimensionierung der Abschlussorgane. 2. Berechnungsbasis Die Fachliteratur stellt keine gefestigten Grundlagen zur Berechnung und Auslegung eines Sicherheitsabschlussorgans zusammen. Klar ist, dass die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG für Abschlussorgane Gültigkeit hat. Als Bemessungsgrundlage kann die DIN 19704:2014 «Stahlwasserbauten», angewendet werden. Diese schliesst Druckrohrleitungen und deren Abschlussorgane explizit ein. Da die DIN 19704 auf dem Eurocode EN 1990 (oder SIA 260 in der Schweiz) basiert, kann das Bemessungskonzept auch aus diesen beiden Normen übernommen werden. Das Bemessungskonzept nach EN 1990/SIA 260 verlangt einen Nachweis der Tragsicherheit (Festigkeit) und der Gebrauchstauglichkeit (Funktion, Verformung). Durch diese Nachweise sind alle Vorgaben der Maschinenrichtlinie konform umgesetzt. Zusätzlich zur DIN 19704 und dem Eurocode muss die ISO 12100 «Sicherheit von Maschinen» beachtet werden. Damit sind die Forderungen aus der Produkthaftung ganzheitlich umgesetzt (in der Schweiz PrHG und PrSG). 3. Betriebsarten Für eine Bemessung sind die auftretenden Betriebsarten des Abschlussorgans wichtig. Diese sind:

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•

Normalbetrieb: Im Normalbetrieb wird der Drehkörper erst nach dem Abbremsen der Fliessgeschwindigkeit, in der stillstehenden Wassersäule und bei ausgeglichenem Druck über das Abschlussorgan geschlossen. Der Drehkörper kann ohne grossen Kraftaufwand gedreht werden. Im Wesentlichen muss nur die mechanische Reibung überwunden werden. Nach dem Schliessvorgang wird die unterwasserseitige Leitung entleert, was den statischen Wasserdruck als Last auf den Drehkörper aufbringt. • Maximale dynamische Belastung: Das Schliessen unter dem maximal möglichen Turbinendurchfluss ist der schlimmste Bemessungsfall, welcher im Betrieb geprüft werden kann. Das Abschlussorgan wird als Redundanz zum ausgefallenen Abschlussorgan der Turbine eingesetzt. Dieser Betriebsfall kann zu Testzwecken erzeugt werden. • Rohrbruch: Als extremes Worst-Case-Szenario wird der Rohrbruchfall betrachtet. Dabei wird angenommen, dass die Leitung unterwasserseitig des Organs durch ein Katastrophenereignis abgetrennt wird und das Wasser als Freistrahl aus dem Leitungssystem entweichen kann. Dieser Fall ist sehr unwahrscheinlich, ist aber dennoch ein nachzuweisender Bemessungsfall. Ein Testversuch ist nicht möglich, daher muss mit Risikobetrachtungen gearbeitet werden. 4. Tragsicherheit Die Tragsicherheit muss für jedes Abschlussorgan nachgewiesen werden. Hierzu kann aus der DIN 19704-1:2014 die Tabelle 5 unter Kapitel 7.2 mit den Lastfallarten und den jeweiligen Teilsicherheitsbeiwerten entnommen werden. Diese sind für die verschiedenen Lastfallkombinationen entsprechend zu kombinieren. Die Tabelle 5 der DIN 19704-1 kann 95

für Kugelschieber und andere Abschlussorgane in Druckrohrleitungen unverändert eingesetzt werden. Zu beachten ist, dass die jeweiligen hydrostatischen und hydrodynamischen Einwirkungen in den verschiedenen Betriebsarten unterschiedlich sind. In Tabelle 1 sind die möglichen Gefährdungsbilder dargestellt. Es wurden die jeweiligen Teilsicherheitsbeiwerte eingesetzt. Der Kombinationsbeiwert wird mit dem Wert 1.00 verwendet. Gemäss DIN 19704-1/Kap. 7.2 darf der Kombinationsbeiwert verringert werden, wenn er nachprüfbar ermittelt worden ist. Die Lastfallkombinationen 1 bis 6 müssen elastisch-elastisch nachgewiesen werden, da bei diesen Lastfallkombinationen keine bleibenden Verformungen zurückbleiben dürfen. Das Gefährdungsbild 9 muss ebenfalls elastisch-elastisch nachgewiesen werden können. Einfach austauschbare Komponenten dürfen auch elastisch-plastisch nachgewiesen werden, sofern ein eindeutiges Anzeichen auf plastische Verformungen möglich ist. Das Gefährdungsbild 8 ist der

Rohrbruchfall. Da dieser sehr selten auftritt und beim Auftreten ebenfalls viel anderes zerstört wird, kann der Nachweis komplett elastisch-plastisch erfolgen. 5. Gebrauchstauglichkeit Gemäss DIN 19704-1 Kap. 7.5.1 sind Gebrauchstauglichkeitsnachweise mit den Teilsicherheitsbeiwerten F = M,ser = 1.00 zu führen. Dabei ist relevant, dass die Verformungen klein sind, das Abschlussorgan dicht bleibt und alle Funktionen gewährleistet sind. Insbesondere gilt dies für die Antriebs- und Steuerungskomponenten. Der sicheren Einstellung der Schliesscharakteristik zur Beherrschung der Druckstösse kommt hier besondere Bedeutung zu.

den Faktor 1.5 höher als der maximale Betriebsdruck. Mit modernen Berechnungsmethoden ist es möglich, die während des Betriebs auftretenden Einwirkungen sowie die entsprechenden Festigkeiten der Struktur zu berechnen. Im Vergleich mit den Rechnerleistungen der ersten Auslegungen vor 50 Jahren sind heutzutage hochkomplexe Druckstoss-, CFD-Strömungs- und Festigkeitsberechnungen digital möglich. Dadurch dienen die Druckprüfungen lediglich zur Validierung der berechneten Grössen und Feststellung allfälliger Fertigungs- und Montagefehler auf Kosten der Lebensdauer. 6.2

Funktionsprüfungen

6.1 Statische Druckprüfung Das Ziel einer Druckprüfung muss eindeutig sein. Ein zu hoher Prüfdruck kostet unnötig Lebensdauer, ein zu geringer Prüfdruck ist hingegen nicht aussagekräftig. Branchenüblich ist der Prüfdruck um

Schliessung bei vollem Turbinendurchfluss Die zweite Methode einer Funktionsprüfung ist das Schliessen des Abschlussorgans (üblicherweise Kugelschieber oder Drosselklappe) bei vollem Durchfluss durch die Turbinen. Dies erzeugt eine höhere Belastung als im normalen Betrieb und testet so die Funktion und Festigkeit der Organe. Das Problem ist jedoch, dass diese Prüfung ebenfalls unnötig Lebensdauer vernichtet und neben den Abschlussorganen auch das gesamte Rohrleitungssystem stark belastet wird. Um die Lebensdauerreduktion zu verringern, besteht die Möglichkeit, die höchstbeanspruchten Bauteile, wie beispielsweise die Lagerbüchsen, aus einem «weichen» Material herzustellen, um so die umliegenden, komplizierten und teuren Teile zu schonen. Nach dem Test können die Lagerbüchsen ausgetauscht und so die Lebensdauer wieder verlängert werden. Dies bedingt jedoch, dass die Austauschinstandsetzung konstruktiv realisiert ist. 7.

Tabelle 1. Gefährdungsbilder nach DIN 19704. 96

Druckstossberechnung

7.1 Allgemein Die Schliessbewegung des Drehkörpers beeinflusst nicht nur die Strömung innerhalb des Kugelschiebers (nachfolgend: KS), sondern das gesamte mit dem KS verbundene Leitungssystem. Es kommt zu Druckschwankungen, welche den normalen Betriebsdruck um ein Vielfaches überwie auch unterschreiten können. Die Druckschwankungen werden durch die Geschwindigkeitsänderungen der gesamten Wassersäule erzeugt. Grundsätzlich wird davon ausgegangen, dass Wasser ein inkompressibles Medium ist. Es ist jedoch so, dass auch «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Wasser kompressibel, also elastisch ist. Diese Elastizität des Wassers und jene der Leitung zusammen führen dazu, dass die Wassersäule wie eine Feder zusammengedrückt und die Leitung wie ein Ballon gedehnt wird. Die Summe der Verformungen ermöglicht es, die Bewegungsenergie in Druckenergie umzuwandeln und so die Strömungsgeschwindigkeit zu verringern. Das Problem ist nur, dass, sobald die Geschwindigkeit auf null zurückgegangen ist, ein Ungleichgewicht der Energie besteht. Die Druckhöhe am Abschlussorgan ist höher als jene, welche der Stausee erzeugt, und somit kommt es zu einer wellenartigen Entspannung dieses Drucks in Richtung See. Erreicht die Druckwelle den See, ist die Leitung für einen kurzen Moment im Gleichgewicht, jedoch in bergseitiger Bewegungsrichtung. Da das Abschlussorgan geschlossen ist, erzeugt die Bewegung stromaufwärts einen Unterdruck, welcher sich bergwärts entspannt. Erreicht der Unterdruck den See, wird er sich wieder in Richtung Tal erhöhen, was zu einer stromabwärts führenden Bewegung führt. Beim Auftreffen auf das Abschlussorgan führt dies wieder zu einem Überdruck, wodurch sich der Vorgang wiederholt. 7.2 Berechnungsmethoden Es gibt grundsätzlich drei Methoden zur Berechnung eines Druckstosses: 1. Berechnung nach Joukowski 2. Berechnung nach Michaud-Allievi 3. Berechnung mit speziellen SoftwareTools 7.3 Berechnung nach Joukowski: Die Druckstossberechnung nach Joukowski beschreibt das Verhalten der Strömung bei plötzlichem Schliessen des Abschlussorgans mit einer Schliesszeit von 0 Sekunden. Diese Methode zeigt den theoretisch maximal möglichen Druckstoss direkt am Abschlussorgan auf. In der Praxis ist die Drucküberhöhung aber niemals so hoch, da ein Schliessen in 0 Sekunden technisch nicht möglich ist. Die Formel nach Joukowski lautet:

mit

Wie in der Formel (links unten) ersichtlich, ist die Druckstosshöhe nicht abhängig von der Rohrleitungslänge. 7.4

Berechnung nach Michaud-Allievi Die Berechnung nach Michaud-Allievi wird eingesetzt, um die maximale Druckstosshöhe am Abschlussorgan zu berechnen, welche durch langsames Schliessen entsteht. Die Formel nach Michaud-Allievi lautet:

Die Formel nach Michaud-Allievi dient lediglich einer groben Abschätzung. Die Druckstosshöhe wird direkt am Abschlussorgan berechnet. 7.5

Berechnung mit speziellen Software-Tools Für die genaue Berechnung der transienten Vorgänge innerhalb des Leitungssystems sind die Handrechnungsmethoden nicht geeignet. Sowohl die Formeln von Joukowski wie auch diejenige von Michaud-Allievi sind Näherungen und geben den Druck direkt am Abschlussorgan an. Um das Verhalten der Strömung an jedem Punkt der Leitung bestimmen zu können, können Software-Tools eingesetzt werden, welche über spezielle Lösungsalgorithmen das ganze Leitungssystem auflösen können. 8. CFD-Berechnung In der Welt der Produktentwicklung und Berechnung von um- und durchströmten Bauteilen und Anlagen ist die Simulation der Strömung von grosser Bedeutung.

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Durch genaue Kenntnisse der Strömung können die Bauteile hinsichtlich Verlust, Strömungswiderstand usw. optimiert werden. Es ist meist wirtschaftlich nicht sinnvoll, für jedes Bauteil einen experimentellen Versuch durchzuführen. Werden die Strukturen während und nach der Konstruktion simuliert, können bereits Schwachstellen erkannt und verbessert werden. Heutzutage sind (fast) alle Computer genügend leistungsfähig, um die numerisch aufwendigen Berechnungen auszuführen. 9.

Gekoppelte Druckstoss- und CFD-Berechnung Um die Einwirkungen auf das Abschlussorgan so genau wie möglich bestimmen zu können, müssen die Randbedingungen der CFD-Berechnung so angepasst werden, dass die Grössen und Effekte der Druckstossberechnung mit einbezogen werden. Das Vorgehen ist folgendermassen: 1. Berechnung des stationären Zustandes des Leitungssystems für die Bestimmung aller Reibungs- und Verlustparameter sowie der Randbedingungen am Kugelschieber im stationären Fall. 2. Berechnung der Schliesscharakteristik mit Hilfe der CFD-Simulation, um den kugelschieberspezifischen Zusammenhang zwischen Durchfluss und Schliesswinkel zu erhalten. 3. Transiente Berechnung des Verhaltens innerhalb des Leitungssystems bei den Schliessvorgängen für die verschiedenen Betriebsarten. Die Werte für den Druck am Eingang in das CFDModell sowie diejenigen des Durchflusses am Ausgang sind aufzuzeichnen für die nachfolgende transiente CFD-Berechnung. 4. Volltransiente Berechnung des Schliessvorgangs im CFD mit den vorgängig berechneten Randbedingungen und anschliessende Auswertung der Daten. 10.

Umsetzung: Masterarbeiten zur Bemessung von Sicherheits-Abschlussorganen am Beispiel eines Kugelschiebers

10.1 Ausgangslage Das Ziel der Masterthesis war, ein Bemessungskonzept für Abschlussorgane in Druckrohrleitungen, im speziellen Kugelschieber, zu entwickeln. Im Rahmen der Masterprojektarbeiten und der Masterthe97

10.4

Berechnung der Schliesscharakteristik Mit Hilfe der Randbedingungen, welche im stationären Betriebsfall am Kugelschieber wirken, wurde das Verhalten des Durchflusses in Abhängigkeit des Schliesswinkels berechnet. Die für den Beispielfall berechnete Charakteristik hat die Form wie in Diagramm 1 dargestellt. Aus dieser Abhängigkeit kann nun umgerechnet und in die transiente Druckstossberechnung implementiert werden, um das Verhalten der Kugelschieber möglichst genau abzubilden.

Bild 1. Kraftwerkslayout komplett. sis wurden die Einwirkungen aus der Strömung auf den Kugelschieber betrachtet. Die Berechnung der Struktur (FEM) wurde nicht betrachtet. Für eine optimale Auslegung und Bestimmung der fluidtechnischen Einwirkungen muss neben der eigentlichen Durchströmung des KS auch das Verhalten des gesamten Triebleitungssystems berechnet werden. Einwirkungen aus Druckstössen, Kavitationsschlägen und Veränderungen des Durchflusses sind wichtig für die genaue Berechnung. Auf der Basis des in Bild 1 dargestellten Kraftwerks wurde einer der vier Kugelschieber berechnet. Das Wasserkraftwerk besteht aus einem Stausee, welcher über den langen, beinahe horizontalen Druckstollen mit einem Schachtwasserschloss verbunden ist. Kurz nach dem Wasserschloss führt der Stollen in einen Druckschacht, welcher mit der Maschinenhalle verbunden ist und dort vier Turbinenlaufräder antreibt. Das transiente (zeitabhängige) Verhalten der gesamten Strömung ist stark von der Schliesscharakteristik der Abschlussorgane abhängig. 10.2 Betriebsarten Aus strömungstechnischer Sicht sind im Kraftwerksbetrieb die drei Hauptbetriebsarten (Nutzungszustände) zu betrachten: • Notabschaltung bei vollem Turbinendurchfluss aller Maschinen gleichzeitig • Notabschaltung bei vollem Turbinendurchfluss einzelner Maschinenstränge • Rohrbruch Der normale Betriebsfall, das Schliessen bei stillstehender Wassersäule und an98

schliessendem Entleeren der unterwasserseitigen Leitung, kann durch die langsamen, kaum zeitabhängigen Bewegungen als statischer Fall betrachtet werden. 10.3 Stationäre Anlagedaten In einem ersten Durchgang wird der stationäre Zustand der Kraftwerksanlage mit Hilfe des Druckstossberechnungsprogramms bestimmt, um für die nachfolgende Berechnung der Schliesscharakteristik die nötigen Randbedingungen zu kennen. Dies erfolgt durch die Modellierung des gesamten Leitungssystems inklusive Parametrisierung der einzelnen Elemente hinsichtlich Verlustbeiwerte. usw.

10.5 Schliessgesetz Um das ideale Schliessgesetz ermitteln zu können, kann die Druckstossberechnung eingesetzt werden. Mit Hilfe dieser ist es möglich einen Kompromiss aus einem möglichst einfachen Schliessgesetz, einer möglichst schnellen Schliessung und dem minimalem Druckstoss zu finden. In der berechneten Kraftwerksanlage wird davon ausgegangen, dass ein lineares Schliessgesetz mit 50 Sekunden Schliesszeit eingesetzt wird. 10.6

Schliessen bei vollem Turbinendurchfluss

10.6.1 Belastungen des Leitungssystems Die Kugelschieber nach dem Abzweiger in die Turbinenzuleitung werden als redundantes Abschlussorgan zu den Turbinendüsen für die Sicherstellung der Stillsetzung des Turbinenstrangs und für dessen Entleerung eingesetzt. Sollte es aus einem technischen Grund nicht möglich sein die

Diagramm 1. Schliesscharakteristik. «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Diagramm 2. Verlauf des Drucks bergseits des Kugelschiebers.

Diagramm 4. Drehmomentverlauf am Drehkörper beim Schliessen mit vollem Turbinendurchfluss.

Diagramm 3. Verlauf des Durchflusses durch den Kugelschieber.

Diagramm 5. Kraft auf den Drehkörper während des Schliessvorgangs bei vollem Turbinendurchfluss.

Turbinendüsen bzw. den Leitapparat zu schliessen, müssen die Kugelschieber den vollen Turbinendurchfluss sicher zum Stillstand bringen. Es handelt sich hierbei um einen Sonderfall und kann als aussergewöhnlicher Fall (gem. DIN 19704, Tabelle 5) betrachtet werden. Als schlimmstes Szenario dieses Lastfalls wird angenommen, dass alle vier Kugelschieber durch eine Notabschaltung gleichzeitig geschlossen werden. Der Druck oberhalb des Kugelschiebers erhöht sich während des Schliessvorgangs immer weiter, bis er bei kompletter Schliessung sein erstes Maximum erreicht. Dieses Verhalten kann dem Diagramm 2 entnommen werden. Der Wert von 100 % entspricht dem Betriebsdruck der Anlage während des Normalbetriebs. Der Enddruck nach dem Abklingen der Druckstossschwingung entspricht dem geodätischen Höhendruck, da keine geschwindigkeitsabhängigen Druckverluste mehr vorhanden sind.

Bild 2. Visualisierung der Strömung durch den Kugelschieber. 10.6.2 Einfluss auf den Kugelschieber Die Belastung, welche diese Abschaltung auf den Kugelschieber auswirkt, kann anhand einer CFD-Simulation berechnet werden. Das wirksame Drehmoment und die auftretenden Kräfte während des Schliessvorgangs können aus den Diagrammen 4 und 5 entnommen werden. Positive Drehmomentwerte entsprechen einem schliessend wirkenden Drehmoment.

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

10.7

Schliessen im Fall eines Rohrbruchs

10.7.1 Belastungen des Leitungssystems Das Verhalten der Strömung während eines Rohrbruchs ist als höchst instationär einzustufen. Die Berechnung der Strömung mit einem Freistrahl am Ende der Leitung als stationärer Fall würde zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten ergeben. 99

Diagramm 6. Druck und Dampfvolumen an der Übergangsstelle zwischen Druckstollen und -schacht.

Diagramm 8. Zeitlicher Verlauf des Durchflusses durch den Kugelschieber im Rohrbruchfall.

Diagramm 7. Zeitlicher Verlauf des Druckes oberwasserseitig des Kugelschiebers im Rohrbruchfall.

Diagramm 9. Drehmomentverlauf am Drehkörper beim Schliessen im Rohrbruchfall.

Zusätzlich kommt es während eines Rohrbruchs zu Einwirkungen, welche stationär nicht erfasst werden können. Ein Beispiel dafür ist die rasche Beschleunigung des Wassers innerhalb der Leitungen aufgrund der durch den Rohrbruch massiv reduzierten Strömungswiderstände am Ende der Leitung (Wegfall der Abzweiger, der Düsen usw.). Diese Beschleunigung ist so gross, dass die lange und träge Wassersäule im Druckstollen nicht schnell genug beschleunigt werden kann. Es kommt als Erstes zu einem «Leersaugen» des Wasserschlosses und anschliessend zu einem Unterdruck im Übergangsbereich zwischen Druckstollen und Druckschacht. Wird dieser Unterdruck zu gross, kommt es zum Verdampfen des Wassers, zur sogenannten Kavitation. Je nach Lage und Länge der Leitung sowie Dauer des Unterdrucks, kann ein grosser Teil der Leitung mit Dampf gefüllt werden. Wird der Kugelschieber geschlossen und bewegt sich die Druckwelle in 100

Richtung des Sees, passiert sie die kavitierte Stelle. Ist der Druck gross genug, kollabiert die Dampfblase und erzeugt so Druckschläge, welche den «normalen» Druckstossdruck um ein Vielfaches übersteigen können. Dieses Verhalten ist im betrachteten Leitungssystem an der Übergangsstelle zwischen dem Druckstollen und Druckschacht, ebenfalls aufgetreten. Wird der zeitliche Verlauf an der Knickstelle betrachtet, ist ersichtlich, dass sich die Dampfblase kurz nach dem Ereignen des Rohrbruchs bildet. Im Zeitpunkt, in welchem die Dampfblase komplett zusammengefallen ist, erzeugt sie einen Drucksprung (bei ca. 70 s im Diagramm 6). Dieser wandert stromabwärts und trifft nach etwa 2 Sekunden am Kugelschieber auf (ersichtlich im Diagramm 7). Der Druck oberwasserseitig des Kugelschieber zeigt das in Diagramm 7 abgebildete Verhalten. Gut ersichtlich ist der Kavitationsschlag, welcher nach dem abgeschlossenen Schliessvorgang auftritt.

Aufgrund der noch vorhandenen Strömungswiderstände und des Schliessvorgangs des KS steigt der Durchfluss nicht auf einen so hohen Wert an, wie er dies im stationären Rohrbruchfall tun würde. 10.7.2 Einfluss auf den Kugelschieber Die transienten Randbedingungen werden wiederum in die CFD-Analyse importiert und die Berechnung wreden durchgeführt. Das wirksame Drehmoment und die Kräfte als Einwirkungen aus der Strömung können aus Diagramm 9 und 10 entnommen werden. Positive Drehmomentwerte entsprechen einem schliessend wirkenden Drehmoment. 10.7.3 Vergleich zwischen den verschiedenen Fällen (siehe Diagramm 11) In der Gegenüberstellung mit der Berechnung der Schliesscharakteristik kann festgestellt werden, dass das maximal wirksame Drehmoment des gekoppelt berechneten Rohrbruchs mit instationä-

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Diagramm 10. Kraft auf den Drehkörper während des Schliessvorgangs im Rohrbruchfall.

Diagramm 12. Vergleich zwischen verschiedenen Abschaltvorgängen bei Betriebsdurchfluss.

die übrigen im Normalbetrieb bleiben, ist ersichtlich, dass in der Verteilleitung der Maschinenhalle der Druck nur um einen Bruchteil so stark ansteigt. Ein zweites Resultat der Druckstossberechnung ist, dass, wenn die Kraftwerksanlage mit demselben Druck und demselben Gesamtdurchfluss nur eine Maschine und Diagramm 11. Vergleich zwischen Charakteristik, Betriebssomit nur einen Kudurchfluss und Rohrbruchfall. gelschieber hätte, ren Randbedingungen nur 32 % desje- eine Abschaltung noch einmal um ein Vielnigen mit stationären Randbedingungen faches schlimmer wäre. Alle diese Verhal(Berechnung der Schliesscharakteristik) ten sind in Diagramm 12 ersichtlich. beträgt. Dies ist primär darauf zurückzuführen, dass der austretende Volumen- 12. Fazit strom im Kugelschieber zeitlich variabel Durch das systematische Vorgehen zur und im Maximum kleiner ist, da das ge- Bestimmung der Einwirkungen auf das samte Rohrleitungssystem der Wasser- Abschlussorgan, welches während der kraftanlage durch den Anstieg des Druck- Masterthesis erarbeitet wurde: verlusts einen grösseren Volumenstrom 1. Bestimmung aller möglichen und relevanten Betriebsarten verhindert. Zusätzlich sinkt der Druck am Eingang, wie in Diagramm 7 ersichtlich, 2. Sammeln aller geltenden Normen durch das Auftreten des Rohrbruchs ab. 3. Berechnung der stationären BetriebsDadurch werden das wirkende Drehmoarten des gesamten Triebwassersysment und die Kräfte kleiner. tems zur Ermittlung der Druckverluste, Strömungsgeschwindigkeiten, Durch11. Anlagenkonfiguration flüsse usw. Bei einer Anlage, wie sie in dieser Arbeit 4. Berechnung der Schliesscharakteristik betrachtet wurde, wurde davon ausgegandes Abschlussorgans gen, dass alle vier Kugelschieber zur glei- 5. Berechnung der transienten Betriebsfälle des Triebwassersystems, die chen Zeit geschlossen werden. Wird nun betrachtet was geschieht, wenn nur einer Druckstossberechnung des Kraftder Kugelschieber geschlossen wird und werks «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

6. CFD-Strömungsberechnung des Schliessvorgangs mit instationären Randbedingungen aus der Druckstossberechnung zur Ermittlung der effektiven Einwirkungen ... ist es möglich eine Bemessung mit tiefen Teilsicherheitsbeiwerten ohne Einbussen bei der Sicherheit durchzuführen. Wichtig ist, dass jede Kugelschieberanlage individuell betrachtet und bemessen werden muss. Literatur Penninger, G., Benigni, H. «Numerical simulation and design of spherical valves for modern pump storage power plants», 14th Intern. Seminar on Hydropower plants, Institute for Waterpower and Pumps, Wien 2006. Chaudhry, M. Hanif. «Applied Hydraulic Transients» 2. Edition. Versteeg, H. K., W. Malalasekera, W. «An Introduction to Computational Fluid Dynamics» 2. Edition. Bohl, W., Elmendorf, W. «Technische Strömungslehre» 14. Auflage. Osterwalder, J. «Versuche bei hohen natürlichen Gefällen zur Beurteilung des Verhaltens bei Rohrbruch und Freilauf», Escher Wyss Mitteilungen 2, Seiten 7–14, 1958. Verbandsschrift Nr. 50 des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes. «Abschlussorgane im Wasserbau» 1991. Alstom, J. Ball. «Spherical Type Main Inlet Valves» November 2004. DIN 19704:2014 (Teil 1, 2 und 3), Stahlwasserbauten. Anschrift der Verfasser Alexander Gilgen, Jürg Meier, Institut für Anlagenund Sicherheitstechnik, SITEC, alexander.gilgen@hsr.ch, juerg.meier@hsr.ch

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11. Juni 2015

· Hydroabrasiver Verschleiss · Geschiebebewirtschaftung · Unwetterschäden 2015

WEL 1-2016

· KOHS-Empfehlungen Hochwasserschutz/Ufererosion · 104. Hauptversammlung SWV

WEL 1-2015

Zwischen Limmernsee und neuem Muttsee, Foto: Roger Pfammatter

· Optimierung Turbinenanströmung · Aufgaben Talsperrenwärter · Hochwasserschutz Melchaa

· Bedeutung der Speicher für die Energiestrategie · Hydraulik PSW Lagobianco · Brutvögel an Fliessgewässern · 103. Hauptversammlung SWV

WEL 4-2014

· Jubiläum VAR – Rückblick auf 100 Jahre Wasserwirtschaft · Rôle et tâches des barragistes · Gewässerpreis an KW Aarberg · SWV-Jahresbericht 2015

WEL 2-2015

3-2014

2-2014

18. September 2014

12. Juni 2014

Der Gebirgsﬂuss Brenno unterhalb der Mündung des Riale Riascio, Foto: Martin Böckli, WSL

4. Dezember 2014

· Fischabstieg bei Flusskraftwerken · Transitoires hydrauliques · Unwetterschäden 2014 · Zukunft des Wasserbauers

· Projekt Linthal 2015

WEL 3-2015

4-2014

12. März 2015

Bachforellen vor Leiteinrichtung am VAW-Modell (Foto: David Flügel, EAWAG)

· Interkantonale Aareplanung

WEL 4-2015

1-2015

· Geschiebetransport in alpinen Einzugsgebieten · Flexibilisierung Wasserkraft · Murgangsimulationen · Methoden der Hydrologie

WEL 3-2014

· Talsperrenüberwachung · Wasserkraftprojekte Chlus und FMHL+ · Wasserbau und Ökologie · SWV-Jahresbericht 2013

WEL 2-2014

13. Juni 2013

· Perspektiven der Wasserkraft · Flussrevitalisierungen · Hochwasserschutz Stadt Zürich (Teil 2) · Unwetterschäden 2013

· Neubau Kraftwerk Illspitz · Schwall/Sunk-Sanierungen Hasliaare (Teil 2) · Hochwasserschutz Zürich (Teil 1) · 102. Hauptversammlung SWV

WEL 4-2013

· Schwall/Sunk-Sanierungen Hasliaare (Teil 1) · Pumpspeicher Lagobianco · Monitoring und Erfolgskontrolle im Wasserbau

WEL 3-2013

Hochwasserereignis am Kraftwerk Mühlau an der Thur, Bild: Entegra.

2-2013

19. September 2013

Seeforellen in einer Restwasserstrecke der Kraftwerke Oberhasli AG, Foto: © Daniel Göz

3-2013

5. Dezember 2013

Neues KW Illspitz im Bau, Foto: Roger Pfammatter.

4-2013

13. März 2014

Lacs du Vieux Emosson et d’Emosson, Foto: M. Martinez/www.michelmartinez.ch

1-2014

WEL 1-2014

· Bewältigung Geschiebe · Beurteilung Massnahmen Schwall/Sunk · Methodenset Hochwasser · SWV-Jahresbericht 2012

WEL 2-2013

2-2012

20. September 2012

14. Juni 2012

WEL 1-2013

· Neubau KW Rheinfelden · Nachhaltiges Auenmanagement · Pumpspeicherung · KOHS-Empfehlung Freibord

WEL 4-2012

· Hochwassermanagement am Yangtse · Risikokommunikation · Massnahmen Schwall/Sunk · 101. Hauptversammlung SWV

· Zur Schweizer Wasserkraft · Erhöhung von Talsperren / Surélévation des barrages · Kombinierter Geschiebeund Holzrückhalt

Kavernenbildung unter der Zunge des Morteratschgletschers, (Foto: Jürg Alean)

3-2012

6. Dezember 2012

Cambambe, travaux de surélévation en cours sur la rive droite (août 2012).

4-2012

14. März 2013

Der Yangtse-Fluss in Wuhan, China (Foto: Jürg Elsener).

1-2013

Das Fischaufstiegs- und Laichgewässer beim Kraftwerk Rheinfelden (Luftaufnahme Meyer, Hasel)

102

· Ökologie beim KW Hagneck

Messkampagne an einer Talsperre (Quelle: Gesellschaft für Ingenieurbaukunst)

· Hochwasserschutzprojekt «Urner Talboden»

Fundationsarbeiten am Stauwehr beim KW Laufenburg im Jahre 1912 (Bild: Sammlung KW Laufenburg)

2-2015

17. September 2015

Staumauerbau Muttenalp by night (Bild: Axpo © Daniel Boschung)

3-2015

3. Dezember 2015

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

4-2015

10. März 2016

Überlastkorridor Reuss im Urner Talboden (Bild: Joe Müller)

1-2016

· Neue Gletscherseen · Wasserkraftnutzung · Hochwasserschutz und Revitalisierung · SWV-Jahresbericht 2011

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden WEL 3-2012 WEL 2-2012

Die Fischtreppe Steffstep – eine Lösung für fragmentierte Gewässer? Eva Baier, Armin Peter, Heinz Möckli

Zusammenfassung Fische sind als wandernde Organismen auf eine intakte Vernetzung der Fliessgewässer angewiesen. In der Schweiz verhindern jedoch über 100 000 künstliche Hindernisse eine freie Fischwanderung. Um die negativen Auswirkungen dieser massiven Eingriffe in die Flussökosysteme rasch abzufedern, hat die Walter Reist Holding AG, (WRH) eine günstige, modular aufgebaute Fischtreppe für künstliche Querbauwerke in kleinen bis mittelgrossen Flüssen entwickelt. Die sogenannte Steffstep kann temporär eingebaut werden, bis ein Hindernis endgültig beseitigt wird. Im Rahmen einer Masterarbeit wurde eine solche Fischtreppe auf ihre ökologische Funktionsfähigkeit hin untersucht sowie eine Potenzialabschätzung zu ihrem Einsatz durchgeführt. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass die Steffstep in der aktuellen Version vor allem für Bachforellen geeignet ist. Die Anlage muss optimiert werden hinsichtlich der allgemeinen Auffindbarkeit sowie der Passierbarkeit von kleinen Fischen. Für den Einsatz der Steffstep geeignet sind grundsätzlich alle künstlichen Hindernisse, welche vorhandene Fischhabitate voneinander trennen und in den kommenden Jahren nicht zurückgebaut werden. Es wird davon ausgegangen, dass diese Bedingungen grob geschätzt ein Einsatzpotenzial von mehreren Tausend Hindernissen ergibt. Folgende Ausführungen basieren auf den Ergebnissen der Masterarbeit, welche hier heruntergeladen werden kann: www.fischwanderung.ch/downloads

1. Ausgangslage In der Schweiz wird seit mehr als hundert Jahren vom Menschen massiv in die natürliche Dynamik der Fliessgewässer eingegriffen: Begradigungen zur Landgewinnung, Verbauungen für die Infrastruktur, Bauten für den Hochwasserschutz und nicht zuletzt die Wasserkraftnutzung für die Energiegewinnung haben die Flüsse in isolierte Abschnitte zerstückelt (Weissmann et al., 2009). Fische sind jedoch darauf angewiesen, in ihrem natürlichen Lebenszyklus verschiedene Habitate aufsuchen zu können. Um jeweils die idealen Lebensbedingungen vorzufinden, wandern die Tiere (MUNLV, 2005). Die Dringlichkeit der Revitalisierung der Schweizer Fliessgewässer zugunsten der freien Wanderung der Tiere wird durch die sinkende Arten- und Individuenzahl verdeutlicht (Kirchhofer et al., 2007; VBGF Anhang 1). In den letzten Jahren wurde diesem Thema vermehrt Aufmerksamkeit geschenkt, und auch die Politik hat mit der Revision des Gewässerschutzgesetzes und der Gewässerschutzverordnung 2011 einen wichtigen Grundstein für eine bessere Lebensgrundlage der Wasserorganismen gelegt.

Doch die Tatsache, dass es über 100 000 künstliche unüberwindbare Wanderhindernisse für die Tiere gibt (Weissmann et al., 2009), Revitalisierungen lange Planungs- und Bauhorizonte mit sich bringen und die Kosten für den Rückbau sehr hoch

sind (Weissmann et al., 2009), erschwert den Kantonen, dem Bund und letztendlich auch der Bevölkerung die rasche Umsetzung des Gesetzes. 2.

Fischtreppe Steffstep

2.1 Grundidee Um dem schlechten Zustand der Fischfauna entgegenzuwirken, hat die WRH eine günstige, modulare Fischtreppe entwickelt, die an einem bestehenden Hindernis in kürzester Zeit und zu geringen Kosten eine Fischwanderung wieder ermöglichen soll. Die Einsatzmöglichkeiten sind einerseits Hindernisse an Kleinwasserkraftwerken, zum Beispiel mit begrenzten Platzverhältnissen, und andererseits künstliche nicht kraftwerksbedingte Hindernisse, welche zum Teil im Rahmen der Revitalisierungsplanungen zurückgebaut werden sollen. Die Steffstep ist dabei als Ergänzung zu den bisherigen Lösungen anzusehen und dient vorwiegend dazu, die Zeitspanne zu überbrücken, bis ein für die Fischwanderung wichtiges Hindernis beseitigt werden kann. Sobald die nötigen

Bild 1. Fischtreppe Steffstep in der Töss bei Kollbrunn, Kanton Zürich.

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

103

Rahmenbedingungen geschaffen sind, das Hindernis grundlegend zu entfernen, kann die flexible Fischtreppe wieder abgebaut werden. Ein Grossteil der verwendeten Elemente kann dabei an einem neuen Standort wieder zum Einsatz kommen. 2.2 Funktionsweise Von der Funktionsweise entspricht die Steffstep herkömmlichen Schlitzpässen. Im Gegensatz zu diesen basiert die Konstruktion auf einer eigenständigen Struktur, die modular aufgebaut ist und ohne grosse bauliche Veränderungen an vorhandenen Hindernissen angebracht und auch leicht wieder entfernt werden kann (Bild 2). Die horizontalen Becken sind stufenartig voneinander getrennt, wodurch nur eine relativ geringe Wassermenge benötigt wird (Tabelle 1). Kleine Rampen an der Sohle verbinden dabei die einzelnen Becken. Am Boden der Becken sind künstliche Steine angebracht, welche das natürliche Substrat zurückhalten und zugleich Gewicht einsparen. Die Kanalelemente können durch verschiedene Grössen an die jeweilige Fischfauna angepasst werden.

2.3

Gründe für die Steffstep

Begrenzte Ressourcen Die gesetzlich geforderten kantonalen Revitalisierungsplanungen ergaben, dass 9612 km Fliessgewässer in einem schlechten Zustand sind und zugleich einen hohen ökologischen und landschaftlichen Nutzen durch Revitalisierungen aufweisen. Jedoch können langfristig nur 4000 km davon durch einen Revitalisierungskredit des Bundes subventioniert werden (Bammater et al., 2015). Die grosse Anzahl an Verbauungen verunmöglicht einen gesamthaften Rückbau aller Strukturen. Die Steffstep erweitert mit ihrer günstigen Bauweise (Tabelle 1) die bisherigen Möglichkeiten zur Wiederherstellung der Fischwanderung. Zeitdruck Um die Wiederherstellung der Fischwanderung zu gewährleisten, sind verschiedene Massnahmen vorhanden: Revitalisierungen ganzer Flussabschnitte mit der Beseitigung von Hindernissen, Einbau von Blockrampen oder Umgehungsgerin-

Bild 2. Flexibles Baukastenprinzip der Steffstep.

Tabelle 1. Übersicht über wichtige Kenngrössen der Steffstep. 104

nen und die Verwendung verschiedener Fischtreppentypen (MUNLV, 2005; DWA, 2014), welche vorwiegend an Kraftwerken zum Einsatz kommen. Diese Massnahmen benötigen lange Planungs- und Bauhorizonte. Bis 2030 sollen 1000 Hindernisse von Wasserkraftanlagen fischgängig gemacht werden. Die Revitalisierung der 4000 km verbauten und eingeengten Gewässer soll bis 2090 umgesetzt werden (Bammater et al., 2015). Da schon heute die Fischfauna bedenklich unter Druck steht (Kirchhofer et al., 2007; VBGF Anhang 1), sind zusätzlich rasche Lösungen nötig. Die Steffstep kann durch ihren modularen Aufbau innerhalb von wenigen Tagen an einem bestehenden Hindernis eingebaut werden. Problemstandorte Die grosse Anzahl an künstlichen Hindernissen und die begrenzten Ressourcen, diese zu beseitigen, bedingen, dass gewisse Standorte nicht oder nicht in absehbarer Zeit passierbar gemacht werden können, da sie mit den bisherigen Massnahmen ein ungünstiges Kosten/NutzenVerhältnis aufweisen. Zum Teil sind die Platzverhältnisse zu gering, der Hochwasserschutz erlaubt keinen Rückbau oder eine Absenkung der Sohle würde die Trinkwasserversorgung beeinflussen. Die Steffstep ermöglicht es, auch an diesen Problemstandorten eine Fischwanderung wiederherzustellen, da sie die vorhandenen Strukturen nutzt und wenig Fläche beansprucht. 3.

Erfolgskontrolle

3.1 Feldstandort In der Töss bei Kollbrunn befindet sich ein 3 m hohes künstliches Hindernis, welches vor nahezu 60 Jahren für den Uferschutz gebaut wurde (AWEL, 1953). Wie viele andere Flüsse wurde die Töss am Ende des 19. Jh. stark begradigt. Um Hochwasserschäden und Erosion zu vermeiden, wurden zahlreiche Stufen, wie diese, eingebaut (AWEL, 2010). Das Hindernis in Kollbrunn wurde mit einer Steffstep, bestehend aus 14 Becken, überbrückt (Bild 3). Die Becken wurden ausgerichtet auf Bachforellen (bis 50 cm Grösse) und weisen eine Grösse von 150 cm Länge, 100 cm Breite und 60 cm Höhe auf. Die Fliessgeschwindigkeiten variieren zwischen 0.3–1.4 m/s, die Leitströmung ist um die 1.2 m/s. Der Durchfluss beträgt 120–160 l/s. Dies bedeutet, dass bei einem Abfluss unter 120 l/s die Durchgängigkeit stark eingeschränkt ist und bei einem Abfluss über 160 l/s die Fischtreppe

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Bild 3. Luftaufnahme der Steffstep in Kollbrunn. überspült wird (siehe Bild 1). Der Kolk beim Hindernis ist 3 m tief, wodurch kein Sohleanschluss und zugleich ein hindernisnaher Eingang gebaut werden konnte. 3.2 Methoden Mittels PIT-Tags (= passive integrated transponder) wurden 672 Fische markiert und an verschiedenen Stellen unterhalb des Hindernisses ausgesetzt (Bild 4). Einerseits wurden die Tiere oberhalb der Treppe gefangen und unten ausgesetzt (Klassierung u [upstream]). Andererseits wurden Fische unterhalb des Hindernisses gefangen und auch dort wieder freigelassen (Klassierung d [downstream]). Vorherige Untersuchungen ergaben, dass Fische, und besonders Bachforellen, zu einem «homing»-Verhalten neigen. Dies bedeutet, dass sie nach einer Translokation innerhalb des Gewässers wieder nah zu ihrem Ursprungsstandort zurückkehren (Camenzind, 2008; Schläppi, 2011). Durch die Versetzung der Tiere mit der Klassierung u wurde getriggert, dass die Tiere die Fischtreppe nutzen, um an ihren ursprünglichen Standort zurückzukehren. Zugleich fand die Untersuchung während der Laichzeit der Bachforellen statt, wodurch allgemein von einer erhöhten Wanderaktivität ausgegangen werden konnte. Die Zielfischarten Bachforelle (Salmo trutta) und Elritze (Phoxinus phoxinus) wurden am häufigsten markiert (Tabelle 2). Mit jeweils einer Antenne am Fischeinstieg und einer am Fischausstieg konnten die markierten Tiere registriert werden (Bild 5). Durch eine individuelle Nummerierung konnte dadurch neben der Anzahl auch die Grösse und das Gewicht der zuvor vermessenen Tiere bestimmt werden. Zusätzlich zum PIT-Taggen wurde noch an einzelnen Tagen eine Reuse am Ausstieg der Treppe verwendet, um auch Fische, die nicht markiert worden sind, zu zählen. Eine kleine Kamera am Einstieg der

Bild 4. Versuchsanordnung (u1 = Tiere oben gefangen und im Kolk ausgesetzt, u2 = Tiere oben gefangen und ca. 100 m unterhalb des Hindernisses ausgesetzt, d3 und d4 = Tiere ca. 300 m unterhalb des Hindernisses gefangen und auch dort wieder ausgesetzt).

Tabelle 2. Anzahl der markierten Fische nach Klassierung.

