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Les cours d´eau sont un milieu de vie pour la faune et la flore. Nombre d´entre eux sont corrigés, utilisés intensivement et dépouillés de leur dynamique naturelle. La législation suisse actuelle exige qu´un espace d´écoulement suffisant soit garanti aux cours d´eau pour qu´ils puissent remplir leurs fonctions écologiques par un transport d´eau et de matières solides suffisant, et pour que la qualité de leur eau soit maintenue.
Par son savoir-faire, Flussbau AG contribue conserver et à restaurer le caractère naturel des cours d´eau.
Hunzinger L., Opferkuch F. (2017):
Wasser Energie Luft, 1-2017, 41 - 44; Schweizer Wasserwirtschaftsverband
Aufgelöste unstrukturierte Blockrampen aus grossen, isolierten Einzelblöcken werden in Hochwasserschutz- und Revitalisierungsprojekten vermehrt als Alternative zu klassischen Absturzbauwerken eingesetzt. Der Artikel befasst sich mit ihrer baulichen Ausführung. Es werden konkrete Hinweise zu Bauablauf und Wasserhaltung gegeben und verschiedene Vorgehensweisen vorgestellt. Anschliessend werden Anforderungen an die Ausschreibung, Qualitätskontrolle, Dokumentation und das Monitoring formuliert.
Dans le cadre de projets de protection contre les crues ou de revitalisation, des rampes en enrochement non-structurées composées de blocs isolés sont de plus en plus construites comme alternative aux ouvrages de chute. L´article traite de la réalisation de la construction des rampes en enrochement non-structurées. Dans la première partie, le déroulement des travaux, l´épuisement des eaux ainsi que les différentes options de réalisation sont précisés. Ensuite, les exigences de l´appel d´offres, du contrôle de la qualité, de la documentation et de la surveillance sont definis.
Fischer U., Käufeler B., Kimmerle R., Künzi R. und Mueller W. (2013):
Jahrbuch Uferschutzverband Thuner- und Brienzersee, p. 1-15; Thun
Müller W., Krähenbühl S. und Künzi R. (2011):
wasser energie luft, 103(2), p. 113-121; Baden
Durrer S. und Hunzinger L. (2008):
Internationales Symposium Neue Anforderungen an den Wasserbau, Band 2, p. 727-737; Zürich, Switzerland, 11.-12. September 2008
Renaturierungsprojekt
Die Kander floss unterhalb des Zusammenflusses mit der Simme in einem stark verbauten Gerinne. Mit Buhnen war der Fluss in ein enges und kanalähnliches Gerinne gezwungen. Die Kander unterlag einer starken Erosionstendenz. Die auentypischen Lebensräume waren weitgehend verschwunden und die bestehenden Sperrenbauten oberstrom waren durch die tiefe Sohlenlage gefährdet. Lediglich im unteren etwas breiteren Abschnitt teilte sich der Abfluss bei Niederwasser in mehrere Arme auf und umfloss einzelne stationäre Kiesbänke.
In den Wintern 2004/2005 und 2005/2006 wurden auf rund 1300 m Länge die Ufersicherungen entfernt und das Gerinne von 30 m auf 60 m aufgeweitet. Die Sohle wurde beim Zusammenfluss von Kander und Simme um rund 2 m angehoben und mit einer aufgelösten Blockrampe gesichert.
Die Hauptziele des Renaturierungsprojektes waren die Wiederherstellung der auentypischen Abfluss- und Geschiebedynamik mit einer selbsttätigen Verbreiterung durch Seitenerosion sowie die Stabilisierung der Sohle und damit Sicherung der flussaufwärts liegenden Sperrentreppen (Spycher & Künzi, 2002).
Ziele der Erfolgskontrolle
Die Wirkung des Projektes und der fortlaufende Renaturierungsprozesses sollen mit Hilfe eines flussmorphologischen Monitorings dokumentiert werden. Zudem soll der Erfolg des Projektes quantifiziert werden. Dazu wurde eine Methodik angewandt, welche erst kürzlich im Rahmen des Rhone-Thur-Projektes entwickelt worden war (Woolsey et al., 2005). Die Kander in der Augand ist somit eines der ersten grösseren Gewässer, bei welchem die Methode angewandt wird.
Methodik
Verschiedene Indikatoren dienen als Werkzeuge zur qualitativen und quantitativen Charakterisierung der Projektziele. Für die Erfolgskontrolle der Kander wurden Indikatoren herangezogen, welche den Geschiebehaushalt, die Überflutungsdynamik, die hydraulische Variabilität, die Sohlenstruktur, die Uferstruktur und -länge sowie die Stabilität der Blockrampe bewerten. Sie werden jeweils im Zustand vorher und nachher untersucht und miteinander verglichen.