Bild 5. PIT-Antennen in der Fischtreppe Steffstep. Treppe lieferte zudem noch Daten über das Verhalten der Tiere beim Einsteigen. 3.3 Begriffserklärung Die ökologische Funktionsfähigkeit einer Fischtreppe setzt sich zusammen aus der Auffindbarkeit (finden die Tiere den Eingang?) und der Passierbarkeit (durchschwimmen die Tiere die Fischtreppe?). In der Literatur findet man verschiedene Definitionen dieser Begriffe. Im Folgenden werden diese, basierend auf Bunt et al. (1999; 2012) wie folgt verwendet: Auffindbarkeit: Anteil der Fische,

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

die oberhalb der Treppe gefangen und im Kolk des Hindernisses ausgesetzt wurden (Klassierung u1) und die in das erste Becken des Fischpasses eingeschwommen sind (registriert an Antenne 1, Bild 5). Passierbarkeit: Anteil der Fische, die sowohl im ersten Becken (unten) der Fischtreppe als auch im letzten Becken (oben) registriert worden sind (registriert an beiden Antennen, Bild 5). Gesamteffizienz: Anteil der Fische, die oberhalb der Treppe gefangen und im Kolk des Hindernisses ausgesetzt wurden (Klassierung u1) und die im letzten Becken 105

(oben) registriert worden sind (registriert an Antenne 2, Bild 5). 3.4 Resultate Von den 672 markierten Fischen wurden 86 an der Fischtreppe wieder registriert: vier Elritzen und 82 Bachforellen. Damit konnte für die zwei Zielfischarten eine Auffindbarkeit der Fischtreppe von 11.8 % (Elritze) respektive von 28.4 % (Bachforelle) nachgewiesen werden. Dies ist weniger als erwartet und sollte durch Änderungen der Konstruktion verbessert werden (siehe unten). Die Problematik besteht darin, dass bei erhöhter Wasserführung, wenn die Tiere wandern, das Wasser, welches über das Hindernis strömt, mit der Leitsrömung konkurrenziert und damit das Auffinden der Fischtreppe erschwert. Die Elritzen stiegen durch die Steffstep nicht auf, was sich weitgehend mit Befunden an herkömmlichen Fischtreppen und Blockrampen deckt (Baumann, 2011; Weibel & Peter 2012). Von den 82 Bachforellen stiegen 49 durch die Anlage auf, was eine Passierbarkeit von durchschnittlich 65 % ergibt. Die Steffstep zeigt eine Grössenselektion: Bachforellen unter 21 cm (Median) wiesen eine viel tiefere Passierbarkeit der Fischtreppe auf bei einer fast gleich grossen Auffindbarkeit wie die grossen Tiere (Tabelle 3, Bild 6). Dies bedingt, dass innerhalb der Fischtreppe Anpassungen zugunsten der kleinen Fische gemacht werden müssen. Die Gesamteffizienz der Steffstep ist als gering einzustufen (21 % für Bachforellen), was vor allem durch die geringe Auffindbarkeit begründet ist. Während der Feldstudie fiel ungewöhnlich wenig Regen (Bild 7), wodurch die Fischwanderung beeinflusst wurde. Vor allem die Tiere, die weiter flussabwärts ausgesetzt wurde (Klassierung u2, d3, d4) konnten die Fischtreppe zum Teil nicht er-

Tabelle 3. Übersicht über die Erfolgskontrolle der Bachforelle. reichen, da das Wasser zu flach war. Die Fischwanderungen fanden konzentriert an wenigen Tagen statt, meistens bei erhöhtem Abfluss. Ein paar Bachforellen (n = 13) nutzen den Fischpass mehrfach, wobei sie beim zweiten Mal im Schnitt schneller waren als beim ersten Aufstieg. Von den 53 aufgestiegenen Bachforellen nutzten 10 Tiere die Fischtreppe auch für den Abstieg. 3.5. Vergleich mit Blockrampen Die beste Lösung, um in fragmentierten Gewässern wieder eine freie Fischwanderung zu gewährleisten, sind grundlegende Revitalisierungen und Flussbetterweiterungen (MUNLV, 2005). Dies ist jedoch in der dicht besiedelten Schweiz häufig nicht möglich. Um dennoch vorhandene Hindernisse zu entfernen, werden diese zum Teil durch Blockrampen ersetzt (Weibel & Peter, 2013). Blockrampen verhindern eine Erosion des Flussbetts und können zugleich eine Wanderung von Wasserorganismen ermöglichen, sofern gewisse hydraulische Parameter beachtet werden (Weibel et al., 2012). Basierend auf Feldversuchen, weisen Blockrampen mit einer maximalen Steigung von 6 % eine höhere Gesamteffizienzt für Bachforellen auf (Weibel & Peter, 2013) als die getestete Fischtreppe Steffstep. Am Standort in Kollbrunn wäre eine Blockrampe mit 6 % Steigung jedoch 64 m lang. Dieses Beispiel zeigt,

Bild 6. Grössenklassen der markierten Bachforellen. 106

dass der Bau von Blockrampen zwangsläufig viel Fläche benötigt, sehr teuer ist und lange Planungs- und Bauhorizonte mit sich bringt. Beim Erhalt der Biodiversität spielt die Zeit jedoch eine wichtige Rolle. 4. Potenzialabschätzung Die bisherigen Erkenntnisse reichten noch nicht aus, um eine abschliessende schweizweite Potenzialabschätzung der Steffstep durchzuführen. Für eine quantitative Abschätzung wird eine GIS-Analyse mit den Kenngrössen der Steffstep (Tabelle 1) empfohlen. Grundsätzlich weisen geeignete Standorte für den Einsatz einer Steffstep folgende Merkmale auf: kleine bis mittelgrosse Flüsse (maximaler durchschnittlicher Jahresabfluss von 10 m3/s), das Hindernis trennt vorhandene Fischhabitate und wird in den kommenden Jahren nicht zurückgebaut. Typische Beispiele für solche Standorte sind künstliche Hindernisse innerhalb von Siedlungen, Hindernisse, welche unter Denkmalschutz stehen, oder Wehre von Kleinwasserkraftwerken mit «ehehaftem Recht». Zusätzlich ist das Potenzial stets hoch bei Hindernissen, welche die Wanderung einer gefährdeten Fischart zu ihren Laichplätzen verhindern, wie zum Beispiel in Seezuflüssen mit Seeforellenpopulationen. Grob geschätzt, treffen die Bedingungen mindestens auf

Bild 7. Abfluss der Töss über die Zeit. «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

jedes hundertste Hindernis in der Schweiz zu, und somit besteht ein Einsatzpotenzial der Steffstep von mehreren Tausend Standorten. Für die konkrete Anwendung der Steffstep gibt es drei Ansätze: 1. Fokussierung auf Flussabschnitte, Welche in den Revitalisierungsplanungen der Kantone enthalten sind. Hier existiert eine gute Datengrundlage, in der schon eine Priorisierung durch Experten stattgefunden hat. Die Hindernisse, welche innerhalb der Planungen enthalten sind, aber nicht in den nächsten 10 Jahren fischgängig gemacht werden, bieten ein hohes Potenzial für eine Steffstep. 2. Fokussierung auf Flussabschnitte, welche nicht in den Revitalisierungsplanungen enthalten sind. Alle Flussabschnitte, welche nicht in die Revitalisierungsplanungen aufgenommen worden sind, werden in den kommenden 20 Jahren auch nicht aufgewertet. Hier besteht ebenfalls das Potenzial, Steffsteps einzusetzen. 3. Unabhängig der Revitalisierungsplanungen, die Steffstep pragmatisch überall dort verwenden, wo ein Potenzial von aufwandernden Fischen vorhanden ist und ein Einbau sich gerade ergibt. Die kantonalen Fachstellen wissen meistens sehr genau, wo potenzielle Standorte vorhanden sind, und sollten unbedingt einbezogen werden bei der Planung von weiteren Anlagen. 5. Fazit und Ausblick Die Masterarbeit über die Fischtreppe Steffstep liefert erste Erkenntnisse über deren Funktionsfähigkeit und Einsatzpotenzial. Demnach kann man sagen, dass die Steffstep in ihrer jetzigen Ausführung besonders geeignet ist für die Wiederherstellung der Wanderungen von Bachforellen. Sie kann zumindest für einen Teil der Individuen eine Durchgängigkeit gewährleisten und damit auch mit der bisher nachgewiesenen Funktionsfähigkeit massgeblich dazu beitragen, die Fischbiodiversität zu erhalten. Damit ist sie eine Ergänzung zu den bisherigen Massnahmen in fragmentierten Gewässern. Die zahlreichen künstlichen Hindernisse in der Schweiz sowie begrenzte Ressourcen, diese passierbar zu machen, zeigen ein hohes Einsatzpotenzial der Steffstep von ein paar Tausend Standorten. Basierend auf den bisherigen Ergebnissen, wird die Anlage in Kollbrunn im

Laufe des Jahres 2016 optimiert und eine weitere Erfolgskontrolle durchgeführt. Folgende Punkte werden verbessert: • Da die allgemeine Auffindbarkeit der Anlage in der jetzigen Ausführung noch gering ist, wird die Leitströmung optimiert. Bisher wurde dieser nur durch das Wasser innerhalb der Fischtreppe erzeugt. Zur Optimierung wird nun eine Extraleitung verlegt. Zudem wird der Eingang etwas tiefer unter den Wasserspiegel gesetzt als bisher. • Die Fischtreppe weist aktuell eine Grössenselektion auf. Um auch den kleinen Fischen das Wandern zu ermöglichen, wird zur Optimierung die Form der Schlitze verändert. Dadurch werden Turbulenzen und hohe Fliessgeschwindigkeiten verringert. Für das weitere Vorgehen werden folgende Schritte empfohlen: • Bau und Evaluation weiterer Anlagen (möglichst mit Bodenanbindung), um weitere Fischarten zu testen • hydraulische Untersuchungen im Labor oder Feld bezüglich der Stabilität der Konstruktion unter verschiedenen Hochwasserbedingungen

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Danksagung Wir wurden bei dem Projekt von verschiedenen Institutionen unterstützt und bedanken uns daher ganz herzlich beim Bundesamt für Umwelt, beim Amt für Wasser Energie und Luft sowie der Fischereiund Jagdverwaltung des Kantons Zürich. Ein besonderer Dank gilt dabei Herrn Dr. Adreas Hertig sowie Herrn Werner Honold. Zugleich danken wir auch der Firma Bühler AG für die gute Kooperationen am Feldstandort und den Helfern der Feldaufnahmen.

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1:100.

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Bammater, L., Baumgartner, M., Greuter, L.,

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Hartel-Borer, S., Huber-Gysi, M., Nitsche, M.,

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Dr. Armin Peter, Peter Fishconsulting

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Heinz Möckli, Walter Reist Holding AG

onstüchtigkeit von Fischaufstiegshilfen bei

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Töss-Kraftwerken. Semesterarbeit. Zürcher

heinz.moeckli@ferag.com

Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW), Wädenswil. Bunt, C. M., Katapodis, C., McKinley, R. S. (1999). Attraction and Passage Efficiency of

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Hochwasserschutz Zürich – Seestände und Abfluss Heute mit dem Schiff ins Zürcher Fraumünster? Daniel Näf-Huber, Simon Scherrer, Oliver Wetter, Thomas Specker, Matthias Oplatka, Natascha Eisenhut

Zusammenfassung Die weit zurückreichenden Seespiegel- und Abflussdaten an Zürichsee und Limmat erlauben eine aussagekräftige Hochwasserstatistik (rund 200 Jahre). Dank der historischen Untersuchung konnte der überblickbare Zeitabschnitt auf mehr als 650 Jahre erweitert werden. Aufgrund der fluss- und wasserbaulichen Eingriffe im Limmat-Einzugsgebiet sind die Messdaten jedoch inhomogen, weil die Hochwasser unter anderen Verhältnissen abliefen. Für grosse Seehochwasser mit ausreichend vorhandenen Daten (1817, 1821, 1824, 1846, 1876, 1910 und 1953) wurde versucht, den Verlauf des Zürichsee-Spiegels und der Limmat mit und ohne Sihl unter heutigen Randbedingungen zu simulieren. Die Homogenisierung der Messreihe von 1811– 2013 gelang, für noch ältere Hochwasser war dies unmöglich. Trotzdem können wesentliche Erkenntnisse aus diesen Untersuchungen gezogen werden: Die häufigen Hochwasser werden anhand der kurzen Messreihe seit dem Bau der ZürichseeRegulierung (1943–1951) unterschätzt, die seltenen Hochwasser sind plausibel. Beim Hochwasser 1817 wäre der Zürichsee unter heutigen Bedingungen auf 407.07 m ü. M. angestiegen (Rang 1), gefolgt von den Hochwassern 1910 und 1999 (407.01 m ü. M.), wobei Letzteres das grösste Ereignis seit der Seeregulierung ist.

1. Einleitung Bei mehreren Hochwassern im Mittelalter stieg der Zürichsee so hoch an, dass mit Schiffen durch die Gassen der Stadt Zürich beidseits der Limmat gefahren werden konnte, teilweise sogar bis zur Fraumünsterkirche. Im Vergleich zu heute lagen im 16. Jh. die höchsten Seestände rund 2 m höher als beim Hochwasser 1999! Dieses Wissen ging in den letzten Jahren etwas vergessen, erhielt aber nach dem Hochwasser 2005 wieder neue Aufmerksamkeit. 2005 stiegen die Pegel der Sihl bedrohlich an. Die Fachleute fragten sich, was wohl geschehen wäre, wenn ein vergleichbares Niederschlagsereignis wie 2005 nicht in der Innerschweiz, sondern im Einzugsgebiet der Sihl stattgefunden hätte (Denzler, 2011). Um Zürich vor Hochwasser zu schützen, wurde nach weitgehenden hydrologisch-hydraulischen Untersuchungen (siehe Kasten) im Zusammenhang mit der Überleitung von Hochwasserspitzen der Sihl in den Zürichsee der Fokus auch auf die Höchststände des Zürichsees und der Seeausflüsse gelegt. Zur Klärung der Frage, ob heute solche Zürichsee-Stände noch auftreten können, hat das AWEL (Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft, Kt. Zürich) eine Studie zur Erkundung und Einordnung historischer

Hochwasser an der Limmat lanciert (Scherrer AG, 2015; Wetter und Specker, 2015). Im vorliegenden Artikel werden folgende Punkte beleuchtet: • Welche Veränderungen im Einzugsgebiet (EZG) und in der Stadt Zürich haben den Seestand und den Ausfluss aus dem See massgeblich beeinflusst, und sind Seehöchststände wie im Mittelalter heute überhaupt noch zu erwarten? • Am Zürichsee werden seit 1811 die Seespiegel registriert (Datenlücke 1881–1891). Die Zürichseeausflüsse werden nicht gemessen. Sind weitere Messdaten vorhanden? • Wie weit zurück in die vorinstrumentelle Zeit (vor 1811) können historische Seestände rekonstruiert werden? 2.

Historische Systemveränderungen

2.1 Veränderungen im EZG Das Einzugsgebiet (EZG) des Zürichsees in Zürich umfasst 1829 km2 (Bild 1), rund 600 km2 davon fliessen seit der Linth-Korrektion (1808–1816) über den Walensee dem Zürichsee zu. Der Walensee mit einer Seeoberfläche von 24.1 km2 hat ein EZG von 1061 km2. Der Zürichsee inkl. Obersee hat

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Hydrologisch-hydraulische Untersuchungen In den vergangenen Jahren wurden viele Aspekte zum Hochwasserschutz von Zürich untersucht: Neben dem Hochwasservorhersagesystem IFKIS Hydro Sihl (Zappa et al., 2010; Badoux et al., 2010), sind insbesondere Themen zum Komplex Risikoanalysen, Risikomanagement und Gefahrenkarte der Stadt näher betrachtet worden (Scapozza et al., 2013; Maidl et al., 2013; Dolf et al., 2014; Detert und Schatzmann, 2014); die Zürichsee-Höchststände waren dabei aber kein Thema. eine Fläche von 88.2 km2. Nur wenig unterhalb des Seeausflusses mitten in der Stadt Zürich mündet die Sihl mit 336 km2 in die Limmat. Vor der Linth-Korrektion floss die Linth von Näfels ohne Umweg über den Walensee via Ziegelbrücke in den Obersee. Der Obersee reichte im Mittelalter noch weit in die Ebene hinein und bildete den Tuggenersee, der 1550 endgültig verlandete. Mit der Linth-Korrektion wurde die Linth in den Walensee geleitet und die Linth zwischen Walensee und Obersee kanalisiert (Vischer, 2003). Mit der Umleitung der Linth wurden die Abflussspitzen grosser Linth-Hochwasser im Walensee und auf den Überflutungsflächen in der Linth-Ebene stark gedämpft. Zusätzlich dürften die heute im EZG befindlichen Stauseen (in Klammern Jahr der Inbetriebnahme, Seefläche und EZG-Fläche): Limmernsee (1963, 1.3 km2, 17.8 km2), Klöntalersee (1910, 3.2 km2, 82.8 km2), Wägitalersee (1924, 4.2 km2, 42.7 km2), Sihlsee (1937, 10.7 km2, 156 km2) einen dämpfenden Einfluss ausüben. 2.2 Veränderungen in Zürich Bild 2 zeigt die wesentlichen Messstellen, Brücken und sonstigen wichtigen Standorte im Raum Zürich auf dem aktuellen Stadtplan als Anhaltspunkte. Die erwähnten flussbaulichen Veränderungen im EZG zwischen 1200 und heute 109

veränderten auch das Abflussverhalten der Limmat in der Stadt Zürich. Diesen Veränderungen des Zu- und Abflussverhaltens gilt es bei der Interpretation der rekonstruierten Scheitelwasserstände Rechnung zu tragen. Es wurde versucht, die zahlreichen flussbaulichen Veränderungen inner- und ausserhalb des direkten Untersuchungsgebietes in einer semi-quantitativen Weise zu berücksichtigen. Die «Quantifizierung» der Veränderung der Abflussverhältnisse wurde durch eine 12-stufige Bewertungsskala vorgenommen, wobei -6 für eine sehr starke, -1 für eine sehr geringe Abflussverschlechterung bzw. +1 für eine sehr geringe und +6 für eine sehr starke Abflussverbesserung stehen (Bild 3). Die Grafik zeigt, dass sich die Abflussverhältnisse ab dem 13. bis Anfang 19. Jahrhundert, zwar nur sehr schwach, dafür aber kontinuierlich verschlechterten. Mit dem Bau resp. Umbau von Brücken und Mühlen wurden wiederholt die Ufermauern an unterschiedlichen Orten ins Abflussprofil verschoben (1371, 1395, 1535, 1553, 1593–95, 1620) und in der Mitte des 16. Jh. wurde unterhalb des Rathauses (2 in Bild 2) die Schlachthalle über der Limmat errichtet. Viele Änderungen betrafen auch den Bereich zwischen See und Münsterbrücke (a bis 1 in Bild 2); 1642–1677 wurde der Schanzengraben als Teil der Stadtbefestigung (II in Bild 2) erstellt. 1862 wurde die Mündung des Schanzengrabens von der Limmat in die Sihl verlegt. Erst die Linth-Korrektion Anfang des 19. Jh. und die Veränderungen in der zweiten Hälfte des 20. Jh. brachten auf einen Schlag grosse Verbesserungen. Ebenfalls eingetragen sind die rekonstruierten Hochwasserstände.

Im 19. Jh. wurde zunehmend erkannt, dass Hindernisse in der Limmat den Seeausfluss hemmen. Deshalb wurden sie fortan beseitigt und weitere abflussfördernde Massnahmen ergriffen. 1835 beispielsweise wurden das Pumpwerk (A), die Palisaden (B) und das Grendelgebäude (C) entfernt und die alte Münsterbrücke (1 in Bild 2) mit weniger Pfeilern neu gebaut. Auch der Wellenbergturm (D) wurde abgetragen und das Flussbett vertieft. 1842 bis 1846 wurden dann fünf Freischleusen am oberen Mühlesteg (3) erstellt und das Durchflussprofil verbreitert. 1846–1856 erfolgten verschiedene Gerinneerweiterungen am Oberen Mühlesteg (3), 1862 wurde die Mündung des Schanzengrabens vom Unteren Mühlesteg zur Sihl verlegt. 1865 entschloss man sich zur Aufhebung des Fröschengrabens (I) als Seeausflussgerinne. 1861 wurde die Bahnhofbrücke (5) erstellt. Gegen Ende des 19. Jh. wurden verschiedene weitere Wehre und Mühlen beseitigt und mit dem Umbau der Rathausbrücke (2) das Gerinne vertieft. Mit der Seeregulierung in den Jahren 1943 bis 1951 wurden die Seespiegelschwankungen auf die Koten zwischen 405.45 und 406.15 m ü. M. begrenzt. Im Hochwasserfall darf der Abfluss der Limmat zusammen mit der Sihl in Zürich-Unterhard 600 m3/s nicht überschreiten. Bei Hochwasser der Sihl muss dann der ZürichseeAusfluss entsprechend gedrosselt werden. Beim Platzspitz, unmittelbar unterhalb des früheren Nadelwehrs, wurden zwei Dachwehre mit einer bewegliche Stauhöhe von 4.60 m errichtet. Direkt daneben kann mit einem weiteren Dachwehr der Oberwasserkanal des Limmat-Kraftwerks Letten ver-

Bild 1. EZG des Zürichsees mit Veränderungen Linth-Korrektion. 110

Bild 2. Stadt Zürich mit den Pegeln, Brücken und wesentlichen Punkten entlang der Limmat. Pegel (rot): a) Zürichsee – Zürich, Quaibrücke; b) Stadthaus (Bau schänzli); c) Oberer Mühlesteg; d) Unterer Mühlesteg; e) Papierer Werd, unter dem langen Steg; f ) Platzpromenade, Schlachthaus; g) Mitte Platz(promenade), Mitte Schützenplatz; h) Platzspitz. Gewässer (blau): I) ehem. Fröschengraben; II) Schanzengraben. Brücken (gelb): 1) Münsterbrücke; 2) Rathausbrücke (Gemüsebrücke); 3) Oberer Mühlesteg (Obersteg), Rudolf-Brun-Brücke; 4) Unterer Mühlesteg (Untersteg); 5) Bahnhofbrücke; 6) Langer Steg; 7) Drahtschmidlisteg. Sonstiges (grün): A) Pumpwerk; B) Palisaden; C) Grendeltor, -gebäude; D) Wellenbergturm; E) Nadelwehr; F) Regulierwehr Zürich; G) Rathaus; H) Fraumünster mit Münsterplatz/-hof; I) Hauptbahnhof; J) Bellevue. «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Bild 3. Bewertung der flussbaulichen Veränderungen der Zu- und Abflussverhältnisse der Limmat: +/- 1 keine bis kaum verschlechterte (-) / verbesserte (+) Zu- bzw. Abflusswirkung +/- 6 sehr stark verschlechterte (-) / verbesserte (+) Zu- bzw. Abflusswirkung.

Bild 4. Jahreshöchststände am Zürichsee und historische Systemveränderungen. schlossen werden. Die Haupthindernisse in der Limmat wurden abgebrochen. Dies umfasste drei Gebäude am oberen Mühlesteg sowie vier Gebäude am unteren Mühlesteg. Zusätzlich wurde die Limmat-Sohle zwischen der Rudolf-Brun-Brücke und der Bahnhofbrücke 0.5 bis 1.0 m vertieft. Der Aufstau der Limmat hatte zur Folge, dass auch die Ufermauern in den entsprechenden Abschnitten angepasst werden mussten. 3.

Erste Zürichsee-Spiegel um 1340

3.1 Einleitung Auf der Homepage des BAFU ist der jeweils höchste Seestände jedes Monats für die Periode seit 1951 einsehbar. Auf Anfrage liefert das BAFU digital die Jahreshöchststände zurück bis 1811. In früheren Jahrbüchern (z. B. 1906) sind aussergewöhnliche Höchststände verzeichnet, für den Zürichsee beispielsweise der Stand vom Hochwasser 1762. Weitergehende Recherchen in Archiven und gedruckten Quellen sind aufwendig, aber für die Situation in Zürich erfolgversprechend.

3.2 Rekonstruierte Seestände Vor dem 18. Jh. sind Hochwasserereignisse nur gelegentlich in Quellen überliefert. Trotz den darin enthaltenen Unschärfen wurde der Versuch unternommen, daraus möglichst genaue Scheitelwerte zu rekonstruieren. Die historischen Beschreibungen geben oft zur Veranschaulichung des Hochwasserstandes die höchsten resp. äussersten überschwemmten Stellen an, wobei häufig die gleichen Orte genannt werden. Es bot sich daher an, häufiger genannte Überschwemmungsorte nach ihrer Höhe zu rekonstruieren und so von der Lage auf die Höhe des Wasserspiegels zu schliessen. Bullinger berichtet in seinem Diarium vom April 1566: «Das kornhuss (vor dem Fraumünster gelegen und 1897 abgebrochen) stand im wasser, uns was bidem Weggen und zum Schwert (beide am linken Limmatufer bei der Rathausbrücke) gestäget. Das wasser luff für den Kämbel (am Münsterplatz gelegen) uff halben Münsterplatz hinab, gieng an das werchhuss, luff in krützgang zum Frowen münster, und an der oberen bruggen gägen Frowen münster mocht man es von der bruggen erlangen.»

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Für die Limmat erwies sich das hochwasserexponiert gelegene Fraumünsterareal mit Kirche, Kreuzgang und Münsterhofplatz als günstiger Referenzpunkt. Die im Laufe der Jahrhunderte durch Nutzung, Neu- und Ausbauten veränderten Bodenniveaus dieser Teile liessen sich ausreichend genau rekonstruieren. Die sieben rekonstruierten maximalen Zürichsee-Höchststände datieren zurück bis ins Jahr 1343. Die beiden grössten bekannten Zürichsee-Höchststände ereigneten sich 1511 und 1566. und lagen nochmals ca. einen halben Meter höher als derjenige von 1762. Der Bau des Schanzengrabens in den 1670er-Jahren (Bild 4) hatte keinen massgeblichen Einfluss auf die maximalen Seestände der historischen Hochwasser. 3.3 Gemessene Seestände Die Jahreshöchststände des Zürichsees liegen mit zusätzlichen Informationen zu den Pegeln seit 1811 vor (BAFU, 2014). Seit 1866 sind tägliche Pegelstände von Zürichsee und Limmat archiviert. Dokumente zu aussergewöhnlichen Höchstständen konnten auch für die Zeit vor den regelmässigen Messungen gefunden werden. Eine sehr umfangreiche, bisher unbekannte Dokumentation der Seestände und der LimmatPegel bis zur Sihl-Mündung wurde im Archiv des Amtes für Abfall, Wasser, Energie und Luft des Kantons Zürich (AWEL) gefunden. Das Besondere sind die ab 1845 vorliegenden täglichen Messungen an 7 Messstellen (siehe auch Bild 2, b bis h), Infos zu den Schleusen und zum Stand der Sihl. Bild 4 zeigt sämtliche nun bekannten Jahreshöchststände am Zürichsee. Rot eingetragen ist die 200-jährige Messreihe, blau die rekonstruierten historischen Hochwasser sowie rosa der Bau des Schanzengrabens, gelb die Linth-Korrektion und in grün der Bau des Regulierwehrs. Dies sind die wesentlichsten Änderungen im System. Zum Vergleich liegt heute der mittlere Seespiegel des Zürichsees bei 405.95 m ü. M. und die Haltestelle am Zürcher Bellevue auf 408.51 m ü. M. Die grössten gemessenen Höchststände des Zürichsees datieren aus den Jahren 1762 (408.06 m ü. M.) und kurz nach dem Abschluss der Linth-Korrektion 1817 (407.77 m ü. M.). Zum letzten Mal auf beinahe 407.5 m ü. M stieg der Zürichsee am 15. Juni 1876. In dieselbe Zeit fallen auch verschiedene Massnahmen zur Verbesserung der Abflussverhältnisse aus dem Zürichsee. Bis 1866 der letzte Abschnitt der Linth (Ausbau zwischen Grinau und Obersee) korrigiert wurde, ereigneten sich noch 111

Bild 5. Pegel-Ausfluss-Beziehung (Pegelstand Zürichsee zu Limmat-Abfluss) nach verschiedenen Autoren sowie historische Seestände. etliche Seehochwasser (1821, 1824, 1831, 1837, 1846, 1851, 1855), welche alle grösser waren als die grössten im 20. Jh.: 1910 (407.22 m ü. M.), 1953 (406.91 m ü. M.) und 1999 (407.01 m ü. M.). Einen deutlichen Einfluss hatte also die Umleitung der Linth in den Walensee. So konnten die höchsten Zürichsee-Stände um rund einen Meter gesenkt werden. Eine weitere Reduktion um rund einen halben Meter konnte mit der Zürichsee-Regulierung und der damit verbunden Erhöhung der Ausflusskapazität erzielt werden (siehe Kap. 4). 4. Seeausflüsse Zur Klärung der Frage, ob solche hohe Seestände wie im Mittelalter heute immer noch möglich sind, wurden die Beziehungen zwischen Seestand und Abfluss (PQ-Beziehung) in der Limmat und im Schanzengraben zusammengetragen. Im Bereich der heutigen Stadt Zürich verlagerte sich der Lauf der Sihl auf dem Schuttkegel immer wieder; ursprünglich floss sie westlich des Giesshübels (vom Hauptbahnhof ca. 2 km sihlaufwärts) vorbei. Bereits vor dem Neolithikum wandte sich ihr Lauf gegen den Hauptbahnhof hin und pendelte später zwischen Hauptbahnhof und Zürichsee (Schindler, 1971). Die damit verbundenen Ablagerungen beeinflussten den Stand des Zürichsees. Seit ungefähr 1000 n. Chr. mündet die Sihl in der Nähe des Hauptbahnhofs in die Limmat. Die Rekonstruktion der PQ-Beziehung von Riesen (2007) für das Neolithikum (ca. 5500–2500 v. Chr.), basierend auf diversen Arbeiten von Schindler, ergibt bei einem Zürichsee-Spiegel von 406 m ü. M. eine sehr grosse Abflusskapazität der Limmat von rund 250 m3/s (Bild 5). Anthropogene Einflüsse beginnen 112

bereits mit den Römern, aber erst im Mittelalter wirken sich die Veränderungen der Abflusskapazitäten markant aus. Rekonstruktionsversuche für die Zeit vor dem 19. Jh. scheiterten, da die dazu notwendigen genauen Grundlagen fehlen, so stammt das älteste Querprofil an der Limmat aus dem Jahr 1834 (Wetter und Specker, 2015). In der Mitte des 19. Jh. wurde die Problematik der Einbauten in der Limmat erst richtig erkannt und erste Abflussmessungen wurden vorgenommen. Pestalozzi (1855) schätzte die Abflusskapazität gar optimistisch ein (Bild 5). Legler (1868) vermutete Messfehler bei Pestalozzi. Legler (1868) und Wetli (1885) gehen bei höheren Wasserständen von ähnlichen Abflüssen aus, bei niedrigem Wasserstand (406 m ü. M.) gehen ihre Einschätzungen stark auseinander. Von Wetli sind auch Seestand-Abfluss-Beziehungen im Schanzengraben vorhanden. Für Seestände unterhalb von 406.2 m ü. M. stimmen die Abflüsse gut mit dem heutigen Sommerreglement überein (4, resp. 10 m3/s unter resp. über einem Seestand von 406.15 m ü. M.) bei einem Hochwasser wie 1876 (Seestand von rund 407.5 m ü. M.) sind nach Wetli (1885) aber Abflüsse aus dem Schanzengraben von 50 m3/s möglich. Für den Seeausfluss spielt der Schanzengraben eine kleine Rolle. Für die noch höheren Seestände der Hochwasser 1762 und 1817 wurde Wetlis Seestand-Abflussbeziehung durch die Scherrer AG linear extrapoliert. Damit erhält man für das Hochwasser 1762 bei einem Seestand von 408.07 m ü. M. eine gesamte Seeausflussspitze von ca. 470 m3/s und für das Hochwasser 1817 rund 400 m3/s, was sich mit den Angaben von Legler (1868) deckt. Die Abflüsse werden mit der linearen Extrapolation tendenziell eher unterschätzt,

da die Querprofile sich beim Ausufern eher vergrössern und die Abflüsse überproportional zunehmen. Mit dem Entfernen von verschiedenen Hindernissen in der Limmat verdoppelte sich die Abflusskapazität zwischen der Mitte des 19. Jh. und den 1930er-Jahren bei einem Seestand von 406 m ü. M. von 70 m3/s auf 140 m3/s (Bild 5, Vergleich Legler/Bärtschi). Mit der Realisierung des Regulierwehrs 1951 und weiteren abflussfördernden Massnahmen konnte der Abfluss bei gleichem Seestand nochmals um 70 m3/s auf heute über 200 m3/s erhöht werden – dies entspricht einer Verdreifachung! Die höhere Abflusskapazität entschärft also die Situation gegenüber dem 19. Jh. (und früher) entscheidend. Die 2d-Simulationen für den heutigen Ist-Zustand von TK Consult (2014) bestätigen die in den 1930er-Jahren für das Projekt vorhergesagten Abflüsse. Zur besseren Übersicht über die Verhältnisse des Zürichsee-Spiegels sind die durch Wetter und Specker (2014) rekonstruierten höchsten Zürichsee-Stände von 1511 und 1566 und der Bereich weiterer hoher Zürichsee-Stände in den Jahren 1343, 1553, 1570, 1664 und 1720 ebenfalls dargestellt worden (Bild 5). Zum Vergleich ist der Seestand des Hochwassers 1999 eingetragen, des grössten der letzten 60 Jahre. Ergänzend ist das Schutzziel für Neubauten (EHQ plus 50 cm) eingetragen (AWEL, 2014). 5.

Wie ordnen sich die Hochwasser ein? Am Zürichsee liegt nun bezüglich Seehochwasser ein überblickbarer Zeitraum von 650 Jahren vor. Allerdings hat es in dieser Zeitspanne grosse Veränderungen im EZG und beim Seeausfluss gegeben, welche die Vergleichbarkeit der Hochwasser erschwert. Aufgrund dieser Inhomogenitäten stellt sich die Frage, welche Informationen trotzdem für eine statische Einordnung der Hochwasser genutzt werden kann. Es gab aber Perioden, die in sich einigermassen homogen waren, so 1343– 1810 (468 Jahre vor der Umleitung der Linth in den Walensee), 1811–1880 (70 Jahre zwischen Linth-Korrektion und Umbau Rathausbrücke/Vertiefung des Flussbetts unter der Brücke), 1881–1951 (71 Jahre zwischen Umbau Rathausbrücke und Inbetriebnahme Regulierwehr) und 1952–2013 (62 Jahre nach der Inbetriebnahme des Regulierwehrs an der Limmat oberhalb der Sihlmündung). Die ältesten und zugleich höchsten Seestände wurden eingeordnet und sind in Bild 6a als braune Kästchen eingetragen. Die Perioden 1811–1880, 1881–1951 und 1952–

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Bild 6. Frequenzdiagramm Zürichsee inkl. historische Hochwasser, links die unkorrigierte Reihe, rechts die korrigierte Reihe. 2013 wurden zu einer inhomogenen Periode zusammengefasst (blaue, grüne und rote Kreise). Die Periode nach der Seeregulierung 1952–2013 wurde zusätzlich separat ausgewertet (rosa Quadrate). Ebenfalls eingetragen sind die heute aktuellen Hochwasser unterschiedlicher Jährlichkeit. Ungeklärt ist aber die Frage, ob die grossen historischen Hochwasser im Mittelalter nur wegen der beschränkten Abflussverhältnisse zu derart hohen Seeständen führten oder ob es sich dabei tatsächlich um aussergewöhnlich grosse Ereignisse handelte. Von den mittelalterlichen Rekonstruktionen liegen leider nur die Höchststände vor. Seit 1811 sind hingegen mindestens Tageswerte der Seespiegelmessungen verfügbar. Legler (1869) und Wetli (1885) ermittelten damit den Seezufluss für die Hochwasser 1817, 1846 und 1876. Für die Hochwasser 1910 und 1953 standen neben den Tageswerten auch höher aufgelöste Werte zur Verfügung. Aus den Zuflussganglinien berechnete TK Consult für die historischen Hochwasser von 1817, 1846, 1876, 1910 und 1953 den Seeausfluss unter heutigen Abflussbedingungen (höhere Seeausflusskapazität). Damit kann eine Homogenisierung der Daten vorgenommen und gezeigt werden, mit welchen Seeständen und Ab-

flussspitzen in Zürich-Unterhard (inkl. Sihl) bei heutigen Verhältnissen zu rechnen ist. Für die Berechnungen wurden entweder a) die Seespiegeldaten gemäss den historischen Messungen vorgegeben, d. h. die historischen Ganglinien des ZürichSeestands bilden die Randbedingungen für die Modellierung. Daraus werden unter den heutigen Abflussbedingungen der Zürichsee-Zufluss und -Ausfluss zurück berechnet oder b) die nach Legler (1868a) resp. Wetli (1885) berechneten Zuflüsse zum Zürichsee wurden vorgegeben, und der ZürichseeStand, resp. der Ausfluss aus dem Zürichsee unter heutigen Bedingungen wurden berechnet. Zusätzlich zu diesen Randbedingungen müssen Annahmen zum Abfluss der Sihl getroffen werden. Bei den neueren Ereignissen sind die Ganglinien der Sihl bekannt, und für die älteren Ereignisse mussten Annahmen getroffen werden. Da die Höchststände der Sihl meist vor den Zürichsee-Höchstständen eintreten, sind diese Annahmen nur bei mehrgipfligen Ereignissen von grösserem Einfluss, wie 1846 oder 1999 als sich zwei Hochwasserereignisse im Abstand von wenigen Tagen wiederholten.

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Bild 6b zeigt die Veränderung der Seehochstände der Hochwasser von 1817 und 1821 unter heutigen Bedingungen: Das Hochwasser 1821 wäre heute 0.5 m weniger hoch, dasjenige von 1817 sogar 0.7 m! Für die 200-jährige Reihe wurden die grössten Hochwasser im Frequenzdiagramm eingeordnet. Für die Herleitung der HQx-Werte sind die beiden grössten Hochwasser seit 1952 (HW 1953 und 1999) ohne Korrektur des Zürichsee-Stands beibehalten worden, während die vier höchsten Seestände der Periode 1811–1880 (HW 1817, 1821, 1824 und 1876) sowie das grösste Hochwasser der Periode 1881–1951 (HW 1910) korrigiert wurden (ausgefüllte Kreise, kräftige Farben). Nach der Korrektur ergibt sich eine neue Rangierung über die nun als homogen angenommene Periode von 1811–2013. Das Hochwasser 1817 liegt nach der Korrektur auf Rang 1 (407.07 m ü. M.), gefolgt vom Hochwasser 1910 und 1999 (407.01 m ü. M.). Dem Hochwasser 2005 wurde eine Wiederkehrperiode von maximal 20 Jahren (Rang 10 oder tiefer) zugeordnet. Die rot gepunktete Linie stellt die vorgeschlagenen Hochwasserabflüsse unterschiedlicher Jährlichkeit dar. Aufgrund der homogenisierten Daten und des Frequenzdia gramms wird am Zürichsee ein HQ30 von 406.80–406.95 m ü. M. und ein HQ100 von 113

die Zeiten einer Schifffahrt zum Fraumünster wohl endgültig vorbei.

Hochwasserschutz Zürich (Teil 1) – Integrales Risikomanagement für den Hochwasserschutz in der Stadt Zürich, «Wasser Energie Luft», 105. Jg.,

Tabelle 1. Seehochwasserstände des Zürichsees [m ü. M.] unterschiedlicher Jährlichkeit ohne und mit Berücksichtigung der historischen Hochwasser. 406.95–407.10 m ü. M. vorgeschlagen (Tabelle 1). Das aktuell gültige HQ30 und HQ100 wird demnach eher unterschätzt, das aktuelle HQ300 und EHQ scheinen plausibel. 6.

Auswertung grosser Hochwasser in Zürich Bei der Analyse grosser Hochwasser zeigt sich, dass der Zürichsee massgeblich ansteigen muss, bevor sich grosse Abflüsse in die Limmat ergiessen. Die rasch reagierende Sihl hat ihre Hochwasserspitze dann bereits abgeführt, d. h. der zeitliche Versatz reicht meist aus, sodass keine Überlagerung der Abflussspitzen erfolgt. Längere Hochwasser (z. B. Hochwasser 1953, 1999), die durch mehrtägige ergiebige Niederschläge ausgelöst werden, sind daher oft massgebend. Besonders kritisch sind längere, zweigipflige Hochwasser (z. B. Hochwasser 1846 und 1999), weil die erste Spitze den See ansteigen lässt und die Entwässerung des Zürichsees anschliessend lange anhält (insbesondere weil auch der Walensee über eine längere Zeit stark verzögert entwässert) und es bei der zweiten Spitze dann annähernd zu einer Überlagerung kommt. Bei einer vollständigen Überlagerung der Abflussspitzen von Limmat und Sihl sind noch höhere Abflüsse möglich. Für noch seltenere Seehochwasser müssten einerseits die massgebenden Niederschläge und andererseits Eventualitäten wie Dammbrüche am Escherkanal berücksichtigt werden, welche beispielsweise die Abflussdämpfung des Walensees rückgängig machen. 7. Ausblick Mehrere Massnahmen zur Erhöhung der Abflusskapazität und zur besseren Regulierung des Zürichsees wurden in den letzten 150 Jahren realisiert, weitere sind bereits geplant oder in Vorbereitung. Es sind dies der Ersatz der Wehranlage des Platzspitzwehrs, die Anpassung der Pfeilerkonstruktion der Rathausbrücke und Ausbaggerung der LimmatSohle zur Erhöhung der Abflusskapazität an der engsten Stelle der Limmat. Damit sind 114

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Was macht Hochwasserschutzprojekte erfolgreich? Hannes Suter, Luzius Thomi, Rolf Weingartner, Andreas Zischg

Zusammenfassung Basierend auf einer Untersuchung am Mobiliar Lab für Naturrisiken, an der Universität Bern geht dieser Artikel der Frage nach, was Hochwasserschutzprojekte erfolgreich macht. Er fokussiert dabei auf die zwei Kernthemen Risiko und Nutzen. Hochwasserschutzprojekte werden mehrheitlich nach eingetretenen Überschwemmungsereignissen geplant und umgesetzt. Zwar reduzieren die Massnahmen das Risiko kurzfristig nachweislich, die zukünftige Risikoentwicklung ist jedoch ungewiss, dürfte langfristig aber vielerorts anwachsen. Für einen nachhaltigen Schutz vor Hochwassern braucht es ein Monitoring, das die risikorelevanten Parameter überwacht und Veränderungen der Gefahr, des Schadenpotenzials und der Verletzlichkeit abbildet. Zudem ist eine systematische Koordination der wasserbaulichen Massnahmen mit organisatorischen oder raumplanerischen Massnahmen notwendig. Eine solche findet heute nicht grundsätzlich statt. Zusatznutzen steigern den Wert von Hochwasserschutzprojekten. Ansätze zur Kombination von Hochwasserschutz mit ökologischen, wirtschaftlichen oder gesellschaftlichen Nutzen sind vorhanden, das Potenzial wird aber nicht voll ausgeschöpft. Weiter ist eine räumliche (z. B. Einzugsgebietssicht) und sektorale (z. B. Schnittstellen zu Revitalisierung, Naherholung, Infrastrukturprojekte) Vernetzung von Hochwasserschutzprojekten zu fördern, da diese nachweisbar mehr Nutzen generieren. Résumé Le présent article se fonde sur une étude du laboratoire Mobilière de recherche sur les risques naturels à l’Université de Berne pour étudier les facteurs de succès des projets de protection contre les crues. L’analyse se concentre sur les deux thèmes clés que sont le risque et l’utilité. La plupart des projets de protection contre les crues sont planifiés et mis en œuvre après des inondations. À court terme, il est démontré que les mesures analysées réduisent les risques. L’évolution future des risques est incertaine, mais, à long terme, ils devraient augmenter en de nombreux endroits. Afin que la protection contre les crues soit durable, il convient de procéder à un monitoring afin de mesurer les paramètres pertinents en matière de risque et de se représenter les évolutions des risques, du potentiel de dommages et de la vulnérabilité. En complément, une coordination systématique des mesures centrales d’aménagement hydraulique et des mesures d’organisation et d’aménagement du territoire est nécessaire. À l’heure actuelle, cette coordination n’est pas faite a priori. Des approches existent pour tirer des projets de protection contre les crues des avantages additionnels sur le plan écologique, économique ou social, mais le potentiel en la matière n’est pas pleinement exploité. Il faudrait encourager une interconnexion spatiale (bassin versant, etc.) et sectorielle (interfaces avec des projets d’infrastructure, revitalisation, zones de détente, etc.); il est en effet prouvé qu’une telle interconnexion apporte des avantages supplémentaires.

1. Einleitung Seit dem Hochwasserereignis im August 2005, das in der Schweiz Schäden im Umfang von rund 3 Mrd. CHF verursacht hatte (Bezzola & Hegg, 2007), hat die Schweizerische Mobiliar Versicherung gut 80 Präventionsprojekte zum Schutz vor Natur-

gefahren finanziell unterstützt. Das Mobiliar Lab für Naturrisiken an der Universität Bern hat die meisten dieser Projekte unter bestimmten Aspekten evaluiert und die Resultate im Bericht «Was macht Hochwasserschutzprojekte erfolgreich» (Thomi et al., 2015) veröffentlicht. Der Bericht kann

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

auf der Website www.mobiliarlab.unibe.ch heruntergeladen werden. Der vorliegende Artikel greift spezifische Aspekte der Forschungsresultate heraus, wobei folgende Fragen im Vordergrund stehen: • Wie können Hochwasserrisiken frühzeitig erkannt und langfristig gemindert werden? • Welche zusätzliche Nutzen haben Hochwasserschutzprojekte nebst der Schutzwirkung? Insgesamt wurden 71 Hochwasserschutzprojekte aus 11 Kantonen systematisch aus dem Blickwinkel dieser beiden Aspekte untersucht. Die Gesamtkosten der einzelnen evaluierten Projekte bewegen sich zwischen 60 000 und 24 610 000 CHF. Im Zentrum der Evaluation standen Fragen zum Nutzen der Projekte und zu deren Auswirkungen auf das Hochwasserrisiko. Die Analysen sollten aufzeigen, was Hochwasserschutzprojekte aus der Sicht der oben erwähnten Aspekte erfolgreich macht. Im Vordergrund stand die Sichtweise der Gemeinden. Die Untersuchung beschränkte sich aber nicht nur auf diese. Vielmehr wurde der Standpunkt der Gemeinden mit den Sichtweisen weiterer Akteure wie Bund, Kantone, Ingenieurbüros, Wissenschaft und Versicherung konfrontiert, um so ein umfassenderes Bild der Verbundaufgabe Hochwasserschutz zu gewinnen. 2. Vorgehensweise Die Evaluation ist in sechs Phasen gegliedert. Die ersten vier Phasen fokussieren auf die Gemeindesicht: 1. Auswertung der Projektunterlagen (Technische Berichte, Pläne usw.) anhand von insgesamt 151 Indikatoren (Anzahl der untersuchten Projekte: n=71). 2. Schriftliche Umfrage bei den Projektverantwortlichen der Gemeinden (Anzahl Rückmeldungen: n=57, Rücklaufquote: 80 %). 3. Halbstandardisierte Experteninterviews mit ausgewählten Projektver115

antwortlichen der Gemeinden (n=6). 4. GIS-gestützte Auswertungen. In den Phasen 5 und 6 wurden die Ergebnisse durch den Einbezug zusätzlicher im Hochwasserschutz involvierter Akteure erweitert: 5. Halbstandardisierte Experteninterviews mit kantonalen Projektverantwortlichen (n=2). 6. Workshop mit zentralen Akteuren im schweizerischen Hochwasserschutz (Bund, Kanton, Gemeinde, Ingenieurbüro, Versicherung, Universität; insgesamt 15 Teilnehmende). 3.

Ergebnisse und Diskussion

3.1

Kurzfristig sinkt das Risiko – langfristig steigt es an Die nachfolgenden Abschnitte gehen der Frage nach, wie Risiken erkannt werden, inwiefern Hochwasserschutzprojekte zu einer Reduktion des Risikos führen und wie sich dieses längerfristig entwickelt. Risiko wird hier als Produkt der Eintretenswahrscheinlichkeit eines Ereignisszenarios und des Schadenpotenzials, das wiederum von den exponierten Werten und deren Verletzlichkeit abhängt, definiert. 3.1.1 Ereignisse sind die wichtigsten Auslöser für Hochwasserschutzprojekte Die mit Abstand wichtigsten Auslöser für Hochwasserschutzprojekte sind Hochwasserereignisse. In über drei Vierteln aller untersuchten Projekte nannten die befragten Projektverantwortlichen ein Hochwasserereignis als Ursprung für das Projekt. In der Tat hat in 80 % aller Projektregionen in den zehn Jahren vor Projektbeginn ein Hochwasserereignis stattgefunden. Weitere Gründe für eine Projektlancierung sind beispielsweise ein erkanntes Schutzdefizit aufgrund einer Gefahrenkarte, eine ökologische Aufwertung des Gewässers (Revitalisierung) sowie die Sanierung bestehender Wasserbauanlagen (Geschiebesammler, Verbauung, Eindolung usw.) und Infrastrukturprojekte (z. B. Strassenbau). Bild 1 zeigt die relative Verteilung der Gründe für eine Lancierung eines Hochwasserschutzprojekts. Fazit: Trotz der Förderung der Hochwasserprävention auf Bundesebene (z. B. integrales Risikomanagement, Risikokultur; vgl. z. B. PLANAT, 2004) sowie der Schaffung von Grundlagen zur Gefahrenerkennung (z. B. Gefahrenkartierung) sind Hochwasserereignisse die entscheidenden Auslöser, damit Schutzmassnahmen ergriffen werden: Überschwemmungen ma116

chen Risiken greifbar und bauen so den nötigen politischen Druck zur Umsetzung von Schutzmassnahmen auf. 3.1.2 Hohe kurzfristige Wirksamkeit Die Wirksamkeit der umgesetzten Hochwasserschutzmassnahmen lässt sich am besten an konkreten Ereignissen messen. In 18 Fällen hat nach der Umsetzung der Schutzmassnahmen ein weiteres Hochwasserereignis stattgefunden. Bei einem Teil dieser Ereignisse war der Abfluss mindestens ebenso gross wie bei einem früheren schadenbringenden Hochwasser vor der Realisierung der Schutzmassnahmen. Trotzdem sind bei keinem dieser erneuten Ereignisse ausserhalb des Gerinnes Schäden aufgetreten. 3.1.3 Unterschiedliche Nutzungsentwicklung Durch die Schutzwirkung der umgesetzten Massnahmen kann sich die Nutzung des geschützten Gebiets im Projektperimeter verändern. Tabelle 1 zeigt, wie die Projektverantwortlichen die Landnutzungsveränderungen nach Umsetzung der Hochwasserschutzmassnahmen beurteilen. Es gilt zu beachten, dass es sich bei einem grossen Teil der untersuchten Projekte um eine Einschätzung handelt, da die Projekte

zum Zeitpunkt der Umfrage erst seit Kurzem oder noch nicht fertiggestellt waren. Längerfristig kann die Nutzungsveränderung des geschützten Perimeters also anders ausfallen als in Tabelle 1 dargestellt. Gemäss den kommunalen Projektverantwortlichen hat sich die Landnutzung im Anschluss an die Umsetzung der Massnahmen meist wenig verändert. Auffallend ist, dass die Nutzung als Naherholungsgebiet sowie der Raum für die Natur in vielen Fällen zugenommen haben. Weiter zeigt sich eine leichte Abnahme der Bauzonenfläche. Zudem besteht eine Tendenz zur Zunahme der Bautätigkeit im geschützten Perimeter, was insofern bemerkenswert ist, als dies bereits kurze Zeit nach Realisierung der Massnahmen festgestellt werden kann. Ob die stärkere Bautätigkeit von einer erstmaligen Überbauung freier Bauzonen herrührt oder aber von einer Verdichtung bereits überbauter Bauzonen, kann aus den Daten nicht abschliessend festgestellt werden. Die Ergebnisse deuten jedoch an, dass der Grund, aus dem ein Projekt initiiert wurde, einen Einfluss auf die Nutzungsentwicklung im geschützten Perimeter hat. Bild 2 zeigt, dass risikorelevante Entwicklungen, wie etwa die Zunahme der Bautätigkeit, ausgeprägter sind, wenn ein Hochwasserschutzprojekt

Bild 1. Grund für die Ausführung von Hochwasserschutzprojekten (Anzahl beantworteter Fragebögen: 57, Mehrfachnennungen möglich). Landnutzung

Abnehmend Gleichbleibend

Zunehmend NA

Landwirtschaftliche Tätigkeit

72%

13 %

Bautätigkeit

61%

19%

15 %

Fläche der Bauzonen

19%

62%

13 %

Nutzung als Naherholungsgebiet

48%

37%

13 %

Raum für die Natur

26%

58%

12 %

Tabelle 1. Veränderung der Landnutzung innerhalb des geschützten Perimeters nach Umsetzung der Massnahmen (Prozente der Zeilensummen; Anzahl beantworteter Fragebögen: 57). «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

aufgrund einer Erkennung eines Schutzdefizits nach Vorliegen einer Gefahrenkarte initiiert wurde. Fazit: Die durch das Projekt gewonnene Risikoreduktion könnte durch das anwachsende Schadenpotenzial (z. B. durch eine erhöhte Bautätigkeit in den geschützten Gebieten) langfristig wieder zunichtegemacht werden (vgl. Weingartner 1999, Keiler et al. 2006). Wenn die betroffenen Akteure nicht mit einer Überschwemmung rechnen, so kann dies zu einer unangepassten Landnutzung und somit zu einer erhöhten Verletzlichkeit führen, wie eine Untersuchung in Österreich zeigt (Fuchs et al. 2015). Handlungsbedarf besteht insbesondere in der gelben Zone, wo heute im Gegensatz zur blauen und roten Zone kaum baurechtliche Massnahmen greifen (z. B. durch Bauauflagen). Aber auch für den Überlastfall braucht es eine bessere Vorbereitung, damit Schäden verhindert werden. Möglichkeiten für eine langfristige Risikoreduktion bestehen in einer Senkung der Verletzlichkeit, z. B. durch Objektschutz (Egli, 2002), der Verminderung des Anstiegs der Sachwerte innerhalb des gefährdeten Perimeters oder durch die Planung eines schadenminimierenden Ablaufs des Überlastfalls (Petraschkeck et al., 2002). Letztlich geht es darum, eine risikobasierte Raumplanung einzuführen und somit neben der Gefahr die Raumnutzung und das Schadenpotenzial zu berücksichtigen (Camenzind & Loat, 2014).

prozentuale Anteil der hochwassergefährdeten Gebiete (rote, blaue und gelbe Zone) an den jeweiligen Bauzonen pro Gemeinde ist. Dazu wurden die kantonalen Hochwassergefahrenkarten, Stand Juni 2015, mit den harmonisierten Bauzonen («Bauzonen Schweiz [harmonisiert]», Bundesamt für Raumentwicklung ARE, Stand 1. Januar 2012) verschnitten. Bild 3 zeigt die Gemeinden in Abhängigkeit des Anteils gefährdeter Bauzonen und der erwarteten Bevölkerungsveränderung zwischen 2013 und 2017. Diese Prognose der Bevölkerungsveränderung wurde durch die Firma bwv its GmbH in St. Gallen erstellt. Die Voraussage basiert auf Bevölkerungsdaten des Bundesamts für Statistik, BFS. Gemeinden im oberen rechten Quadranten zeichnen sich durch ein über-

durchschnittliches Bevölkerungswachstum aus und gleichzeitig sind deren Bauzonen zu einem erheblichen Teil Wassergefahren ausgesetzt.

3.1.4 Hochwasserrisiken frühzeitig erkennen Ein steigendes Risiko ist insbesondere dort zu erwarten, wo zum einen eine erhöhte Gefährdung durch Hochwasser besteht und zum andern das Schadenpotenzial zunimmt. Während die Gefährdung in den Gefahrenkarten abgebildet ist, kann die Bevölkerungsentwicklung als Indikator für ein wachsendes Schadenpotenzial herangezogen werden: Nimmt die Bevölkerung zu, ist mit einer steigenden Wertekonzentration zu rechnen, etwa durch Neubauten. Eine Wertezunahme führt allerdings nur dann zu einem erhöhten Risiko, wenn die bedrohten Objekte verletzlich sind. Dies ist heute aufgrund fehlender spezifischer Bauauflagen insbesondere in Zonen geringer Gefährdung (gelbe Zonen) oft der Fall (siehe oben). Ein möglicher Ansatz, wie Gemeinden mit einer potenziellen Risikozunahme identifiziert werden können, wird nachfolgend skizziert. Mithilfe einer GIS-gestützten Auswertung wurde untersucht, wie gross der

Bild 2. Wie verändert sich die Nutzung im geschützten Perimeter bezüglich der Bautätigkeit? Die Veränderung ist nach dem Grund für die Projektinitiierung aufgeschlüsselt (n steht für die Anzahl Nennungen des Grundes für den Projektstart; Mehrfachnennungen möglich).

3.1.5 Massnahmen kombinieren – Risiko langfristig senken In 67 von 71 untersuchten Projekten wurden Massnahmen zur Verbesserung der Gerinnekapazität umgesetzt. Dazu gehören etwa der Gerinneausbau oder der Wasserrückhalt mittels Rückhaltebecken. Weiter wurden in den Projektunterlagen Massnahmen zum Schutz vor Ufer- und Sohlenerosion, Geschieberückhalt und Rückhalt von Schwemmholz genannt. Die baulichen Hochwasserschutzmassnahmen stehen also im Vordergrund. In vielen Fällen ergänzen aber

Bild 3. Gemeinden (n=1435) in Abhängigkeit der Bevölkerungsveränderung 2013 bis 2017 und des Anteils der Gefahrenzonen (gelb, blau und rot) an der Bauzone. Berücksichtigt sind nur Gemeinden mit einer Bauzone > 1 ha und einer Abdeckung der Bauzonen durch eine Gefahrenkarte von mindestens 50 %.

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Massnahmen raumplanerischer oder organisatorischer Art sowie Objektschutzmassnahmen die baulichen Hochwasserschutzmassnahmen. 95 % aller kommunalen Projektverantwortlichen geben in der Umfrage an, dass nebst den wasserbaulichen Massnahmen mindestens eine zusätzliche Massnahme getroffen worden sei. Organisatorische Massnahmen wie die Überwachung der Wetter- und Abflusssituation, Einsatzpläne für die Wehrdienste oder Alarmkonzepte werden am häufigsten genannt (Bild 4). Auch wenn nebst wasserbaulichen meist weitere Massnahmen umgesetzt werden (Bild 4), so fehlt es doch in den meisten Fällen an einer umfassenden Koordination oder gar einem Gesamtkonzept für ein integrales Risikomanagement: Beispielsweise wurden in 45 von 71 untersuchten technischen Berichten ausser den baulichen keine weiteren Massnahmen erwähnt. Weshalb dem so ist, ist aus den Daten nicht eindeutig auszumachen. Klar ist aber, dass die Zuständigkeit für die ergänzenden Massnahmen nicht immer

beim Bauherrn des Hochwasserschutzprojekts liegt. Alarmkonzepte und Einsatzpläne obliegen beispielsweise oft den Wehrdiensten, Objektschutzmassnahmen hingegen privaten Grundeigentümern. 3.2

Zusatznutzen steigern den Wert des Hochwasserschutzprojekts Nebst der Schutzwirkung generieren die untersuchten Hochwasserschutzprojekte oft auch weitere Formen von Nutzen. Nachfolgend einige Beispiele möglicher Zusatznutzen: Wirtschaftlicher Nutzen: Dank einem Hochwasserschutzprojekt können zusätzliche Einnahmen erzielt (z. B. durch Kiesverwertung) oder Kosten eingespart (z. B. durch weniger Einsätze der Wehrdienste bei Überschwemmungen) werden. Möglich sind auch Synergien mit Infrastrukturanlagen oder Katalysatoreffekte, indem der Schutz eine neue oder zusätzliche wirtschaftliche Entwicklung ermöglicht. Ökologischer Nutzen: Der Hochwasserschutz und die ökologische Auf-

Bild 4. Details zu den ergänzenden Massnahmen zum Schutz vor Hochwassern (gemäss Umfrage unter den kommunalen Projektverantwortlichen, n=57).

Bild 5. Welchen Zusatznutzen generieren die untersuchten Hochwasserschutzprojekte gemäss der Umfrage bei den Projektverantwortlichen (n=57)? Mehrfachnennungen möglich. 118

wertung sind eng verknüpft. Zahlreiche Wasserbauprojekte versuchen denn auch, beides zu kombinieren. Gesellschaftlicher Nutzen: Im Rahmen eines Hochwasserschutzprojekts wird nicht selten auch die Naherholungsfunktion verbessert, sei es durch die Anlegung von Spazier- und Wanderwegen oder durch eine Gestaltung, welche zum Verweilen einlädt. In manchen Fällen wird im Zuge eines Hochwasserschutzprojekts auch die Aufwertung des Ortsbilds angegangen. 3.2.1 Ökologische Aufwertung und Hochwasserschutz gehören zusammen Am häufigsten ergibt sich bei Hochwasserschutzprojekten ein Mehrwert im Bereich der Aufwertung des Lebensraums Gewässer, was sich im Quervergleich mit der Veränderung der Landnutzung nach Fertigstellung der Massnahmen bestätigt: In 58 % der Projekte wurde mehr Raum für die Natur geschaffen (vgl. Tabelle 1). Die Verknüpfung von Hochwasserschutz und ökologischer Aufwertung ist in der Tat sehr eng. So verlangt das Bundesgesetz über den Wasserbau (WBG vom 21. Juni 1991, SR 721.100) neben dem Schutz «[…] vor den schädlichen Auswirkungen des Wassers […]» (Art. 1 Abs. 1), dass bei Eingriffen ins Gewässer «[…] dessen natürlicher Verlauf möglichst beibehalten oder wiederhergestellt […]» (Art. 4 Abs. 2) wird. Zudem kann durch eine geschickte Verknüpfung von Schutz- und Revitalisierungszielen der Subventionsanteil des Bundes und oft auch des Kantons im Vergleich zu einem reinen Schutzprojekt erheblich gesteigert werden. Die von Bund und Kantonen geschaffenen Vorschriften und finanziellen Anreize scheinen ihre Wirkung nicht zu verfehlen: In vielen der untersuchten Projekte wurde nicht nur der Hochwasserschutz verbessert, sondern auch das Gewässer ökologisch aufgewertet (Bild 5). Dies gilt für rund die Hälfte der betrachteten Projekte. Fazit: Zwar wurde in vielen Projekten das Gewässer ökologisch aufgewertet, trotzdem wurde in knapp der Hälfte der Projekte kein ökologischer Mehrwert erzielt. Auch wenn man davon ausgehen kann, dass sich darunter auch einige Gewässer ohne grössere ökologische Defizite befinden, haben offensichtlich die Vorschriften und Anreize ihr Ziel nicht immer erreicht. Es ist also nach wie vor nicht selbstverständlich, dass mit einem Hochwasserschutzprojekt jeweils auch ein öko-

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logischer Mehrwert erzielt wird. Hier sind insbesondere die kantonalen Behörden gefordert, den Druck auf die Gemeinden hochzuhalten, damit die Gewässer gesetzesgemäss ökologisch aufgewertet werden. 3.2.2 Zusatznutzen bergen ein grosses Potenzial Die erzielten Zusatznutzen sind oft Grund für positive Rückmeldungen, welche die Projektverantwortlichen von Dritten erhalten. Neben dem gesteigerten Sicherheitsgefühl (12 Nennungen), lobten verschiedene Akteure insbesondere die Aufwertung des Landschaftsbilds und der Naherholungsfunktion des Gewässers (insgesamt 7 Nennungen). Zudem gab es zustimmende Äusserungen zur technischen Umsetzung des Projekts (beispielsweise dass eine neuartige Konstruktion umgesetzt wurde) und zur ökologischen Aufwertung des Gewässerraums (je 4 Nennungen). Auch in den Interviews wird der gesellschaftliche Nutzen von Hochwasserschutzprojekten herausgestrichen: «Es profitiert aber auch die Gemeinde, die ihre Grundstücke […] nun überbauen kann.» 1 Die Projekte tragen zu einem erhöhten Schutzgefühl bei und schaffen im besten Fall Solidarität unter den Betroffenen: «Das Projekt hat einen hohen Stellenwert. Es führte zu einer Solidarisierung innerhalb der Gemeinde.» 2 Es fällt auf, dass Hochwasserschutzprojekte, die in einen grösseren Kontext eingebettet sind, deutlich mehr Zusatznutzen generieren als andere. In den Projektunterlagen und Interviews werden etwa das integrale Einzugsgebietsmanagement, regionale Entwässerungspläne, ein Gewässerentwicklungskonzept oder die Verknüpfung mit grösseren Infrastrukturvorhaben (z. B. Bau einer Umfahrungsstrasse) genannt. Unter den von den Projektverantwortlichen genannten Zusatznutzen gibt es aber auch einige nicht aufgeführte Punkte. Man hätte sich etwa die Nennung von Synergien mit der Siedlungsentwässerung oder mit der Stärkung des Risikobewusstseins vorstellen können. Ein Interviewpartner ist aber diesbezüglich skeptisch: «Das Projekt wird die künftige Generation nicht gross beeinflussen, normalerweise ist die Halbwertszeit der Erinnerung an Hochwasserereignisse und auch an die Massnahmen doch eher kurz.» 3

1, 2, 3

Interessant ist, dass ein Grossteil der Zusatznutzen auf den ersten Blick mit dem Hauptzweck der Projekte, nämlich dem Hochwasserschutz, kaum etwas zu tun hat. Die Interviews mit den Kantonsvertretern relativieren aber diese Feststellung: Zusatznutzen schafften oft eine Lobby für die eigentliche Hochwasserschutzmassnahme und erleichterten so deren Umsetzung. Weiter ermöglichten beispielsweise Massnahmen zu einer verbesserten Naherholung den direkten Zugang zum Gewässer und könnten dadurch das Verständnis der breiten Öffentlichkeit für hydrologische Prozesse stärken. Trotz der offensichtlichen positiven Wirkung von Zusatznutzen und dem gesetzlichen Auftrag zur ökologischen Aufwertung von Gewässern gaben in der Umfrage 28 % aller kommunalen Projektverantwortlichen an, dass sie neben der Schutzwirkung keinen weiteren Nutzen des Hochwasserschutzprojekts sehen (Bild 5). Fazit: Um den ökologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Wert eines Hochwasserschutzprojekts zu steigern, Synergien zu nutzen und die finanziellen Ressourcen optimal einzusetzen, sollten bei der Ausarbeitung eines Hochwasserschutzprojekts die möglichen Zusatznutzen grundsätzlich immer geprüft werden. 4.

Schlussfolgerungen und Ausblick Was macht Hochwasserschutzprojekte erfolgreich? Dieser Frage geht der Artikel in Bezug auf die Risikoentwicklung und den Zusatznutzen von Hochwasserschutzprojekten nach. Abschliessend werden für diese beiden in der Einleitung vorgestellten Leitfragen Schlussfolgerungen gezogen und mögliche Handlungsfelder aufgezeigt. 4.1 Langfristiger Schutz In den untersuchten Projekten dominiert das Handeln als Reaktion auf Überschwemmungen. Ein risikobasiertes und proaktives Agieren würde hingegen die Prävention stärken und Schäden frühzeitig verhindern. Gefahrenkarten alleine sind jedoch kein ausreichendes Instrument, um Risiken langfristig zu senken. Dazu braucht es eine umfassende, systematische Überwachung der Hochwasserrisiken. Ein solches Risikomonitoring müsste die risikorelevanten Parameter (z. B. Raumnutzung,

Kommunaler Verantwortlicher eines Hochwasserschutzprojekts

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Bevölkerungsentwicklung, Prozessveränderungen) berücksichtigen und zeitlichräumliche Veränderungen der Gefahr, des Schadenpotenzials und der Verletzlichkeit abbilden. Ein erster Ansatz dazu wurde im Abschnitt «3.1.4 Hochwasserrisiken frühzeitig erkennen» grob skizziert. Um eine höchstmögliche Risikoreduktion zu erzielen und Fehlinvestitionen zu verhindern, müssen die verschiedenen baulichen, organisatorischen und raumplanerischen Massnahmen besser aufeinander abgestimmt werden. Dabei ist wichtig, dass die Massnahmen zeitlich, räumlich sowie in Bezug auf die Gefahr (Intensität, Frequenz) besser koordiniert werden und sich gegenseitig ergänzen. Langfristig können Schäden nur dann verhindert werden, wenn das Schadenpotenzial bzw. die Verletzlichkeit gering gehalten werden. Neubauten beispielsweise müssen der Gefährdung Rechnung tragen, auch wenn diese «nur» gering ist (z. B. in der gelben Zone). Eine besondere Bedeutung kommt der risikobasierten Raumplanung zu (vgl. Camenzind & Loat, 2014), um die Zunahme des Schadenpotenzials zu bremsen bzw. zu verhindern. Auch nach Fertigstellung der Massnahmen besteht kein hundertprozentiger Schutz vor Überschwemmungen: Es kann mehr Wasser abfliessen, als die Dimensionierung der Massnahmen vorsieht (Überlastfall), die Schutzmassnahmen können versagen und die Gefährdung kann sich im Lauf der Zeit verändern (z. B. aufgrund des Klimawandels). Es braucht flankierende Massnahmen (z. B. Notfallkonzept, Abflusskorridore), um auch bei einem Überlastfall oder bei einem Systemversagen die Schäden gering zu halten. 4.2 Mehrwert generieren Der Hochwasserschutz bietet die Möglichkeit für Synergien: Das Gewässer kann revitalisiert, ein Naherholungsgebiet aufgewertet, das Ortsbild neu gestaltet oder bestehende Infrastruktur (z. B. Strassen, Leitungen usw.) saniert werden. Synergien gibt es auch mit der Siedlungsentwässerung (z. B. Massnahmen gegen Oberflächenabfluss) oder mit anderen Planungen und Projekten im Bereich «Wasser» (z. B. Trinkwasserversorgung, Abwasserreinigung, Wasserkraft, Bewässerung usw.). Die systematische Prüfung möglicher und sinnvoller Zusatznutzen hilft, Akteure für das Projekt zu gewinnen, dessen Akzeptanz zu erhöhen und den ökologischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Wert des Projekts zu steigern. 119

Eine ökologische Aufwertung bringt einen Mehrwert für Fauna und Flora am und im Gewässer. Sie trägt nicht nur den gesetzlichen Anforderungen Rechnung, sondern schafft oft auch neuen Naherholungsraum. Zudem können aus Gemeindesicht mit einer Revitalisierung zusätzliche Subventionen von Kanton und Bund abgeholt werden. Wasser kennt keine Gemeindegrenzen. Eine Zusammenarbeit zwischen Gemeinden, auf regionaler Ebene, erlaubt es, die Massnahmen zu koordinieren und den Schutz vor Hochwassern zu optimieren: Massnahmen werden dort realisiert, wo sie die grösste Wirkung entfalten. Sollen die Strategie und Grundsätze für das Gewässer längerfristig und integral festgelegt werden, so drängt sich ein Gewässerentwicklungskonzept oder ein Konzept auf Stufe Einzugsgebiet auf. 4.3 Weitere Erfolgsfaktoren Aus den Resultaten der Evaluation von 71 Projekten lassen sich weitere Erfolgsfaktoren für Hochwasserschutzprojekte ableiten. Diese sind auf der Website www. mobiliar.ch/praevention-naturgefahren in neuen Kategorien zusammengestellt.

Umwelt, Eidgenössische Forschungsanstalt

1/2004. Biel, Nationale Plattform Naturgefahren

WSL. Umwelt-Wissen Nr. 0707. 215 S.

(PLANAT).

Camenzind, R., Loat, R. (2014). Risikobasierte

Thomi, L., Zischg, A., Suter, H. (2015). Was

Raumplanung – Synthesebericht zu zwei Test-

macht

planungen auf Stufe kommunaler Nutzungspla-

reich? – Eine Evaluation der Risikoentwicklung,

nung. Nationale Plattform Naturgefahren / Bun-

des Nutzens und der Rolle privater Geldgeber.

desamt für Raumentwicklung / Bundesamt für

Universität Bern, Mobiliar Lab für Naturrisiken,

Umwelt, Bern. 21 S.

Bern.

Egli, T. (2002). Hochwasserschutz durch nach-

Weingartner, R. (1999). Regionalhydrologische

haltiges Schadenpotenzialmanagement. Inter-

Analysen – Grundlagen und Anwendungen. Bei-

nationales Symposium 2002 in Zürich: «Mo-

träge zur Hydrologie der Schweiz, Nr. 37, Bern.

Hochwasserschutzprojekte

erfolg-

derne Methoden und Konzepte im Wasserbau». Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und

Anschrift der Verfasser

Glaziologie der ETH Zürich und des Schweizeri-

Hannes Suter, Universität Bern, Mobiliar Lab für

schen Wasserwirtschaftsbunds.

Naturrisiken, Bern

Fuchs, S., Keiler, M., Zischg, A. (2015). A spatio-

hannes.suter@gmail.com

temporal multi-hazard exposure assessment

Dr. Luzius Thomi, Schweizerische Mobiliar Ver-

based on property data. Natural Hazards and

sicherung, Bern

Earth System Science, 2015, 15. Jg., Nr. 9, S.

luzius.thomi@mobiliar.ch

2127–2142.

Prof. Dr. Rolf Weingartner, Universität Bern,

Keiler, M., Sailer, R., Jörg, P., Weber, C., Fuchs,

Gruppe für Hydrologie

S., Zischg, A. & Sauermoser S. (2006). Ava-

rolf.weingartner@giub.unibe.ch

lanche risk assessment – a multi-temporal ap-

Dr. Andreas Zischg, Universität Bern, Mobiliar

proach, results from Galtür, Austria. Natural Ha-

Lab für Naturrisiken, Bern

zards and Earth System Sciences 6 (4), 637–651

andreas.zischg@giub.unibe.ch

Petrascheck, A., Hegg, C., Schmid, F. (2002): Zusammenfassung und Schlussfolgerungen. WSL, Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald Schnee und Landschaft & BWG, Bundesamt für Wasser und Geologie: Hochwasser

Literatur

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Bezzola, G. R., Hegg, C. (Hrsg.) (2007). Ereig-

desamt für Wasser und Geologie. S. 7–14.

nisanalyse Hochwasser 2005, Teil 1 – Prozesse,

PLANAT (Hrsg.) (2004). Sicherheit vor Natur-

Schäden und erste Einordnung. Bundesamt für

gefahren. Vision und Strategie. PLANAT Reihe

120

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25 Jahre Entwicklung des Reussdeltas Martin Jäggi, Hans-Peter Schaffner, Barbara Leuthold

Zusammenfassung Vor ziemlich genau 25 Jahren wurde im Juli 1991 mit der Öffnung des rechten Arms die Umsetzung des ReussdeltaProjekts abgeschlossen. Die Idee der Umgestaltung einer kanalisierten Flussmündung in ein Delta war in den Achtzigerjahren noch sehr unkonventionell. Die Entwicklung über 25 Jahre wurde zu einer Erfolgsgeschichte. Die Dynamik des Deltas forderte immer wieder Kontrollen und Anpassungen.

1. Geschichtliches Im Jahre 1854 wurde die Reuss im Urner Talboden begradigt und eingeengt, um Land zu gewinnen und dieses vor Hochwasser zu schützen. Es entstand eine neue Mündung östlich des ursprüngli-

chen Deltas (Bild 1). Geschiebe lagerte sich nun vor dieser Mündung im See ab. Die Reussdämme wurden sukzessive auf den Ablagerungen verlängert. Mit der Zeit stiess so die Mündung etwa 300 m in den See vor. Die Dämme mussten erhöht werden, da durch den Vorstoss die Sohle im Kanal angehoben wurde. Um 1900 herum wurde mit Baggerungen vor der Mündung begonnen, um den Vorstoss zu begrenzen. Trotzdem bildete sich vor der Mündung immer wieder eine Insel (Bild 2a). Durch die Kanalisierung und den Vorstoss der Mündung wurden die Sedimente der Reuss in die Tiefen des Sees verlagert. Das alte Delta mit teilweise feinem Substrat wurde nun der Erosion durch den Wellenschlag ausgesetzt, ohne dass Materialnachschub aus der Reuss diese hätte kompensieren können. Im Lauf der Zeit wurden die Bag-

gerungen in den Bereich des alten Deltas ausgedehnt, was die Erosion der Ufer intensivierte. In der Folge verschob sich die Uferlinie deshalb bis 300 m landeinwärts (Bild 1). Ablagerungen vor der Mündung wurden auch laufend abgebaggert. 1980 war so die Mündung weit in den See vorgestossen (Bild 2b). Um 1980 herum stand deshalb die Kiesgewinnung aus dem Urnersee massiv in der öffentlichen Kritik. Das betroffene Unternehmen, Arnold & Co., Flüelen, gab deshalb einen Landschaftsentwicklungsplan in Auftrag (Lang, 1983). Dieser basiert auf dem Konzept eines neuen Deltas, das durch Rücknahme der Mündung auf die Höhe der Uferlinie und gezielte seitliche Öffnung der Reussdämme oberhalb der Mündung entstehen sollte. Das Konzept wurde durch Modellversuche geprüft und

b) Bild 1. Begradigung der Reuss durch die Korrektion von 1854 mit Durchstich zu einer neuen Mündung. Vorstoss der neuen Mündung einerseits und Uferrückgang im Bereich des alten Deltas als Folge von Mangel an Schwebstoffen und Baggerungen.

Bild 2. Mündungsinsel vor der neuen Reussmündung (Bild 2a; Aufnahme Swissair Photo) und Zustand vor Inangriffnahme des Reussdeltaprojekts (Bild 2b, O. Lang, Uster).

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Bild 3. Öffnung des «linken Arms» 1989 (a), Öffnung des «rechten Arms» (b), erste Entwicklung bis 1992 (c) (Aufnahmen VAW, M. Jäggi, O. Lang, Uster).

Bild 5. Mündungsdynamik in einer prismatischen Kanalmündung. Bild 4. Entwicklung des Reussdeltas 2008. Uferangriff 2012 (rote Pfeile). Rückbau der harten Massnahmen (rote Kreise). Ursprüngliche Begrenzung der Schutzzone (grüne Linie). Delta im Langzeitversuch an der VAW (blaue Linie). Vermutete Interventionslinie (gelb gestrichelt), Hauptdelta (gelbe Linie) bei Erreichen der Interventionslinie durch ein Subdelta (Aufnahme Flotron AG, Meiringen). weiterentwickelt (VAW, 1983, Jäggi und Peter 1983, Jäggi 1986). Die IG Basler & Hofmann/Bysäth erarbeitete daraufhin für das Delta ein Wasserbauprojekt. 1989 wurde der linke Arm (Bild 3a) und 1991 der rechte Arm (Bild 3b) geöffnet, nachdem vorher verschiedene Sicherungsmassnahmen ausgeführt worden waren. Schon 1992 hatte sich ein ansehnliches Delta gebildet (Bild 3c). Mit der Zeit stiessen beide Arme bis 200 m in den See vor (Bild 4), während sich in der Mitte vor der alten Mündung nur wenig Geschiebe ablagerte. Dies war auch so gewollt, da einerseits die 1980 geltende Verordnung nur einen Schutz bis 130 m ab der Uferlinie vorsah und andrerseits Abflüsse über 400 m3/s in den Modellversuchen ein kanalartiges Gerinne in der Mitte zurückliessen. Diese Entwicklung wurde durch ein Querwerk vor der alten Mündung sowie zwei Kolksicherungen am unteren Ende der Öffnungen in den Dämmen gefördert (Bild 4). Im Gegensatz zu den seltenen Hochwassern, welche im Modellversuch in der Mitte durchbrachen, schütteten die 122

häufigeren Hochwasser eine grosse Bank vor die alte Mündung. Die beiden Mündungsarme wichen so stärker auf die Seite aus. Vor einigen Jahren wurde deshalb das Ufer bis zum Weg am westlichen Rand des Deltas erodiert, wodurch lokale Ufersicherungen notwendig wurden. Der Kanton Uri hat die Schutzverordnung rasch der Entwicklung des Deltas angepasst. Die Schutzzone wandert mit dem Deltavorstoss seewärts, und die neuen Ablagerungen der Reuss

Bild 6. Versatz in der Aufweitung, Mündungswall im Delta.

Bild 7. Vermessene Sohlenlagen im Reusskanal. Schwankungen in Funktion des Vorstosses, aber auch der Bildung des Mündungswalls. Leichte Rückwirkung in den untersten Abschnitt der Entlastung. Blockschwelle zur Sicherung gegen Rückwärtserosion. «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

dürfen nicht mehr abgebaggert werden. Um das Delta wieder mehr in die Mitte zu lenken, wurden nun kürzlich die in Bild 4 eingetragenen harten Elemente zurückgebaut. Wie in der Luftaufnahme (Basis von Bild 9 rechts) zu sehen ist, hat sich in der Mitte bereits eine stärkere Rinne gebildet. 2. Langzeitentwicklung An der VAW wurde seinerzeit ein Langzeitversuch durchgeführt, um abschätzen zu können, wie weit das Delta vorstossen könne, ohne dass die Hochwassersicherheit im Reusskanal durch rückwirkende Auflandung reduziert würde. Die blaue Linie in Bild 4 zeigt die Grösse des Deltas bei Versuchsende, wo gerade ein Grenzzustand erreicht wurde. Es kann zwischen einem Hauptdelta mit regelmässiger Auffüllung und einem Subdelta im Bereich des momentanen Vorstosses unterschieden werden. Aufgrund des Modellversuchs kann für das Erreichen eines Grenzzustands zwischen einer Interventionslinie (Bild 4, gelb gestrichelt) und der Ausdehnung eines entsprechenden Hauptdeltas (ausgezogene gelbe Linie) unterschieden werden. Um ein sol-

ches Hauptdelta aufzufüllen, braucht es ein Volumen von 1.44 Mio m3. Eine vollständige Füllung bis an die Interventionsgrenze entspricht einem Volumen von 4.67 Mio m3. Ein einzelnes Subdelta, das die Interventionslinie erreicht, wird je nach Lage zum Hauptdelta ein zusätzliches Volumen von 1 bis 1.3 Mio m3 aufweisen. Aus diversen Seegrundaufnahmen konnte eine mittlere jährliche Fracht von Geschiebe und gröberen Schwebstoffen von 56 000 m3 ermittelt werden, welche die Reuss in den See einbringt und welche zum unmittelbaren Deltawachstum beiträgt. Es würde somit etwa 40 bis 50 Jahre dauern, bis das Hauptdelta aufgefüllt ist und ein einzelnes Subdelta die Interventionslinie erreicht. 3.

Mündungsdynamik und Rückwirkung auf den Reusskanal Der Vorstoss einer Flussmündung in den See führt zwangsläufig zu einer rückwirkenden Auflandung in den oberliegenden Flussabschnitt. Die Kenntnis der Vorgänge an der Mündung und eine regelmässige Kontrolle sind deshalb wichtig, um die

Hochwassersicherheit in diesem Abschnitt beurteilen zu können. Bild 5 zeigt die Mündungsdynamik in einer Kanalmündung, d. h. eines prismatischen Kanals, der bis an den See führt. Bis zum Umbau in ein Delta galten diese Verhältnisse auch im Reusskanal. Die Projektsohle im kanalisierten Fluss wird oft auf einen theoretischen Sohlenfixpunkt im Mündungsquerschnitt bezogen. Nun gibt es aber nur einen Abfluss, für den dieser Fixpunkt repräsentativ ist. In Bild 5 ist er durch Qmo (= morphogener Abfluss) dargestellt. Für diesen stellt sich praktisch ein Normalabfluss im Kanal bis zum See ein. Im Modellversuch an der VAW ergaben sich solche Verhältnisse etwa bei einem zwei- bis fünfjährlichen Abfluss. Bei kleineren Abflüssen ergibt sich ein Einstau in den Kanal, bei grösseren Abflüssen eine Senkungskurve gegen den See hin. Der Abfluss ist also praktisch immer ungleichförmig. Würden die kleinen Abflüsse lange andauern, würde dies zu einer Parallelhebung führen, langandauernde hohe Abflüsse zu einer Parallelsenkung. Dies ist in Bild 5 mit dem theoretischen Schwankungsbereich der Sohlenlagen illustriert. Höhere Abflüsse als der morphogene Abfluss sind aber von begrenzter zeitlicher Dauer und deshalb ist auch die Ausdehnung einer temporären Sohlenerosion während eines solchen Ereignisses in der Länge begrenzt. Auch die Ablagerung von Geschiebe und Schwebstoffen bei kleinen Abflüssen wirkt sich nur auf den letzten Abschnitt des Flusses aus. Da aber beim Abklingen eines morphogenen oder extremen Hochwassers immer kleinere Abflüsse noch Geschiebe zur Mündung führen, ist die bei Niederwasser sichtbare oder vermessene Sohle immer höher als die theoretische Sohle, welche vom Sohlenfixpunkt ausgeht. In überhöhter Darstellung gleicht das Län-

Bild 8. Badeinseln (Aufnahme ilu).

Bild 9. Vegetationsentwicklung 2008 (links) und 2015 (rechts). (Luftbild Flotron AG, Meiringen). «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

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kunft zu einer Parallelhebung kommen, werden Baggerungen im Delta wieder aktuell. Diese Parallelhebung muss durch Vermessung der Reusssohle im Bereich der Hochwasserentlastung und oberhalb davon nachgewiesen werden. Die gelben Linien in Bild 4 haben diesbezüglich indikativen Charakter. Mit dem Rückbau der harten Verbauungen im Delta wird mittelfristig die Reuss wieder stärker durch die Mitte fliessen und das Delta wird in der Mitte vorstossen. Gemäss obiger Abschätzung wird es auch Jahrzehnte dauern, bis Interventionen notwendig werden.

Bild 10. Pioniervegetation im Reussdelta (Aufnahme ilu).

Bild 11. Visualisierung links: Zustand mit Kanalmündung 1983, vgl. Bild 2b; Visualisierung rechts: Zustand nach Revitalisierung 2015, vgl. Bild 9 rechts. genprofil einer Skisprungschanze. Die Ablagerung im Mündungsabschnitt wird als Mündungswall bezeichnet. Er besteht meist aus feinerem Material als die Sohle des Flusses oberhalb der Mündung. Beim Übergang vom kanalisierten Abschnitt in das Delta ergibt sich ein vertikaler Versatz. Wie Bild 6 für den morphogenen Abfluss Qmo zeigt, ist die spezifische Energie H = hW+vm2/2g (hw = Abflusstiefe, vm = mittlere Geschwindigkeit) im engen Querschnitt grösser, was durch den Versatz der Sohlenlage kompensiert wird. Der Versatz wirkt sich auch auf den Mündungswall aus, was in Bild 6 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Bild 7 zeigt die in den letzten Jahren vermessenen Sohlenlagen im Reusskanal. 1980 war noch die alte Kanalmündung vorhanden (s. a. Bild 2b). Die Sohlenlagen 2006 und 2014 zeigen den Mündungswall und den Versatz. 2002 war das Delta noch wenig vorgestossen. Der Versatz ist zwar sichtbar, aber trotzdem lag die Sohle tiefer als 1980. Die Laufverkürzung führte zu einer Erosionstendenz, welche aber durch die Blockschwelle unterhalb der Brücke des Wegs der Schweiz begrenzt wurde. Mit 124

dem heutigen Vorstoss vor allem des «Linkens» reicht der Mündungswall 2014 bis in den Bereich der Hochwasserentlastung bei den Autobahnbrücken. Auf einem grösseren Abschnitt der Entlastung liegt aber die Sohle 2014 immer noch auf dem Niveau von 1980. Es hat also noch keine rückwirkende Auflandung in den Reusskanal gegeben. Der Vorstoss des «Linken» beträgt gegenüber der Uferlinie von 1980 etwa 200 m . Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass bei einem Hochwasseranstieg der Mündungswall am unteren Ende der Entlastung nur langsam abgebaut wird und die Hochwasserentlastung im untersten Bereich etwas früher anspringt als eigentlich geplant. Diese Umstände waren auch ein Grund für den Rückbau des Querwerks und der Kolkschutzmassnahmen am unteren Ende der beiden Öffnungen. Für die Beurteilung der Hochwassersicherheit im Reusskanal ist aber entscheidend, ob es im Kanal zu einer Parallelhebung oberhalb der Entlastung kommt oder nicht. Die Schwankungen infolge Bildung oder Abbau des Mündungswalls müssen bei der Beurteilung berücksichtigt werden. Sollte es in einer fernen Zu-

4. Inselprojekt Mit Ausbruchsmaterial aus dem GotthardBasistunnel wurden westlich des Reussdeltas Badeinseln (Bild 8) und Naturschutzinseln aufgeschüttet sowie grossräumig eine Flachwasserzone wiederhergestellt (siehe Kanton Uri, 2010). Die Badeinseln wurden aber immer wieder durch Treibholz und Schwebstoffe aus der Reuss beeinträchtigt. Mit dem Bau einer Lahnung vor den Badeinseln konnte dieser Einfluss abgeschwächt werden, doch ist das Resultat nur teilweise befriedigend. Im Rahmen eines weiteren Seeschüttungsprojekts soll nun die Flachwasserzone direkt an die Mündung des Linken herangezogen werden. Dadurch sollen die Badeinseln geschont und die Schwebstoffe der Reuss in jene Flachwasserzonen gelenkt werden, welche weiter draussen im See liegen. 5.

Begleitung und Überwachung Für Begleitung und Überwachung ist die vom Kanton Uri eingesetzte ReussdeltaKommission zuständig (www.reussdelta. ch , mit weiteren Literaturhinweisen). 1992 wurde das Reussdelta bereits in das Inventar der Auengebiete von nationaler Bedeutung aufgenommen. Biologen beobachten gezielt Fauna und Flora. Die frischen Kiesbänke nahe der Uferlinie im Bereich der aktuellen Mündungen bieten gute Brutmöglichkeiten für Zeigerarten wie den Flussregenpfeifer und den Flussuferläufer. 2009 und 2015 wurde die Vegetation im Reussdelta kartiert (Bild 9). Im neu entstandenen Delta hat sich eine vielfältige Vegetation gebildet. Es sind verschiedene, für Auengebiete typische Pflanzengesellschaften entstanden. Auf grobem Kies, der regelmässig überschwemmt wird, bildet sich eine artenreiche, lückige Pioniervegetation (Bild 10). An nassen bis überfluteten, vor Erosion etwas geschützten Stellen gedeiht

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Feuchtgebietsvegetation mit Sumpfpflanzen. Weiden- und Erlengebüsche wachsen auf Flächen, die so hoch über dem Wasser liegen, dass sie nur gelegentlich überschwemmt werden. Hinter den alten Dämmen stocken Grauerlen-Auenwälder. Bei den Vegetationsaufnahmen im Sommer 2015 konnten 335 Pflanzenarten gefunden werden – eine sehr hohe Zahl. Darunter finden sich Ubiquisten, also häufige Pflanzen, die in vielen verschiedenen Lebensräumen und Regionen vorkommen, Wald- und Feuchtgebietsarten, angeschwemmte Alpenpflanzen wie das Alpen-Leinkraut, verwilderte Gartenpflanzen und Neophyten. 10 der gefundenen Arten sind gemäss der Roten Liste gefährdet oder gesamtschweizerisch geschützt, so zum Beispiel die kleine unscheinbare Gelbe Zyperbinse oder die rosa blühende Sprossende Felsennelke. Ein Vergleich der Kartierung von 2015 mit 2009 zeigt deutlich, dass im Deltaraum eine grosse Dynamik herrscht. Auf der linken Seite sind grosse Pionierflächen neu entstanden, ebenso im rechtesten Seitenarm der Reuss. Die früheren Pionierflächen haben sich dagegen entweder zu Weidengebüschen weiterentwickelt oder das Wasser hat sie weggeschwemmt. Nur wenige Pionierflächen von 2009 waren auch 2015 noch Pionierflächen. Weidengebüsche gab es 2009 erst wenige, bis 2015 hat sich ihre Fläche vervielfacht. Ebenfalls stark zugenommen haben Flächen mit Feuchtgebietsvegetation. Sie haben sich vor allem auf neu aufgelande-

ten Flächen entwickelt, insbesondere am Ufer des linken Reussarms. Die Dynamik zeigt sich auch in der Artenliste. So verschwanden in den sechs Jahren rund 55 Pflanzenarten, rund 100 tauchten neu auf. Am grössten waren die Schwankungen in der Pioniergesellschaft; hier standen 48 verschollene Arten 66 Neufunden gegenüber. Aus botanischer Sicht ist die Entwicklung des Mündungsbereichs ein Highlight. Einziger Wermutstropfen sind die zahlreichen Problempflanzen, vor allem die flächige Ausbreitung des Drüsigen Springkrauts, einzelne Standorte mit Japanknöterich und das neu aufgetauchte, giftige Südafrikanische Greiskraut.