Ergebnisse
Der Erfolg des Renaturierungsprojektes wird qualitativ als sehr gross beurteilt. Die Kander in der Augand zeigt heute ein vielfältiges, verzweigtes Gerinne. Auch die aufgelöste Blockrampe kann als erfolgreiches Bauwerk bezeichnet werden. Zwischen den beiden Bauetappen wurde die kurz vorher fertig gestellte Blockrampe mit dem ausserordentlichen und lang andauernden Hochwasser vom August 2005 belastet. Die Rampe hat elastisch reagiert und trotz der hohen Belastung nicht versagt.
Die quantitative Bewertung des Renaturierungsprojektes nach der verwendeten Methode ist strenger. Einige Indikatoren wurden zusätzlich mit einer alternativen Auswertungsmethode plausibilisiert. Der Ausgangszustand konnte in einzelnen Indikatoren nicht zufrieden stellend rekonstruiert werden. Das Gesamtprojekt fällt in die mittlere von drei Verbesserungskategorien (kleiner, mittlerer und grosser Erfolg). In den einzelnen Projektzielen werden je nach Auswertungsmethode und Wahl der Indikatoren kleine bis mittlere Erfolge erzielt.
Schlussfolgerung
Die Erfolgskontrolle des Ausgangszustandes und der Erhebung 1 ist eine erste Beurteilung. Einige wichtige Indikatoren, welche die Dynamik beschreiben, können erst mit einer weiteren Erhebung beurteilt werden. Zudem ist der Renaturierungsprozess in der Augand noch nicht abgeschlossen. Die Uferlinie und Sohlenstrukturen verändern sich bei jedem Hochwasser und das Flussbett wird sich durch Seitenerosion noch weiter verbreitern. Mit weiteren Erhebungen kann der fortlaufende Renaturierungsprozess dokumentiert und untersucht werden.
Literaturhinweis
Spycher E. & Künzi R. (2002): Mit moderner Hydraulik Auenbeschluss erwirken. Int. Symposium Moderne Methoden und Konzepte im Wasserbau, 7.-9. Okt. 2002, Mitteilung der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, 174, Zürich, 133-140.
Woolsey, S., Weber, C., Gonser, T., Hoehn, E., Hostmann, M., Junker, B., Roulier, C., Schweizer, S., Tiegs, S., Tockner, K., Peter, A. (2005): Handbuch für die Erfolgskontrolle bei Fliessgewässerrevitalisierungen. Publikation des Rhone-Thur Projektes. Eawag, WSL, LCH-EPFL, VAW-ETHZ. 112 pp.
Hunzinger L. (2007):
Workshop der VAW vom 05.10.2006
Minor H.-E.; Blockrampen: Anforderungen und Bauweisen. Mitteilung der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie der ETH, 201, Zürich
In den vergangenen Jahren wurden an verschiedenen Gebirgsflüssen im Kanton Bern Blockrampen errichtet, um die Fischgängigkeit bei Sohlenabstürzen zu verbessern. Beim Hochwasser 2005 waren diese Bauwerke einer hohen Belastung ausgesetzt. Die aufgelösten Blockrampen haben dabei sehr elastisch auf die Belastung reagiert:
Bei einer Rampe an der Simme ist durch Setzungen am Rampenkopf die ursprüngliche Absturzkante wieder hydraulisch wirksam geworden und es hat sich ein Kolk gebildet. Dieser behindert aber vorerst den Fischaufstieg nicht.
Eine Rampe an der Kander wurde mit Abflüssen belastet, welche weit über dem Bemessungsabfluss gelegen hat. Diese Rampe hat sich deformiert, sie konnte ihre Wirkung als Sohlenfixpunkt dennoch zum größten Teil bewahren.
Konventionelle Rampen haben den Hochwassern entweder standgehalten oder sind vollständig zerstört worden. Sie haben starr auf die Überlast reagiert.
Walser C (2005):
Ingenieurbiologie – Génie biologique, 3+4/05, p. 12-17; 2005
Im Rahmen einer Diplomarbeit an der ETH Zürich zum Thema «Schadensfälle bei ingeneiurbiologischen Ufersicherungen an Fliessgewässern» wurden insgesamt knapp 20 Interviews mit Experten durchgeführt, die sich mit Planung, Ausführung oder Pflege von ingenieurbiologischen Verbauungen befassen. Dabei konnte viel wertvolles Erfahrungswissen zusammengetragen und systematisch aufbereitet werden. Der vorliegende Artikel zeigt anhand der drei Bauweisen Steckholz, Faschine und Spreitlage auf, wo die häufigsten Probleme liegen und wie unterschiedlich diese von den verschiedenen Experten gelöst werden. Ausserdem wird darauf eingegangen, welche Punkte in der Planung, Ausführung und Pflege von ingeneiurbiologischen Ufersicherung an Fliessgewässern beonders beachtet werden müssen, um spätere Schadensfälle zu vermeiden.