Literatur Jäggi M., Peter W., 1983, Naturnahe Gestaltung einer Flussmündung; Hydraulische Modelluntersuchungen für das Projekt eines Reussdeltas am Urnersee. Mitteilung der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie der ETH Zürich, Nr. 68. Jäggi M.,1986, Non-Conventional Solution for River Mouth Design. Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 112, No. 1, January 1986. Lang, O., 1983, Landschaftsentwicklungsplan Reussdelta, (unveröffentlichter Bericht). VAW/ETH, 1983, Reussdelta, Bericht über die hydraulischen Modellversuche betreffend die Neugestaltung der Reussmündung in den Urnersee, 822 (unveröffentlicht). Rutz F., Jäggi M., 2008, Symposium «Deltabildung alpiner Flüsse», Entwicklung Reussdelta.

6. Fazit Die Umgestaltung des Reussdeltas (Bild 11) wurde zu einer Erfolgsgeschichte. Es ist gelungen, gleichzeitig die technischen Anforderungen des Hochwasserschutzes zu erfüllen, die ökologischen Bedingungen wesentlich zu verbessern, die wirtschaftlichen Interessen in Bezug auf Kiesgewinnung ausreichend zu berücksichtigen und schliesslich den Erholungssuchenden ein interessantes Gebiet anzubieten. Wie die Entwicklung über fünfundzwanzig Jahre zeigt, ändern über eine solche Periode die Randbedingungen, und auch die Natur ist für Überraschungen gut. Entsprechend musste die Entwicklung überwacht werden und es musste mit gezielten Massnahmen reagiert werden.

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Kanton Uri, Justizdirektion, Kommission für das Reussdelta, 2010, Reussdelta der Natur auf der Spur. Anschrift der Verfasser Dr. Martin Jäggi Flussbau und Flussmorphologie, Alte Zürichstrasse 3, CH-8124 Maur jaeggi@rivers.ch Hans-Peter Schaffner ilu AG, Zentralstrasse 2a, CH-8610 Uster hans-peter.schaffner@ilu.ch Dr. Barbara Leuthold Sonnenbergstr. 23, CH-8308 Illnau bleuthold@dataway.ch

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Eugen Meyer-Peter und die MPM-Sedimenttransport-Formel Willi H. Hager

Zusammenfassung Die beiden an der Versuchsanstalt für Wasserbau entwickelten Sedimenttransportformeln von 1934 und 1948 machten das 1930 eröffnete hydraulische Labor berühmt. Die Entwicklungen um diese Formeln einschliesslich der an der VAW durchgeführten systematischen Versuche und deren Ausweitung auf den Diepoldsauer Durchstich am Alpenrhein werden besprochen. Dabei kommt dem Wasserbau-Professor und ersten VAW-Direktor Meyer-Peter eine spezielle Rolle zu, hat er doch während Jahrzehnten diese Arbeiten tatkräftig gefördert. Die Unterstützung und der Anteil seiner wichtigsten Mitarbeiter werden zudem gewürdigt, welche das wissenschaftliche Gerüst der heute als Meyer-Peter-Müller MPM-Formel bekannten Beziehung durch vielseitige Laboruntersuchungen schufen. Es soll deshalb mit dieser Arbeit ein längst fälliges Thema in der modernen Geschichte des schweizerischen Flussbaus aufgegriffen werden, um die historischen und fachspezifischen Beiträge der jungen VAW aufleben zu lassen an einer Formel, die heute noch weltweit angewendet wird.

Summary The two sediment transport formulas developed at Versuchsanstalt für Wasserbau (VAW) in 1934 and 1948 made the 1930 inaugurated laboratory famous. The developments around these VAW-formulae including systematic tests and the applied test series for the rehabilitation of the Diepoldsauer Cut on the Alpine Rhine River are discussed. The eminent role of the hydraulic engineering professor and first VAW-Director Meyer-Peter is highlighted, given his longterm support of these works. In addition, the role of his most important collaborators, who contributed the scientific background to the current Meyer-Peter-Müller (MPM) formula by fundamental research, is appreciated. The purpose of this paper, therefore, is to finally describe a topic of long standing in the Swiss hydraulic engineering research, thereby emphasizing the historical and topic-related contribution of the young VAW that is still currently of concern.

Müller (MPM), ein Aspekt, der bis heute nur wenig Aufmerksamkeit erhielt und deshalb hier vertieft dargestellt werden soll. Dabei wurden zwei Formeln publiziert, nämlich diejenige von 1934 für uniforme Sedimente, und die zweite, eben die MPM-Formel von 1948, welche den Namen Meyer-Peters in ehrender Erinnerung bewahrt. Was war der Werdegang zur 1934er-Formel? Weshalb wurde eine zweite Formel entwickelt? Was drückt die MPM-Formel aus? Was war der Anteil Müllers an diesem Projekt? Was ist die Kritik an der Formel? Diese und weitere Fragen werden nachfolgend beantwortet mit dem Ziel, einerseits das erste grosse Forschungsprojekt der damals jungen VAW vorzustellen und andererseits zu erklären, weshalb das Interesse an dieser Forschungstätigkeit in den 1940er-Jahren nachliess. 2. Weg zur VAW Im Zusammenhang mit der Ernennung Meyer-Peters zum ETH-Wasserbau-Professor mag es erstaunen, dass gerade der junge Appenzeller Ingenieur ausgewählt wurde. Der bekannte deutsche Conrad Matschoss (1871–1942), selbst erfolgreicher Ingenieur und Professor an der TH

Gewidmet Herrn em. Prof. Dr. Walter H. Graf, EPFL, zum 80. Geburtstag 1. Einleitung Eugen Meyer-Peter (1883–1969) wurde 1920 zum ETH-Wasserbau-Professor ernannt, nachdem er nationale und internationale wasserbauliche Projekte ausgeführt hatte. Vischer und Schnitter (1991) zeichnen seinen Werdegang von der Ausbildung an der ETH mit Bauingenieur-Diplom im Jahr 1905 bis zu dieser Ernennung nach, während Hager (2012) die Bibliografie und Persönlichkeit Meyer-Peters sowie seiner wichtigsten Mitarbeiter an der Versuchsanstalt für Wasserbau (VAW) erwähnt, weshalb auf diesen Aspekt hier nicht eingegangen werden soll. Der Name Meyer-Peter ist bis heute synonym mit der Geschiebetransportformel nach Meyer-Peter und

Bild 1. Diepoldsauer Durchstich am Alpenrhein mit altem Rheinlauf im Hintergrund (IRR 1993).

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Berlin-Charlottenburg, liess sich über die Hochschulfrage in der Schweiz aus (Matschoss 1917). Basierend auf einer Umfrage der Gesellschaft Ehemaliger Polytechniker (GEP) zuhanden des Schweizerischen Schulrats (heute ETH-Rat), wurde festgehalten, dass 98 % der Umfrageteilnehmer mit den ETH-Bestrebungen auf ein allgemein bildendes Studienprofil einverstanden waren. Gleich viele haben sich für die vertiefte, wissenschaftliche Grundlage auf Kosten von Spezialkenntnissen ausgesprochen. Die Mehrzahl lehnte eine Verlängerung der Studienzeit ab. Als höchste Aufgabe der ETH wurde die Erziehung der Absolventen zu Köpfen mit klarem und selbständigem Denken genannt; die wissenschaftliche Arbeit sollte entscheidend gefördert werden. Matschoss erwähnte weiter, dass von Professoren gesagt wird, dass sie zuweilen ihre Stellung benutzen, um besser bezahlte Arbeiten zu erhalten. Dies war ein Fingerzeig auf die Nachfolge des Wasserbau-Professors Gabriel Narutowicz (1865–1922), der weniger Professor als mehr praktizierender Bauingenieur war und schliesslich die Schweiz verliess, um vorerst das Amt des Ministers für öffentliche Arbeiten der jungen Republik Polen zu übernehmen und 1922 erster polnischer Staatspräsident wurde, aber bereits nach 10 Tagen ermordet wurde: Diesen Fall eines ETH-Professor wollte man nicht mehr. Weshalb Meyer-Peter zum ETHProfessor gewählt wurde, bleibt unbekannt. Er war während 15 Jahren im Dienst der Firma Conrad Zschokke (1842–1918), selbst ETH-Wasserbau-Professor von 1892 bis 1897, als er in den Schweizerischen Nationalrat gewählt wurde und damit das Anstellungsverhältnis mit der ETH kündigen musste. Er mag die Ausstrahlung und das breite Wissen seines Angestellten erkannt und dies dem ETH-Schulrat vor seinem Tod mitgeteilt haben. Meyer-Peter selbst wies in verschiedenen Vorträgen vor seinen Fachkollegen immer wieder ehrend auf seinen früheren Vorgesetzten Zschokke hin. Anonym (1920) berichtet, dass die bisherigen Leistungen des Gewählten und seine Arbeitsweise zur Erwartung berechtigen, dass er seine Lehrtätigkeit mit dem wissenschaftlichen Geiste erfülle, den die Praktiker wiederholt als für eine erspriessliche Ingenieurausbildung unerlässlich bezeichnet haben. Das Vorlesungsprogramm Meyer-Peters umfasste Grundbau, Wasserbau, und die Wasserversorgung städtischer Ortschaften. Er wohnte zu Beginn der 1920er-Jahre an der Hottingerstrasse 11 in Zürich, also gute 10 Gehminuten entfernt vom ETH-Hauptgebäude. Betreffend sei128

nes Namens hatte er bereits 1921 den Zunamen Peter seiner Frau gewählt, um sich von gleichnamigen Kollegen abzugrenzen. Er unterschrieb jedoch alle Dokumente immer nur mit «Meyer». In seiner ersten Publikation wies Meyer-Peter (1922) mit Nachdruck darauf hin, dass die Schweiz nicht hinter dem Ausland zurückbleiben dürfe und forderte deshalb ein eigenes hydraulisches Laboratorium. Als Vorbilder dienten der Deutsche Theodor Rehbock (1864–1950) von der TH Karlsruhe sowie der Österreicher Friedrich Schaffernak (1881–1951) von der TH Wien. Die Installationen dieser beiden Labore sollten die VAW der ETH Zürich stark beeinflussen. Meyer-Peter (1925a) skizzierte die Bedeutung des hydraulischen Versuchs und setzte sich dabei sowohl für die Lösung wasserbaulicher wie auch flussbaulicher Probleme ein, die sich mittels einer Versuchsanstalt erfolgreich lösen liessen. Es war ihm offensichtlich ein Dorn im Auge, dass solche Projekte bis dahin von ausländischen Labors untersucht wurden. Deshalb forderte er die Schaffung der VAW. Das erste Projekt stellte Meyer-Peter (1925b) vor, der Kostenvoranschlag betrug CHF 1.2 Mio. Anonym (1927) berichtete, dass rund CHF 400 000.– durch das VAWInitiativkomitee zusammengekommen seien und der restliche Betrag dem ETHSchulfonds entnommen werde. Das VAW-Laboratorium wurde bereits durch Meyer-Peter (1929) im beachtlichen Werk des Amerikaners John R. Freeman (1855–1932) als ausserordentliche Institution vorgestellt. Am 26. April 1930 war es schliesslich so weit, die VAW wurde offiziell eingeweiht (Hager 2012). Somit hatte die Schweiz endlich zwei hydraulische Labors, nämlich seit 1929 eines an der Ecole des Ingénieurs der Université de Lausanne unter der Leitung von Alfred Stucky (1892– 1969), und dasjenige an der ETH Zürich. In Anonym (1930), Braeckman (1933), und Meyer-Peter (1930a, 1930b, 1930c) wurde dessen Wert eindrücklich in Schrift, Plänen und Fotos dargelegt. Insbesondere war der VAW-Direktor stolz, bereits am Tag der Einweihung die ersten Modelle den Gästen in Betrieb vorzustellen wie das Limmatkraftwerk Wettingen. Kurz darauf wurde er als Ehrendoktor der Universität Zürich anlässlich deren Hundertjahrfeier ernannt «in Anerkennung seiner Verdienste um den Wasserbau in der Schweiz und den Ausbau der experimentellen Grundlagen der mit der Technik und den Naturwissenschaften in Zusammenhang stehenden Fragen der Hydraulik» (Anonym 1933). Der Betrieb an der VAW konnte nun beginnen.

Sedimenttransport an der VAW Nachdem eine Anzahl wasserbaulicher Probleme modelltechnisch untersucht wurden, schritt Meyer-Peter (1934) zu den ersten flussbaulichen Publikationen. MeyerPeter et al. (1934) stellten die sogenannte 1. VAW-Geschiebetriebformel vor. Dazu wurden Labordaten aus systematischen Laborversuchen verwendet. Das Projekt wurde 1932 mit der Unterstützung des Eidg. Amtes für Wasserwirtschaft begonnen, wobei die Versuchsmethoden nur am Rand erwähnt werden. Es wird angeführt, dass sich dieses Projekt ausschliesslich mit uniformem Geschiebe beschäftige, obwohl die Praxis das Verhalten von Sedimentmischungen interessiere. Die Versuche wurden im speziell zu diesem Zweck errichteten 2 m breiten Kanal von einer Gesamtlänge von 50 m durchgeführt, welche sich auf effektiv 28 m infolge des Ein- und Auslaufs reduzierte. Der maximale Durchfluss betrug 5 m3/s und die maximale Wassertiefe erreichte 1.20 m. Allein diese Angaben können den Experten erschrecken, wenn man bedenkt, wie aufwendig ein Versuch war (und noch immer ist): Es galt dabei, das Sediment vorzubereiten, in den Kanal fachgerecht einzubauen, die Versuche durchzuführen und schliesslich mit geeigneten Instrumenten die wichtigsten Parameter zu messen. Leider wird nicht mitgeteilt, weshalb diese riesigen Kanalabmessungen gewählt wurden, sie mögen jedenfalls einen Fingerzeig geben auf die Langzeituntersuchungen, die vermutlich auch aus diesem Grund beschränkt waren. Das gewählte Sediment betreffend wurden zwei Siebe der Maschenweite von 24 und 34 mm verwendet, was auf den mittleren Sedimentdurchmesser von 28.8 mm führte. Das zweite Sediment hatte einen mittleren Durchmesser von 5.05 mm; beide waren also relativ gross. Diese beiden Durchmesser wurden auch mittels des Ähnlichkeitsgesetzes nach Froude analysiert, um so den Übergang auf den Naturmassstab sicherzustellen. Bild 2 zeigt die Versuchsanlage. Meyer-Peter (1932) beschreibt diese folgendermassen: Der eigentliche Messkanal besass eine Länge von 45 m und eine Breite und Höhe von je 2 m. An dessen Anfang und Ende befanden sich die Entnahmestellen I und II. Die Beschickung mit Sediment erfolgte im Unterwasser des Kanalanfangs, danach folgten Einbauten zur Abflussberuhigung. Der Durchfluss wurde mit zwei Propellerpumpen erzeugt. Die Anlage hatte einen Rücklaufkanal mit der Durchflussmessung und

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an den 180°-Kurven Einbauten, um eine bessere Strömung ähnlich wie in Windkanälen zu erzeugen. Die erzeugten Wassertiefen betrugen bis 1.6 m; sie lagen also relativ nahe an Naturverhältnissen. Durch den Umlaufkanal musste das Wasser nicht permanent erneuert werden, die Temperatur blieb zudem nahe an derjenigen des Labors. Für Geschwindigkeitsmessungen wurden hydraulische Flügel verwendet. Obwohl sich diese Publikation nicht mit Sedimenttransport beschäftigt, stellt sie eine der besten Beschreibungen der VAW-Anlage dar. Es ist unklar, weshalb Meyer-Peter davon nie eine ausführlichere Dokumentation verfasst hat. Unter Berücksichtigung der Versuchsresultate von Schoklitsch (1914, 1934) und Kramer (1932) folgte als Gleichung des Sedimenttransports (MeyerPeter et al. 1934) q2/3J/d = 17 + 0.40qs2/3/d

Bild 2. Grosser VAW-Versuchskanal (Meyer-Peter 1932).

(1)

Darin bedeuten q den Wasserdurchfluss pro Einheitsbreite, J das Energieliniengefälle, d den mittleren Sedimentdurchmesser und qs den auf die Einheitsbreite bezogenen Sedimentdurchfluss. Obwohl Gl. (1) dimensionsbehaftet ist, erfüllt sie das Ähnlichkeitsgesetz nach Froude. Nach Multiplikation der beiden Terme mit g1/3 und Anpassung der Konstanten folgt anstelle von Gl. (1) mit g als Erdbeschleunigung die dimensionsrichtige Beziehung q2/3J/(g1/3d) = 7.94 + 0.40qs2/3/(g1/3d)

(2)

Mit F=q/(gd3)1/2 als Korn-Froude-Zahl und Fs=qs/(gd3)1/2 als Transport-Froude-Zahl gilt F2/3J = 7.94 + 0.40Fs2/3

(3)

Daraus folgt als Beziehung für Transportbeginn (Fs=0) die Relation Ft2/3J= 7.94, entsprechend qt = 22.4(gd3)1/2/J3/2. Demnach nimmt der Durchfluss dann mit dem auf das Energieliniengefälle J bezogenen Sedimentdurchmesser (d/J)3/2 linear zu, was fast der Beziehung von Schoklitsch (1914) entspricht. Bild 3 zeigt die Datenauswertung, in welche auch diejenigen von Gilbert (1914) eingetragen sind, welche die Angaben der VAW bestätigen. Darin wurde der Einfluss der Kanalwand, welcher sich in der Rauheit von der Gerinnesohle unterscheidet, mittels des Ansatzes von Einstein (1934) korrigiert. Es wird erwähnt, dass die Versuche einen grossen Zeitaufwand erfordern, um nahezu den Normalabflusszustand zu erreichen, unter welchem sich alle Grössen mit der Zeit nicht mehr verändern. Meyer-Peter

Bild 3. Sedimenttransportformel nach Meyer-Peter at al. (1934). et al. (1934) halten fest, dass Gl. (1), resp. (3) nur unter den Versuchslimitationen gilt, also der Sedimentdurchmesser grösser als rund 5 mm ist. Heute weiss man, dass das Ähnlichkeitsgesetz nach Froude ab rund d>1 mm angewendet werden darf, für kleinere Werte von d werden hingegen viskose Effekte bedeutend. Es wird festgehalten, dass mit dieser Arbeit Meyer-Peter und seinen Mitarbeitern ein wichtiger Schritt in der Sedimenthydraulik gelungen ist. Zwar war man noch weit weg von einem endgültigen Resultat, aber in der Lage, eine Beziehung, basierend auf mechanischen Grundgesetzen und Limitationen aus der Versuchstechnik, abzuleiten. Meyer-Peter (1934) spricht zudem Versuche mit Braunkohlengrus der Dichte 1.25 t/m3 an, mit denen der Dichteeffekt untersucht wurde. Die Versuchsdaten folgten Gl. (1), nur dass sich dann die Koeffizienten

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ändern. Es soll hier auch der wichtige Anteil von Henry Favre (1901–1966) erwähnt werden, der für diese Darstellung der Resultate verantwortlich war. Er war demnach geistiger Vater dieser Forschungen, während Meyer-Peter voll hinter dem Projekt stand und Einstein (fälschlicherweise immer als Albert anstelle von Hans-Albert bezeichnet) die Versuche durchgeführt hatte. Das Trio ging mit dieser Arbeit in die Geschichte der Hydraulik ein und erbaute das Gerüst zur endgültigen MPM-Geschiebetriebformel nach Meyer-Peter und Müller (1948). 4. Beitrag von Favre Betrachtet man die verschiedenen Autoren dieses langjährig angelegten Projekts, so ist zu sagen, dass Meyer-Peter der geistige Vater und stete Ansporn war; er hat dies bereits in seinen Arbeiten der 1920er-Jahre angetönt. Die Probleme am Diepoldsauer 129

Durchstich gaben dann den definitiven Anlass zur Projektdurchführung (Bild 1). In Anbetracht seiner bis dahin publizierten Studien hatte er aber kaum die Umsicht und das Wissen, welches schliesslich in die 1. Sedimenttransportformel mündete. Das geistige Haupt war Favre, ein Mechaniker, welcher bereits ausserordentliche Arbeiten zu Freispiegelabflüssen, speziell Streichwehre und Sammelkanäle, geleistet hatte und im Begriff war, Kanalwellen im schwach schiessenden Bereich zu untersuchen, was zu den Favre-Wellen führte. Die weiteren Mitautoren, also Einstein, Hoeck und Müller, haben die Messarbeiten im Labor durchgeführt. An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass die 1. VAW-Formel erstmals exakt die hydraulischen Ähnlichkeitsforderungen erfüllt. Favre hat sicherlich darauf geachtet, denn nur so war die Übertragung der Laborresultate auf die Natur sichergestellt. Diese Tatsache ersieht man einfach aus Gl. (3); sie bezieht sich lediglich auf die Korn-FroudeZahl und das massgebende Gefälle. Die letzten Arbeiten von Favre (1935, 1936) in diesem Bereich hat er allein geschrieben.Eigentlich erstaunlich, dass sich hier MeyerPeter nicht zur Wehr gesetzt hatte bei diesem, eben «seinem Thema». Bild 4 zeigt die an der VAW damals verwendeten Sedimenttransport-Kanäle.

Es handelte sich einerseits um den kleinen Kanal im ersten Stockwerk, der 1996 abgerissen wurde, nachdem er während Jahrzehnten anderen Zwecken zur Verfügung stand. Der Rechteckkanal war 5.5 m lang und 1 m breit. Darin sieht man Sediment von etwa 0.03 m Durchmesser, welches für die ersten Versuche benutzt wurde. Andererseits erkennt man den geöffneten grossen Sedimenttransportkanal im Erdgeschoss, in welchem die Hauptversuche durchgeführt wurden; er wird unten beschrieben. Favre (1935) beschrieb vorerst den Normalabflusszustand sowohl für Wasser als auch kombiniert mit Sedimentfluss. Nach vielen Untersuchungen für alternative Zustände kam man schliesslich zur Überzeugung, dass sich nur durch diesen ausgezeichneten hydraulischen Zustand vernünftige Resultate erzielen liessen. Falls man die Modelldaten in den in Gl. (1) erwähnten Parametern aufzeichnete, so wurde plötzlich Klarheit geschaffen: Favre zeigt also auch hier als Einzelautor dieser Arbeit seine wesentliche Rolle in diesem Projekt. Dort finden sich auch sein Beitrag zur Modellähnlichkeit, basierend auf dem Modellgesetz nach Froude, sowie ein Vergleich von Messdaten in zwei verschiedenen Modellmassstäben, deren Übereinstimmung als gut bewertet wurde.

Bild 4. VAW-Sedimenttransport-Kanäle (a) grosser, (b) kleiner Kanal (Favre 1935).

Bild 5. Einfluss der Sedimentdichte auf Sedimenttransport nach Favre (1935). 130

Als nächstes schritt Favre zum Einfluss der Sedimentdichte. Dabei stellte er fest, dass dieser in der Natur irrelevant ist, da dort diese immer etwa 2.6 t/m3 beträgt. Dagegen kommt das Argument des zu kleinen Sedimentdurchmessers nun ins Spiel: Wird ein Sediment massstäblich im Modell untersucht, so wird es bereits bei einem geringen Massstab zu klein, entsprechend stellen sich kohäsive Effekte ein, die dann nicht mittels Ähnlichkeit nach Froude modellierbar sind. Bild 5 zeigt die Auswertung von Modelldaten für Sedimentdurchmesser von d=5.05 mm, deren unter Wasser gemessene Dichten (ρs–ρ)/ρ jedoch variieren von 0.25 (Braunkohlegrus), 1.68 (Kies) bis 3.22 (Baryt). Werden die Modelldaten nach Gl. (3) aufgetragen, so entsteht eine fast exakt lineare Beziehung ohne einen Dichteeffekt (Bild 5). Damit ist dieser wichtige Aspekt der Modelluntersuchungen ein Verdienst von Favre, welcher von MeyerPeter et al. (1937) übernommen wurde. Nach Favre lässt sich Gl. (3) auch für Sedimentmischungen anwenden, falls diese durch einen zutreffenden mittleren Ersatzdurchmesser angenähert wird, ohne diesen zu spezifizieren. 5. Anwendungen in der Praxis Die besprochene Gl. (1) wurde von MeyerPeter et al. (1935) auf den Alpenrhein angewendet. Bei flussbaulichen Problemen sind folgende Parameter üblicherweise als gegeben zu betrachten: der Durchfluss Q, das Sohlgefälle Js, die Profilgeometrie F, und die Rauheit des Flussbetts K. Bei der Regulierung von Gebirgsflüssen wird oft ein Normalabflusszustand hinsichtlich Wasser und Sediment gefordert, damit weder ein Abtrag noch eine Auflandung der Sohle eintritt. Um diesen Zustand zu erreichen, ist die Profilwahl wichtig: Bei Erosion werden die Unterhaltsarbeiten teuer, während bei Verlandung Überflutungen sowie die Anhebung des Grundwasserspiegels zu befürchten sind. Die Normalprofilbreite wird deshalb definiert als die Flussbreite, bei der sich diese Veränderungen nicht einstellen. Es werden zwei Aufgabenstellungen besprochen: (1) jährliche Geschiebefracht unter fluvialem Gleichgewichtszustand in regelmässigem Flussabschnitt, (2) FlussLängenprofil bei bekannter Geschiebefracht. Vorerst werden seit 1934 ausgeführte Versuche angesprochen, die von Robert Müller (1908–1987) durchgeführt wurden, welche sich auf Geschiebemischungen mit Durchmessern zwischen 6 und 40 mm bezogen. Es wird festgehalten, dass Gl. (1) auch gilt, falls der Gemisch-

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Durchmesser d35 anstelle des mittleren Durchmessers d eingesetzt wird. Weiter folgt die Bemerkung zum ebenen, an der VAW untersuchten Abflussregime, ohne Präsenz der in der Natur oft auftretenden morphologischen Strukturen wie Sedimentbänke, Dünen oder Riffel. Infolge der turbulenten Strömung und in Hinsicht auf die Promotionsarbeit von Hans A. Einstein wurde das Problem statistisch angegangen, indem zeitliche Mittelwerte anstelle von effektiven Messdaten betrachtet wurden. Als Voraussetzungen für den Berechnungsweg werden genannt: • Musterstrecke des Flussabschnitts, auf welcher Gleichgewichtszustand herrscht • Topografische Aufnahme des Flussbetts und Erstellung der mittleren Sohlenlage eines Querprofils • Lage des Wasserspiegels entlang der Musterstrecke • Dauerkurve der Wasserführung über verschiedene Jahre • Repräsentative Sedimentmischungslinie entlang der Musterstrecke Mit diesen Angaben allein charakterisierte man den Querschnitt der Musterstrecke. Das massgebende Profil wird nicht durch das Trapezprofil dargestellt, sondern ein sogenanntes hypsografisches Profil. Damit werde angegeben, welcher Anteil der Horizontalprojektion der Sohle über resp. unter einem zur ausgeglichenen Sohle parallelen Horizont liegt. Durch Auswertung typischer alpiner Flussprofile folgten zusammengesetzte Trapezprofile als massgebender Querschnitt. Es wurden also der massgebende Querschnitt, bestehend aus zwei symmetrischen, trapezähnlichen oder dreieckähnlichen Flächen ermittelt und der entsprechende Geschiebetrieb ermittelt. Die Prüfung der Resultate folgte mittels eines hydraulischen Modells im Massstab 1:100, für welches jedoch der Geschiebedurchmesser zu klein war und deshalb mit leichtem Braunkohlengrus ersetzt wurde, um die Minimalanforderungen betreffend Sedimentdurchmesser zu erfüllen. Damit haben Meyer-Peter und seine Mitarbeiter das Prinzip der sogenannt dichtemessenden Froude-Zahl Fd=V/(g’d)1/2 erkannt, mit V als mittlerer Fliessgeschwindigkeit, g’=[(ρs–ρ)/ρ]g als relativer Erdbeschleunigung, ρs als Dichte des Sediments und ρ als Dichte des Wassers. Für schwach strömende Abflüsse mit etwa F<0.5 ist die Froude-Zahl nicht relevant. Bei Zweiphasenströmungen wird dann jedoch Fd wichtig. Um viskose Effekte zu vermeiden, wird demnach der Sedimentdurchmesser d vergrössert unter entsprechender Verrin-

Bild 6. Ähnliche Flussstrecken (a) im geraden Modellkanal, (b) Rheinstrecke mit Brücke Kriessern-Mäder (Meyer-Peter et al. 1935).

Bild 7. VAW-Versuchshalle rechts mit grossem Versuchskanal (Braeckman 1933, Anonym 1935). gerung der Dichte ρs. Bei gleicher Modellgeschwindigkeit folgt [(ρs–ρ)/ρ]d=const. Dieses Prinzip wurde in der Meteorologie bereits im 19. Jahrhundert erfolgreich postuliert und ist in den vergangenen Jahren an der VAW etwa bei Kolkuntersuchungen verifiziert worden. Wie Meyer-Peter et al. (1935) bestätigen, gilt auch dann Gl. (1) mit entsprechend modifizierten Konstanten. Bild 6 vergleicht den Alpenrhein bei Diepoldsau mit dem hydraulischen VAWModell, woraus ähnliche Fliessstrukturen ersichtlich werden. Als nächstes wird die Berechnung des Längsprofils eines Flusses bei gegebener Normal-Profilbreite erläutert. Dabei wird von einem Sohl-Fixpunkt im Unterwasser der betrachteten Strecke ausgegangen, um von dort gegen die Fliessrichtung ins Oberwasser fortzuschreiten. Das diskutierte Verfahren erscheint dem Autor ziemlich verworren; anscheinend mussten noch weitere Elemente ermittelt werden. Eines davon betrifft den Geschiebeabrieb. Aufbauend auf dem bekannten Gesetz nach

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Sternberg, wird die Konstante im Exponenten ausgedrückt mittels des Verhältnisses zwischen den mittleren Durchmessern im Ober- und Unterwasser des betrachteten Flussabschnitts. Schliesslich wird das Rauheitsverhalten der Fusssohle diskutiert. Dabei wird der Ansatz nach Strickler (Hager 2014) gewählt, da dieser auf Alpenflüsse bezogen, einfache Resultate ergibt. Mit dieser Arbeit blicken deshalb die Autoren in die Zukunft, da noch eine Vielzahl von Details zu untersuchen war. Es wird festgehalten, dass ohne hydraulische Laborversuche solche Studien unmöglich wären. Braeckman (1933) und Anonym (1935) zeigen auf einer seltenen Aufnahme (Bild 7) das VAW-Labor mit dem grossen Versuchskanal. Man erkennt einerseits die beiden Zugangsöffnungen, andererseits das zum Bersten gefüllte Labor, sodass dann bereits andere Räume für kleinere Versuche in Betrieb genommen wurden. Anonym (1935) erwähnt auch eine längs dieses Kanals verschiebbare Messbrücke, mit welcher sich jeder Querschnitt hinsicht131

lich Wassertiefe und Sedimenthöhe ausmessen lasse. Das Sediment werde am Einlauf entweder kontinuierlich oder zeitlichen gestaffelt dem Abfluss zugegeben und am Kanalende wieder entnommen. Das Gewicht des transportierten Sediments wurde dabei unter Wasser ermittelt, um den langwierigen Trocknungsvorgang zu vermeiden. Gläserne Beobachtungsfenster längs des Kanals erlaubten zudem die Visualisierung der Fliessvorgänge und die direkte Ausmessung von Materialablagerungen wie Sandbänken. Neben der Durchflussmessung mittels Venturi-Rohr wurde auch das Schirmmessverfahren eingesetzt, bei welchem eine auf einem Wagen fixierte vertikale Wand (der Schirm) durch die Strömung vorwärtsgetrieben wird, um damit die mittlere Fliessgeschwindigkeit zu ermitteln. 6. Diepoldsauer Durchstich Meyer-Peter et al. (1937) untersuchten die Frage, ob durch bauliche Massnahmen am Diepoldsauer Durchstich des Alpenrheins eine Sohlabsenkung erzielt werden kann. Wie beispielsweise durch Hager (2015a) angetönt, wurde dieser zweite Durchstich 1923 eingeweiht, er war aber von Jost Wey (1843–1908), dem ersten Rheinbauleiter seit 1878, vehement abgelehnt worden infolge logistischer Probleme mit Deichsetzungen und teuren Bauverfahren wie auch wegen der unzulässig gewählten Abmessungen der Flussbreite, die auf 110 m veranschlagt wurde, nach Wey aber etwa 80 m hätte betragen sollen. In der Folge setze eine massive Sedimentdeposition in diesem Flussabschnitt ein, was das Eidg. Oberbauinspektorat dazu veranlasste, der VAW den Auftrag zu geben, diese Frage wissenschaftlich zu untersuchen. Die 3.5 km lange, gerade Flussstrecke um Diepoldsau wurde deshalb an der VAW im Massstab von 1:100 mit einem Sohlgefälle von 0.1 % nachgebildet. Damit nicht zu kleine Sedimentpartikel modelliert wurden, verwendete man wieder den bewährten Braunkohlegrus. Der Geschiebetrieb wurde definiert als zeitlicher Mittelwert des transportierten Sediments. Dabei wird wiederum der Normalabflusszustand für die Phasen Wasser und Sediment vorausgesetzt, die Kanalgeometrie ist also prismatisch und besitzt konstantes Sohlgefälle. Anstelle von Gl. (1) wird der resultierende Geschiebetrieb beschrieben durch (Favre 1935) q2/3J/(d10/9) = 9.57 + 0.462qs2/3/(d7/9) (4) Dabei bedeuten qs [kg/ms] den unter Wasser gewogenen Geschiebetrieb pro Brei132

teneinheit sowie  [kg/dm] das entsprechende spezifische Sedimentgewicht. In der ersten Versuchsphase von 1932 sei nur uniformes Geschiebe untersucht worden, in der zweiten Phase von 1933/34 dann aber Gemische mit Sedimentdurchmessern zwischen 0.50 und 11.5 mm. Es wurden einerseits Dauerversuche für einen bestimmten Wasser- und Sedimentzufluss bei uniformem Sediment unter Normalabflussbedingungen durchgeführt, mit welchen der Beharrungszustand angestrebt wurde. Damit entstand eine Beziehung zwischen den beiden Zuflüssen, die sich als linear herausstellte. Andererseits schritt man zu den entsprechenden Untersuchungen von Sedimentmischungen, die jedoch aufwendiger waren, da die Zusammensetzung der Sohle nicht unbedingt der Sedimentzugabe entsprach. Die sogenannte Geschiebefunktion war nun nicht mehr linear, die Kurven verliefen jedoch für verschiedene Sedimentdurchmesser ähnlich. Die Beschickung mit Sediment nahm für einen bestimmten Wasserzufluss aber mit dem Sedimentdurchmesser zu. Als Nächstes wurde die Sohlenzusammensetzung unter verschiedenen Durchflüssen studiert. Die Validierung der Resultate wurde anhand der auf dem Rhein sich einstellenden Kiesbänke vorgenommen, deren Form und Grösse bekannt war. Weiterhin wurde deren Wandergeschwindigkeit betrachtet. Als Zeitmassstab zwischen dem Modell und dem Prototyp wurde 1:360 ermittelt: 4 Minuten im hydraulischen Modell entsprachen also einem Tag. Als Resultat ergab sich eine hinreichende Übereinstimmung (Bild 6). Anschliessend wurden die Verhältnisse am Diepoldsauer Durchstich untersucht. Es sollte der Verlandungsprozess zwischen 1923 und 1933 erfasst werden. Falls sich dieser und die stromab liegende Zwischenstrecke in der Tat verlandet hätten, so wäre der Sedimentzufluss entweder hinsichtlich Menge oder Durchmesser nicht mit der Transportfähigkeit des Rheins übereinstimmend. Nach zehnmaliger Repetition des Normaljahres im Modell, entsprechend 243 Betriebsstunden, wurde schliesslich der Sohle-Beharrungszustand erreicht. Dieser hatte sich vom Anfangszustand um rund 0.50 m gehoben, das Gefälle betrug 0.16 % anstelle von 0.10 %. Am oberen Ende erreichte die Kiesbank eine Höhe von 3.7 m über der Projektsohle; sie war also um 0.20 m höher als das Vorland. Die Länge der Kiesbänke war rund 500 m und deren jährliche Fortpflanzungsgeschwindigkeit rund 220 m/a. Die mittlere im Modell gemessene Sohlenerhöhung war damit weit kleiner als

rund 1.6 m im Prototyp. Der Grund dazu war die im Unterwasser nicht konforme Wassertiefe mit dem Alpenrhein infolge Sedimentdepositionen ab 1926. Anhand der Versuchsserie von 1932 (uniformes Sediment) folgte sowohl durch die Verengung des Mittelgerinnes als auch Wuhrerhöhungen um 2 m die Sohlabsenkung. Der erste Effekt war dabei weit wichtiger als der zweite, beide hingen zudem vom gewählten Unterwassereinstau ab. Der erste Zustand wirkt auf alle Zuflüsse, während der zweite Zustand erst ab Durchflüssen von mehr als etwa 700 m3/s eintrete. In der Versuchsserie 1933/34 (Sedimentmischungen) wurden im Modell fünf Normalprofile eingebaut, einige ergaben befriedigende Resultate, andere mit reiner Erhöhung der Wuhren jedoch nicht. Als Schlussfolgerung für den Diepoldsauer Durchstich resultierte eine gesamtheitliche Betrachtung des Problems, ausgehend vom Bodensee. Meyer-Peter et al. (1937) schritten dann zur Berechnung der Rheinregulierung von der Illmündung bis zum Bodensee. Es wurden vier Musterstrecken definiert, deren Sohlgefälle 1932 zwischen 0.135 % längs des Zuflusses und dem Diepoldsauer Durchstich und 0.081 % beim Fussacher Durchstich variierten. Die massgebende Sedimentdeposition von rund 100 000 m3/a fand im Bereich des Diepoldsauer Durchstichs statt. Anschliessend wurden die Quer- und Längsprofile des Alpenrheins, die massgebenden Durchflüsse und Rauheitsbeiwerte und die jährlichen Dauerkurven besprochen. Schliesslich werden die Mischungslinien, der massgebende, typisch kleiner als 50 mm Sedimentdurchmesser und der Sedimentabrieb längs des Flusses beschrieben. Der massgebende Sedimentdurchmesser im oberen Bereich beträgt etwa 15 mm, derjenige im Fussacher Durchstich dagegen nur noch etwa 12 mm. Dann folgt die Vorhersage der Sohlentwicklung, falls keine Massnahmen getroffen würden: Von 1937 an würde demnach der Auflandungsprozess fortschreiten, da noch kein Gleichgewichtszustand erreicht war. Die Massnahmen zur Verhinderung einer weiteren Sohlauflandung des Alpenrheins im Bereich des Diepoldsauer Durchstichs betreffend, wurden sowohl die Verengung des Mittelgerinnes als auch Wuhrerhöhungen untersucht. Die Studie bezog sich auf die beiden Breiten von 70 und 90 m; beide ergäben die Tendenz zur Sohlabsenkung. Dadurch wird jedoch nicht erreicht, was durch den Staatsvertrag mit Österreich festgelegt wurde, da der untere

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Sohlendpunkt durch die beiden unteren Strecken um rund 2 m angehoben wird. Eine reine Wuhrerhöhung hätte noch fatalere Folgen, weshalb diese Massnahme nicht weiter verfolgt wurde. Als Zusatzmassnahme wurden Baggerungen vorgeschlagen, die eine günstige Wirkung zeigten, insbesondere falls hauptsächlich grobes Material im Bereich des Diepoldsauer Durchstichs entnommen würde. Die optimale Massnahme wird durch wirtschaftliche Überlegungen geprägt, aber die dauernde und angepasste Baggerung wird als die beste Lösung des Problems betrachtet. Das vorgeschlagene Gesamtprojekt basiert auf einer Breitenreduktion von 40 m längs des Fussacher Durchstichs bis auf 20 m längs des Diepoldsauer Durchstichs, gepaart mit den erwähnten flexiblen Baggerungen der Flusssohle. Eine weitere Untersuchung im Zusammenhang mit dem Alpenrhein führte Einstein (1937a) durch, welche den sogenannten Geschiebefänger betraf. Es geht also um die Eigenschaften dieser Messgeräte, welche in einem Fluss den Sedimenttransport direkt ermitteln. Diese Geräte lassen sich jedoch nur unter bekannten Laborbedingungen testen. Dabei ist zu beachten, dass der Fänger selbst die Strömung stört und deshalb nur näherungsweise eingesetzt werden kann. Selbst bei konstanten Wasser- und Sedimentzuflüssen treten zeitlich starke Schwankungen auf. Anhand der Messungen von 1935 wurde der Wirkungsgrad eines Fängers auf rund 40 % veranschlagt, d. h. etwa dieser Anteil des gesamthaft am Beobachtungsort fliessenden Geschiebes wurde auch effektiv gefangen; der Rest war entweder zu klein und entging somit dem Fänger oder Störungen infolge dessen Präsenz erlaubten keine Sedimententnahme. Diese Grösse hänge wesentlich vom Sedimentdurchmesser ab. Weitere Probleme seien die turbulente Strömung und deren Einfluss auf den Fänger oder das Eingraben oder Anheben des Fängers bezüglich der Flusssohle. Der «Naturfänger» war 1 m lang, 0.5 m breit und 0.2 m hoch, besass also etwa die Abmessungen der von der Versuchsanstalt für Wasserbau in Wien an der Donau getesteten Grösse. Da diese Abmessungen für einen Laborkanal zu grosse Störungen des Zuflusses bewirkten, wurden drei Modelle in den Massstäben 1:2.5, 1:5 und 1:10 gebaut (Bild 8). Vergleichsuntersuchungen ergaben ein völlig unklares Bild, weshalb auf diese Weise keine realistischen Resultate erzielt wurden. Die Resultate der kleinen Fänger wurden deshalb vorerst ausgeschlossen. Schliesslich resul-

tierte ein mittlerer Wirkungsgrad von rund 45 %, falls die Messdauer genügend lange sei. Andererseits darf diese auch nicht zu lange dauern, denn ein voller Fänger ist inaktiv. Schliesslich erläuterte Einstein den grossen turbulenten Einfluss und verwies auf die entsprechende Behandlung in seiner Dissertation mittels der Wahrscheinlichkeitmethode. Das eigentliche Problem seines Aufsatzes wurde aber nicht gelöst. Schliesslich besprach Müller (1937) die wesentlichen Folgerungen dieses Projekts. Er hatte mit grosser Wahrscheinlichkeit die Modellversuche durchgeführt und war Projektleiter der Studie am Alpenrhein. Es wurden die wichtigsten Voraussetzungen zur Berechnung der Sohlenentwicklung im Bereich des Diepoldsauer Durchstichs erläutert, die Wahl der massgebenden Querprofile diskutiert sowie die Resultate mittels Gl. (1) vorgestellt. Als Folgerungen wird festgehalten, dass «eine weitere beträchtliche Sohlerhöhung im Diepoldsauer Durchstich vermieden wird, falls auf jene bauliche Lösung, die sich durch die eingehenden Studien der Versuchsanstalt als unwirksam erwiesen hat, zu verzichten sei und stattdessen eine Verengung des Mittelgerinnes vorzunehmen oder dann auf die von der Versuchsanstalt ebenfalls untersuchte und vorgeschlagene Lösung dauernder Baggerungen einzutreten». Einstein und Müller (1939) gehen spezifisch auf die hydraulische Ähnlichkeit von flussbaulichen Modellversuchen ein. Einstein war zu dieser Zeit bereits zwei Jahre in den USA, während Müller mit verschiedenen wasserbaulichen Problemen beschäftigt war. Die Arbeit dehnt die Erkenntnisse von Favre (1935, 1936) aus, ohne sich aber auf neue Messungen zu stützen. Es werden insbesondere die modelltechnischen Bedingungen bei fester und beweglicher Sohle, der Effekt der Sedimentdichte, die

entsprechenden Reibungsverluste, der Geschiebetriebbeginn und der Zeitmassstab zwischen Modell- und Naturdaten besprochen. Dann werden die Modellregeln unter Anwendung der Ähnlichkeit nach Froude berechnet und gleichzeitig wird nachgewiesen, dass die beiden VAW-Formeln dieses Gesetz exakt erfüllen. Schliesslich werden nochmals die für den Alpenrhein entwickelten Bedingungen vorgestellt. Bis 1948 wurden offenbar keine weiteren Publikationen zum Sedimenttransport verfasst; man litt einerseits unter den Kriegsbelastungen, andererseits waren wasserbauliche Probleme in den Vordergrund gerückt. Müller (1943) legte im Alter von erst 35 Jahren seine Dissertation vor; er war offensichtlich zuvor immer wieder mit Projekten der VAW «eingedeckt» worden. Die Forschungsarbeit beschäftigt sich mit den beiden Hauptthemen (1) Geschiebebewegung bei Normalabfluss im geraden prismatischen Gerinne und (2) Einfluss von Krümmungen auf die Ausbildung des Längenprofils. Teil 2 soll hier nicht besprochen werden. Als Erstes formt Müller (1943) den Ansatz von Strickler (Hager 2014) betreffend des Rauheitsbeiwerts K in Flüssen vom mittleren Durchmesser d50 auf den einfacher zu erfassenden Sedimentdurchmesser d90 um, womit sich lediglich die Konstante von 21.1 auf 26 verändert. Als Zweites wird der Transportbeginn von Sediment, aufbauend auf den beiden VAWFormeln, studiert. Schliesslich wird die Geschiebefracht innerhalb einer bestimmten Dauer spezifiziert. Damit hat Müller im Teil 1 seiner Dissertation keine wesentlichen neuen Resultate erzielt. Auch in seiner Habilitationsarbeit geht Müller (1944) nicht auf dieses Thema, sondern auf das Kolkproblem ein. War die Problematik Sedimenttransport gelöst oder war sie von keinem Interesse mehr?