Künzi R., Hunzinger L., Jahne D. (2005):
wasser energie luft, 97(9/19, p. 279-284
Wie bereits im Beitrag «Mehr Raum für die Kander» erläutert, hat man die Kander im letzten Jahrhundert durch Flussbegradigungen und Uferverbauungen mit Buhnen in ein kanalähnliches, enges Bett gezwungen und damit die seit dem Kanderdurchstich vor 300 Jahren anhaltende Sohleneintiefung verstärkt. Die Sohleneintiefung führte dazu, dass die auentypischen Lebensräume im Augand (Auengebiet von nationaler Bedeutung) weitgehend verschwunden und bestehende Sperrenbauwerke im Oberlauf von Simme und Kander gefährdet waren.
Die im Augand umgesetzten Massnahmen wurden dem Hochwasserschutz und dem Auenschutz gleichermassen gerecht. Aus Sicht des Auenschutzes brauchte die Kander in erster Linie wieder mehr Raum. Dazu wird die Kander auf einer Strecke von ca. 1 300 m aufgeweitet. Zur Stabilisierung der Sohle wurde eine aufgelöste Blockrampe mit einem Gefälle von 2,5% angelegt. Mit der Blockrampe konnten die Strömungsverhältnisse einer natürlichen Steilstrecke sehr gut nachgebildet werden. Die Blockrampe und ein erster Teil der Aufweitung wurden mit der ersten Bauetappe im April dieses Jahres fertiggestellt.
Der folgende Beitrag gibt einen Überblick über die im Rahmen des Gesamtprojektes Augand umgesetzten Massnahmen. Das Augenmerk liegt dabei auf der Funktionsweise und Dimensionierung der Schutzbauwerke und deren Realisierung (1. Etappe). Beim letzten Hochwasser am 22. August 2005 wurde die bereits fertig gestellte Blockrampe ihrer ersten Belastungsprobe oberhalb der Dimensionierungswassermenge ausgesetzt.
Hunzinger L. (2004):
wasser energie luft, 96(9/10), p. 243-249; Baden, 2004
Seit rund 12 Jahren werden in der Schweiz Flussaufweitungen geplant und ausgeführt. Mit ihrer Hilfe soll die Sohle eines Flusses stabilisiert und das Flie§gewässer aufgewertet werden. In der Aufweitung soll sich ein dynamisches, verzweigtes Gerinne entwickeln.
Die Erfahrungen der vergangenen Jahre lehren uns, unter welchen Voraussetzungen diese Zielsetzungen erfolgreich umgesetzt werden k nnen. Das Ausmass der morphologischen Prozesse wie Bank- und Kolkbildung, Geschiebeablagerung und Veränderung des Längengefälles hängen einerseits von den Abmessungen der Aufweitung (Länge und Breite) und andererseits von den übergeordneten naturräumlichen Randbedingungen ab. Die Hochwasserhydrologie und die Geschiebelieferung aus dem Einzugsgebiet prägen massgeblich die Entwicklung in der Aufweitung. Wird beim Bau einer Aufweitung kiesiges Aushubmaterial abtransportiert, wird das Ziel einer Sohlenstabilisierung unterlaufen.
Wie alle Wasserbauten sollten auch Flussaufweitungen auf ihr Verhalten bei Überlast geprüft werden. Wegen des ungleichförmigen Abflusses sind die Ufer in Aufweitungen besonders hohen hydraulischen Belastungen ausgesetzt und müssen entsprechend gesichert werden. Die grössten Belastungen treten mit wenigen Ausnahmen nicht bei den höchsten Abflüssen auf. Die Aufweitungen reagieren sehr elastisch auf die Belastung durch hohe Abflüsse oder durch hohen Geschiebeeintrag.
Depuis environ douze ans des élargissements de rivières ont été projetés et réalisés en Suisse avec pour objectifs la stabilisation du lit de larivière et l'amélioration écologique du cours d'eau. Le but de ces élargissements aux endroits propices est le développement d'une morphologie dynamique et diversifié.
Les expériences des années passées nous montrent dans quelles conditions ces objectifs peuvent être réalisés avec succès. L'importance des processus morphologiques, soit la formation de bancs de gravier et des affouillements, les dépôts de gravier et le changement de la pente longitudinale dépendent d'une part de la dimension de l'élargissement (longueur et largeur) et de l'autre des conditions prioritaires du cadre naturel. L'hydrologie des crues et l'apport du charriage provenant du bassin versant dominent le développement morphologique de la rivière. La pratique d'évacuer le gravier lors d'un élargissement de rivière agit contre l'objectif de stabilisation du lit.
Comme pour toute oeuvre hydraulique le fonctionnement d'un élargissement lors d'une surcharge doit être vérifié. Vu l'écoulement non uniforme, les berges des tronçons élargis sont exposées à des charges hydrauliques particulièrement élevées et doivent être renforcées en conséquence. A quelques exceptions près, les plus grandes charges ne surviennent pas lors de débit maximal. Les élargissements réagissent d'une manière très élastique aux crues et au charriage.