Bild 8. An der VAW getestete Geschiebefängermodelle, Massstäbe 1:10, 1:5 und 1:2.5 (Einstein 1937a).

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133

Als Nächstes folgte eine Schrift über Wasserbau, in welcher Müller (1947) die wichtigsten Resultate seiner Untersuchungen nochmals für die Praxis zusammenfasst. Das gut 100 Seiten umfassende Büchlein ähnelt denjenigen der damals bekannten Sammlung Göschen. Die Kapitel im Abschnitt Hydraulik sind (1) Grundlagen, (2) Laminare Strömung, (3) Turbulente Strömung, (4) Freispiegelabfluss, (5) Begleiterscheinungen und (6) Modellähnlichkeit. Entsprechend interessieren in diesem Zusammenhang lediglich die beiden letzten Kapitel. Es werden etwa die Grenzschleppspannung zur Ermittlung des Beginns von Sedimenttransport nach Kreuter und den VAW-Resultaten vorgestellt, es wird auf die Schwebstoffführung eingegangen sowie Angaben zur Sinkgeschwindigkeit von Körnern diskutiert, um schliesslich auf den Geschiebetrieb einzugehen. Darin nehmen die an der VAW entwickelten Formeln die zentrale Stellung ein. Leider werden auch in dieser Schrift keine neuen Entwicklungen erwähnt, insbesondere aus den Laboratorien der USA, welche ab etwa 1935 stark an diesem Problem arbeiteten. 7.

Definitive Formel von Meyer-Peter und Müller Die von Meyer-Peter und Müller (1948, 1949) definitive, sogenannte MPM-Formel basiert im Wesentlichen auf den Messungen der frühen 1930er-Jahre. Eingangs wird einerseits Gl. (1) für uniformes Sediment, andererseits Bild 5 resp. Gl. (4) betreffend der Sedimentdichte besprochen. Dann beziehen sich die Autoren auf den Einfluss von Sedimentmischungen. Sie versuchten vorerst, Gl. (1) beizubehalten und den mittleren Durchmesser d mit dem effektiven Durchmesser dm [mm] der Mischung zu ersetzen. Dieses Verfahren scheiterte jedoch, sodass, wie nun erstmals erwähnt, seit 1938 Zusatzversuche im grossen VAW-Kanal über diesen Effekt durchgeführt wurden. Das Messprogramm orientierte sich an den in schweizerischen Alpenflüssen auftretenden Sedimentmischungen mit Werten von (J;dm)= (0.04 bis 0.05 %;0.4), (2 bis 3;1.7 bis 2) und (8;4.4). Weitere Versuche bis J=2 % wurden im kleineren Kanal durchgeführt. Die Auswertung der Daten nach den Parametern von Gl. (1) mit ddm ergab für einen bestimmten relativen Durchfluss q2/3J/d für uniformes Material einen massiv kleineren relativen Sedimenttransport qs2/3/d als bei Mischungen. Deshalb wurde zuerst nochmals der Beginn von Sedimenttransport analysiert, welcher vom relativen Durchmesser d/Rh mit Rh als hydraulischem Radius abhänge. Daraus 134

ergab sich mit c1 und c2 als zwei noch festzulegende Konstanten anstelle von Gl. (1) die Beziehung q2/3J2/3/dm = c1 + c2(qs2/3/dm)

(5)

Man beachte, dass lediglich die Potenz des Energieliniengefälles J von Gl. (1) zu Gl. (5) modifiziert ist. Probleme mit den Daten entstanden bei der kleinsten (dm=0.4 mm) Sedimentfraktion sowie bei Versuchen, bei denen sich Bettformen entwickelt hätten. Nun tritt als Zusatzargument der Einfluss verschiedener Rauheiten des Sediments am Kanalboden Ks und der relativ glatten Kanalwände Kw auf, also des Verhältnisses =Ks/Kw<1. Die entsprechenden Durchflüsse sind Qs und Q als totaler Durchfluss. Sie lassen sich nach Einstein (1934) als Quotient =Qs/Q≤1 ermitteln. Unter Einbezug dieser Zusatzeffekte folgt mit A und B als neue Konstanten anstelle von Gl. (5) für natürliche Sedimentdichte der Ausdruck

w3/2[hJ/dm] = A + B(qs2/3/dm)

(6)

Bezüglich des Werts Ks soll die von Müller (1943) entwickelte Beziehung angewendet werden, also Kr [m1/3/s]=26/d901/6 mit d90 [m]. Werden nun alle Messdaten für die drei verschiedenen untersuchten Dichten nach Gl. (6) aufgetragen, so folgen die beiden Konstanten A und B. Als definitive, sogenannte MPM-Formel gilt schliesslich mit w [t/m3] als spezifisches Gewicht von Wasser, s [t/m3] als spezifisches Gewicht des unter Wasser gewogenen Sediments und h [m] als Wassertiefe

w3/2[hJ/dm] = 0.047s + 0.25(w/g)1/3 (qs2/3/dm) (7) Diese Beziehung vereinfacht sich in der Schreibweise, falls man die Zusatzparameter =qs/[(Rgdm3)1/2] und 1/=V*2/ (Rgdm)=hJ/(Rdm) als relativen Transportterm sowie die densimetrische KornFroude-Zahl einführt mit V*=(ghJ)1/2 als Schubspannungsgeschwindigkeit. Werden die beiden labortechnisch eingeführten Terme und  ebenfalls auf eins gesetzt, also ein breiter Fluss betrachtet, dann lautet die Geschiebetriebformel nach MeyerPeter und Müller (etwa Graf 1984)

 = [4–1 – 0.188]3/2

(8)

Die Anwendungsbedingungen von Gl. (7) resp. (8) beinhalten: • Energieliniengefälle J zwischen 0.04 und 2 %

•

Partikelgrössen dm zwischen 0.4 und 20 mm • Wassertiefen h zwischen 0.01 und 1.20 m • Spezifische Wasserdurchflüsse q zwischen 0.002 und 2 m3/sm • Relative Sedimentdichte R=[(s–)/]  zwischen 0.25 und 3.2 Im Lichte moderner Erkenntnisse sind diese Bedingungen weiter einzuschränken. Einerseits ist vollturbulenter Zufluss sicherzustellen, die Reynoldszahl R=4VRh/ mit  als kinematischer Viskosität muss über rund 50 000 liegen. Die mittlere Partikelgrösse sollte infolge viskoser Zusatzeffekte mindestens dm=1 mm betragen. Die Wassertiefe h muss mindestens rund h=0.05 m erreichen, damit sich lediglich rein gravitative Effekte einstellen. Der spezifische Durchfluss muss so gross sein, dass die oben erwähnten Limitationen erfüllt sind. Einfach gesagt, muss sichergestellt werden, dass das Ähnlichkeitsgesetz nach Froude erfüllt ist. Dann lässt sich die MPM-Formel also für alpine Flüsse ausgezeichnet anwenden. Die Gl. (7) vereinfacht sich für zwei spezielle Fälle, nämlich für Sedimenteintrag (qs=0 resp. =0) entsprechend dem zugehörigen Wert von J0 zu J0 = 0.047[(s–)/](dm/h)

(9)

Danach nimmt dieses Energieliniengefälle unter Sedimenteintrag linear zu mit der relativen Sedimentdichte und dem relativen mittleren Sedimentdurchmesser. Als zweiter Grenzfall kann auf den Fall extremen Transports zurückgeschlossen werden, bei dem also der in Gl. (8) enthaltene Term bei Eintragsbeginn viel kleiner als der Transportterm bleibt. Daraus folgt nach Gl. (7), resp. Gl. (8) Rqs/(gJ3h3)1/2 = 8

(10)

Aus dieser Beziehung ergibt sich qs [m2/s] =8(gJ3h3)1/2/R, entsprechend entfällt der Einfluss des mittleren Sedimentdurchmessers dm komplett. Der Sedimenttransport hängt dann massgeblich von der Wassertiefe h und dem hydraulischen Gefälle J ab; je leichter das Material, desto linear grösser ist qs. Wird das Reibungsgefälle nach Strickler/Müller unter Normalabfluss ersetzt, so folgt für breite Rechteckkanäle mit q=KJ1/2h5/3 resp. mit K=8.3g1/2/d901/6 der Ausdruck Rqs=0.014d901/2q3/(gh7/2) resp. Rqs/q=0.014q2/(g2h7/d90)1/2. Der dichtebezogene Sediment- zum Wasserdurchfluss Rqs/q hängt dann wesentlich vom Quadrat der Froude-Zahl F=q/(gh3)1/2 sowie dem relativen Sedimentdurchmesser (d90/h)1/2 ab.

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Entsprechend dominiert F den Geschiebetransport; interessanterweise nimmt qs mit d90 schwach zu. Abschliessend erwähnen MeyerPeter und Müller (1948) als Mitarbeiter an diesem Projekt die Herren Friedrich Brändle (1903–1944), Erhard Röthlisberger, welcher von 1941 bis 1945 Assistent an der VAW war, Eugen Müller und Jakob Morf, beide von 1946 bis 1947 VAW-Assistenten, und Ernest Bisaz (1918–1979), späterer VAWAbteilungschef der Gruppe Wasserbau. Weitere Zusammenfassungen der definitiven 2. VAW-Sedimenttransportformel wurden durch Hager (2012) zitiert und sollen deshalb hier nicht repetiert werden. 8.

Meyer-Peter und die VAW-Formel Bis um 1934 waren die Deutsche Technische Hochschule von Brünn um Prof. Armin Schoklitsch (1888–1969), die Technische Hochschule von Wien um Prof. Friedrich Schaffernak (1881–1951) und die Versuchsanstalt für Wasserbau in Wien um Rudolf Ehrenberger (1882–1956) massgebend an der Entwicklung in diesem dazumal neuen Forschungsgebiet des Flussbaus beteiligt (Hager 2015b-d). Österreich dominierte demnach das weltweite Geschehen auf diesem Wissenszweig. Nach 1934 begann einerseits die aktive Zeit an der ETH Zürich, anderseits traten die Amerikaner im Zuge der grossen Bewässerungs- und Hydroenergieprojekte im Westen der USA auf den Plan. Was war nun die Rolle Meyer-Peters an diesen Entwicklungen? Weshalb ist gerade die MPM-Formel auch heute noch so populär? Was zeichnet die Forschung an der VAW der ETH Zürich speziell aus? Wie bereits erwähnt, hat sich MeyerPeter bereits vor Inbetriebnahme des VAWLabors zum Ziel gesetzt, auf dem Sedimenttransport aktiv zu werden. Die Probleme mit dem Diepoldsauer Durchstich haben zusätzlich Impetus verleiht. Von heute aus erscheint die Kombination der führenden VAW-Mitarbeiter noch wichtiger; ohne sie hätte sich das gesetzte Ziel kaum erfolgreich erreichen lassen. Diese werden durch Hager (2012) besprochen, in Bezug auf das Sedimenttransportproblem waren dies: • Henry Favre (1901–1966), erster Vizedirektor ab 1930, also die rechte Hand von Meyer-Peter mit einem stark theoretischen Hintergrund in Mechanik. Er hatte das Projekt bis um 1935 geführt und die essenziellen Ähnlichkeitsüberlegungen angestellt, welche die Übertragung der Modellresultate auf die Natur ermöglichen. Nach Rücksprache mit Kollegen von Favre scheint

aber, dass Meyer-Peter dies nicht ins richtige Licht stellte, und Favre hat sich entsprechend geäussert, insbesondere dass er immer in zweiter Reihe verbleiben musste. Erst seine beiden Publikationen in den Annales haben ihn zur Trennung von seinem Vorgesetzten bewogen, anschliessend hat er auf diesem Thema nicht mehr publiziert, um Animositäten auszuweichen. Er war deshalb froh, ab 1938 die Mechanik-Professur in französischer Sprache an der ETH zu übernehmen. • Hans Albert Einstein (1904–1973), VAWMitarbeiter ab 1931, hat auf Wunsch seines berühmten Vaters Albert, erstaunlicherweise selbst in seiner Promotionsarbeit weder Messdaten publiziert noch die VAW-Modellanlagen beschrieben. Es könnte sein, dass Meyer-Peter hier wiederum bewusst untersagt hat, diese (eben seine) wertvollen Unterlagen zu verwenden. Es muss immerhin festgestellt werden, dass Einstein in den USA die bis 1937 erhobenen Messdaten publizierte und eine eigene Transportformel vorschlug (Einstein 1942). Diese hat sich aber im Gegensatz zur MPM-Formel nicht international durchgesetzt. Einstein war ab Mitte der 1930er-Jahre gestresst, drängte ihn doch sein Vater, als Jude im Hintergrund des Naziregimes, möglichst schnell Mitteleuropa zu verlassen. • Robert Müller (1908–1987), Nachfolger Einsteins, war neben den eigentlichen Forschungsarbeiten zum Sedimenttransport stark mit anderen Themen eingedeckt, sodass er nicht einmal seine Promotionsarbeit in einem vernünftigen Zeitrahmen abschliessen konnte. Nach dem Wegzug von Einstein und Favre war er der wichtigste Mitarbeiter von Meyer-Peter. Der 1938 an die VAW zurückgekehrte Charles Jaeger (1901–1989) wurde entsprechend seinen Neigungen nicht im Labor eingesetzt, sodass Müller dessen Leitung immerhin in wissenschaftlicher Hinsicht zu übernehmen hatte. Müller verblieb bis zur Emeritierung seines Vorgesetzten an der VAW, verliess diese jedoch, nachdem Gerold Schnitter VAW-Direktor wurde, um damit einen Praktiker des schweizerischen Wasserbaus einem Theoretiker des Flussbaus vorzuziehen. Meyer-Peter selbst war sicherlich vom Sedimenttransportproblem sehr angetan, er konnte jedoch wissenschaftlich nicht mithalten. Zu sehr war er Ingenieur-Praktiker, eigentlich Wasserbau-Ingenieur, der auf

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Nebenwegen zum Flussbau stiess (Bild 9). Er war einerseits überwältigt von der ersten VAW-Formel, welche die grundlegenden Prozesse zu erklären schien, andererseits aber enttäuscht, dass sie sich nicht auf sein wirkliches Problem, den Diepoldsauer Durchstich, anwenden liess. Vergleicht man die 1934er- und 1935er-Publikationen mit derjenigen von 1937, so fällt der Stilwandel ins Auge. Mit Favre als Mitautor liest man vorwärts, alles scheint logisch und physikalisch begründet. Im Gegensatz dazu die Arbeit von 1937, die zum Teil wirr und ohne Klarheit verschiedenste Details erläutert, als sei ein VAW-Bericht schlecht zusammengefasst worden. Etwas weniger, aber mit immer noch diesen Zügen, liest sich auch die Publikation von 1948, Müller hat sicherlich hier den Stil geglättet. Meyer-Peter wollte in all diesen wichtigen Publikationen nichts aus seiner Hand geben, er war der erste Autor, und somit hatte er das Sagen zu allen Aspekten, was dann Mitarbeiter wie Favre unverstanden liess. Zudem war Meyer-Peter ab Mitte der 1930er-Jahre mit vielen anderen Projekten belastet (Hager 2012). In den 1940er-Jahren traten dann vermehrt wasserbauliche Projekte ins Rampenlicht, weshalb in dieser Ära wenig unternommen wurde, die längst anstehende Publikation zu verfassen, welche erst 1948, aber dafür in internationalem Rahmen erschien. Es scheint fast, dass die kurze Zusammenfassung von 1949 vergessen wurde, dann aber doch noch an die Schweizer Kollegen des Flussbaus gedacht wurde. Anlässlich des 70. Geburtstags von Meyer-Peter legte die Schw. Bauzeitung dem Jubilar eine Festschrift vor, in welcher sich seine Berufskollegen mit namhaften Beiträgen ihre Verbindung zu ihm knüpften. Spezifisch im Fachgebiet zu erwähnen sind Jakob Hagen (1883–1969), Meyer-Peters langjähriger Assistent und später Honorarprofessor der ETH, welcher ihm seit 1920 diente, der bereits erwähnte Robert Müller mit einer Beschreibung über das flussbauliche Versuchswesen an der VAW, die Herren PD Dr. Armin von Moos (1907–1981) und Prof. Dr. Robert Haefeli (1898–1978) als Leiter der VAW-Abteilung Erdbau und Glaziologie, der Norweger Dipl. Ing. Laurits Bjerrum (1918–1973), damals ein wichtiger Experte im Dammbau, Henry Favre mit einer historischen Arbeit über den Hydrauliker Adam de Crapponne und Gerold Schnitter (1900–1987), Meyer-Peters Nachfolger als Wasserbau-Professor und VAWE-Direktor, mit einer Arbeit über Massenbeton bei Talsperren. Das Thema der vorliegenden Arbeit 135

Bild 9. Eugen Meyer-Peter um (a) 1923 (ETH-Bibliothek Zürich, Bildarchiv/Hs_1002-0009224 / Public Domain Mark), (b) 1945 (Anonym 1945).

Bild 10. Rheinmodelle im VAW-Laboratorium (Müller 1953). wird durch Müller (1953) sicherlich am besten beschrieben. Eingangs wird erwähnt: «Viele Studierende haben bei Prof. MeyerPeter die klar aufgebauten, interessanten und schönen Vorlesungen gehört. Manche bedauerten nur das Fehlen eines stärkeren persönlichen Kontakts mit dem uns allen doch so sympathischen Professor. Als wir Studierende des 8. Semesters 1931 in der im April 1930 eröffneten Versuchsanstalt in einfachen Übungen Vorgänge der Hydraulik erkennen und messen konnten, fanden wir dies selbstverständlich. Dass dieses Hilfsmittel erst geschaffen worden war, interessierte uns kaum.» Seit dann «begann ein eifriges Forschen nach eigenem Erkennen der Zusammenhänge. Vor allem die Hydraulik von Wasserläufen mit beweglicher, loser Gerinnesohle wurde bald zum Steckenpferd des Professors. Nach der Vorlesung verschwand der Professor ins Labor und war nicht mehr zu erreichen. Unsere Studien und Berichte wurden über Samstag und Sonntag korrigiert und bereinigt. ‹I ha ka Zyt› war allgemein bekannt, und doch fand Prof. Meyer immer wieder Zeit für alles und jeden.» Mit den im Dezem136

ber 1931 durch das Eidg. Departement des Innern auf Anregung des Eidg. Oberbauinspektorates der VAW erteilten Auftrags zur Abklärung der Intl. Rheinregulierung zwischen Ill-Mündung und Bodensee kam der Stein ins Rollen. Die im Jahre 1923 beendigte Rheinregulierung mit den beiden Durchstichen bei Diepoldsau und Fussach hatte nämlich nicht den erhofften Erfolg. Im Frühjahr 1932 konnten die Versuche für den Rhein beginnen, wobei gleich die Unmöglichkeit der Nachbildung der natürlichen Geschiebemischung, weil diese im Massstab 1:100 zu fein geworden wäre, ein grosses Hindernis bedeutete. Bild 10 zeigt das erste und zweite Rheinmodell. Weiter berichtet Müller (1953): «Gleichzeitig begannen die systematischen Versuche im Messkanal. Sowohl die systematischen Geschiebeversuche wie auch die speziellen Rheinmodellversuche waren erfolgreich. Im Jahre 1934 konnte die festgestellte Gesetzmässigkeit der Geschiebeführung in einer 1. Formel veröffentlicht werden. Mit den speziellen Versuchen für den Rhein gelang andererseits der qualitative Nachweis, dass mit einer Einengung

des Mittelgerinnes das Wasser mit einem kleineren Gefälle das dem Gerinne zugeführte Geschiebe zu transportieren vermag. Nach langen Studien gelang es, eine Methode zu finden, die, angewendet auf den Rhein, die Naturbeobachtungen quantitativ vollkommen richtig wiedergab. So war die erste Etappe der Forschung um 1935 beendet; alle Beteiligten fanden die Ergebnisse als vorläufig genügend, um das dringliche Rheinproblem in der Praxis zu lösen. Der Auftraggeber lehnte jedoch unsere Folgerungen ab, und Prof. Meyer musste erleben, dass seine grossen Bemühungen vorerst noch fruchtlos blieben.» Müller (1953) fährt fort: «Es galt also, mit weiteren systematischen Untersuchungen zu überzeugen. Durch Versuche mit verschiedenen spezifischen Gewichten der Geschiebe konnte dieser Einfluss abgeklärt werden. Erstmals gelang damit auch der Nachweis, dass die strenge Ähnlichkeit der Geschiebetriebvorgänge geometrisch ähnliches Korn gleichen spezifischen Gewichtes in Modell und Natur erfordert und dass für die Geschiebemenge derselbe Massstab gilt wie für eine Wassermenge. Schliesslich war es für die Weiterentwicklung von grosser Bedeutung, als, auf Anregung des Eidg. Oberbauinspektorates, die Gemeinsame Rheinkommission im Sommer 1938 die Versuchsanstalt erneut mit den modelltechnischen Untersuchungen des Rheinproblems beauftragte. Es war für uns ein Erlebnis, als im neuen, grundrissgetreuen Modell schon nach einer Stunde Mitteljahrbetrieb im [total] 120 m langen Modell alle Kiesbänke sich naturgetreu gebildet hatten (Bild 10b). Die Untersuchung dauerte weitere drei Jahre. Die Formel 1948 wurde, wie ihre Vorgängerin, auch im Ausland mit grossem Interesse aufgenommen. Prof. Meyer kann also auf eine abgeschlossene zweite Etappe zurückblicken. Sie brachte eine systematische Verfeinerung der Versuchsmethoden und mit der Formel 1948 ein schon wesentlich allgemeineres Resultat.» Schliesslich schreibt Müller (1953): «Dank der Tatkraft von Prof. Meyer-Peter kann die Versuchsanstalt den kommenden Problemen der Hydraulik mit beweglicher Sohle getrost entgegensehen. Dies erforderte von jedem Beteiligten, vom Arbeiter bis zum Direktor, einen grossen Einsatz. Der Direktor war für alle das Vorbild: Wie wäre es sonst möglich gewesen, nicht nur dieses Forschungsgebiet, sondern noch viele andere in Hydraulik, in Wasserkraftanlagen, in Erdbau und Schnee, Abwasser und Hydrologie gleichzeitig zu entwickeln?» Müller trifft hier genau den Kern der Arbei-

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ten von Meyer-Peter, er war ein Macher, ein Lehrer, ein Forderer und Förderer sowie ein grosses Beispiel für seine Umwelt. Glücklicherweise hat er in Mitarbeitern wie Müller die Unterstützung gefunden, um diese Resultate forschungstechnisch richtig zu verkaufen, was ihm und Müller schliesslich die Bezeichnung MPM-Formel als Vermächtnis hinterlassen hat.

lichkeit bei flussbaulichen Modellversuchen.

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9. Schlussfolgerungen Die VAW-Sedimenttransportformeln von 1934 und 1948 sowie deren Werdegang in Hinsicht auf systematische und angewandte Versuche werden beschrieben. Dabei werden die Hintergründe sowohl zur gewählten Modelltechnik und den erarbeiteten Ähnlichkeitsbeziehungen durch die Versuchsanstalt für Wasserbau als auch zu den flussbaulichen Problemen des Diepoldsauer Durchstichs am Alpenrhein erläutert. In diesem Zusammenhang kommt natürlich der Förderer dieser Untersuchungen, Prof. Meyer-Peter, ebenfalls in den Fokus der Beschreibungen. Sein unerlässlicher Einsatz, gepaart mit den Forschungsanstrengungen seiner wichtigsten Mitarbeiter, wird diskutiert und gewürdigt. Damit wird versucht, eine Lücke zu schliessen in dieser seit langer Zeit hängigen Frage.

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Bestellen Sie unsere Verbandsschriften direkt unter: www.swv.ch Der Verband Aare-Rheinwerke 1915 bis 2015 – Rückblick auf ein Jahrhundert Wasserwirtschaft

Verbandsschrift 69 Herausgegeben vom Schweizerischen Wasserwirtschaftsverband zum 100-jährigen Bestehen des Verbandes Aare-Rheinwerke (VAR)

«100 Jahre VAR 1915–2015»

VS: Nr. 69, Der Verband Aare-Rhein-

VS: Nr. 68, Symposium CIPC KOHS

VS: Nr. 67, Der Schweizerische Was-

VS: Nr. 66, Die Engadiner Kraftwerke

werke 1915 bis 2015 – Rückblick auf

2014, Anton Schleiss, Jürg Speerli,

serwirtschaftsverband 1910– 2010,

– Natur und Technik in einer aufstre-

ein Jahrhundert Wasserwirtschaft,

Roger Pfammatter (Eds.), 2014, 214

ein Portrait, von Walter Hauenstein,

benden Region, von Robert Meier,

von Hans Bodenmann und Roger

Seiten, Format A4, ISBN 978-1-138-

2010, 156 S. Format 17 × 24 mm,

2003, 207 S., Format 28.5 × 20.5 cm,

Pfammatter, ISBN 978-3-033-05079-

02676-6, CHF 50.–.

ISBN 978-3 85545-155-5, CHF 40.–.

ISBN 3-85545-129-X, CHF 60.–.

VS: Nr. 65, Wasserkraft – die erneu-

VS: Nr. 64, Ökologische (Teil A) und

VS: Nr. 63, Wasserbauer und Hyd-

VS: Nr. 62, Uferschutz und Raumbe-

erbare Energie, Beiträge des inter-

technisch/ökonomische Qualitäten

rauliker der Schweiz, Kurzbiografien

darf von Fliessgewässern/Protection

nationalen Symposiums vom 18./19.

der Wasserkraft, ecoconcept, Zürich

ausgewählter Persönlichkeiten, 2001,

des rives et espace vital nécessaire

Okt. 2001 in Chur, CHF 30.–.

und Schnyder Ingenieure AG, Otten-

von Daniel L. Vischer, CHF 50.–.

aux cours d’eau, 2001, Vorträge in

2, CHF 25.–.

bach, CHF 40.–.

Biel, CHF 40.–.

VS: Nr. 60, Externe Effekte der

VS: Nr. 59, Geschiebetransport und

VS: Nr. 57, Betrieb und Wartung von

VS: Nr. 54, Directives pour l’exploi-

Wasserkraftnutzung/Effets externe

Hochwasser/Charriage et crues,

Wasserkraftwerken, 1998, Bernard

tation et la maintenance des grou-

de l’exploitation des forces hydrauli-

Vorträge in Biel, 1998, CHF 50.–.

Comte, CHF 120.–.

pes hydroélectriques, 1995, Bernard

ques, 1999, CHF 50.–.

138

Comte, CHF 98.–.

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Jahresbericht 2015 des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes

Rapport annuel 2015 de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

139

Jahresbericht 2015

Inhalt/Contenu

Jahresbericht 2015 des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes / Rapport annuel 2015 de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux

Anhänge / Annexes: 1a

Bilanz per 31.12.2015 mit Vorjahresvergleich / Bilan au 31.12.2015 avec comparaison année précedente

Erfolgsrechnung 2015 mit Vorjahresvergleich und Budgets 2015–2017 / Compte des profits et pertes 2015 avec année précédente et budgets 2015–2017

Anhang zur Jahresrechnung 2015 / Annexe au Comptes 2015

Verteilung der Einnahmen 2015 / Distribution des recettes 2015

Mitgliederstatistik / Effectifs des membres

Zusammensetzung Gremien per 31.12.2015 / Membres des comités au 31 décembre 2015

Mitteilungen aus den Verbandsgruppen / Messages des groupes régionaux

Witterungsbericht und hydroelektrische Produktion 2015 / Méteo et production hydro-éléctrique 2015

Schweizerischer Wasserwirtschaftsverband Rütistrasse 3a · CH-5401 Baden Tel. 056 222 50 69 · Fax 056 221 10 83 · www.swv.ch

Umschlagbild: Staumauerbau Muttenalp by night (Bild: Axpo @ Daniel Boschung)

140

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Tätigkeiten des Verbandes

1.1

Ausschuss, Vorstand, Hauptversammlung, Geschäftsstelle

Ausschuss Der geschäftsleitende Ausschuss des Vorstandes trat 2015 zu zwei ordentlichen Sitzungen zusammen und traf diverse Absprachen zu laufenden Geschäften auf dem Zirkularweg. An der Sitzung vom 24. März 2015 in Zürich wurde die von der Revisionsstelle geprüfte Jahresrechnung 2014 und das Budget 2016 zu Händen von Vorstand und Hauptversammlung genehmigt. Zudem nahm sich der Ausschuss der Vorbereitung statutarischer Geschäfte für die Hauptversammlung an, namentlich: der Ersatz- und Ergänzungswahlen für Vorstand und Kommissionen sowie einer allgemeinen Statutenaktualisierung, die keine substanziellen Änderungen, aber ein paar Modernisierungen und Präzisierungen vorsieht. An der zweiten Sitzung vom 17. Dezember 2015 in Zürich nahm der Ausschuss Kenntnis von der provisorischen Verbandsrechnung 2015. Darüber hinaus beschäftigte er sich mit der Auswertung der Verbandstätigkeit des vergangenen Jahres sowie dem Ausblick auf das kommende Jahr. Die Zielsetzungen und Aktivitäten für das Geschäftsjahr 2016 wurden diskutiert und verabschiedet. Und schliesslich wurde das Vorgehen für die angedachte Neuregelung des Präsidiums ab Hauptversammlung 2016 konkretisiert. Vorstand Der Vorstand trat 2015 zu einer ordentlichen Sitzung zusammen und wurde auf dem Korrespondenzweg an diversen Stellungnahmen und Positionspapieren beteiligt. An der Sitzung vom 13. Mai 2015 in Olten nahm der Vorstand von den vielfältigen Verbandsarbeiten Kenntnis und befasste sich mit der Vorbereitung der statutarischen Geschäfte der Hauptversammlung. Er nahm den Jahresbericht 2014 entgegen und genehmigte auf An-

trag des Ausschusses und gestützt auf den Kontrollbericht der Revisionsstelle die Jahresrechnung 2014 und das Budget 2016, beides zu Händen der Hauptversammlung. Ebenfalls auf Antrag des Ausschusses stimmte der Vorstand der Statutenaktualisierung zu, inklusive der damit vorgeschlagenen Präzisierung der Berechnung der Jahresbeiträge bei Unternehmen mit Wasserkraftproduktion und einer systematischen Aktualisierung der Deklarationen auf das neue Verbandsjahr. An der gleichen Sitzung befasste sich der Vorstand mit den Ersatzwahlen für die Gremien des Verbandes für die laufende Amtsperiode 2014–2017. Im Vorstand selbst galt es, die ausgeschiedenen Vorstände Anton Kilchmann, SVGW, und Natalie Beck Torres, BFE, zu ersetzen. Die vom Ausschuss vorgeschlagene Neubesetzung mit Roman Derungs, Alstom Hydro, und Christian Dupraz, BFE, wurde vom Vorstand einstimmig zu Händen der Hauptversammlung verabschiedet. Und der in der Kommission für Wasserkraft (Hydrosuisse) aufgrund personeller Veränderungen bei der Axpo Power AG vorgeschlagene Ersatz von Jörg Huwyler, Axpo, durch Hans-Peter Zehnder, Axpo, wurde im Anschluss zur Sitzung vom Vorstand per Zirkularbeschluss bestätigt. Die vollständige Liste der per 31. Dezember 2015 aktiven Vorstände kann dem Anhang 3 entnommen werden. Hauptversammlung Die 104. ordentliche Hauptversammlung vom 3./4. September 2015 führte ins ehemalige Kloster Wettingen in der Limmatschlaufe bei Baden im Kanton Aargau. Die Versammlung wurde wie üblich mit einer einleitenden Vortragsveranstaltung eröffnet. An klösterlicher Stätte lauschten die rund 150 Teilnehmenden gespannt der Willkommensadresse von Ständerätin Pascale Bruderer und den Beiträgen hochkarätiger Referenten zum Thema «Wasserkraft im Gegenwind – Auswege aus dem Dilemma». Die eigentliche Hauptversammlung wurde traditionsgemäss mit der An-

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

sprache des Präsidenten Caspar Baader eröffnet. Der vollständige Text der Rede findet sich zusammen mit dem Protokoll zur Hauptversammlung in «Wasser Energie Luft», 107. Jahrgang, Heft 4/2015, Seiten 321–330. Die vom geschäftsleitenden Ausschuss und vom Vorstand vorbereiteten statutarischen Geschäfte konnten anschliessend rasch und ohne Diskussion verabschiedet werden. Damit wurden insbesondere die Rechnung 2014 und das Budget 2016 genehmigt sowie die Organe entlastet. Ebenso nahm die Versammlung Kenntnis von der vom Vorstand vorgenommenen Ersatzwahl in der Kommission Hydrosuisse und bestätigte die Ersatzwahl der beiden neuen Vorstandsmitglieder. Und schliesslich folgte die Versammlung auch dem Antrag des Vorstandes zur Aktualisierung der Statuten (die per sofort in Kraft getreten sind) und zur systematischen Aktualisierung der Deklarationen auf das neue Verbandsjahr. Nach den statutarischen Geschäften konnten die Teilnehmenden beim Apéro im prächtigen Klostergarten und beim anschliessenden Abendessen den Austausch pflegen und den Tag ausklingen lassen. Am Folgetag bot sich den interessierten Teilnehmenden die Möglichkeit, unter kundiger Führung diverse wasserwirtschaftliche Vorhaben entlang der Aare zu besichtigen. Neben den mit Hochwasserereignissen entstandenen Bünzauen konnten sich die Teilnehmenden ein Bild machen von den laufenden Arbeiten zur Neukonzessionierung des SBB-Kraftwerks Rupperswil-Auenstein und vom Ergebnis des kompletten Neubaus des Axpo-Kraftwerks Rüchlig. Nach den Besichtigungen fand der Anlass beim gemeinsamen Mittagessen in Aarau seinen gelungenen Abschluss. Geschäftsstelle Für die Geschäftsstelle war das Jahr 2015 erneut reich befrachtet. So besorgte das kleine Team die laufenden Geschäfte des Verbandes und der beiden Kommissionen, die Geschäfte des Verbandes AareRheinwerke (VAR) und des Rheinverban141

Jahresbericht 2015

Jahresbericht 2015 des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes

Jahresbericht 2015

des (RhV), die Redaktion und Herausgabe der Fachzeitschrift «Wasser Energie Luft», inklusive der Akquisition von Artikeln und Inseraten, die Bewirtschaftung der Webseite sowie die Organisation rund eines Dutzends eigener Veranstaltungen. Der Geschäftsführer engagierte sich zudem in verschiedenen Expertenund Arbeitsgruppen sowie in Partnergremien für wasserwirtschaftliche Anliegen und setzte sich mit Stellungnahmen, Referaten, Publikationen und Beantwortung von Medienanfragen für die Weiterentwicklung der Wasserwirtschaft und die Interessenvertretung der Wasserkraft ein (vgl. nachfolgende Abschnitte). Die in den letzten paar Jahren modernisierte Infrastruktur hat sich bewährt. Vor allem die Webseite leistet in Kombination mit dem mindestens quartalsweise verschickten E-Mail-Newsletter wertvolle Dienste und Wirkung; im Berichtjahr konnte eine weitere deutliche Steigerung der Nutzung der Webseite auf total 33 000 Besuche pro Jahr verzeichnet werden, was einem erneuten Zuwachs von +25 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. 1.2 Kommissionsarbeit Die beiden Fachbereiche «Wasserkraft» sowie «Hochwasserschutz und Wasserbau» werden von entsprechenden Kommissionen begleitet. Es sind dies: die Kommission Hydrosuisse, die mit Vertretern der wichtigsten Wasserkraftproduzenten besetzt ist, und die Kommission Hochwasserschutz (KOHS), welche anerkannte Fachleute im Bereich Hochwasserschutz und Wasserbau vereint (vgl. die aktuelle Zusammensetzung der beiden Kommissionen per 31. Dezember 2015 in Anhang 3). Die wesentlichen Aktivitäten werden in der Regel von der Geschäftsstelle vorangetrieben. Kommission Hydrosuisse Die Kommission Hydrosuisse hat sich unter dem Vorsitz von Andreas Stettler, BKW, auch im Berichtsjahr bestimmungsgemäss für die Wahrung der Interessen der Wasserkraftproduzenten, gute Rahmenbedingungen bezüglich Wasserkraftnutzung und den Know-how-Erhalt eingesetzt. Die wichtigsten Geschäfte sind nachfolgend zusammengefasst: Positionen zur ES 2050 Die Hydrosuisse wurde nach der im Vorjahr erfolgten Anhörung der Subkommission UREK-N zu «Fördermassnahmen Wasserkraft» nicht auch noch zur Anhörung der UREK-S vom Frühling 2015 eingeladen. 142

Eine Kerngruppe der Kommission war aber im Hinblick auf diese Anhörung dennoch massgeblich bei der Abstimmung der Positionen zwischen den drei Verbänden SWV, VSE und SE beteiligt. Stellungnahme Heimfallstrategie Wallis Der SWV wurde vom Kanton Wallis zur Stellungnahme über seine Heimfallstrategie bei Wasserkraftwerken eingeladen. Nach einer Erstanalyse der Gesetzesvorlage wurden die massgebenden Positionen in der Hydrosuisse diskutiert und gestützt darauf wurde von der Geschäftsstelle eine schriftliche Stellungnahme eingereicht. Aus einer gesamtschweizerischen Sicht wurde unter anderem der angedachte Walliser Heimatschutz mit Risikokonzentration kritisch beurteilt (vgl. dazu die Stellungnahme auf www.swv.ch > Downloads). Stellungnahme Biotop-Verordnung Nach der im Vorjahr vom UVEK in die Vernehmlassung geschickten Totalrevision der Verordnung zu BLN-Gebieten, folgte im Berichtsjahr die Vernehmlassung zur nicht weniger einschneidenden Revision der Verordnung und Inventare zu «Biotopen von nationaler Bedeutung». Die Revision wurde von der Kommission unter Einbezug einer grossen Zahl von Kraftwerksgesellschaften im Detail analysiert und vom SWV termingerecht eine Stellungnahme mit fundierter Ablehnung der Vorlage eingereicht (vgl. dazu die Stellungnahme auf www.swv.ch > Downloads). Mitwirkung Vollzugshilfen GSchG Die Vorbereitung der Umsetzung des revidierten Gewässerschutzgesetzes ist in vollem Gang. Im Berichtsjahr stand vor allem die Überarbeitung der Vollzugshilfe und zugehöriger VO des UVEK zur «Finanzierung» im Vordergrund. Nach den kritischen Stellungnahmen auf den ersten Entwurf aus dem Jahre 2013 hat das BAFU unter Mitwirkung unter anderem von Vertretern des SWV die Vorlage überarbeitet. Die neue Version wurde im Sommer 2015 nochmals in eine Anhörung geschickt. Es wurden einige Verbesserungsvorschläge der Wasserkraftbetreiber aufgenommen, aber es bestehen weiterhin materiell wesentliche Forderungen, was in der Stellungnahme des SWV zum Ausdruck gebracht wurde (vgl. dazu die Stellungnahme auf www.swv.ch > Downloads). Handlungsbedarf Ausgangszustand UVP Obwohl die Motion 13.3883 zum «Ausgangszustand bei Umweltverträglich-

keitsprüfungen von Wasserkraftwerken» vom Parlament nach zwei Jahren ohne Abstimmung abgeschrieben wurde, soll das Thema aufgrund der grossen Bedeutung für die Wasserkraft nochmals aufgenommen werden. Eine interne Arbeitsgruppe der Kommission prüft dazu den konkreten Handlungsbedarf und mögliche Optionen. Wasserzinsregelung ab 2020 Nachdem die wesentlichen Eckpunkte der ES 2050 zur Wasserkraft vom Parlament skizziert wurden, konnte gegen Ende des Berichtsjahres mit den Vorbereitungen für die Wasserzinsregelung ab 2020 begonnen werden. Die Hydrosuisse hat dazu ein Mandat der drei Verbände VSE, SE und SWV zur materiellen und prozessualen Vorbereitung des Geschäfts erhalten. Zu diesem Zweck wurde eine Arbeitsgruppe «Wasserzinsregelung 2020ff.» gebildet mit Mitgliedern eines Kernteams der Hydrosuisse, ergänzt um Vertreter von weiteren bedeutenden Wasserkraftproduzenten. Hydro-Weiterbildungsprogramm Das mit den Fachhochschulen vom SWV mit der Hydrosuisse aufgebaute und von den Hochschulen nun eigenständig angebotene Weiterbildungsprogramm für Berufsleute im Bereich Wasserkraft läuft weiterhin erfolgreich. Im Rahmen des Gesamtpakets «Hydro-Weiterbildung» wurden seit Lancierung Ende 2008 rund 75 Kurse mit insgesamt ca. 750 Teilnehmenden durchgeführt. Aufgrund der zunehmenden Anzahl bereits ausgebildeter Fachleute nimmt die Nachfrage nach den Kursen relativ rasch ab. Positionsbezüge mit Referaten Zum Einbringen der Positionen zur Rolle der Wasserkraft wurden im Berichtsjahr von Mitgliedern der Kommission – namentlich vom Vorsitzenden der Kommission sowie vom Geschäftsführer SWV – an verschiedenen Veranstaltungen Referate gehalten. Erwähnenswert sind namentlich die Beiträge anlässlich einer ElectrosuisseFachtagung «Erneuerbaren Energien» in Zürich und im Rahmen eines Seminars «Wasserkraft» für Studierende der Universität Bern (vgl. auch Abschnitt 1.4). Medienarbeit, Präsenz in der Öffentlichkeit Im Berichtsjahr wurden von den Mitgliedern der Kommission und namentlich vom Geschäftsführer SWV wiederum diverse Anfragen von Medienschaffenden beantwortet, einige davon mit Niederschlag in Zeitungsartikeln sowie Radio- und Fernsehbeiträgen. Dazu gehören diverse Bei-

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Durchführung 4. Fachtagung Wasserkraft Mit massgeblicher Unterstützung der Kommission wurde vom SWV im Berichtsjahr zum bereits vierten Mal die «HydrosuisseFachtagung Wasserkraft» in Olten durchgeführt (vgl. auch pdf-Files der Referate auf www.swv.ch > Veranstaltungen). Mit rund 155 Teilnehmenden fand auch diese Durchführung wiederum grossen Anklang und stiess auf sehr gute Resonanz. Die Tagung entspricht einem Bedürfnis und soll als jährlicher Austausch zu technischen Entwicklungen weitergeführt werden. Austausch diverse aktuelle Themen Anlässlich der Kommissionssitzungen informieren sich die Mitglieder standardmässig über den Stand und neue Entwicklungen rund um das Thema «Restwassersanierungen». Im Berichtsjahr wurden zudem, gestützt auf Inputs eingeladener Referenten, weitere aktuelle Themen vertieft diskutiert, insbesondere die Themen «Netz 2025 und Flexibilitätsmarkt» und «Vollzugshilfe Finanzierung Sanierung Wasserkraft». Kommission Hochwasserschutz Die Kommission Hochwasserschutz (KOHS) hat sich unter dem Vorsitz von Jürg Speerli, HSR, auch im Berichtsjahr bestimmungsgemäss für Beiträge zur Sicherung der fachlichen Qualität und des Standes der Technik in Hochwasserschutz und Wasserbau engagiert. Die wichtigsten Geschäfte sind nachfolgend zusammengefasst: Durchführung KOHS-Tagung 2015 Die traditionelle Wasserbau-Tagung der KOHS wurde am 5./6. Mai 2015 als 1.5-tägige Veranstaltung mit Referaten und Exkursion zum Thema «10 Jahre nach dem Ereignis 2005: Veränderungen im Umgang mit Hochwasser» in Interlaken durchgeführt (vgl. pdf-Files der Referate auf www. swv.ch > Veranstaltungen). Mit rund 200 interessierten Teilnehmenden stiess die Veranstaltung auf viel Resonanz und kann als Erfolg gewertet werden. Vorbereitungen KOHS-Tagung 2016 Parallel zur Durchführung der 2015er-Tagung begannen bereits die Vorbereitungen für die auf Januar terminierte Tagung 2016. In Zusammenarbeit mit der Hochschule für Technik in Chur soll die Tagung zum Thema

«Besondere Herausforderungen im Schutzwasserbau – Geschiebetransport und Entlastungsstollen» durchgeführt werden. KOHS-Weiterbildungskurse 4. Serie Im Berichtsjahr wurde die vom BAFU unterstützte 4. Kursserie der wasserbaulichen KOHS-Weiterbildungskurse fortgeführt. Im Rahmen der Serie zum Thema «Revitalisierung von kleinen und mittleren Gewässern» wurden die Kurse Nr. 3–5 mit wiederum je rund 28–30 Teilnehmenden durchgeführt, und zwar: am 5./6. März 2015 in Fribourg, am 11./12. Juni 2015 in Ittingen und am 5./6. November 2015 in Kriegstetten. Weitere identische Kurse sind 2016 geplant, darunter mindestens ein Kurs in der Westschweiz und einer im Tessin. Neue Serie KOHS-Weiterbildungskurse Die laufende Serie Weiterbildungskurse wird im 2016 beendet werden. Die Kommission hat sich deshalb erste Gedanken für eine neue Serie gemacht, die wohl den Hochwasserschutz und die Schutzbauten wieder stärker ins Zentrum rücken würde. Der Inhalt soll im 2016 und 2017 konkretisiert werden, damit erste Kurse einer allfälligen 5. Serie ab 2018 mit Unterstützung des BAFU angeboten werden könnten. Publikation der Arbeiten zu Ufererosion Die 2014 gemeinsam mit den Fachleuten für Naturgefahren Schweiz (FAN) gegründete Arbeitsgruppe Ufererosion hat mit der Publikation der «Empfehlungen zur Beurteilung der Gefahr von Ufererosionen an Fliessgewässern» im Oktober 2015 ihre Arbeiten praktisch abgeschlossen. Die Empfehlungen können auf der Webseite des SWV heruntergeladen werden und sind auch als zusammenfassender Fachartikel publiziert (vgl. den Bericht auf www. swv.ch > Fachinformationen > Hochwasserschutz sowie den Artikel im WEL 4/2015 ab Seite 298). Publikation zu Hochwasserentlastungen Die ebenfalls 2014 gegründete Arbeitsgruppe Hochwasserentlastungen hat im Berichtsjahr ihre Arbeit weiter vorangetrieben. Die bisherigen Erkenntnisse sind mit der Publikation des Positionspapiers «Seitliche Hochwasserentlastungen an Flüssen» veröffentlicht (vgl. Artikel im WEL 4/2015 ab Seite 293). Weitere Aktivitäten des SWV können den nachfolgenden Abschnitten zur Fachzeitschrift, zur Durchführung von Veranstaltungen und zur Mitarbeit in Partnergremien entnommen werden.

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

1.3

Fachzeitschrift «Wasser Energie Luft» Im bereits 107. Jahrgang der Fachzeitschrift «Wasser Energie Luft» wurden wiederum vier Ausgaben herausgegeben. Diese umfassten total 344 paginierte Seiten (Vorjahr 335 Seiten) und enthielten neben Nachrichten aus der Wasser- und Energiepolitik eine grosse Vielfalt fundierter Fachartikel aus Wissenschaft und Praxis: Heft 1/2015 enthielt ganz unterschiedliche Beiträge, von der Zusammenfassung der Erkenntnisse aus dem VAR-Forschungsprojekt «Fischabstieg an Flusskraftwerken» über die wissenschaftliche Nachbearbeitung vom «Störfall am Spöl» bis hin zu einem Aufsatz über den Hydrauliker «André Gardel». Die erste Ausgabe des Jahres beinhaltete wiederum auch die von der WSL jährlich erstellte «Schadensstatistik der Unwetter» in der Schweiz. Heft 2/2015 brachte unter anderem den anlässlich des 100-Jahr-Jubiläums des VAR geschriebenen «Rückblick auf ein Jahrhundert Wasserwirtschaft», die französische und englische Version des Beitrags «Rolle und Aufgaben des Talsperrenwärters» sowie eine Artikelserie zur «Verleihung Gewässerpreis 2015» an das Kraftwerk Aarberg. Und schliesslich wurde in der zweiten Ausgabe wie üblich auch der SWV-Jahresbericht 2014 in deutscher und französischer Sprache publiziert. Heft 3/2015 enthielt unter anderem einen ausführlichen Bericht zum «Projekt Linthal 2015», eine kleine Artikelserie zur «Talsperrenüberwachung» sowie den Erfahrungsbericht einer Forschungsreise zum Thema «Fischabstieg am Columbia-River». Weitere Artikel widmeten sich der «Optimierung von Turbinenanströmungen», dem «Hochwasserschutz an der Melchaa» und dem Wasserbauer «Jost Wey», dem Vater der Alpenrhein-Korrektion. Heft 4/2015 publizierte das KOHS-Positionspapier «Seitliche Hochwasserentlastungen» sowie die KOHS-/FAN-Empfehlung zur «Beurteilung der Gefahr von Ufererosion». Daneben enthielt das Heft verschiedenste wasserwirtschaftliche Beiträge, so unter anderem einen Artikel über die «Ökologischen Massnahmen beim Neubau KW Hagneck». Und schliesslich wurde mit die143

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träge zum Thema «Trockenheit» und ein in der NZZ vom 24. November 2015 publizierter Gastbeitrag zum Thema «Wasserkraft im Gegenwind» (vgl. auch Abschnitt 1.4).

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ser letzten Ausgabe des Jahres wie üblich das Protokoll der 104. Hauptversammlung vom 3. September 2015 publiziert. Sammelbände WEL und Online-Publikation Weiterhin produziert der SWV die Ausgaben eines Jahres als gedruckte Sammelbände; die lückenlose Reihe dieser gebundenen Jahresausgaben geht zurück bis zum 1. Jahrgang von 1908. Seit der Ausgabe 4/2010 werden zudem sämtliche Ausgaben der Zeitschrift auch auf der Online-Plattform Issuu publiziert und können damit über die Webseite des SWV kostenlos digital gelesen werden. Die Redaktion der Fachzeitschrift dankt an dieser Stelle allen Abonnenten und Mitgliedern sowie vor allem den Autoren von Beiträgen für ihr Interesse und das Engagement für die Zeitschrift. Ein spezieller Dank geht auch an die Inserenten, welche mit ihrem Beitrag nicht nur ihre Kundschaft erreichen, sondern auch die Zeitschrift als wichtige Plattform für den Erfahrungs- und Wissensaustausch im Bereich der Wasserwirtschaft unterstützen. 1.4 Weitere Publikationen Neben der Fachzeitschrift wurden im Berichtsjahr vom SWV alleine oder in Zusammenarbeit folgende Beiträge publiziert: • Verbandsschrift Nr. 69: «Der Verband Aare-Rheinwerke 1915 bis 2015 – Rückblick auf ein Jahrhundert Wasserwirtschaft», Festschrift zum 100Jahr-Jubliäum des VAR (und parallel publiziert in «Wasser Energie Luft», 107. Jahrgang, Heft 2/2015, Seiten 85–97). • NZZ-Gastbeitrag zum Thema «Wasserkraft im Gegenwind» in der Ausgabe NZZ 236. Jg. Nr. 273 vom 24. November 2015, Seite 9. An verschiedenen Anlässen wurde zudem mit eigenen Referaten, namentlich des Geschäftsführers SWV, Einfluss auf die Diskussion genommen. Zu nennen sind insbesondere die Referate an der GV der Enalpin vom 24. April 2015 in Visp, an einem Treffen des Lions Club Oberwallis vom 11. März 2015 in Brig und anlässlich der ETG-Fachtagung zu «Energien der Zukunft» vom 5. November 2015 in Zürich (vgl. dazu auch die pdf-Files der Folien auf www.swv.ch > Downloads). 1.5 Veranstaltungen Der SWV und seine Verbandsgruppen haben im Berichtsjahr folgende Veranstaltungen und Tagungen durchgeführt: • 21.1. RhV-Vortrag: «Zukunft Wasser144

kraft Schanfigg» in Landquart 25.2. RhV-Vortrag: «Sanierungsplanung nach GSchG» in Landquart • 5./6.3. KOHS-Weiterbildungskurs 4.3 «Revitalisierung» in Fribourg • 25.3. RhV-Vortrag: «Schwallausleitkraftwerk Alpenrhein-Walensee» in Landquart • 29.4. RhV-Vortrag: «Lebendiger Alpenrhein» in Landquart • 5./6.5. KOHS-Tagung 2015: «Veränderungen im Umgang mit Hochwasser» in Interlaken • 21.5. ATEA-Generalversammlung und 100-Jahr-Jubiläumsfest in Lugano • 21.5. Verleihung Gewässerpreis 2015 für «Wasserkraft» in Aarberg • 28.5. VAR-Generalversammlung Nr. 97 und 100-Jahr-Jubiläumsfest beim Kraftwerk Rupperswil-Auenstein • 11./12.6. KOHS-Weiterbildungskurs 4.4 «Revitalisierung» in Ittingen • 3./4.9. SWV-Hauptversammlung Nr. 104 mit Tagung «Wasserkraft im Gegenwind – Auswege aus dem Dilemma» • 5./6.11. KOHS-Weiterbildungskurs 4.5 «Revitalisierung» in Kriegstetten • 27.11. Hydrosuisse-Fachtagung «Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserkraftwerken» in Olten Die Handouts vieler dieser Veranstaltungen stehen ebenfalls auf der Webseite des SWV als pdf-Files zum Download zur Verfügung. •

Projekte und Mitarbeit in externen Gremien Bedingt durch die begrenzten eigenen Ressourcen und zwecks Dialogs mit verschiedenen Akteuren im Bereich der Wasserwirtschaft, wurde auch im Berichtsjahr die Zusammenarbeit mit anderen Verbänden und Institutionen gepflegt, unter anderem mit folgenden Gruppierungen:

men und dabei die Beziehungen über die Landesgrenzen hinweg nach Deutschland, Österreich und Südtirol gepflegt. Im Berichtsjahr stand vor allem die Vorbereitung und Durchführung des traditionellen Symposiums der AGAW in Innsbruck (AT) vom 24.–27. Juni 2015 im Vordergrund. Schweizerisches Talsperrenkomitee STK Der Geschäftsführer des SWV ist weiterhin in der Technischen Kommission (TEKO) des «Schweizerischen Talsperrenkomitee» (STK) vertreten. Die Zusammenarbeit in verschiedenen Fachausschüssen, namentlich in der Arbeitsgruppe «Talsperrenbeobachtung», die unter anderem die jährlichen STK-Tagungen vorbereitet, wurde vom Geschäftsführer SWV weiter geführt. Ebenfalls wurde wiederum ein Bildkalender zu Stauanlagen für das Jahr 2016 produziert und der Kalender 2017 vorbereitet. Wasser-Agenda 21 Der SWV ist bei dieser Akteursplattform des Bereichs Wasser durch den Geschäftsführer im Vorstand und in der Arbeitsgruppe «Dialog Wasserkraft» (hier zusätzlich: Roger Lüönd, BKW) vertreten. Im Berichtsjahr standen diverse Veranstaltungen zum Erfahrungsaustausch bezüglich Umsetzung GSchG im Vordergrund der Arbeiten; neben verschiedenen Workshops zu den Vollzugsmodulen war dies insbesondere die Fachtagung «Renaturierung der Gewässer – von der Planung zur Umsetzung» vom 16. November 2015 in Olten.

1.6

Gruppe Bern von swisselectric Durch den Geschäftsführer des SWV wurde der Kontakt zu den für das politische Umfeld in Bern tätigen Organisationen der Elektrizitätswirtschaft gepflegt. In der Gruppe werden jeweils auch die Entwicklungen der laufenden parlamentarischen Beratungen und die Positionen diskutiert, aktuell natürlich vor allem zur Energiestrategie 2050. Arbeitsgemeinschaft Alpine Wasserkraft Die Kontakte zur «Arbeitsgemeinschaft Alpine Wasserkraft» (AGAW) wurden vom Geschäftsführer des SWV im Rahmen der Einsitznahme im Vorstand wahrgenom-

Verein für umweltgerechte Energie VUE Die Vertretung der Wasserkraftwerke im VUE-Vorstand wird weiterhin von Guido Conrad, Kraftwerke Hinterrhein, wahrgenommen, der als Mitglied der Kommission Hydrosuisse direkt im SWV eingebunden ist. Im Berichtsjahr wurde unter anderem die nächste GV vorbereitet, die zum Thema «Wasserkraft» auf einem Kraftwerk stattfinden soll und deshalb vom SWV mitunterstützt wird. Verleihung Gewässerpreis Schweiz Der von einer breiten Trägerschaft mit Beteiligung des SWV seit 2001 alle zwei Jahre verliehene Gewässerpreis Schweiz wurde 2015 zum ersten Mal einem Wasserkraftwerk übergeben. Ausgezeichnet wurde die BKW für gelungene Kompromisse zwischen Schutz und Nutzung beim Wasserkraftwerk Aarberg. Der Preis – bestehend aus einem beim Kraftwerk installierten Kunstwerk – wurde der Preisträgerin am 21. Mai 2015 anlässlich einer federführend vom SWV organisierten Veranstaltung

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Beirat und Moderation Powertage Der SWV ist im Beirat der alle zwei Jahre durchgeführten Powertage vertreten und übernimmt traditionell das Patronat und die Moderation für das Fachforum vom dritten Tag. Neu wird diese Aufgabe nicht mehr vom Geschäftsführer, sondern von einem Vorstandsmitglied (aktuell: Roman Derungs, Alstom Hydro bzw. GE) übernommen. Im Berichtsjahr wurde die nächste Veranstaltung vom Juni 2016 vorbereitet.

Vorstand zur Kenntnis genommen und ist für Mitglieder auf der Geschäftsstelle einsehbar. Bilanz per 31. Dezember 2015 Die Bilanz zeigt die Rückstellungen und Reserven in der Höhe von neu CHF 1 200 817.19. Der gegenüber dem Vorjahr zu verzeichnende Rückgang erklärt sich mit der Teilverwendung der «Rückstellung Pensionskasse» für den per 1. April 2015 vollzogenen Primatwechsel. Sämtliche weiteren Aufwendungen konnten über die laufende Rechnung finanziert werden bzw. wurde mit dem Ertragsüberschuss 2015 das Vereinsvermögen auf CHF 365 729.30 erhöht. Aufgrund der Zinsentwicklung wurden die Anlagen in Wertschriften oder Termingeld reduziert.

Budget 2017 (Vorschlag) Das Budget 2017 ist von der Hauptversammlung 2016 noch zu genehmigen. Der Vorschlag setzt die Fortführung der Tätigkeiten im bisherigen Umfang und unveränderte Mitgliedertarife voraus. Das Budget zielt auf ein ausgeglichenes Ergebnis und rechnet bei einem Ertrag von CHF 905 555.– und einem Aufwand von CHF 898 500.– mit einem leichten Ertragsüberschuss von CHF 7055.–. Ertragsseitig wird mit höheren Einnahmen aus Mitgliederzuwachs und der Aktualisierung der Deklarationen bei gleichzeitig tieferen Deckungsbeiträgen aus weniger Veranstaltungen gerechnet. Ausgabenseitig entspricht die Budgetierung in etwa dem Vorjahr. 3.

Weitere Engagements des Geschäftsführers oder von Delegierten des SWV betreffen die Mitwirkung in Ad-hocArbeitsgruppen, so unter anderem in diversen Begleit- und Expertengruppen der Bundesverwaltung oder von Forschungsstellen. Daneben ergab sich immer wieder auch die Gelegenheit zur Pflege des informellen Austausches mit diversen Akteuren der Wasserwirtschaft. 1.7

Geschäftsführungen und Kontakte Verbandsgruppen Die Geschäftsstelle des SWV führt weiterhin auch die Geschäfte vom «Verband Aare-Rheinwerke» (VAR) und vom «Rheinverband» (RhV). Der Kontakt zur Tessiner Verbandsgruppe «Associazione ticinese di economia delle acque» (ATEA) erfolgt durch die Vertretung des Geschäftsführers des SWV im ATEA-Vorstand. Die Aktivitäten der drei Verbandsgruppen sind in den Mitteilungen in Anhang 4 zusammengefasst. 2.

Jahresrechnung 2015, Budget 2017 Die Jahresrechnung 2015 mit Bilanz und Erfolgsrechnung, inklusive Vorjahresvergleich, der von der Hauptversammlung bereits genehmigten Budgets 2015/2016 und des neu budgetierten 2017, sind im Anhang 1a–1c zusammengestellt (aufgrund des neuen Rechnungslegungsgesetzes, (nRLG), mit leicht angepasster Darstellung und neuen Begriffen bei Bilanz und Erfolgsrechnung, u. a. beim separat auszuweisenden Finanzerfolg). Die Rechnung wurde am 29. Februar 2016 von der OBT AG nach dem Standard der eingeschränkten Revision geprüft und für gut befunden. Der Revisionsbericht wurde von Ausschuss und

Erfolgsrechnung 2015 Der Umsatz 2015 ist mit etwas über CHF 1 Mio. auf neuem Rekordniveau, was unter anderem auch ein Indikator für die sehr zahlreichen Aktivitäten des Verbandes ist. Die Erfolgsrechnung 2015 schliesst bei einem Ertrag (inkl. Finanzerfolg) von CHF 1 085 531.75 und einem Aufwand von CHF 1 045 781.87 mit einem Ertragsüberschuss von CHF 39 749.88, welcher dem Vereinsvermögen gutgeschrieben wird. Die Rechnung zeigt damit trotz diverser Sonderlasten (Mitfinanzierung Studien und Projekte, Ersatz Datenserver und Release-Wechsel Verwaltungssoftware usw.) ein erfreuliches Bild. Der gute Abschluss ist Resultat zum einen des haushälterischen Umgangs mit den Ressourcen und zum anderen der nochmals gesteigerten Einnahmen aus dem Mitgliederzuwachs und aus den Deckungsbeiträgen sehr zahlreicher Veranstaltungen. Die Einnahmen aus der Zeitschrift (Abonnemente und Inserate) blieben zwar unter Budget, konnten aber immerhin auf Vorjahresniveau gehalten werden. Verteilung Einnahmen 2015 Die anteilmässige Verteilung der Einnahmeposten kann der Graphik im Anhang 1d entnommen werden. Im Berichtsjahr wurden 81 % der Einnahmen durch Mitgliederbeiträge generiert, die zu $/5 von Unternehmen mit eigener Wasserkraftproduktion stammen. Weitere relevante Einnahmeposten sind die Deckungsbeiträge aus Tagungen und Kursen mit 9 % sowie der Verkauf von Inseraten und Abonnemente für die Fachzeitschrift mit 5 % der Einnahmen. Nochmals 5 % bringen die Beiträge für die Geschäftsführungen bei VAR und RhV.

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Mitgliederbestand des Verbandes und seiner Gruppen

Mitgliederbestand SWV Der Mitgliederbestand ist stabil und betrug per Ende 2015 (vgl. detaillierte Zusammenstellung und Entwicklung der letzten zehn Jahre in Anhang 2): • 358 Einzelmitglieder • 204 Kollektivmitglieder, davon: 81 Unternehmen mit eigener Wasserkraftproduktion 66 Ingenieurunternehmen und Zulieferer 29 Öffentliche Körperschaften 19 Verbände/Vereine sowie 9 Forschungsinstitute Über die Unternehmen mit eigener Wasserkraftproduktion sind rund 140 Wasserkraftwerke mit über 250 Zentralen und einer Produktionserwartung von etwa 31 000 GWh/J bzw. rund 90 % der schweizerischen Wasserkraftproduktion im SWV vertreten. Bestand aller Verbandsgruppen Zusammen mit den drei Verbandsgruppen VAR, RhV und ATEA (vgl. Mitteilungen im Anhang 4) vereint der Verband damit insgesamt 870 Mitgliedschaften, davon 491 Einzel- und 379 Kollektivmitglieder. 4. Gremien des Verbandes Die Mitglieder der leitenden Gremien des Verbandes, der Geschäftsstelle, der beiden Fachkommissionen sowie der Verbandsgruppen per Ende Berichtsjahr sind in Anhang 3 namentlich aufgeführt.

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feierlich übergeben. Gleichzeitig wurde im Berichtsjahr von der Trägerschaft ein Prozess zur Überprüfung der Ausrichtung des Preises ausgelöst und in einer Klausur wurden verschiedene Varianten untersucht. Die Trägerschaft will 2016 über die Zukunft des Preises entscheiden.

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Rapport annuel 2015 de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux 1.

Activités de l’Association

1.1

Bureau, comité, assemblée générale, secrétariat

Bureau En 2015, le bureau exécutif du comité s’est réuni en deux séances ordinaires et a pris plusieurs décisions concernant les affaires courantes par voie circulaire. Lors de la réunion du 24 mars 2015 à Zurich, le bureau a approuvé les comptes 2014 vérifiés par l’organe de révision, et le budget 2016 à l’intention du comité et de l’assemblée générale. En outre le bureau s’est consacré à certaines tâches prévues par les statuts pour l’assemblée générale, notamment: les élections complémentaires et supplémentaires pour le comité et les commissions, ainsi qu’une mise à jour générale des statuts, qui ne prévoit pas de changements substantiels, mais quelques améliorations et clarifications. Lors de la deuxième séance du 17 décembre 2015 à Zurich, le bureau a pris connaissance du bilan financier provisoire pour l’exercice 2015. En outre, le bureau a évalué les activités de l’Association lors de l’année écoulée et les perspectives pour l’année à venir. Les objectifs et les activités pour l’année 2016 ont été discutés et adoptés. Enfin, la procédure de révision envisagée de la présidence dès l’assemblée générale 2016 a été concrétisée. Comité En 2015, le comité s’est réuni en une séance ordinaire et a été impliqué sur diverses prises de position par voie de correspondance. Lors de la séance du 13 mai 2015 à Olten, le comité a pris connaissance des divers travaux de l’Association et s’est consacré à la préparation des obligations statutaires de l’assemblée générale. Il a accepté le rapport annuel 2014 et a approuvé les comptes 2014 et le budget 2016 à l’intention de l’assemblée générale sur la base du rapport annuel de l’organe de révision et de la proposition du bureau. Egalement à la demande du bureau, le comité a accepté l’actualisation des statuts, comprenant la clarification du calcul des contributions annuelles pour les entreprises de 146

production hydroélectrique et une actualisation systématique des déclarations. Lors de la même séance, le comité s’est occupé des élections complémentaires des organes de l’Association pour la législature 2014–2017. Au sein du comité, il s’agissait de remplacer les membres sortants Anton Kilchmann, SVGW, et Natalie Beck Torres, OFEN. Les remplacements par Roman Derungs, Alstom Hydro, et Christian Dupraz, OFEN, proposés par le bureau ont été approuvés à l’unanimité par le comité à l’intention de l’assemblée générale. Quant à la Commission pour la force hydraulique (Hydrosuisse), le remplacement proposé en raison de changements de personnel au sein d’Axpo Power AG de Jörg Huwyler, Axpo, par Hans-Peter Zehnder, Axpo, a été confirmé après la séance du comité par voie de circulation. La liste complète des membres du comité et des commissions au 31.12.2015, y compris les nouveaux membres confirmés par l’assemblée générale, peut être consultée à l’Annexe 3. Assemblée générale La 104ème assemblée générale de l’ASAE s’est déroulée du 3 au 4 septembre 2015 dans l’ancien couvent de Wettingen au bord de la Limmat à Baden dans le canton d’Argovie. Comme à l’accoutumée, l’assemblée générale a été ouverte par une conférence d’introduction. Sur le site monastique, les quelque 150 participants ont écouté attentivement le discours de bienvenue de la conseillère aux Etats Pascale Bruderer et les excellentes présentations sur le thème «Vent contraire sur la force hydraulique: échappatoires au dilemme». L’assemblée générale proprement dite a été ouverte selon la tradition avec le discours du président Caspar Baader. Le texte complet de l’allocution ainsi que le procès-verbal de l’assemblée générale se trouvent dans la revue «Eau énergie air», 107ème année, n° 4/2015, pages 321–330. Les points à l’ordre du jour en vertu des statuts, préparés par le bureau et le comité, ont ensuite été adoptés rapidement et sans désaccords. Les comptes 2014 et le budget 2016 ont été adoptés et l’assemblée générale a donné décharge aux organes. De même, l’assemblée a pris note de

l’élection complémentaire effectuée par le comité dans la commission Hydrosuisse et a confirmé l’élection complémentaire des deux nouveaux membres du comité. Enfin, l’assemblée a également suivi la demande du comité de mise à jour des statuts (entrés en vigueur avec effet immédiat) et d’actualisation systématique des déclarations pour la nouvelle année d’association. Une fois les obligations statutaires remplies, les participants ont été invités à un apéro et ont eu l’occasion de poursuivre les échanges lors du repas du soir et terminer la journée dans les magnifiques jardins du couvent. Le lendemain, les participants intéressés ont eu la possibilité de visiter sous la conduite d’un expert divers projets d’aménagement des eaux le long de l’Aar. Outre la zone alluviale Bünzauen établie suite à des crues dans la région, les participants ont pu se faire une idée des travaux en cours liés au renouvellement de la concession de la centrale hydroélectrique des CFF Rupperswil-Auenstein et le résultat de la reconstruction complète de la centrale Axpo Rüchlig. Après la visite, la réunion s’est brillamment conclue par un repas en commun à Aarau. Secrétariat L’année 2015 a été de nouveau bien chargée pour le secrétariat. Le secrétariat s’est occupé des affaires courantes de l’ASAE et des deux commissions spécialisées, des activités des groupes régionaux AareRheinwerke (VAR) et Rheinverband (RhV), de la rédaction et de la publication de la revue spécialisée «Eau énergie air», y compris l’acquisition des articles et des annonces, de la maintenance du site internet ainsi que de l’organisation d’une douzaine d’événements. En outre, le directeur a représenté les intérêts de la force hydraulique et son développement en s’engageant dans divers groupes de travail, d’experts et d’organismes partenaires ainsi que par des prises de position, des présentations, des publications et des réponses aux médias (cf. sections suivantes). La modernisation de l’infrastructure durant les dernières années a continué à faire ses preuves. Avant tout le site internet

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1.2 Travail des commissions Les disciplines «Force hydaulique» et «Protection contre les crues et aménagement hydraulique» sont suivies par les commissions compétentes, à savoir la commission Hydrosuisse, composée de représentants des principaux producteurs hydroélectriques, ainsi que la commission pour la protection contre les crues (KOHS/CIPC), composée d’experts reconnus dans le domaine de la protection contre les crues et l’aménagement hydraulique (cf. la composition actuelle des deux commissions au 31.12.2015 à l’annexe 3). Les principales activités sont en général initiées par le bureau. Commission Hydrosuisse Conformément aux dispositions, la commission Hydrosuisse a continué durant l’exercice 2015 sous la présidence d’Andreas Stettler, BKW, à préserver les intérêts des producteurs d’énergie hydraulique, les bonnes conditions-cadres générales concernant l’utilisation de l’énergie hydraulique et le savoir-faire requis. Les affaires les plus importantes sont résumées ci-dessous: Coordination des positions pour l’audition CEATE-E pour la SE 2050 A la différence de l’audition de la sous-commission CEATE-N du conseil national sur le sujet «Promotion de la force hydraulique» de l’année précédente, Hydrosuisse n’a pas été invitée à l’audition de la CEATE-E du Conseil des Etats au printemps 2015. Un groupe de base de la commission a néanmoins joué un rôle prépondérant dans la coordination des positions entre les trois associations ASAE, AES et SE. Prise de position sur la stratégie en matière de droit de retour du canton du Valais L’ASAE a été invitée par le canton du Valais à prendre position sur sa stratégie en matière de droit de retour des centrales hydroélectriques. Après une première analyse du projet de loi, les positions décisives ont été discutées au sein de la commission Hydrosuisse et soutenues par le biais d’une prise de position écrite par le secrétariat. D’un point de vue national, la protection du patrimoine voulue par le Valais a été, entre autres, jugée critique avec un risque de

concentration (cf. la prise de position sur www.swv.ch > Téléchargements). Prise de position sur la révision de l’ordonnance sur les biotopes Suite à la consultation auprès de la DETEC de la révision totale de l’Ordonnance sur l’inventaire fédéral des paysages, sites et monuments naturels d’importance nationale l’an passé, la consultation non moins drastique au sujet de la révision de l’ordonnance et l’inventaire des «biotopes d’importance nationale» a suivi cette année. La révision a été analysée en détail par la commission avec la participation d’un grand nombre d’entreprises hydroélectriques et une prise de position avec un rejet motivé de la proposition a été déposée dans les délais par l’ASAE (cf. la prise de position sur www.swv.ch > Téléchargements). Collaboration pour la mise en œuvre et ordonnance pour l’assainissement de L’Eaux La préparation de la mise en œuvre de la révision de la Loi fédérale sur la protection des eaux est en marche. Au cours de l’exercice 2015, c’est avant tout le remaniement du module d’aide à l’exécution et l’ordonnance correspondante du DETEC pour le «financement» qui se trouvaient au premier plan. Suite à la prise de position critique de l’ASAE sur le premier projet de 2013, l’OFEV a révisé le texte avec le concours entre autres de représentants de l’ASAE. Une nouvelle version a de nouveau été adressée en consultation au cours de l’été en 2015. Quelques propositions d’amélioration venant des producteurs hydroélectriques ont été adoptées, mais des exigences matérielles essentielles subsistent, exprimées dans la prise de position de l’ASAE (cf. la prise de position sur www.swv.ch > Téléchargements). Analyse de l’état initial de l’impact environnemental Bien que la motion 13.3883 sur «l’état initial de l’impact environnemental des centrales hydroélectriques» a été classée par le Parlement après deux ans sans vote, la question sera reprise en raison de sa grande importance pour la force hydraulique. Un groupe de travail interne de la commission étude pour cela les actions concrètes et les options possibles. Préparatifs de la réglementation de la redevance hydraulique après 2020 Après l’ébauche par le parlement des points clés de la stratégie énergétique 2050, les travaux préparatifs de la réglementation de la redevance hydraulique après 2020 ont pu

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débuter vers la fin de l’année 2015. Hydrosuisse a reçu un mandat des trois associations ASAE, AES et SE pour la préparation de fond et de procédure des affaires. À cette fin, un groupe de travail «Réglementation de la redevance hydraulique après 2020» a été formé avec les membres de l’équipe centrale de la commission, complété par des représentants d’autres grands producteurs hydroélectriques. Continuation du programme de formation continue en hydraulique Le programme de formation continue destiné aux professionnels dans le domaine de l’énergie hydraulique rencontre un franc succès. Il a été élaboré par l’ASAE et Hydrosuisse en collaboration avec les hautes écoles spécialisées et est maintenant proposé à part entière par les hautes écoles. Depuis son lancement en 2008, environ 75 cours avec un total d’environ 750 participants ont été menés dans le cadre du paquet global «Hydro Perfectionnement». En raison du nombre croissant de spécialistes déjà formés, la demande pour les cours baisse relativement rapidement. Prises de position avec présentation Durant l’exercice 2015, des conférences sur l’apport et le rôle de la force hydraulique ont été tenues lors de diverses manifestations par des membres de la commission, notamment par président de la commission et le directeur de l’ASAE. Il faut mentionner en particulier la participation au «Symposium Electrosuisse sur les énergies renouvelables» à Zurich et lors d’un «Séminaire sur la Force hydraulique» pour les étudiants de l'Université de Berne (cf. section 1.4). Travail médiatique et présence dans l’espace public Durant l’exercice, les membres de la commission et notamment le directeur de l’ASAE ont de nouveau répondu à de nombreuses questions de journaliste par le biais d’articles diffusés dans les journaux ou encore au travers d’émissions de radio et de télévision. Cela comprend plusieurs contributions sur le thème de la «Sécheresse» et un article publié dans la NZZ du 24.11.2015 sur le thème des «Vents contraires sur la force hydraulique» (cf. section 1.4). 4ème symposium sur l’énergie hydraulique Le quatrième «Symposium Hydrosuisse sur l’énergie hydraulique» a été réalisé en 2015 par l’ASAE avec le soutien décisif de la commission à Olten (cf. fichiers pdf des présentations sur www.swv.ch > Manifestations). Avec plus de 150 participants, cette édition 147

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combiné avec la newsletter électronique trimestrielle rend de précieux services; durant l’exercice, le nombre total de visite a de nouveau nettement augmenté et s’est élevé à 33 000, correspondant à une croissance de 25 % par rapport à l’année précédente.

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a de nouveau été bien accueillie et a rencontré un franc succès. La manifestation répond de toute évidence à des besoins et devrait être reconduite comme échange annuel des développements techniques. Echanges sur divers thématiques A l’occasion des séances de la commission, les membres sont informés sur la situation actuelle et des nouveaux développements autour du thème de «L’assainissement des débits résiduels». En 2015, d’autres thèmes actuels ont également été abordés appuyés par les inputs données par des conférenciers invités, notamment sur les thèmes «Réseau 2015 et flexibilité du marché» et «Modules d’aide au financement et à l’assainissement de la force hydraulique». Commission Protection contre les crues Cette année encore, la commission Protection contre les crues (CIPC), présidée par Jürg Speerli, HSR, s’est engagée pour des contributions visant à assurer la qualité et l’état des techniques en matière de protection contre les crues et l’aménagement hydraulique. Les principales activités sont résumées ci-dessous: Réalisation du Symposium CIPC 2015 Le traditionnel symposium annuel de la commission CIPC a eu lieu les 5 et 6 mai 2015 à Interlaken. Cet événement de 1.5 jours avec des présentations et une excursion sur le thème «10 ans après les événements de 2005: modifications dans la gestion des crues» (cf. fichiers pdf des présentations sur www.swv.ch > Manifestations). Avec près de 200 participants intéressés, l'événement a rencontré beaucoup de résonance et un franc succès. Préparation du Symposium CIPC 2016 Parallèlement à la réalisation du symposium 2015, les préparatifs pour le symposium 2016 agendé au mois de janvier 2016 avaient déjà débuté. En coopération avec la Haute Ecole Technique de Coire, le thème de la conférence est consacré aux «Défis spéciaux en aménagement de protection contre les crues – transport des sédiments et galeries de décharge». Réalisation des cours de perfectionnement 4ème série En 2015 s’est déroulée la suite de la 4ème série de cours de perfectionnement CIPC soutenue par l’OFEV. Débutée en 2014 sur le thème «Revitalisation des petits et moyens cours d’eau», les cours numéro 3 à 5 ont réuni à chaque fois 28–30 participants et se sont déroulés les 5 et 6 mars 2015 à 148

Fribourg, les 11 et 12 juin 2015 à Ittingen, ainsi que les 5 et 6 novembre 2015 à Kriegstetten. D’autres cours identiques sont déjà planifiés pour 2016, dont au moins un cours en Suisse romande et un cours au Tessin. Préparation d’une nouvelle série des cours de perfectionnement La 4ème série de cours de perfectionnement CIPC sera terminée en 2016. La commission projette donc d’ors et déjà une nouvelle série qui mettra de nouveau l’accent sur la protection contre les crues et les ouvrages de protection. Le contenu doit être préparé en 2016 et 2017 de sorte que les premiers cours d’une nouvelle 5ème série puissent être offerts avec le soutien de l’OFEV, dès 2018. Publication du groupe de travail sur l’érosion des berges Le groupe de travail «Erosion des berges sur les cours d’eau», fondé en 2014 en collaboration avec les experts en dangers naturels Suisse (Fachleute für Naturgefahren Schweiz, FAN), a pratiquement terminé ses travaux avec la publication des «Recommandations pour l’évaluation du risque d’érosion des berges sur les cours d’eau» en octobre 2015. Les recommandations peuvent être téléchargées sur le site internet de l’ASAE et sont également résumées dans un article paru dans la revue WEL (cf. le rapport (en allemand) sur www.swv.ch > Infos techniques > Protection contre les crues, ainsi que l’article dans la revue WEL 4/2015 dès la page 298). Publication du groupe de travail sur les évacuateurs de crues Egalement fondé en 2014, le groupe de travail sur les évacuateurs de crues a progressé dans ses travaux durant l’exercice. Les résultats obtenus jusqu’à présent sont publiés dans le papier de position «Evacuation latérale de crues sur les cours d’eau» (cf. article dans la revue WEL 4/2015 dès la page 293). D’autres activités de l’ASAE liées à la revue spécialisée, à l’organisation d’événements et à la collaboration avec des organes partenaires sont présentées dans les sections suivantes. Revue spécialisée «Eau énergie air » Au cours de la 107ème année de publication de la revue spécialisée «Eau énergie air», quatre nouveaux numéros ont été publiés. Les 344 pages (335 pages l’année pré-

cédente) rassemblent des informations sur les politiques hydrauliques et énergétiques ainsi que divers articles spécialisés issus de la recherche et de la pratique: Numéro 1/2015 contient des contributions très variées, allant du résumé des résultats du projet de recherche VAR «Dévalaison piscicole dans les centrales électriques», à l’analyse au sujet de «L’incident sur la retenue du Punt dal Gall» ainsi qu’un essai sur l’hydraulicien «André Gardel». Ce premier numéro présente aussi de nouveau les statistiques des dommages dus aux intempéries en Suisse qui sont publiées annuellement par le WSL. Numéro 2/2015 met l’accent notamment sur le jubilé des «100 ans de l’Association Aare-Rheinwerke (VAR)», les versions en français et en anglais du récit «Devoirs des barragistes» ainsi qu’une série d’articles au sujet du «Prix suisse des cours d’eau 2015» remis à la centrale d’Aarberg. Finalement ce deuxième numéro comprend comme à l’accoutumée la version française et allemande du rapport annuel 2014 de l’ASAE. Numéro 3/2015 rassemble principalement un rapport détaillé sur le «Projet Linthal 2015», une petite série d’article sur la «Surveillance des barrages» ainsi que le rapport d’expérience d’une expédition sur le thème «Dévalaison piscicole sur la rivière Columbia». D’autres articles s’intéressent aussi à «L’optimisation de l’écoulement vers les turbines», à la «Protection contre les crues de la Sarner Aa» et au constructeur d’installations hydrauliques «Jost Wey», père de la correction du Rhin alpin. Numéro 4/2015 publie la prise de position CIPC «Evacuation latérale des crues», ainsi que la recommandation CIPC/FAN pour «L’évaluation du risque d‘érosion des berges». En outre, le numéro contient diverses contributions liées à l’aménagement des eaux, notamment un article sur les «Mesures écologiques lors de la construction de la centrale d’Hagneck». Finalement, ce dernier numéro publie comme à son habitude le protocole de la 104ème assemblée générale du 3.9.2015.

1.3

Recueils d’articles WEL et publications en ligne L’ASAE publie les publications d’une année dans un recueil d’articles sur papier, qui rassemble tous les numéros sor-

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Les membres de la rédaction présentent ici leurs remerciements à tous les abonnés, membres ainsi qu’aux auteurs de contributions pour leur intérêt et leur engagement en faveur de la revue spécialisée «Eau énergie air». Ils adressent une reconnaissance particulière aux annonceurs qui non seulement touchent ainsi leur clientèle, mais soutiennent également financièrement la revue en tant que plateforme d’échange d’expériences et de savoir. 1.4 Autres publications Parallèlement à la revue spécialisée, l’ASAE a publié en 2015 de manière autonome ou en collaboration avec des organisations partenaires les contributions suivantes: • Ouvrage de l’Association N° 69: «L’Association Aare-Rheinwerke (VAR) de 1915 à 2015: rétrospective sur un siècle d’aménagement des eaux», publication commémorative sur l’histoire centenaire de l’Association VAR (aussi publiée dans la revue «Eau énergie air», 107ème année, revue 2/2015, pages 85–97. • Article dans la NZZ sur au sujet des «Vents contraires sur la force hydraulique» dans l’édition NZZ, vol. 236, N° 273 du 24.11.2015, page 9. Lors des diverses manifestations, l’ASAE, notamment par le biais de son directeur, a pu influencer la discussion avec ses propres exposés. On rappellera en particulier les présentations lors de l’assemblée générale d’EnAlpin le 24 avril 2015 à Viège, lors d’une réunion du Lions Club d’Oberwallis le 11 mars 2015 à Brig, et au symposium ETG sur les «Energies de l’avenir» le 5 novembre à 2015 à Zurich (cf. fichiers pdf des présentations sur www.swv.ch > Téléchargements). 1.5 Manifestations L’ASAE et les différents groupes qui la composent ont organisé en 2015, les manifestations et symposiums suivants: • 21.1. Conférence Rhv: «Avenir de la centrale Schanfigg» à Landquart • 25.2. Conférence Rhv: «Etat des plans d’assainissement selon L’Eaux» à Landquart • 5–6.3. Cours de perfectionnement CIPC 4.3 «Revitalisation» à Fribourg • 25.3. Conférence Rhv: «Schwallaus-

leitkraftwerk Rhin alpin-Walensee» à Landquart • 29.4. Conférence Rhv: «Vivacité du Rhin alpin» à Landquart • 5–6.5. Symposium CIPC 2015 «Modifications dans la gestion des crues» à Interlaken • 21.5. Assemblée générale de l’ATAE et jubilé du centenaire à Lugano • 21.5 Remise du Prix suisse des cours d’eau pour «Force hydraulique écologique» à Aarberg • 28.5. Assemblée générale VAR et jubilé du centenaire à la centrale de Rupperswil-Auenstein • 11–12.6. Cours CIPC 4.4 «Revitalisation» à Ittingen • 3–4.9. Assemblée générale de l’ASAE Nr. 104 avec conférence au sujet des «Vents contraires sur la force hydraulique: échappatoires au dilemme» et visite de projets hydrauliques sur l’Aar • 5–6.11. Cours CIPC 4.5 «Revitalisation» à Kriegstetten • 27.11. Symposium Hydrosuisse «Construction, exploitation et entretien des centrales hydroélectriques» à Olten. Les documents de la plupart de ces manifestations sont également disponibles sur le site internet de l’ASAE sous forme de fichiers pdf à télécharger. 1.6

Projets et collaboration avec des organisations externes En raison du caractère limité de ses ressources et afin d’encourager le dialogue avec les différents acteurs actifs dans le domaine de l’aménagement des eaux, l’Association a continué en 2015 à entretenir des collaborations avec d’autres associations et institutions, en particulier les suivantes: Groupe de Berne, swisselectric Le directeur de l’ASAE a entretenu le contact avec les organisations du secteur de l’électricité actives dans le monde politique à Berne. Les développements des consultations parlementaires en cours et des prises de position sont discutés au sein du groupe. Le sujet du moment porte bien évidemment sur le premier paquet de mesure de la stratégie énergétique 2050. Groupe de travail Energie hydraulique alpine AGAW Les contacts avec l’AGAW sont assurés par le directeur de l’ASAE qui siège au sein du comité du groupe de travail. Ils permettent d’entretenir des relations avec les régions limitrophes en Allemagne, Autriche et au Sud-Tyrol. En 2015, les activités principales concernaient la préparation et la mise en

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œuvre du traditionnel symposium AGAW à Innsbruck (A) du 24 au 27 juin 2015. Comité suisse des barrages CSB Le directeur de l’ASAE a continué à être représenté à la commission technique (TECO) du CSB. La collaboration au sein de plusieurs comités spécialisés, notamment le groupe de travail d’observation des barrages, qui prépare entre autres le symposium annuel de la CSB, a été poursuivie par le directeur. Le calendrier des barrages 2016 a été publié à nouveau et la nouvelle édition pour 2017 est en cours de préparation. Agenda 21 pour l’eau L’ASAE est représentée au sein du comité directeur de cette plateforme d’acteurs par son directeur ainsi que dans le groupe de travail «Dialogue énergie hydraulique» par Roger Lüönd, BKW. Au cours de l’exercice écoulé, l’accent a été mis sur différents événements visant à l’échange des expériences concernant la mise en œuvre de l’eaux; en plus de divers ateliers sur les modules d’exécution, ce fut notamment le cas du symposium «Renaturation des cours d’eau – de la planification à la mise en œuvre» du 16.11.2015 à Olten. Association pour une énergie respectueuse de l’environnement VUE La représentation des centrales hydroélectriques dans le comité de l’Association VUE est assurée par Guido Conrad, KHR, qui est intégré directement dans l’ASAE en tant que membre de la commission Hydrosuisse. En 2015, les travaux ont notamment concerné la préparation de la prochaine AG, qui devrait avoir lieu sur une centrale hydroélectrique sur le thème de la «force hydraulique» et sera donc soutenue par l’ASAE. Remise du Prix suisse des cours d’eau Depuis 2001, le Prix suisse des cours d’eau est attribué tous les deux ans pour une performance remarquable dans le domaine de l’exploitation des eaux par une large commission avec participation de l’ASAE. En 2015 et pour la première fois, une entreprise active dans l’énergie hydraulique a été récompensée, en l’occurrence BKW pour les compromis réalisés entre l‘exploitation et la protection des eaux à la centrale hydroélectrique d’Aarberg. Le prix – constitué d’une œuvre installée à la centrale – a été remis le 21 mai 2015 au lauréat au cours d’une cérémonie organisée par l’ASAE. Dans le même temps, un processus de supervision de la remise du prix a été lancé en 2015 et différentes variantes ont été propo149

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tis depuis la première année en 1908. De plus, l’ensemble des numéros de la revue depuis le numéro 4/2010 est publié sur la plate-forme en ligne Issuu et peuvent être consultés gratuitement sous forme numérique sur le site de l’ASAE.

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sées. La commission responsable décidera en 2016 sur l’avenir du prix. Conseil consultatif et modération durant les journées de l’énergie L’ASAE est représentée dans le conseil consultatif des journées de l’énergie organisées tous les deux ans et est traditionnellement en charge du patronat et de la modération du 3ème jour du forum. Celui-ci accompagne la préparation et le déroulement de la manifestation qui a lieu tous les deux ans sur trois jours à Zurich. Cette représentation n’incombe à présent plus au directeur mais est assurée par un membre du comité (actuellement: Roman Derungs, Alstom Hydro, resp. GE). En 2015, la prochaine édition du forum de juin 2016 a été préparée. L’ASAE s’implique dans d’autres engagements au travers de son directeur ou à travers des délégués en participant à des groupes de travail spécialisé, notamment des groupes d’accompagnement ou des groupes d’experts pour l’administration fédérale ou des stations de recherche. Parallèlement à cela, ces engagements sont toujours des bonnes occasions pour avoir des échanges informels avec les différents acteurs de l’aménagement des eaux 1.7

Directions et contacts avec les groupes régionaux Le secrétariat de l’ASAE s’est à nouveau occupé de la gestion des activités de l’Association Aare-Rheinwerke (VAR) et du Rheinverband (RhV). Le contact avec l’Associazione ticinese di economia delle acque (ATEA) a été assuré par la présence du directeur de l’ASAE au sein de son comité. Les activités des trois groupes régionaux sont résumées dans les communiqués disponibles à l’annexe 4. 2. Comptes 2015, budget 2017 Les comptes d’exploitation 2015 avec bilan et compte des résultats, y compris une comparaison avec l’année précédente, les budgets 2015 et 2016 déjà adoptés par l’assemblée générale, ainsi que le budget 2017 sont récapitulés à l’annexe 1a–1c (avec une présentation légèrement adaptée et de nouveaux termes au bilan et au compte de pertes et profits en raison du nouveau droit comptable, avec entre autre le résultat financier à déclarer séparément). Le 29 février 2016, le cabinet OBT AG a soumis les comptes à un contrôle restreint selon les standards et les a approuvés. Le rapport de révision, dont le comité et le bureau ont pris connaissance, a été mis à la disposition des membres au secrétariat. 150

Bilan au 31.12.2015 Le bilan affiche un niveau de réserves s’élevant à CHF 1 200 817.19. Le recul par rapport à l’an passé est expliqué par l’utilisation partielle de la «Provision caisse de pension» pour le changement de prime décidé en 2014 et en vigueur depuis le 4.1.2015. Toutes les autres dépenses ont été financées par le compte courant, respectivement ont augmenté avec l’excédent de recettes 2015 la fortune active de l’Association à CHF 365 729.30. En raison de l’évolution des taux d’intérêt, les placements en titres ou en dépôts à terme ont été réduits à un placement. Compte de pertes et profits 2015 Avec un peu plus d’un million de francs, le chiffre d’affaires 2015 atteint un nouveau niveau record, ce qui est aussi entre autres une indication des nombreuses activités de l’Association. Avec des recettes (y compris résultat financier) de CHF 1 085 531.75 et des dépenses de CHF 1 045 781.87, le compte de pertes et profits 2015 clôture sur un excédent de recettes de CHF 39 749.88, qui seront crédités dans la fortune de l’Association. Les comptes annuels sont plutôt réjouissants malgré les nombreuses dépenses imprévues (cofinancement d’études et de projets, remplacements du serveur de données et mise à jour de logiciel d’administration, etc.). Le bon résultat final s’explique par l'utilisation économique des ressources et d’autre part par l’augmentation des recettes dues à la croissance des membres ainsi que des gains provenant des nombreuses manifestations. Les revenus provenant de la revue (abonnements et annonces) restent certes endessous du budget, ils ont cependant pu être maintenus au niveau de l'année précédente. Répartition des recettes 2015 Le graphique de l’Annexe 1d détaille la répartition des recettes. Durant l’exercice, 81 % des revenus ont été générés par les contributions des membres, dont les 4/5 proviennent des entreprises ayant leur propre production d’énergie hydraulique. Les autres postes importants sont les gains provenant des conférences et des cours qui représentent 9 % des recettes ainsi que la vente d’annonces et d’abonnements à la revue spécialisée qui s’élèvent à 5 % des recettes. Enfin, l’administration des Groupes régionaux VAR et RhV ont assuré 5 % des recettes.

par l'assemblée générale en 2016. La proposition a été calculée sur la base d’une poursuite décrétée des activités et des niveaux de cotisation inchangés. Le budget prévoit un résultat équilibré, avec des recettes de CHF 905 555.00 et des dépenses de CHF 898 500.00 pour un petit excédent de CHF 7055.00. Du côté des revenus, on s’attend à une augmentation des recettes par une légère hausse des membres et l’actualisation des déclarations, ainsi qu’une légère diminution des contributions événementielles en raison d’une baisse du nombre d’événements prévus. Du côté des frais, le budget prévoit des dépenses correspondantes à celles de l’année précédente, avec une petite réserve pour le financement de projets et d’études. 3.

Effectif des membres de l’Association et des sections

L’effectif des membres de l’ASAE L’effectif des membres est stable et s’élève à la fin 2015 aux nombres suivants (cf. récapitulation détaillée et évolution des dix dernières années à l’Annexe 2): • 358 membres individuels • 204 membres collectifs, dont: 81 entreprises avec leur propre production d’énergie hydraulique 66 entreprises d’ingénieur privées et sous-traitants 29 collectivités de droit public 19 fédérations/associations 9 instituts de recherche Sur les 81 entreprises qui ont leur propre production d’électricité, on compte environ 140 ouvrages hydroélectriques regroupant au total 250 centrales ayant une production moyenne escomptée de 31 000 GWh. Environ 90 % de la production d’énergie hydraulique suisse est représenté à l’ASAE. Effectif des groupes régionaux Avec les membres des trois groupes régionaux Verband Aare-Rheinwerke, Rheinverband et Associazione ticinese di economia delle acque (cf. communiqués à l’Annexe 4), l’Association regroupe au total 870 membres, dont 491 à titre individuel et 379 à titre collectif. 4. Organes de l’Association Les membres des organes dirigeants de l’Association, du secrétariat, des deux commissions spécialisées ainsi que des groupes régionaux au 31.12.2015 sont énumérés à l’Annexe 3.

Budget 2017 (proposition) Le budget 2017 doit encore être approuvé «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

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Anhang 1a: Bilanz per 31.12.2015 mit Vorjahresvergleich / Annexe 1a: Bilan au 31.12.2015 avec comparaison année précedente

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Anhang 1b: Erfolgsrechnung 2015 mit Vorjahr und Budgets 2015–2017 / Annexe 1b: Compte des profits et pertes 2015 avec année précédente et budgets 2015–2017

Anhang 1c: Anhang zur Jahresrechnung 2015 / Annexe 1c: Annexe au comptes annuels 2015

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Jahresbericht 2015

Anhang 1d: Verteilung der Einnahmen 2015 / Annexe 1d: Distribution des recettes 2015

Verteilung Einnahmen: Mitgliederbeiträge: Deckungsbeitrag Tagungen/Kurse: Deckungsbeitrag Fachzeitschrift: Geschäftsführung VAR/RhV:

81 % 9% 5% 5%

Bei Tagungen/Kursen und Fachzeitschrift nur Deckungsbeiträge, d.h. Einnahmen abzgl. Kosten.

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Jahresbericht 2015

Anhang 2 / Annexe 2: Mitgliederstatistik SWV / Effectifs des membres ASAE Mitgliederbestand SWV per 31. Dezember 2015 und Vergleich Vorjahre / Effectifs des membres l’ASAE au 31 décembre 2015 et comparaison avec les années précédentes

Bei den Unternehmen mit Wasserkraftproduktion entspricht die ausgewiesene Zahl der Anzahl Gesellschaften; die einzelnen Kraftwerke von Gruppen sind damit nur ausgewiesen, sofern die Mitgliederbeiträge auf die einzelnen Werke aufgeteilt sind; insgesamt sind über 140 Kraftwerke mit 250 Zentralen und rund 90 % der schweizerischen Wasserkraftproduktion im SWV vertreten.

Mitgliederbestand SWV per 31.12.2015 nach Anzahl

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Mitgliederbestand SWV per 31.12.2015 nach Beiträgen

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SWV / ASAE Vorstand und Vorstandsausschuss (Amtsperiode HV 2014–HV 2017) Präsident: Caspar Baader, Gelterkinden Vizepräsident: Rolf Mathis, Axpo AG, Baden Mitglieder Ausschuss: Hans Bodenmann, BKW, Bern 1 Beat Imboden, Alpiq AG, Sion Mauro Salvadori, Alpiq, Lausanne Anton Schleiss, LCH-EPFL, Lausanne Andreas Stettler, BKW, Bern Weitere Mitglieder / Autres membres: Jérôme Barras, SIG, Genève Robert Boes, VAW-ETHZ, Zürich Roman Derungs, Alstom Hydro AG, Birr Christian Dubois, Andritz Hydro AG, Kriens Christian Dupraz, BFE, Bern Laurent Filippini, Kt. Tessin, Bellinzona 3 Michelangelo Giovannini, V&P, Chur 2 Michael Roth, EKW, Zernez Martin Roth, ewz, Zürich Michel Schwery, EnAlpin AG, Visp Jürg Speerli, HSR, Rapperswil Thomas Staffelbach, SBB AG, Zollikofen Moritz Steiner, DEWK Kt. Wallis, Sion Felix Vontobel, Repower, Poschiavo Hans-Peter Willi, BAFU, Bern 1

VAR /

RhV /

ATEA

Kommission Hydrosuisse (Amtsperiode 2014–2017) Vorsitz: Andreas Stettler, BKW, Bern Mitglieder: Christoph Busenhart, ewz, Zürich Guido Conrad, KHR, Thusis Beat Imboden, Alpiq, Sion Edy Losa, AET, Bellinzona * Peter Quadri, swisselectric, Bern Dominique Martin, VSE, Aarau * Michael Roth, EKW, Zernez * Mauro Salvadori, Alpiq, Lausanne Felix Vontobel, Repower, Poschiavo Hans-Peter Zehnder, Axpo, Baden Roger Pfammatter, SWV, Baden * Wahlvorschläge (gewählt am 18. Mai 2016)

Kommission Hochwasserschutz (Amtsperiode 2014–2017) Vorsitz: Jürg Speerli, HSR, Rapperswil Mitglieder: Tony Arborino, Kanton Wallis, Sion Robert Bänziger, Bänziger Ing., Niederhasli* Robert Boes, VAW-ETHZ, Zürich

Therese Bürgi, BAFU, Bern Laurent Filippini, Kt. Tessin, Bellinzona Nils Hählen, TBA Kanton Bern, Thun Lukas Hunzinger, Flussbau AG, Bern Martin Jäggi, Berater Flussbau, Ebmatigen Mario Koksch, vif, Kanton Luzern Roger Kolb, Niederer + Pozzi AG, Uznach Dieter Müller, AF-Colenco AG, Baden Matthias Oplatka, AWEL, Zürich Dieter Rickenmann, WSL * Christoph Rüedlinger, B&H, Zürich Carlo Scapozza, BAFU Hochwasser * Simon Scherrer, Scherrer AG, Reinach Anton Schleiss, LCH-EPFL, Lausanne Sandrine Schmidt, Canton du Jura Stefania Soldati, VIB, Bellinzona* Benno Zarn, HZP, Domat/Ems Markus Zimmermann, NDR Consulting, Thun Roger Pfammatter, SWV, Baden * Wahlvorschläge (gewählt am 18. Mai 2016)

Vertretung in Organisationen Vorstand Wasser-Agenda 21: Roger Pfammatter, SWV Vorstand VUE: Guido Conrad, KHR, Thusis Revisionsstelle OBT AG, Brugg: Andreas Thut Geschäftsstelle Geschäftsführer: Roger Pfammatter Mitarbeitende: Sonja Ramer, Assistenz/Administration Manuel Minder, WEL/Verbandsschriften Doris Hüsser, Abos/Buchhaltung/Personal Ständige Geschäftsstelle Rütistrasse 3a, CH-5401 Baden Telefon 056 222 50 69 info@swv.ch / www.swv.ch

Verband Aare-Rheinwerke (VAR) Ausschuss (Amtsperiode GV 2015–GV 2018) Präsident: Oliver Steiger, Axpo, Baden Vizepräsident: Tom Fürst, Alpiq Hydro Aare, Boningen Weitere Mitglieder: Hans Bodenmann, BKW, Bern Wolfgang Biesgen, ED, Laufenburg Walter Harisberger, IBAarau, Aarau Erwin Heer, Schluchseewerk, Laufenburg Jean-Philippe Royer, EdF, F-Mulhouse

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Geschäftsstelle Geschäftsführung / Sekretariat: Roger Pfammatter, Geschäftsführer Sonja Ramer, Sekretariat Rütistrasse 3a, CH-5401 Baden Telefon 056 222 50 69 info@swv.ch / www.aare-rheinwerke.ch

Rheinverband (RhV) Vorstand (Amtsperiode GV 2014–GV 2018) Präsident: Michelangelo Giovannini, V&P, Chur Vizepräsident: Manfred Trefalt, Stadtwerke, Feldkirch Weitere Mitglieder: Guido Conrad, KHR, Thusis Daniel Dietsche, Tiefbauamt, St. Gallen Gian Jegher, Widmer Ingenieure, Chur Elija Kind, AfU, FL-Vaduz Lucien Stern, AEV Graubünden, Chur Dieter Vondrak, Land Voralberg, Bregenz Reto Walser, Bänziger Partner, Oberriet Geschäftsstelle Geschäftsführung / Sekretariat: Roger Pfammatter, Geschäftsführer Sonja Ramer, Sekretariat Rütistrasse 3a, CH-5401 Baden Telefon 056 222 50 69 info@swv.ch / www.rheinverband.ch

Associazione ticinese di economia delle acque (ATEA) Comitato (Periodo 2012–2015) Presidente Laurent Filippini, UCA, Ct. Ti., Bellinzona Vice-presidente: Carmelo Rossini, Mauri+Assoc., Pregassona Membri Andrea Baumer, OFIMA, Locarno Fabrizio Bazzuri, CMAPS, Lugano–Figino Giovanni Ferretti, AI, Lugano Sandro Pitozzi, Ufficio d’energia, Bellinzona Luca Pohl, Orselina Roger Pfammatter, SWV, Baden a Michele Tadè, AGE SA, Chiasso a

ASAE

Segretaria Paola Spagnolatti, UCA Via F. Zorzi 13, 6501 Bellinzona

155

Jahresbericht 2015

Anhang 3: Zusammensetzung Gremien des Verbandes per 31.12.2015 / Annexe 3: Composition des comités de l’association au 31 décembre 2015

Jahresbericht 2015

Anhang 4 / Annexe 4: Mitteilungen aus der Tätigkeit der Verbandsgruppen / Messages sur les activités des groupes régionaux

Verband Aare-Rheinwerke (VAR) Gründung: 4. Dezember 1915 Verbandsgremien (Die vollständige Zusammensetzung der Gremien des Verbandes kann dem Anhang 3 entnommen werden). Leitender Ausschuss An seiner ordentlichen Sitzung vom 20. April 2015 hat der Ausschuss den Jahresbericht und die Rechnung 2014 sowie das Budget 2015 behandelt und zu Händen der Generalversammlung 2015 verabschiedet. Er nahm Kenntnis von den anstehenden Mutationen für die Gesamterneuerungswahlen 2015–2018, namentlich vom Rücktritt von Hans Bodenmann, BKW, vom Präsidialamt, und hat zu Händen der Generalversammlung einstimmig Oliver Steiger, Axpo, als neuen Präsidenten und Tom Fürst, Alpiq, als neuen Vizepräsidenten vorgeschlagen. Zudem wurde mit Hansjürg Tschannen, IBAarau, ein neues Mitglied direkt in die Betriebskommission gewählt. Ebenfalls an der ordentlichen Sitzung wurde eine allgemeine Statutenaktualisierung diskutiert und beschlossen. Und schliesslich nahm der Ausschuss Kenntnis von den zahlreichen laufenden Geschäften der Kommission und beauftragte ein internes Organisationskomitee mit der Vorbereitung der Generalversammlung 2015, inklusive Festanlass zum 100-JahrJubiläum des VAR (1915–2015). Zusätzlich zur Sitzung wurde der leitende Ausschuss auf dem Korrespondenzweg über laufende Geschäfte informiert bzw. in Entscheidungen einbezogen. Generalversammlung Die 97. Generalversammlung wurde am Donnerstag, 28. Mai 2015 im Rahmen des Festanlasses «100 Jahre VAR» im Festzelt beim Kraftwerk Rupperswil-Auenstein abgehalten. Die Versammlung genehmigte sämtliche Anträge des Ausschusses. Damit wurden namentlich der Jahresbericht und die Rechnung 2014 mit Bilanz per 31. Dezember 2014 und das Budget 2015 genehmigt sowie die Organe entlastet. Ebenfalls wurde der vorgeschlagenen Aktualisierung der Statuten zugestimmt, die damit umgehend in Kraft getreten sind. Auch wurden die Gesamterneuerungswahlen des Ausschusses und der Revisionsstelle einstimmig vorgenommen und damit insbesondere sämtliche Ausschussmitglie156

der für die neue Amtsperiode 2015–2018 bestätigt sowie Oliver Steiger, Axpo, als neuer Präsident und Tom Fürst, Alpiq, als neuer Vizepräsident gewählt. Bei dieser Gelegenheit wurde seitens des Geschäftsführers Roger Pfammatter das 14-jährige präsidiale Engagement von Hans Bodenmann, BKW, mit ein paar Worten gewürdigt und mit einem kleinen Geschenk herzlich verdankt. Er bleibt dem Ausschuss noch erhalten, übergab aber mit Beendigung der 97. GV das präsidiale Zepter. Festanlass «100 Jahre VAR» Im Anschluss an den statutarischen Teil der Generalversammlung wurde zusammen mit rund 100 eingeladenen Festteilnehmenden von Mitgliederkraftwerken und geladenen Behördenvertretern unter dem Motto «Fluss Kraft Werk» das 100-Jahr-Jubliäum des VAR gebührend gefeiert. Nach einem Festakt mit Reden von Hans Bodenmann, VAR, Norbert Kräuchi, Kanton Aargau, Hartmut Scherer, Regierungspräsidium Freiburg, und Franz Schnider, Bundesamt für Energie, wurde die Festgemeinde zum Apéro und feinem Grill-Abendessen geladen. Als Erinnerung an den einmaligen Anlass wurde allen Teilnehmenden die Festschrift zum 100-JahrJubliäum sowie eine Flasche (Schnaps-) Wasser überreicht. Geschäftsstelle Die mit der Geschäftsführung des VAR betraute Geschäftsstelle des Schweizer-

ischen Wasserwirtschaftsverbandes (SWV) hat in Zusammenarbeit mit dem Ausschuss und der Kommission sämtliche Verbands- und Kommissionsgeschäfte vorangetrieben. Dazu gehört unter anderem auch die jährliche Abrechnung mit Ausgleich der Kosten für die Geschwemmselbeseitigung durch die Kraftwerke an der Aare gemäss dem vereinbarten Etappenplan. Im Berichtsjahr speziell zu erwähnen sind die ausserordentlichen Arbeiten zur Organisation und Durchführung des Festanlasses «100 Jahre VAR» sowie die dazu vom Geschäftsführer zusammen mit dem Präsidenten verfasste Festschrift «Der Verband Aare-Rheinwerke 1915–2015 – Rückblick auf ein Jahrhundert Wasserwirtschaft», die allen Festteilnehmenden überreicht und zusätzlich in der Fachzeitschrift «Wasser Energie Luft» des SWV publiziert wurde. Revision Die Revisionsstelle OBT AG, Brugg, prüfte die Rechnung 2015 am 16. Februar 2015 auf der Geschäftsstelle in Baden und bestätigte die korrekte Rechnungsführung. Mitgliederkraftwerke Der Mitgliederbestand des VAR besteht unverändert aus den 29 Mitgliedsunternehmen mit insgesamt 33 Wasserkraftwerken an Hochrhein, Aare (unterhalb Bielersee), Reuss und Limmat (vgl. Karte):

Schaffhausen Neuhausen Rheinau Kembs AlbbruckDogern

Ryburg-Schwörstadt Birsfelden

Rheinfelden

Säckingen

Augst-Wyhlen

Laufenburg

Klingnau Reckingen

Eglisau

Beznau

Limmatkraftwerke Wettingen Wildegg-Brugg

Rupperswil-Auenstein Dietikon Aarau-Rüchlig Aarau-Stadt Bremgarten-Zuﬁkon Gösgen Ruppoldingen

Wynau

Flumenthal

Bannwil

Brügg

Karte: Standorte der Mitglieder-Kraftwerke VAR per Ende 2015 (Quelle: VAR). «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Aare bei Murgenthal (Pegelmessstation LH 2063, Einzugsgebiet 10 119 km2, Vergletscherung 2.4 %): • Jahresmittel: 256 m3/s (Vorjahr: 294 m3/s, definitiv) • Einordnung im langjährigen Mittel 1935–2014: 90 % (103 %) Rhein bei Rheinfelden (Pegelmessstation LH 2091, Einzugsgebiet 34 526 km2, Vergletscherung 1.3 %): • Jahresmittel: 937 m3/s (Vorjahr: 999 m3/s, def.) • Einordnung im langjährigen Mittel 1935–2014: 90 % (96 %) Reuss bei Mellingen (Pegelmessstation LH 2018, Einzugsgebiet 3382 km2, Vergletscherung 2.8 %): • Jahresmittel: 132 m3/s (Vorjahr: 141 m3/s, def.) • Einordnung im langjährigen Mittel 1935–2014: 94 % (101 %) Limmat bei Baden (Pegelmessstation LH 2243, Einzugsgebiet 2396 km2, Vergletscherung 1.1 %): • Jahresmittel: 89.2 m3/s (Vorjahr: 94.7 m3/s, def.) • Einordnung im langjährigen Mittel 1951–2014: 88 % (94 %) Die sehr deutliche Zweiteilung des Abflussjahres bestätigt sich auch durch eine Auswertung mit den Messwerten der Station Rheinfelden am Hochrhein (Montagswerte), die bei einem Jahreswert 2015 von 90 Prozent der üblichen Abflussmengen fürs erste Halbjahr rund 119 Prozent und fürs zweite Halbjahr nur noch rund 67 Prozent ausweist.

Wasserkraftproduktion Die insgesamt geringeren Jahresabflüsse manifestieren sich naturgemäss auch in der Produktion der Kraftwerke. Die Bruttoproduktion aller 33 VAR-Kraftwerke zusammen betrug total 7550 GWh, was deutlich unter dem Vorjahreswert (8072 GWh) liegt und nur 94 Prozent des mehrjährigen Mittelwertes entspricht. Das stimmt recht gut mit den Abflussverhältnissen überein. Es sind keine Sondereffekte wie Ausserbetriebnahmen oder Inbetriebsetzungen von Anlagen zu beachten und die tiefere Produktion ist damit vorwiegend meteorologisch bedingt. Beim Verhältnis Abflüsse zu Wasserkraftproduktion fallen Unterschiede zwischen den Einzugsgebieten auf: So haben die Kraftwerke an Reuss und Limmat trotz tieferer Abflussmengen dennoch je 101 Prozent des mehrjährigen Produktionsmittels erreicht, während die Kraftwerke an Aare und Hochrhein ungefähr entsprechend der Abflussmengen bei je 93 Prozent zu liegen kommen. Aktivitäten Kommission für Betriebsfragen Der VAR verfügt über eine ständige Kommission, namentlich: die Kommission für Betriebsfragen. Von der Kommission werden je nach Fragestellung zusätzliche Unterkommissionen oder Ad-hocArbeitsgruppen bestellt, die an die Kommission rapportieren. Die wichtigsten von der Kommission im Berichtsjahr unter dem Vorsitz von Christoph Busenhart, ewz, behandelten Geschäfte sind nachfolgend zusammengefasst beschrieben. Betriebsleiterversammlung/Exkursion Im Berichtsjahr wurde aufgrund des Festanlasses «100 Jahre VAR» auf die Durchführung sowohl der traditionellen Betriebsleiterversammlung in Gippingen wie auch der meist jährlich durchgeführten Exkursion verzichtet. Allerdings wurde in der zweiten Jahreshälfte bereits mit den Vorbereitungen für die nächste geplante Betriebsleiterversammlung 2016 zum Thema «Kostenreduktion» begonnen. Forschungsprojekt Fischabstieg Anfang 2015 konnte das vom VAR initiierte, mitfinanzierte und über die Unterkommission Fischabstieg begleitete Projekt der beiden Forschungsinstitute VAW-ETH Zürich und Eawag nach fünf intensiven Jahren mit dem Schlussbericht abgeschlossen werden. Angesichts der vielen verbliebenen offenen Fragen hat sich die Kommission parallel zum Abschluss bereits Gedanken über ein mögliches Nach-

«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

folgeprojekt gemacht. Dabei wurde rasch klar, dass der VAR und seine Mitgliederwerke sich zwar mit personellen Ressourcen und Know-how bei einer Lösungssuche engagieren wollen, die Finanzierung eines solchen Projekts soll aber aufgrund des im GSchG stipulierten Sanierungstatbestands und der gesamtschweizerischen Bedeutung vollumfänglich über die dafür vorgesehenen und von swissgrid administrierten Netzentgelte erfolgen. Inhaltlich stehen nach Einschätzung der Kommission die Konkretisierung von möglichen technischen Massnahmen (u. a. Leitrechen mit Bypass) sowie die Untersuchung von Fischverhalten und Wanderkorridoren im Vordergrund. Methodisch angedacht sind Untersuchungen mittels Vorprojekten an zwei Pilotstandorten, namentlich KW Wildegg-Brugg und KW Bannwil, die aber unter dem organisatorischen Dach des VAR realisiert werden sollen. Eine erste Projektskizze der Unterkommission wurde in der Kommission bereinigt und nach Zustimmung durch den Ausschuss bereits im April 2015 zur Diskussion dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) zugestellt. Dieses hat zwar Interesse signalisiert, konnte aber bis Ende des Berichtjahres noch keine verbindliche Zusage zur Finanzierung – als wichtige Voraussetzung für einen Projektstart – machen. Es sind wohl vorgängig noch die laufenden Arbeiten zur Revision der Energieverordnung und der Vollzugshilfe zur Finanzierung der Sanierungsmassnahmen GSchG abzuwarten. Sicherheitskonzept StAV Hochrhein und Aare Die Dokumente mit den konkreten Sicherheitsanforderungen für die der Stauanlagenverordnung unterstellten Wehre am Hochrhein und an der Aare wurden vom Bundesamt für Energie (BFE) unter Mitarbeit des VAR schon in den Vorjahren erarbeitet und sind inzwischen beide in Kraft (Inkraftsetzung für den Hochrein am 1. Januar 2013 und die die Aare am 1. Januar 2015). Die Erstellung der geforderten Reglemente und Berichte ist nun Sache der einzelnen Gesellschaften. Der Fokus der Kommission lag im Berichtsjahr auf dem Austausch zum Stand der entsprechenden Arbeiten. Projekt EXAR Mit dem vom Bund im Vorjahr lancierten Projekt «Extreme Hochwasser an Aare und Rhein» (EXAR) wollen die betroffenen Bundesämter Extremhochwasser als Basis für künftige Gefährdungsbeurteilungen untersuchen. Der VAR ist einer Begleitgruppe 157

Jahresbericht 2015

Abflussmengen Die Abflussmengen in allen vier Einzugsgebieten fielen im Berichtsjahr mit 88 bis 94 Prozent des langjährigen und je nach Messstation über 100-jährigen Mittelwertes deutlich unterdurchschnittlich aus. Dies hängt primär mit der besonders trockenen Witterung der zweiten Jahreshälfte zusammen, deren Auswirkungen durch die besonders feuchte erste Jahreshälfte abgeschwächt wurden (vgl. auch Witterungsbericht 2015 in Anhang 5). Gemäss den Pegelmessungen des BAFU erreichte die Wasserführung in den vier Flüssen die folgenden provisorischen Werte:

Jahresbericht 2015

«Verantwortungsträger» mit dem Geschäftsführer Roger Pfammatter vertreten. Es geht im Projekt um die Entwicklung einer gemeinsam von Verwaltung und internationalen Experten getragenen Methodik zur Behandlung von extremen Ereignissen (w > 102 bis 103), die nicht mit statistischer Extrapolation zuverlässig beschrieben werden können. Zwischen Herbst 2015 und Herbst 2017 soll die Hauptstudie für die Aare in Angriff genommen werden, anschliessend folgt die Studie für den Rhein. Im Berichtsjahr hat nur eine Informationssitzung stattgefunden. Der Fokus liegt im Moment auf der Erarbeitung der Methodik durch internationale Experten und die Beschaffung von Grundlagendaten durch die Projektverantwortlichen. Austausch diverse Themen Zusätzlich zu obigen Schwerpunktthemen hat sich die Kommission an ihren Sitzungen mit diversen Fragen beschäftigt, die primär dem Informationsaustausch zwischen den Kraftwerksgesellschaften dienen. Dazu gehören unter anderem: Praxis von Badeverboten, Rettungsseilen und Haftungsfragen im Oberwasser von Wehren; Pläne für eine massive Erhöhung der Wassernutzungsentgelte auf deutscher Rheinseite; Umgang mit Geschiebe- und Sedimentablagerungen nach Hochwasser sowie Haftungsfragen im Unterhaltsperimeter.

Rheinverband (RhV) Gründung: 15. Dezember 1917 Verbandsgremien (Die vollständige Zusammensetzung der Gremien des Verbandes kann dem Anhang 3 entnommen werden). Vorstand Der Vorstand des Rheinverbandes trat am 25. Februar und 9. September 2015 zu je einer Sitzung zusammen. In der Februarsitzung waren die Besprechung von Geschäftsbericht und Jahresrechnung 2014 sowie des Budgets 2017 im Vordergrund und wurden zu Händen der GV 2016 verabschiedet. In der Herbstsitzung wurde die Ausgestaltung des Vortragsprogramms Winter/Frühjahr 2016 behandelt sowie die GV 2016 vorbereitet. Ausserdem wurden die Mutationen im Vorstand besprochen: als Nachfolger des zurücktretenden Vorstandsmitglieds Alfred Janka wurde Guido Conrad, Kraftwerke Hinterrhein, einstimmig zu Händen GV 2016 vorgeschlagen

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Generalversammlung, Rechnungsprüfung Die Generalversammlung wird nur alle zwei Jahre durchgeführt. Im Berichtsjahr fand keine GV statt. Die Rechnungsprüfung durch den Revisor Hansjürg Bollhalder erfolgt im gleichen Rhythmus und damit auf die GV 2016. Geschäftsstelle Die mit der Geschäftsführung betraute Geschäftsstelle des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes (SWV) hat in Absprache mit dem Vorstand die Verbandsgeschäfte besorgt. Schwerpunkt war wie üblich die von Sonja Ramer organisierte Vortragsreihe. Mitglieder Im Berichtsjahr sind zwei Austritte von Einzelmitgliedern zu verzeichnen. Per Ende 2015 verzeichnete der Verband folgenden Mitgliederbestand: Einzelmitglieder: 90 Kraftwerke: 10 Firmen: 27 Politische Körperschaften: 44 Verbände: 5 Total: 176 Vortragsreihe 2015 Im Winterhalbjahr 2015 wurden wiederum vier Vortragsveranstaltungen und eine Exkursion geplant, wobei die Exkursion zum Hochwasserschutzprojekt Klosters aufgrund von Schnee abgesagt werden musste: • Zukunft Wasserkraft Schanfigg, Peter Oberholzer, Axpo Power AG • Stand Revitalisierungs- und Sanierungsplanungen, Remo Fehr, ANU Graubünden • Schwallausleitkraftwerk Alpenrhein – Walensee, Franco Schlegel, HTW Chur • Lebendiger Alpenrhein, Lukas Indermaur, Plattform Lebendiger Alpenrhein An dieser Stelle wird der Einsatz der Vorstandsmitglieder bezüglich der Zusammenstellung der Vortragsreihe und vor allem der jeweiligen Sponsoren für die geselligen Apéros herzlich verdankt.

Associazione ticinese di economia delle acque (ATEA) Fondazione: 27 novembre 1915 Assamblea e comitato (Per la composizione del comitato vedere appendice 3)

giovedì 21 maggio 2015 a Lugano presso la sede del Circolo velico e l’area multifunzionale alla foce del Cassarate; i festeggiamenti serali di gala si sono quindi tenuti preso lo Studio Foce. Il pomeriggio è stato animato con spettacoli di strada, giochi e animazioni esterne e in conclusione la merenda. La cerimonia serale, con banchetto e spettacolo ha visto anche la proiezione del cortometraggio prodotto dall’Associazione e realizzato da CISA, Conservatorio Internazionale di Scienze Audiovisive di Lugano. Il coinvolgimento delle scuole elementari di Serravalle, Muzzano, Ponte Tresa e Croglio e delle Autorità cittadine e cantonali alla presenza della Capo dicastero Cristina Zanini-Barzaghi e del Direttore del DT, Claudio Zali, ha contribuito a dare visibilità alla manifestazione di giubileo. Comitato Il comitato è stato impegnato nell’organizzazione dell’Assemblea di giubileo con il gruppo ad hoc e in funzione delle attività proposte nel corso dell’anno. Soci A fine 2015 l’associazione contava 103 soci suddivisi per categorie: Amministrazioni comunali e cantonali 20 Consorzi 17 Aziende 6 Uffici ingegneria 15 Soci individuali 43 Associazioni 2 Totale 103 Manifestazioni • 29 agosto 2015: visita a EXPO Milano in occasione della giornata del Cantone Ticino sul tema dell’Acqua; visita guidata al Padiglione Svizzero ai padiglioni nazionali; serata con ricco aperitivo e degustazione presso il Padiglione Austriaco; partecipazione alla manifestazione ArgeAlp «Nuovi sguardi a fior d’acqua – Rinaturazioni di laghi corsi d’acqua: lettura socioculturale di un viaggio a cura» di Giosia Bullo della Cancelleria dello Stato. • 21 ottobre 2015: visita al Centro meteorologico regionale Sud di MeteoSvizzera, Locarno Monti e conferenza sui cambiamenti climatici del Direttore Marco Gaia. Le manifestazioni proposte hanno raccolto un buon successo con la partecipazione di numerosi membri e ospiti in occasione del centenario dell’Associazione.

Assemblea generale La 100.ma Assemblea generale si è svolta «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Witterungsbericht 2015 Gemäss Klimabulletin von MeteoSchweiz kann die Witterung des Jahres 2015 wie folgt zusammengefasst werden: • Der Winter kam nur zögerlich und war trotz Februarkälte insgesamt vergleichsweise mild, mit kräftigen Niederschlägen vor allem auf der Alpensüdseite. • Der Frühling war über weite Strecken sonnig und mild, endete aber mit einer sehr niederschlagsreichen Periode. • Der Sommer war extrem heiss und geht mit einem Überschuss von 2.4 Grad Celsius als zweitwärmster Sommer hinter dem Hitzesommer 2003 in die 152-jährige Messgeschichte ein. • Der Herbst war charakterisiert durch extreme Niederschlagsarmut, die sich in gebietsweise erreichten 50 Prozent der Norm-Niederschlagsmengen verdeutlicht. Insgesamt lag die Jahresmitteltemperatur deutlich über der 30-jährigen klimatologischen Norm 1981–2010, während bei den Jahresniederschlägen unterdurchschnittliche Mengen mit regionalen Unterschieden zu verzeichnen waren. Neuer Rekord beim Temperaturüberschuss Das Jahr 2015 brachte im Vergleich zur Norm 1981–2010 einen Temperaturüberschuss von 1.3 Grad und im Vergleich zur langjährigen Klima-Normperiode 1961– 1990 sogar einen Überschuss von über 2 Grad. Zusammen mit den bisherigen Rekordüberschüssen aus den Jahren 2014 und 2011 liegen damit in kurzer Folge drei Jahre im selben Extrembereich (vgl. Bild 1). Bezüglich räumlicher Verteilung der Jahresmitteltemperaturen und Temperaturüberschüsse sind keine abnormalen Abweichungen von der Norm zu verzeichnen (vgl. Bild 2). Die Überschüsse betragen generell zwischen 1.0 und 1.4 Grad Celsius und sind im Alpenraum sowie auf der Alpensüdseite etwas ausgeprägter. Die Sonnenscheindauer bewegte sich deutlich über der Norm 1981–2010 mit Werten zwischen 107 (Sion) und 123 (Bern) Prozent, wobei vor allem das Mittelland eines der sonnenreichsten Jahre erlebte. Unterdurchschnittliches Niederschlagsjahr Die Niederschlagsmengen erreichten im Jahr 2015 verbreitet sehr unterdurch-

schnittliche Mengen mit Werten zwischen 60 bis 95 Prozent der Norm 1980–2010; einzig in den Alpen (vor allem Wallis) blieben die Mengen in etwa im Rahmen des Normwertes (vgl. Bild 3). Im Gebiet des Verbandes Aare-Rheinwerke (VAR) wur-

den insgesamt unterdurchschnittliche Mengen von ca. 60 bis 80 Prozent der normalen Jahressummen gemessen, was sich natürlich auch direkt auf die Abflussmengen und die Produktion der Laufkraftwerke auswirkte (vgl. dazu auch Anhang 4).

Bild 1. Abweichung der Jahrestemperatur in der Schweiz gegenüber dem Durchschnitt der Klima-Normperiode 1961–1990. Die schwarze Kurve zeigt den Verlauf, gemittelt über 20 Jahre. Das Jahr 2015 zeigt gegenüber dem Durchschnitt 1961–1990 einen Temperaturüberschuss von 2 Grad Celsius. (Quelle: Meteo Schweiz).

Bild 2. Räumliche Verteilung der Jahresmitteltemperatur 2015 in Grad Celsius (links) und der Abweichungen in Grad Celsius zum klimatologischen Normwert 1981–2010 (rechts) (Quelle: Meteo Schweiz).

Bild 3. Räumliche Verteilung der Niederschlagsmengen 2015 in mm (links) und in Prozent des Normwertes 1981–2010 (rechts) (Quelle: Meteo Schweiz).

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Jahresbericht 2015

Anhang 5 / Annexe 5: Witterungsbericht und Hydroelektrische Produktion 2015 / Méteo et production hydroéléctrique 2015

Jahresbericht 2015

Hydroelektrische Produktion 2015 Gemäss der vom Bundesamt für Energie, BFE, geführten Statistik zu den Wasserkraftanlagen der Schweiz WASTA (Zentralen mit > 0.3 MW installierter Leistung ab Generator) waren im Berichtsjahr 2015 folgende Veränderungen im hydraulischen Kraftwerkspark und bei der mittleren möglichen Jahresproduktion zu verzeichnen (Quelle: BFE, 2016): In Betrieb gesetzte Zentralen, Wertberichtigungen Insgesamt wurden 27 Zentralen nach Neubau oder Umbau/Erweiterung in Betrieb gesetzt (4 mit Leistung > 10 MW, 3 mit Leistungen zwischen 1 und 10 MW und 20 mit Leistungen < 1 MW). Der weitaus grösste Teil der zusätzlichen Leistung und Produktionserwartung stammt von den drei, nach umfassenden Um- bzw. Neubauten in Betrieb gesetzten grossen Zentralen Hagneck 2 (Bielersee), Russein (Surselva) und Lütschental (Jungfraubahn). Zu beachten sind allerdings auch Wertberichtigungen und Korrekturen: so wurde unter anderem die Zentrale Val Strem (Sedrun) aufgrund eines Felssturzes im März 2016 ausser Betrieb genommen. Veränderung Leistung und Produktionserwartung Mit den Inbetriebnahmen und unter Berücksichtigung von Wertberichtigungen steigerte sich die installierte Leistung von Wasserkraftzentralen der Schweiz um

rund 70 MW auf 13 815 MW und die mittlere Produktionserwartung aller Wasserkraftanlagen um rund 150 GWh/a auf neu 36 409 GWh/a (ab Generator, ohne Umwälzbetrieb, nur Schweizer Hoheitsanteil und inklusive Schätzung für Kleinstanlagen < 0.3 MW). Im Bau befindliche Zentralen Aktuell befinden sich 45 Zentralen im Bau (Neubau oder Umbau/Erweiterung). Das sind zum einen die neuen Pumpspeicherkraftwerke Linth-Limmern und Nant de Drance sowie die Erweiterung des Pumpspeicherwerkes Hongrin-Léman, die der Schweiz ab ca. 2016 bis 2018 einen enormen Leistungszuwachs von rund 2100 MW bringen werden. Zum anderen beinhaltet der laufende Zubau verschiedene Lauf- und Speicherkraftwerke, die in den nächsten zwei bis drei Jahren einen Zuwachs von weiteren 400 MW Leistung und 320 GWh/a Produktion erwarten lassen (brutto, ohne Wertbereinigungen durch Sanierungen oder Ausserbetriebnahmen). Ein Grossteil dieses Zubaus resultiert aus den laufenden Ausbauten bei den Zentralen Handeck und Innertkirchen (Kraftwerke Oberhasli), dem Umbau des Kraftwerks Les Farettes (Fontanney) sowie den neuen Zentralen Gletsch-Oberwald (Goms), Mitlödi (Föhnen/Sool), Mulegn (Tinizong) und Laubegg (Garstatt). Ab 2019 wird zudem der Schweizer Anteil des neuen Gemeinschaftskraftwerks Inn (Engadiner Kraftwerke) wirksam.

Bild 4. Stromproduktion von Schweizer Wasserkraftwerken (Zentralen > 0.3 MW) in TWh zwischen 1950 und 2015 (Kalenderjahr, Pumpenergie abgezogen); rote Linie = mittlere Produktionserwartung, blaue Kurve = tatsächliche Jahresproduktion; grüne Linie = mit Kapazität bereinigte jährliche Variation, schwarze Linie = Trend (nach Hänggi P., 2013 mit Daten BFE, 2016). 160

Tatsächliche Produktion Die tatsächliche hydroelektrische Produktion betrug im Kalenderjahr 2015 gemäss Daten des BFE (vgl. Tabelle 1) total 39 486 GWh (Vorjahr 39 308 GWh) bzw. nach Abzug des Verbrauchs der Speicherpumpen von 2296 GWh (Vorjahr 2355 GWh) total 37 190 GWh (Vorjahr: 36 953 GWh). Die Wasserkraftanlagen der Schweiz erzeugten also trotz den insgesamt unterdurchschnittlichen Niederschlagsmengen mit sehr trockenen Winterquartalen und dafür viel sommerlichem Schmelzwasser rund 0.5 % mehr Elektrizität als im bereits guten Vorjahr. Die Gesamtproduktion liegt damit bereits zum vierten aufeinanderfolgenden Jahr über der mittleren zu erwartenden Produktion, was aber im Rahmen der üblichen Schwankungen von rund ± 20 % liegt (vgl. Bild 4 mit beobachteten Schwankungen der letzten Jahrzehnte). Wie üblich entfiel etwas mehr als die Hälfte der Produktion auf die beiden Sommerquartale und ebenfalls etwas mehr als die Hälfte auf die Speicherkraftwerke. Auffallend ist allerdings die wetterbedingt unterdurchschnittliche Produktion der Laufkraftwerke (–3.8 % gegenüber Vorjahr), die durch Mehrproduktion in Speicherwerken (+3.7 %) kompensiert wurde. Dieses Ergebnis stimmt gut überein mit den durch den Verband Aare-Rheinwerke (VAR) an 33 Laufkraftwerken erhobenen Daten, die mit 94 % des langjährigen Mittelwertes eine Produktion deutlich unter dem Vorjahreswert ausweisen (vgl. Mitteilungen VAR im Anhang 4). Insgesamt deckte die in Wasserkraftanlagen produzierte Elektrizität nach Abzug der Pumpenergie wiederum hohe 59.9 % (im Vorjahr: 59.8 %) des Landesverbrauches der Schweiz.

Tabelle 1. Hydraulische Erzeugung in GWh von Lauf- und Speicherwerken sowie im Gesamttotal für das Kalenderjahr und das hydrologische Jahr (Quelle: Auszug aus der Statistik BFE, April 2016). «Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 2, CH-5401 Baden

Nachrichten Informationen aus der Wasser- und Energiewirtschaft

P O L ITI K Differenzbereinigung zur Energiestrategie 2050 Die Kommission für Umwelt, Raumplanung und Energie des Ständerates (UREK-S) hat die Beratungen zur Differenzbereinigung der Energiestrategie 2050 in ihren April-Sitzungen fast zu Ende geführt. Sie bleibt weitgehend auf der Linie des Ständerates, stimmt aber dem Nationalrat bei der Unterstützung der bestehenden Grosswasserkraft zu. Die Kommission hält grösstenteils an den Beschlüssen des Ständerates aus der ersten Beratung fest und lässt damit viele Differenzen mit dem Nationalrat stehen (13.074). Sie schwenkt aber in einem zentralen Punkt einstimmig auf den Nationalrat ein und übernimmt grundsätzlich das Modell der Marktprämie für die Unterstützung der Grosswasserkraft (Art. 33a), verzichtet allerdings auf die Zweckbindung. Ausserdem beauftragt sie mit einem entsprechenden Zusatz in der Vorlage den Bundesrat, rechtzeitig einen Erlassentwurf vorzulegen für die Einführung eines marktnahen Modells, welches das Einspeisevergütungssystem ablösen soll. Auch bei der Direktvermarktung folgt die Kommission einstimmig dem Nationalrat und überlässt dem Bundesrat die Kompetenz, für einzelne Anlagentypen Ausnahmen zu erlassen (Art. 21). Hingegen bleibt sie bei der Interessenabwägung für den Bau von Anlagen zur Nutzung von erneuerbaren Energien in Gebieten, die unter Natur- oder Heimatschutz stehen (Art. 14 Abs. 3), bei der Position des Ständerates. Eine Minderheit will hier zurück zum Entwurf des Bundesrates. Auch belässt die Kommission die Untergrenze für die Teilnahme von Wasserkraftanlagen am Einspeisevergütungssystem bei 300 kW (Art. 19). Hier bevorzugt eine Minderheit die Untergrenze von 1 MW, die der Nationalrat beschlossen hatte. Im Weiteren hält die Kommission an der Möglichkeit für die Auktion von Vergütungssätzen fest (Art. 25). Die Kommission befasste sich zusätzlich mit dem Produktionsausfall aufgrund von

Restwassersanierungen, eine Problematik, die in der nationalrätlichen Motion 12.4155 aufgegriffen wird. Die UREK-S hält fest, dass die meisten Kantone einen Grossteil der in Artikel 80ff. des Gewässerschutzgesetzes (GSchG) vorgesehenen Sanierungen bereits abgeschlossen haben, weshalb es in ihren Augen ungerecht wäre, diese Regelung nun zu ändern. Aus diesem Grund beantragt sie mit 6 zu 0 Stimmen bei 6 Enthaltungen, die Motion abzulehnen. Die Kommission hat am 18. und 19. April 2016 unter dem Vorsitz von Ständerat Werner Luginbühl (BD/BE) und teils in Anwesenheit von Bundesrätin Doris Leuthard in Bern getagt. (Parlamentsdienste)

Regierungsrat des Kantons Bern will Grosswasserkraft entlasten Der Regierungsrat des Kantons Bern hat die Änderung des Wassernutzungsgesetzes zuhanden des Grossen Rates verabschiedet. Die Vorlage hat zum Ziel, Grosswasserkraftwerke finanziell zu entlasten und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. Einerseits soll auf die vom Bund auf Anfang 2015 ermöglichte Erhöhung der Wasserzinsen verzichtet werden. Anderseits soll der Grosse Rat in Ausnahmefällen eine weitergehende Reduktion der Wasserzinsen beschliessen können. Die Strompreise auf dem europäischen Strommarkt sind in den letzten Jahren auf ein historisches Tief gesunken. Diese Entwicklung stellt die Rentabilität von Wasserkraftwerken in Frage. Die Produktion von Strom aus Wasserkraft hat für den Kanton Bern aus energiepolitscher und auch aus volkswirtschaftlicher Sicht einen hohen Stellenwert. Daher ist einerseits beabsichtigt, den jährlich geschuldeten Wasserzins für die Grosswasserkraftwerke im Kanton Bern mit einer Leistung von mehr als 10 Megawatt um 10 Franken pro Kilowatt mittlere Bruttoleistung zu reduzieren. Mit dieser Reduktion wird die im Bundesrecht auf Anfang 2015 ermöglichte Erhöhung der Wasserzinsen im Kanton Bern nicht vollzogen. Deshalb sollte die Reduktion rück-

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wirkend per 1. Januar 2015 in Kraft treten. Der Kanton Bern verzichtet dadurch auf Mehreinnahmen von jährlich rund 3.9 Millionen Franken. Neu soll zudem der Grosse Rat bei Grosswasserkraftwerken eine weitergehende Reduktion des Wasserzinses für maximal zehn Jahre beschliessen können, wenn dies für die Realisierung von Ausbauprojekten im kantonalen Interesse unabdingbar ist. Eine solche Herabsetzung des Wasserzinses ist nach der Vorlage auch möglich, wenn die Betreiberin eines Grosswasserkraftwerks in eine wirtschaftliche Notlage gerät. In beiden Fällen kann eine temporäre Wasserzinssenkung nur gewährt werden, wenn die Betreiberin auch die Voraussetzungen für Investitionsbeiträge bzw. Finanzhilfen des Bundes erfüllt. Der Grosse Rat wird sich in der Septembersession 2016 mit der Änderung des Wassernutzungsgesetzes befassen. Folgt der Grosse Rat dem Antrag des Regierungsrats auf Verzicht einer zweiten Lesung, so kann das revidierte Gesetz voraussichtlich im Frühling 2017 in Kraft treten. (RR Kanton Bern)

Bundesrat will vereinfachte Zusatzkonzessionen verankern Der Bundesrat hat Mitte April den Bericht «Erweiterung des Wassernutzungsrechts mit Zusatzkonzessionen» gutgeheissen. Der Bericht erfüllt das Postulat 12.3223 «Effizienzsteigerung von Wasserkraftwerken ohne Neukonzessionierung ermöglichen» von Nationalrat Bernhard Guhl vom 15. März 2012. Fazit des Berichts ist, dass das Wasserrechtsgesetz (WRG) die Anpassung von Nutzungsrechten von Wasserkraftwerken während laufender Konzessionsdauer durch die Erteilung einer Zusatzkonzession nicht explizit regelt, aber auch nicht ausschliesst. Eine bundesgesetzliche Verankerung der Zusatzkonzession könnte zur Rechtssicherheit und einer Harmonisierung der heutigen Praxis beitragen. Der Bericht analysiert die gesetzlichen Grundlagen auf Bundes- und Kantonsebene sowie die Rechtsprechung hin161

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sichtlich der Möglichkeit zur Erteilung von Zusatzkonzessionen. Zudem wurde die Thematik in einer Begleitgruppe mit Vertretern von Kantonen, Umweltverbänden, der Branche und Bundesbehörden diskutiert. Wichtigste Ergebnisse der Analyse • Wasserrechtskonzessionen können für bis zu 80 Jahre erteilt werden, was dem Konzessionär die Amortisation seiner hohen Investitionen ermöglicht. Der Umfang des Wassernutzungsrechts ist in der Konzession definiert. Werden Anlagen ausgebaut oder erweitert, erfordert dies in der Regel eine Erweiterung des bestehenden Nutzungsrechts und damit eine Änderung der bestehenden Konzession. • Konzessionen können nicht kurzfristig angepasst werden, da diese Verfahren sehr lange dauern. • Bei jeder Veränderung der Anlage, die nicht durch die bestehende Konzession abgedeckt ist, muss die konzedierende Behörde prüfen, ob lediglich ein Teil der Konzession modifiziert werden kann (durch eine Zusatzkonzession) oder ob eine Konzessionserneuerung für die gesamte Anlage erfolgen muss. • In der Praxis werden sowohl auf Bundesebene (für internationale Anlagen) wie auch auf kantonaler Ebene Zusatzkonzessionen erteilt. Das Bundesrecht äussert sich nicht ausdrücklich zur Zusatzkonzession. Es finden sich aber auch keine Bestimmungen, welche der Erteilung von Zusatzkonzessionen entgegenstünden. Auch das Bundesgericht hat dies bisher nicht in Frage gestellt. • Mit der Erteilung einer Zusatzkonzession soll dem Betreiber während der laufenden Konzessionsdauer eine Nutzungserweiterung ermöglicht werden. Nutzungserweiterungen können beispielsweise die Erschliessung neuer Wasserfassungen, die Erhöhung des Gefälles, die Überleitung von Wasser von einer in eine andere Talschaft oder aber der Verzicht von Wasseraustausch, das Pumpen von Wasser und die veränderte saisonale Nutzung sein. • Die Nutzungserweiterung darf eine gewisse, im Bundesrecht und in der bundesgerichtlichen Rechtsprechung nicht definierte Schwelle der Wesentlichkeit nicht überschreiten. Wird diese Schwelle überschritten, braucht es eine Konzessionserneuerung, bei der die aktuell geltenden Gesetze (Um162

weltschutzgesetz, Gewässerschutzgesetz, Fischereigesetz, Natur- und Heimatschutzgesetz) auf die gesamte Anlage anzuwenden sind. Dies kann – beispielsweise durch die notwendige Anpassung der gesamten Anlage an die aktuellen Restwasserbestimmungen – zu einer wesentlichen Produktionseinbusse und zu einer finanziellen Belastung für den Betreiber führen. Schlussfolgerung Die Wasserkraft ist und bleibt die wichtigste einheimische Quelle von Strom aus erneuerbarer Energie. Gemäss der Energiestrategie 2050 des Bundesrats soll die Wasserkraftnutzung noch beträchtlich gesteigert werden. Sinnvolle Ausbauvorhaben bestehender Anlagen, die zu einer Produktionssteigerung oder Verbesserung der Energiewertigkeit (z. B. Speicherung) führen, aber eine Schwelle der Wesentlichkeit nicht überschreiten, sollen daher ermöglicht werden können, damit sie zeitnah und nicht erst im Rahmen einer erst später erfolgenden Konzessionserneuerung realisiert werden. Die bundesgesetzliche Verankerung des Instruments der Zusatzkonzession im Rahmen einer nächsten Revision des WRG würde zur Rechtssicherheit und einer Harmonisierung der heutigen Praxis beitragen. Der Bericht «Erweiterung des Wassernutzungsrechts mit Zusatzkonzessionen» kann auf der Webseite des Bundesamtes für Energie (BFE) www.bfe.admin.ch kostenlos heruntergeladen werden. (BFE)

Bundesrat will mit voller Öffnung des Strommarktes zuwarten Der Bundesrat hat Anfangs Mai den Ergebnisbericht zu der von Oktober 2014 bis Januar 2015 durchgeführten Vernehmlassung zum Bundesbeschluss über die volle Strommarktöffnung zur Kenntnis genommen. Aufgrund der kontroversen Vernehmlassungsantworten will er mit der vollen Öffnung des schweizerischen Strommarkts zuwarten. Der Zeitpunkt der vollen Strommarktöffnung soll im Kontext der aktuellen Entwicklungen bei den bilateralen Verhandlungen zu einem Stromabkommen, der Energiestrategie 2050, des Marktumfelds sowie der geplanten Revision des Stromversorgungsgesetzes festgelegt werden. Im März 2007 verabschiedete das Parlament das Stromversorgungsgesetz (StromVG). Es legte damals fest, dass der Markt in zwei Schritten geöffnet werden

sollte: Ab 2009 für grosse Verbraucher mit über 100 000 Kilowattstunden Stromverbrauch pro Jahr und fünf Jahre später für sämtliche Stromkonsumenten. Für die Inkraftsetzung des zweiten Schrittes ist ein referendumsfähiger Bundesbeschluss erforderlich (Artikel 34 Absatz 3 StromVG). Vernehmlassung zur vollen Martktöffnung Mit dem Bundesbeschluss werden diejenigen Bestimmungen des StromVG in Kraft gesetzt, welche die Grundsätze der vollen Marktöffnung enthalten, sowie die Bestimmungen zur ersten Etappe aufgehoben. Demnach wird im voll geöffneten Strommarkt der Netzzugang allen Marktteilnehmern gewährt, das heisst jeder Kunde kann seinen Stromlieferanten frei wählen. Für Endverbraucher mit einem Jahresverbrauch von weniger als 100 000 Kilowattstunden besteht weiterhin die Möglichkeit, sich zu regulierten Tarifen vom bisherigen Versorgungsunternehmen mit Strom beliefern zu lassen. Im Rahmen des Bundesbeschlusses können diese Bestimmungen nicht materiell abgeändert werden und es können auch keine weiteren Gesetzesbestimmungen aufgenommen werden. Aufgrund der politischen und wirtschaftlichen Bedeutung der vollen Marktöffnung führte der Bundesrat dazu vom 8. Oktober 2014 bis 22. Januar 2015 eine Vernehmlassung durch. Ergebnisse der Vernehmlassung Es wurden 140 Stellungnahmen in der Vernehmlassung eingereicht. In 100 Stellungnahmen wurde die volle Marktöffnung begrüsst, von einer Mehrheit (54 Stellungnahmen) allerdings mit gewissen Bedingungen. Hervorgehoben wird in diesen Stellungnahmen der Abstimmungsbedarf mit dem Stromabkommen mit der Europäischen Union, der Energiestrategie 2050 sowie der Revision des StromVG. Zudem werden teilweise flankierende Massnahmen für neue erneuerbare Energien und die Wasserkraft verlangt. Dazu wären jedoch Änderungen auf Gesetzesebene erforderlich, die jedoch im Rahmen des Bundesbeschlusses über eine volle Strommarktöffnung nicht möglich sind. Eine Minderheit (37 Stellungnahmen) lehnt die volle Marktöffnung ab, da diese die Energiewende in Frage stelle oder die Wettbewerbs-fähigkeit der Schweizer Elektrizitätsunternehmen verschlechtere. Bundesrat strebt volle Marktöffnung weiterhin an Der Bundesrat ist überzeugt, dass die volle Marktöffnung, und damit gleiche Marktbedingungen für alle, insbesondere auch für KMU und die Haushalte, weiterhin anzustreben ist. Angesichts der Vernehmlas-

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Ene E ne r g iiewi ewi r ts t s c haf t Schweizer Stromverbrauch 2015 um 1.4 % gestiegen Im Jahr 2015 ist der Stromverbrauch in der Schweiz um 1.4 % auf 58.2 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh) gestiegen. Der Inlandverbrauch (zuzüglich Übertragungsund Verteilverluste) lag bei 62.6 Mrd. kWh. Die Landeserzeugung der einheimischen Kraftwerke sank um 5.3 % auf 66.0 Mrd. kWh bzw. erreichte ein Niveau von 63.7 Mrd. kWh nach Abzug des Verbrauchs der Speicherpumpen von 2.3 Mrd. kWh. Der mengenmässige Stromexportüberschuss lag im Jahr 2015 mit 1.0 Mrd. kWh um 4.5 Mrd. kWh unter dem Vorjahreswert, was zu einem Rückgang des Aussenhandelssaldos in Schweizer Franken auf 234 Mio. Franken gegenüber 442 Mio. Franken im Vorjahr führte. Höherer Stromverbrauch Der Elektrizitätsverbrauch (entspricht dem Landesverbrauch nach Abzug der Übertragungs- und Verteilverluste von 4.4 Mrd. kWh) stieg 2015 um 1.4 % auf 58.2 Mrd. kWh (2014: 57.5 Mrd. kWh). Die quartalsweisen Verbrauchszunahmen betrugen im 2015 +3.4 % (1. Quartal), +0.4 % (2. Quartal), +1.1 % (3. Quartal) und +0.3 % (4. Quartal). Die wichtigen Einflussgrössen auf den Elektrizitätsverbrauch zeigen im

Jahr 2015 folgende Entwicklungen: • Wirtschaftsentwicklung: Das Bruttoinlandprodukt (BIP) nahm 2015 gemäss den ersten provisorischen Ergebnissen um 0.9 % zu. • Bevölkerungsentwicklung: Die Bevölkerung der Schweiz stieg gemäss dem «mittleren» Bevölkerungsszenario 2010 des Bundesamtes für Statistik (BFS) um rund 0.9 % pro Jahr. • Witterung: 2015 nahmen die Heizgradtage gegenüber dem Vorjahr um 10.5 % zu (siehe Tabelle im Anhang). Da in der Schweiz gegen 10 % des Stromverbrauchs für das Heizen verwendet werden, bewirkte diese Entwicklung einen Anstieg des Stromverbrauchs gegenüber dem Vorjahr. Tiefere Stromproduktion Die Elektrizitätsproduktion (Landeserzeugung vor Abzug des Verbrauchs der Speicherpumpen von 2.3 Mrd. kWh) des schweizerischen Kraftwerkparks sank 2015 um 5.3 % auf 66.0 Mrd. kWh (2014: 69.6 Mrd. kWh). Im 1. und 2. Quartal lag die Inlanderzeugung über dem entsprechenden Vorjahreswert (+3.7 % resp. +1.8 %). Im 3. und 4. Quartal des Jahres lag die Inlanderzeugung hingegen deutlich unter den entsprechenden Vorjahreswerten (–10.7 % resp. –14.9 %). 60 %-Anteil der Wasserkraft Die Wasserkraftanlagen (Laufkraftwerke und Speicherkraftwerke) produzierten 0.5 % mehr Elektrizität als im Vorjahr (Lauf-

kraftwerke –3.8 %, Speicherkraftwerke +3.7 %). Im trockenen Sommer 2015 stieg die Produktion der Wasserkraftwerke um 1.2 % (Laufkraftwerke +0.6 %, Speicherkraftwerke +1.8 %), in den beiden Winterquartalen ergab sich hingegen eine Produktionsabnahme von 0.5 % (Laufkraftwerke –11.4 % vor allem wegen unterdurchschnittlicher Niederschlagsmengen im 4. Quartal, Speicherkraftwerke +5.7 % vor allem wegen Mehrproduktion im 1. Quartal im Vergleich zum Vorjahr). Am gesamten Elektrizitätsaufkommen waren die Wasserkraftwerke zu 59.9 %, die Kernkraftwerke zu 33.5 % sowie die konventionell-thermischen und erneuerbaren Anlagen zu 6.6 % beteiligt. Gesunkener Exportüberschuss Bei Importen von 42.3 Mrd. kWh und Exporten von 43.3 Mrd. kWh ergab sich 2015 ein Exportüberschuss von 1.0 Mrd. kWh (2014: Exportüberschuss von 5.5 Mrd. kWh). Im ersten und im vierten Quartal importierte die Schweiz per Saldo 3.3 Mrd. kWh (2014: 0.7 Mrd. kWh), im zweiten und dritten Quartal exportierte sie per Saldo 4.3 Mrd. kWh (2014: 6.2 Mrd. kWh). Der Erlös aus den Stromexporten betrug 2 033 Mio. Franken (4.72 Rp./kWh). Für die Importe fielen Ausgaben von 1 799 Mio. Franken an (4.26 Rp./kWh). Der positive Aussenhandelssaldo der Schweiz sank um 47.1 % auf 234 Mio. Franken (2014: 442 Mio. Franken). (BFE)

Tabelle 1. * Die Angaben zur Wohnbevölkerung 2015 des Bundesamts für Statistik (BFS) liegen noch nicht vor (Quelle: Bundesamt für Energie).

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sungsergebnisse, des aktuellen Marktumfelds und des materiell weit fortgeschrittenen jedoch von den institutionellen Fragen abhängigen Stromabkommens mit der Europäischen Union, will der Bundesrat mit der vollen Marktöffnung zuwarten. Der Bundesrat hat das UVEK beauftragt, laufend zu prüfen, auf welchen Zeitpunkt die volle Marktöffnung angezeigt ist. Alle relevanten Aspekte wie die anstehende Revision des StromVG sowie die Gesetzgebungsarbeiten an der Energiestrategie 2050 werden berücksichtigt. In Kenntnis dieser Arbeiten und der laufenden Analyse des Marktumfeldes (v.a. Strompreise, EUEnergiebinnenmarkt, usw.) soll 2017 eine Standortbestimmung hinsichtlich der vollen Öffnung des Strommarktes zuhanden des Bundesrates erfolgen. Spätestens wenn sich zielführende Lösungen für den Abschluss des Stromabkommens mit der EU abzeichnen, soll der Entwurf des Bundesbeschlusses über die volle Strommarktöffnung, die eine zwingende Voraussetzung für dieses Abkommen darstellt, dem Parlament überwiesen werden. (UVEK)

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Wasserkraft Schweiz: Statistik 2015 und interaktive Karte Gemäss Wasserkraftstatistik des Bundes (WASTA) waren am 1. Januar 2016 in der Schweiz 623 Wasserkraftzentralen mit einer Leistung grösser 300 kW in Betrieb (1. Januar 2015: 604 Anlagen). Die maximale mögliche Leistung ab Generator hat gegenüber dem Vorjahr um 71 MW zugenommen. Die erwartete Energieproduktion stieg gegenüber dem Vorjahr um 144 GWh/a auf 36 175 GWh/a (Vorjahr: 36 031 GWh/a). Diese Zunahme ist primär auf den Zubau neuer Anlagen, Erweiterungen und Optimierungen zurückzuführen. Die Zunahme der erwarteten Energieproduktion ist deutlich grösser als der Mittelwert der letzten 10 Jahre (88 GWh) und höher als der Mittelwert der letzten 20 Jahre (126 GWh). Die Wasserkraft hat auf der Basis der mittleren Produktionserwartung einen Anteil von rund 56 % an der Stromproduktion in der Schweiz. Die Kantone mit der grössten Produktionserwartung sind Wallis mit 9679 GWh/a (26.7 %), Graubünden mit 7889 GWh/a (21.8 %), Tessin mit 3547 GWh/a (9.8 %) und Bern 3346 GWh/a (9.2 %). Storymap «Die bedeutendsten Wasserkraftanlagen der Schweiz» Mit Wasserkraft werden rund 56 % des Stroms der Schweiz erzeugt. Mit der neuen Storymap des BFE wird die Statistik der Wasserkraft auf spielerische Art zugänglich gemacht. Sie visualisiert die Wasserkraftanlagen mit einer Leistung grösser als 300 kW gemäss ihrer Bedeutung für die Stromproduktion (siehe Bild) und zeigt, wo sie sich befinden und durch welche Zuflüsse sie gespeist werden.

(BFE)

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Was s e r kr af tnut zung Alpiq öffnet Wasserkraftportfolio für Investoren Aufgrund der äusserst herausfordernden Rahmenbedingungen beschliesst Alpiq strukturelle Massnahmen und öffnet bis zu 49 Prozent ihres Schweizer Wasserkraftportfolios für Investoren. Aufgrund der äusserst herausfordernden Rahmenbedingungen beschliesst Alpiq strukturelle Massnahmen und öffnet bis zu 49 Prozent ihres Wasserkraftportfolios. In Frage kommen in- und ausländische Investoren mit einem langfristigen Anlagehorizont in nachhaltige Energieerzeugung. Des Weiteren öffnet Alpiq das Portfolio für Energieversorgungsunternehmen mit Endkunden im nichtliberalisierten Schweizer Markt. Damit soll dieser Teil des Portfolios vertikal in die Wertschöpfungskette von der Produktion bis zu den Endkunden integriert und somit wieder rentabel bewirtschaftet werden. Schweizer Hauptaktionäre haben bereits ihr Interesse angekündigt. Die Beteiligung am Portfolio bietet den Energieversorgungsunternehmen die Chance, ihre Endkunden langfristig abgesichert mit einheimischem und umweltfreundlichem Strom aus Wasserkraft zu versorgen. Reduktion der Abhängigkeit von Grosshandelspreisen Alpiq setzt sich weiterhin mit Überzeugung für die Schweizer Wasserkraft ein und behält deshalb die Mehrheit am Portfolio. Als verlässliche und kompetente Wasserkraftspezialistin stellt Alpiq eine effiziente Portfolio- und Anlagenbewirtschaftung sowie die Wertmaximierung der Wasserkraft sicher. Mit der Öffnung des Wasserkraftportfolios reduziert Alpiq aber ihre Abhängigkeit von den Strompreisen an den Grosshandelsmärkten. Die aufgrund des aktuellen regulatorischen Umfelds sowie der tiefen Grosshandelspreise defizitäre Wasserkraftproduktion soll damit wieder auf eine solidere und zukunftsfähigere Basis gestellt werden. Neben der Etablierung eines nachhaltigeren Geschäfts wird Alpiq mit den aus der Öffnung des Wasserkraftportfolios zufliessenden Mittel die Nettoverschuldung weiter reduzieren und die Bilanz stärken. Portfoliobereinigung nicht strategischer Assets wird weitergeführt Alpiq wird die Beteiligungen an nicht strategischen Assets im Rahmen der laufenden Portfoliobereinigung weiterhin konsequent überprüfen und, wo sinnvoll, zur

weiteren Reduktion der Nettoverschuldung devestieren. Zudem wird das laufende Kostenreduktionsprogramm zur Effizienzsteigerung konsequent weitergeführt. Mit all diesen Massnahmen wird die Kapitalmarktfähigkeit von Alpiq sichergestellt. Energiehandel und Energy Services bieten Wachstumspotenzial Der Energiehandel und die Energy-Services von Alpiq sind von den geplanten strukturellen Massnahmen nicht betroffen. Beide Bereiche bieten bereits heute innovative Lösungen an als Antwort auf den Technologiewandel hin zur dezentralen Stromversorgung und Speichertechnologie. Der Energiehandel und die Energy Services bieten Wachstumspotential und werden im Rahmen der finanziellen Möglichkeiten weiterentwickelt. (Alpiq)

Kostenintensive Taucharbeiten bei Stauanlage Punt dal Gall Die Stauanlage Punt dal Gall wurde vor 45 Jahren gebaut. Zahlreiche Komponenten haben ihre Nutzungsdauer erreicht und müssen aus Sicherheitsgründen für insgesamt 25 Millionen Franken saniert werden. Damit der Stausee nicht entleert werden muss, wird erst zum zweiten Mal in der Schweiz das aufwändige Sättigungstauchverfahren angewandt. Im Interesse der Umwelt werden die am Fusse der Staumauer liegenden Anlageteile, wie Drosselklappen, Grundablassschütze und Dotiereinlauf saniert, ohne den Stausee zu entleeren. Um die Korrosionsschutzarbeiten und mechanischen Revisionen an den Anlageteilen dennoch im Trockenen ausführen zu können, montieren Taucher Abschlussdeckel an den entsprechenden Stellen im Stausee. Die Unterwasserarbeiten werden von einer auf der Seeoberfläche schwimmenden Arbeitsplattform aus im aufwendigen Sättigungstauchverfahren durchgeführt.

Bild 1. Staumauer Punt dal Gall (zvg).

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Bild 2. Illustration der Plattform und Eindrücke aus einer Tauchglocke (Quelle: Hydro Exploitation) Mit einer Tauchglocke erreichen sie die 110 Meter tief unter der Wasseroberfläche liegende Arbeitsstelle und werden von ersterer nach den Arbeitseinsätzen wieder zurück in die Druckkammer gebracht, wo sie sich ausruhen und verpflegen können. Erst nach Abschluss der Taucharbeiten, die im Juni und September stattfinden und nach einer Dekompressionszeit von jeweils fünf Tagen, können die Taucher die Druckkammer wieder verlassen. Ab Mai beginnen die Installationsarbeiten, wofür insgesamt 102 Sattelzüge aus verschiedenen europäischen Ländern erwartet werden. (EKW)

Rüc kbl ic k / Ve r anstaltunge n PLANAT-Plattformtagung 2016: Wie steht es ums integrale Risikomanagement Naturgefahren? Die dritte Plattformtagung der Plattform Naturgefahren (PLANAT) ist Geschichte und war ein voller Erfolg. Über 250 Teilnehmende fanden sich am 13. April 2016 im Kongresshaus in Biel ein, um zu erfahren, wie es ums Integrale Risikomanagement Naturgefahren steht. Am Vormittag zeigten Referate aus unterschiedlichsten Fachgebieten, wie mit Naturgefahren umgegangen werden kann. Es stellte sich heraus, dass ein interdisziplinärer Ansatz und der Einbezug unterschiedlicher Fachgebiete für viele Projekte einen Mehrwert bringen.

Bild. Interdisziplinärer Austausch in Themengruppen (zvg). In einem zweiten Teil wurden die Teilnehmenden im Rahmen von vier Themengruppen dazu aufgefordert, ihre Erfahrungen aus der Praxis untereinander zu teilen. Zu den Themen Massnahmenziele festlegen, tragbare Risiken, integrale Massnahmenplanung und Querdenken hielten die Teilnehmer als die grössten Hürden fest und präsentierten erfolgreiche Rezepte aus ihrer Praxiserfahrung. Zusammen hielten die Gruppen die aus ihrer Sicht wichtigsten Diskussionspunkte (Perlen) anschliessend fest. Abstracts und Präsentationen der Referate sowie eine Zusammenstellung der Resultate aus den Workshops findet man auf der PLANAT-Website: www.planat.ch/de/planat/plattformtagung-2016/ (PLANAT)

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Ve r anstaltunge n

Anmeldung / Inscription 105. Hauptversammlung SWV / 105e Assemblé générale de l’ASAE Alpine Wasserwirtschaft im Klimawandel / L’amenagement des eaux alpin et le changement climatique 1./2. September 2016, Stockalperschloss, Brig / VS 1/2 septembre 2016, Palais Stockalper, Brigue / VS

Im Namen des Präsidenten laden wir Mitglieder, Gäste und Interessierte ganz herzlich zur 105. Hauptversammlung des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes (SWV) nach Brig-Glis ins Oberwallis ein. Der Tagungsteil widmet sich dem Thema «Alpine Wasserwirtschaft im Klimawandel». Im Anschluss an die Referate im Grünwaldsaal findet die eigentliche Hauptversammlung mit den statutarischen Geschäften im Rittersaal vom Stockalperschloss statt. Anschliessend lassen wir den Nachmittag bei einem Apéro und Abendessen im Schlosskeller ausklingen. An der Exkursion vom zweiten Tag erhalten wir im neu eröffneten UNESCOZentrum in Naters unter anderem Einblick in konkrete Auswirkungen des Klimawandels beim Kraftwerk Electra-Massa und besichtigen anschliessend die Baustelle des neuen Kraftwerks Gletsch-Oberwald von FMV. / Au nom du président, nous avons le plaisir d’inviter nos membres, invités et intéressés, à la 105ème assemblée générale annuelle de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux (ASAE) à Brigue-Glis dans le Haut-Valais. La partie symposium sera consacrée au thème de «L’aménagement des eaux alpin et le changement climatique». Conformément aux statuts, l’assemblée proprement dite se tiendra à la Rittersaal du Palais Stockalper après les exposés au Alfred Grünwaldsaal. En-suite, nous terminerons l’après-midi avec un apéritif et un dîner dans les caves 165

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Dabei werden ab Juni 2016 rund 30 Mitarbeitende von spezialisierten Unternehmen im Einsatz stehen. Bei diesem Tauchverfahren, welches in der Schweiz erst zum zweiten Mal durchgeführt wird, verbleiben die Taucher ständig unter einem konstanten Druck von über 10 bar, was einer Wassertiefe von über 100 Metern entspricht. Die Taucher leben bis zu einem Monat in Druckkammern.

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du Palais. Durant l’excursion du deuxième jour, nous aurons l’occasion d’entrevoir au nouveau centre UNESCO à Naters les effets concrets du changement climatique à la centrale Electra-Massa et de visiter le chantier de la nouvelle centrale hydroélectrique Gletsch-Oberwald de FMV. Programm / Programme Donnerstag, 1. September 2016 / Jeudi, 1 septembre 2016 13:00 Eintreffen der Teilnehmenden/ Arrivé des Participants 13:30 Start zur Tagung/ Debut du symposium 16:35 Ende Tagungsteil/ Fin du symposium 17:00 Hauptversammlung SWV/ Assemblée générale ASAE 18:15 Apéro und Abendessen/ Apéritif et dîner Traktanden HV 1. Protokoll der 104. Hauptversammlung vom 3. September 2015 in Wettingen 2. Jahresbericht 2015 3. Berichte von der Geschäftsstelle und aus den Kommissionen 4. Jahresrechnung 2015 und Revisionsbericht, Entlastung der Organe 5. Mitgliedertarife und Budget 2017 6. Ersatzwahlen für Präsidium, Ausschuss und Vorstand 7. Datum und Ort der Hauptversammlung 2017 8. Verschiedene Mitteilungen

Ordre du jour AG 1. Procès-verbal de la 104e Assemblée générale du 3 septembre 2015 à Wettingen 2. Rapport annuel 2015 3. Rapports de la direction et des commissions 4. Comptes annuels 2015 et rapport de révision, décharge aux organes compétents 5. Cotisation membres et budget 2017 6. Elections pour le présidium et le comité directeur 7. Date et lieu de l’Assemblée générale 2017 8. Communications diverses

Die Unterlagen für die Hauptversammlung werden den stimmberechtigten Mitgliedern nach der Anmeldung zugestellt./ Les documents pour l’assemblée seront envoyés aux membres avec droit de vote après l’inscription.

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Freitag, 2. September 2016 / Vendredi, 2 septembre 2016 08:00 Besammlung Bahnhof Brig/ Rassemblement à la gare de Brigue 08:30 Besichtigung UNESCO-Infocenter in Naters und Referate zum KW Electra-Massa 13:00 Besichtigung Baustelle neues Wasserkraftwerk «Gletsch-Oberwald» 16:30 Ende der Exkursion in Brig/ Fin de la visite à Brigue Das detaillierte Tagungsprogramm ist diesem Heft als Flyer beigelegt bzw. kann der Webseite entnommen werden./Pour les détails voir le programme adjoint dans la présente revue ou sur le site web. Tagungssprachen / Langues Die Vorträge werden in Deutsch oder Französisch gehalten. Es ist keine Simultanübersetzung vorgesehen./Les conférences seront présentées en allemand ou en français. La traduction simultanée n’est pas prévue. Kosten / Frais Für Einzelmitglieder und Vertreter von Kollektivmitgliedern des SWV gelten vergünstigte Tarife (exkl. 8 % MWST.)/Membres de l’ASAE profitent des tarifs préférentiels (8 % TVA exclue): Fachtagung/Symposium Mitglieder/Membres CHF 100.– Nichtmitglieder/Nonmembres CHF 160.– Studenten/Etudiants CHF 50.– HV/AG CHF 0.– Nachtessen/Dîner CHF 110.– Exkursion/Excursion CHF 80.– Anmeldung/Inscription Ab sofort und bis zum 15. August 2016 über unsere Webseite./Par le site web jusqu’au 15 août 2016. www.swv.ch/Hauptversammlung-2016 Berücksichtigung der Anmeldungen nach Eingang (mit Vorzug für Mitglieder)./Les inscriptions seront considerées par ordre d’arrivée (préférence pour les membres). Hotelreservation / Réservation hôtel Zimmer sind durch die Teilnehmer zu buchen. Ein Kontingent ist bis zum 17. Juli 2016 in verschiedenen Hotels in Brig und Naters vorreserviert. Nach der OnlineAnmeldung erhalten Sie per E-Mail den Link zum Reservationssystem für die Buchung./Un certain nombre de chambre est pré-réservé jusqu’au 17 juillet 2016 dans divers hôtels à Brigue et Naters. Après l’inscription en ligne, vous recevrez un lien pour accéder au système de réservation.

Cours de perfectionnement CIPC – 4ème série «Revitalisation des cours d’eau de taille petite et moyenne» Delémont, 22/23 Septembre 2016

La Commission pour la protection contre les crues (CIPC) de l’ASAE organise en collaboration avec l’Office fédéral pour l’environnement (OFEV) et l’Association pour le génie biologique (VIB) une 4ème série de cours de perfectionnement sur des thèmes liés au génie hydraulique. Public cible Le thème de cette série est consacré à la «revitalisation des cours d’eau de taille petite et moyenne». Le cours n’est pas uniquement destiné aux spécialistes, mais également aux ingénieurs et aux professionnels en charge des travaux de planification et de revitalisation. Objectif, contenu L’objectif du cours orienté sur la pratique et ayant lieu sur deux jours est de mettre en évidence les principaux aspects d’une revitalisation. L’accent est donc mis sur la prise en compte de l’entretien et de l’aménagement des eaux, à la fois en milieu rural et dans les zones urbaines. En outre, les participants ont l’occasion d’échanger des idées lors d’ateliers et de l’excursion avec des experts reconnus. Du contenu: 1ier jour • Motivation et objectif de la revitalisation • Zone riveraine pour la compensation écologique • Aménagement de l’espace d’un cours d’eau quant à son entretien futur • Atelier: Elaboration d’un plan d’entretien

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www.swv.ch/CIPC-Delemont-2016 Le nombre de participants est limité à 28 personnes. Prise en compte selon l’ordre d’entrée des inscriptions.

Fachtagung Wasserkraft 2016 / Journée Force hydraulique 2016 Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserkraftwerken V / Construction, exploitation et entretien des centrales hydroélectriques V Dienstag, 15. November 2016, Olten / Mardi, 15 novembre 2016, Olten

um die Wasserkraftnutzung und ist immer auch ein ausgezeichneter Treffpunkt der Fachwelt./Sur l’initiative de la commission Hydrosuisse de l’ASAE, le symposium a pour objectif de faciliter les échanges en matière de développements techniques actuels liés à l’utilisation de l’énergie hydraulique. Zielpublikum / Publique cible Angesprochen werden insbesondere Ingenieure und technische Fachleute von Wasserkraftbetreibern, Beratungsbüros und der Zulieferindustrie./Le symposium est destiné en particulier aux ingénieurs et aux spécialistes des exploitations hydrauliques, des bureaux de conseil et des activités induites. Zielsetzung, Inhalt / But, contenu Die Fachtagung bezweckt den Austausch zu aktuellen Entwicklungen aus Forschung und Praxis in den Bereichen Wasserbau, Stahlwasserbau, Maschinenbau, Elektrotechnik sowie Projektvorbereitung und -abwicklung. Das detaillierte Tagungsprogramm ist diesem Heft als Flyer beigelegt bzw. kann der Webseite entnommen werden. Tagungssprachen sind Deutsch und Französisch./Le symposium a pour objectif de faciliter les échanges en matière de développements techniques actuels liés à l’utilisation de l’énergie hydraulique. Pour les détails voir le programme adjoint dans la présente revue ou sur le site web. Kosten / Frais Für Einzelmitglieder und Vertreter von Kollektivmitgliedern des SWV gelten vergünstigte Tarife./Membres de l’ASAE profitent des tarifs préférentiels: • Mitglieder SWV/ Membres ASAE: CHF 150.– • Nichtmitglieder/ Non-membres: CHF 230.– • Studierende/ Etudiants: CHF 75.– Inkl. Mittagessen und Pausenkaffee; exkl. 8 % MWSt./Sont inclus le repas de midi, les pauses café. 8 % TVA exclue. Anmeldung/Inscription Einschreibung über unsere Webseite: / Inscriptions par le site web de l’ASAE s.v.p:

Age nda Zürich 31.5.–2.6.2016 Powertage 2016 – Messe und Fachforen: Messe der Schweizer Stromwirtschaft mit Vortragsveranstaltungen (d) Trägerschaft Powertage, in Zusammenarbeit mit dem SWV. Weitere Informationen: www.swv.ch/Veranstaltungen/Powertage Luzern 30.5.–5.6.2016 13. internationaler Fachkongress Interpraevent 2016: Leben mit Naturrisiken (e) Internationale Forschungsgesellschaft Interpaevent mit BAFU und Kanton Luzern. Weitere Informationen: www.interpraevent2016.ch Sursee 16./17.6.2016 KOHS-Weiterbildungskurs, 7. Kurs der 4. Serie: Revitalisierung von kleinen und mittleren Gewässern (d) Kommission Hochwasserschutz (KOHS) des SWV und BAFU. Weitere Informationen: www.swv.ch Zürich 22.6.2016 STK-Workshop: Schwemmholz an Hochwasserentlastungen von Talsperren (d/f) Schweizerisches Talsperrenkomitee (STK) mit VAW-ETHZ. Weitere Informationen und Anmeldung: www.vaw.ethz.ch Ruppoldingen 23.6.2016 naturemade energie arena 16: Exkursion und Referate zum Aushängeschild Schweizer Wasserkraft (d) VUE zusammen mit Alpiq, VSE und SWV. Weitere Informationen: www.naturemade.ch Wallgau (DE) 29.6.–1.7.2016 18. Wasserbausymposium: Wasserbau – mehr als Bauen im Wasser (90 Jahre VAW Obernach) (d) TU München, Versuchsanstalt für Wasserbau und Wasserwirtschaft. Weitere Informationen und Anmeldung: www.freunde.wb.bgu.tum.de

www.swv.ch/Tagung-Wasserkraft-2016

Die von der Kommission Hydrosuisse des SWV bereits zum fünften Mal durchgeführte Tagung bezweckt den Austausch aktueller technischer Entwicklungen rund

Die Anmeldungen werden nach Eingang berücksichtigt. Als Anmeldebestätigung gilt die automatisch generierte AntwortMail auf die Online-Anmeldung. Die Rechnungsstellung erfolgt rechtzeitig vor der Tagung./Les inscriptions seront considerées par ordre d’arrivée. Après l’inscription en ligne une confirmation est envoyée automatiquement par courrier électronique.

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Grenoble (F) 6.7.2016 IAHR Symposium: Dealing with Hydroabrasive erosion at high-head hydropower plants (e) VAW, ETH Zürich and IAHR. Weitere Informationen: www.iahrgrenoble2016.org

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2ème jour • Espace du cours d’eau • Documentation et mesures constructives et hydrauliques • Espèces désirables et indésirables • Revitalisation dans les zones urbaines • Visite d›un exemple de revitalisation Pour les détails voir le programme sur le site web (lien ci-dessous). Langue du cours Le cours se tiendra en français. Documentation du cours La documentation du cours (script et présentation) sera distribuée aux participants sur place. Frais Pour membres de l’ASAE ainsi que de VIB s’appliquent des tarifs préférentiels (s.v.p. indiquer à l’inscription): Membres ASAE/VIB CHF 650.– Non-Membres ASAE/VIB CHF 750.– Sont inclus: documentation du cours, repas de midi et du soir (1er jour), repas de midi (2ème jour), pause café et transport lors de l’excursion; ne sont pas inclus : TVA 8 % et notes d’hôtel éventuelles. Inscription, nombre de participants Veuillez-vous vous inscrire directement sur le site Internet de l’ASAE:

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Brig 1./2.9.2016 Wasserwirtschaftstagung mit 105. Hauptversammlung SWV: Wasserwirtschaft im Klimawandel (d/f) SWV. Anmeldung und weitere Informationen: www.swv.ch

Montreux 10.–12.10.2016 Hydro 2016 Conference and Exhibition: Achievements, opportunities and challenges of hydropower (e) Int. Journal on Hydropower and Dams, with support by SWV. More information: www.hydropower-dams.com

L ite i te r atur Von der Risikoanalyse zur Massnahmenplanung – Arbeitsgrundlage für Hochwasserschutzprojekte Publikation: 2016; A4-Format; Herausgeber: Bundesamt für Umwelt BAFU; Schriftenreihe Umweltwissen, Nr. UW-1606D/F; 89 Seiten, Kostenloser pdf-Download: www.bafu.admin.ch/UW-1606-D/ www.bafu.admin.ch/UW-1606-F

Hydrologisches Jahrbuch der Schweiz 2015 – Abfluss, Wasserstand und Wasserqualität der Schweizer Gewässer Publikation: 2016; A4-Format; Herausgeber: Bundesamt für Umwelt BAFU; Schriftenreihe Umwelt-Zusatnd, UZ-1617-D; 36 Seiten, Kostenloser pdf-Download: www. bafu.admin.ch/UZ-1617-D

Delémont 22./23.9.2016 CIPC-Cours de perfectionnement No. 8 de la 4e série: Revitalisation des petits et moyens cours d’eaux (f) Commission de protection contre les crues (CIPC) de l’ASAE et OFEV. Plus d’information: www.swv.ch/ Interlaken 27.–29.10.2016 Fachtagung Wasser-Agenda 21: Schwall und Sunk, inkl. Besichitgung KWO Wasser-Agenda 21. Weitere Informationen und Anmeldemöglichkeit folgen: www.wa21.ch/de/ Olten 15.11.2016 5. Hydrosuisse-Fachtagung 2016: Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserkraftanlagen (d) Kommission Hydrosuisse des SWV. Bitte Termin reservieren. Programm und Ausschreibung: www.swv.ch Dornbirn (A) 20./21.6.2017 KOHS-/IRR-Tagung 2017: Wasserbau an grossen Gebirgsflüssen am Beispiel des Alpenrheins (d/f) Kommission Hochwasserschutz (KOHS) des SWV, zusammen mit IRR. Bitte Termin reservieren. Weitere Infos folgen: www.swv.ch

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Beschrieb: Diese Publikation stellt einen Prozess vor, wie das angestrebte Sicherheitsniveau in einem konkreten Hochwasserschutzprojekt erreicht werden kann. Für jede Prozessphase werden die zentralen Fragestellungen aufgeführt, welche für die Festlegung des anzustrebenden Sicherheitsniveaus zu beantworten sind. Einen wichtigen Teil des Berichtes bilden Erfahrungen, welche aus den untersuchten Fallstudien gewonnen wurden. Die vorliegende Arbeitshilfe richtet sich an Fachpersonen, welche in Kantonen, Gemeinden und Privatwirtschaft für die Planung von Hochwasserschutzprojekten zuständig sind. (BAFU)

Beschrieb: Das «Hydrologische Jahrbuch der Schweiz» wird vom Bundesamt für Umwelt (BAFU) herausgegeben und liefert einen Überblick über das hydrologische Geschehen auf nationaler Ebene. Es zeigt die Entwicklung der Wasserstände und Abflussmengen von Seen, Fliessgewässern und Grundwasser auf und enthält Angaben zu Wassertemperaturen sowie zu physikalischen und chemischen Eigenschaften der wichtigsten Fliessgewässer der Schweiz. Die meisten Daten stammen aus Erhebungen des BAFU. (BAFU)

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Impressum «Wasser Energie Luft» Schweizerische Fachzeitschrift für Wasserrecht, Wasserbau, Wasserkraftnutzung, Gewässerschutz, Wasserversorgung, Bewässerung und Entwässerung, Seenregulierung, Hochwasserschutz, Binnenschifffahrt, Energiewirtschaft, Lufthygiene. / Revue suisse spécialisée traitant de la législation sur l’utilisation des eaux, des constructions hydrauliques, de la mise en valeur des forces hydrauliques, de la protection des eaux, de l’irrigation et du drainage, de la régularisation de lacs, des corrections de cours d’eau et des endiguements de torrents, de la navigation intérieure, de l’économie énergétique et de l’hygiène de l’air. Gegründet 1908. Vor 1976 «Wasser- und Energiewirtschaft». / Fondée 1908. Avant 1976 «Cours d’eau et énergie».

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Redaktion Roger Pfammatter (Pfa) Direktor des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes (SWV)

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Layout, Redaktionssekretariat und Anzeigenberatung Manuel Minder (Mmi)

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Französische Übersetzung Editorial und SWV-Jahresbericht Rolf T. Studer

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«Wasser Energie Luft» ist offizielles Organ des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes (SWV) und seiner Gruppen: Associazione Ticinese di Economia delle Acque, Verband Aare-Rheinwerke, Rheinverband und des Schweizerischen Talsperrenkomitees. Die publizierten Beiträge geben die Meinung der jeweiligen Autoren wieder. Diese muss sich nicht mit derjenigen der Redaktion oder der Verbände decken. Druck/Lektorat Binkert Buag AG Baslerstrasse 15 · CH-5080 Laufenburg Tel. +41 62 869 74 74 · Fax +41 62 869 74 80 «Wasser Energie Luft» wird mit Strom aus 100% Wasserkraft produziert und auf FSC-Papier gedruckt.

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mmi · swv · 9/08

Einnahmen aus Wasserzinsen erweitern den Finanzspielraum von Kantonen und Gemeinden.