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1-2019

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

14. März 2019

· Wellenatlas · Eigentumsverhältnisse Wasserkraft · Analyse Fischleitrechen · Unwetterschäden 2018


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

Der Rheinverband von 1917 bis 2017 Hundert Jahre Wasserwirtschaft am Alpenrhein

Verbandsschrift 70 Herausgegeben vom Schweizerischen Wasserwirtschaftsverband zum 100-jährigen Bestehen des Rheinverbandes (RhV) «100 Jahre RhV 1917–2017»

Verbandsschrift 69 Herausgegeben vom Schweizerischen Wasserwirtschaftsverband zum 100-jährigen Bestehen des Verbandes Aare-Rheinwerke (VAR) 1

«100 Jahre VAR 1915–2015»

1

VS 70: Der Rheinverband von 1917

VS 69: Der Verband Aare-Rhein-

VS 68: Swiss Competences in

VS: Nr. 67, Der Schweizerische

bis 2017 – Hundert Jahre Wasser-

werke 1915 bis 2015 – Rückblick

River Engineeringand Restorta-

Wasserwirtschaftsverband 1910–

wirtschaft am Alpenrhein, von

auf ein Jahrhundert Wasserwirt-

tion, von Anton Schleiss, Jürg

2010, ein Portrait, von Walter

Michelangelo

und

schaft, von Hans Bodenmann und

Speerli, Roger Pfammatter, ISBN

Hauenstein, 2010, 156 S. Format

Roger Pfammatter, ISBN 978-3-

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VS: Nr. 66, Die Engadiner Kraft-

VS: Nr. 65, Wasserkraft – die er-

VS: Nr. 64, Ökologische (Teil A)

VS: Nr. 63, Wasserbauer und Hyd

werke – Natur und Technik in einer

neuerbare Energie. Beiträge des

und technisch/ökonomische Qua-

rauliker der Schweiz. Kurzbio-

aufstrebenden Region, von Robert

internationalen Symposiums vom

litäten der Wasserkraft. ecocon-

graphien ausgewählter Persönlich-

Meier, 2003, 207 S., Format 28.5 ×

18./19. Okt. 2001 in Chur,

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keiten, 2001, von Daniel L. Vischer,

20.5 cm, ISBN 3-85545-129-X,

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VS: Nr. 62, Uferschutz und Raum-

VS: Nr. 60, Externe Effekte der

VS: Nr. 59, Geschiebetransport

VS: Nr. 57, Betrieb und Wartung

bedarf von Fliessgewässern/Pro-

Wasserkraftnutzung / Effets

und Hochwasser/Charriage et

von Wasserkraftwerken, 1998,

tection des rives et espace vital

terne de l’exploitation des forces

crues, Vorträge in Biel, 1998,

Bernard Comte, CHF 120.–.

nécessaire aux cours d’eau, 2001,

hydrauliques, 1999, CHF 50.–.

CHF 50.–.

ex-

Vorträge in Biel, CHF 40.–.

II

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


Editorial Klimabedingte Unwetterschäden?

Auch in ausgesprochen niederschlagsarmen Jahren

Roger Pfammatter Geschäftsführer SWV, Directeur ASAE

sind Schäden durch zu viel des Nassen zu verzeichnen. So kamen in der Schweiz im vergangenen Jahr durch Hochwasser, Rutschungen und Murgänge direkte Schäden von rund 200 Millionen Franken zusammen (vgl. die Jahresbilanz ab Seite 29 in diesem Heft). Hauptursachen waren Gewitter mit Starkregen und die Kombination von Gletscherschmelze mit Regen. Dieser Schadenwert liegt zwar deutlich unter dem Mittel der vergangenen fünf Jahrzehnte von jährlich rund 300 Millionen Franken; das vergangene Jahr war aber dennoch das schadenreichste seit über zehn Jahren. In Zeiten, in denen der Klimawandel in aller Munde ist, interessiert natürlich die Frage, ob die seit 1972 geführte Beobachtungsreihe von Unwetterschäden einen Trend erkennen lässt. Dazu haben die Forscher die jährlichen Schadensummen unter Berücksichtigung der Entwicklung von Teuerung, Bevölkerung und Reichtum normalisiert und auf einen

möglichen signifikanten Trend untersucht (vgl. den Fachbeitrag ab Seite 39 in diesem Heft). Das Fazit: bei den untersuchten Schadenprozessen Hochwasser, Rutschungen und Murgänge lässt sich eine klimabedingte Veränderung der Schäden über die Zeit nicht belegen. Das bedeutet nun aber nicht zwangsläufig, dass kein Zusammenhang zwischen Klimawandel und Unwetterschäden besteht. Denn zum einen investiert die ­Schweiz jährlich rund 3 Milliarden Franken in Schutzmassnahmen, was ja einen schadenmindernden Effekt haben sollte und damit einem allfälligen Klimaeffekt entgegenwirken würde. Und zum anderen werden Schäden, beispielsweise aus Trockenheit, mit dieser Untersuchung nicht berücksichtigt. Diese bisher wenig beachtete Art von «Unwetter» bzw. Naturereignis könnte die Schweiz künftig stärker betreffen und wird erst noch statistisch zu erfassen sein.

Dégâts par le changement climatiques?

M

ême lors des années extrêmement sèches, des dégâts peuvent être causés par un surplus de l’eau. Ainsi, l’an passé en Suisse, les crues, les glissements de terrain et les coulées de boue ont entraîné des pertes directes d’environ 200 millions de francs (cf. le bilan annuel à la page 29 de ce numéro). Les principales causes sont les orages avec de fortes précipitations ainsi que la combinaison de la fonte des glaciers avec la pluie. Bien que la valeur de ces dégâts soit nettement inférieure à la moyenne des cinq dernières décennies (environ 300 millions de francs par an), l’année écoulée a néanmoins été la plus forte en dommages de ces dix dernières années. A une époque où tout le monde parle de changement climatique, la question de savoir si la série d'observations des dégâts causés par les intempéries depuis 1972 montre une tendance intéresse forcément. À cette fin, les chercheurs ont normalisé le total des dommages annuels compte tenu de l’évolution

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden

de l’inflation, de la population et de la richesse, et ont recherché une tendance significative possible (cf. l’article dès la page 39). La conclusion est que, pour les processus de dommages étudiés – crues, glissements de terrain et coulées de boue –, on ne peut prouver une augmentation ou une diminution des dégâts liés au climat au fil du temps. Toutefois, cela ne signifie pas nécessairement l’absence de lien entre le changement climatique et les dommages causés par les intempéries. En effet, d’une part la Suisse investit environ 3 milliards de francs par an dans des mesures de protection, atténuant les dégâts et neutralisant ainsi l’impact du changement climatique. D’autre part, cette étude ne prend pas en compte les dommages liés par exemple à la sécheresse. Ce type «d’intempérie» ou d’événement naturel, jusqu’ici négligé, pourrait à l’avenir affecter davantage la Suisse et doit encore être saisi dans les statistiques.

III


Inhalt 1l2019 1

Wem gehört die Schweizer Wasserkraft? – Methodik und Resultate Michel Piot

9

Konzeptionelle Standortanalyse von Fischleitrechen mit Hilfe numerischer 3D-Simulationen Linus Feigenwinter, David Vetsch, Stephan Kammerer, Carl Robert Kriewitz, Robert Boes

17

Wellenatlas für Schweizer Seen Marc Diebold, Christoph Iseli, Jürg Elsener, Philippe Heller

23

Vermessung des Bielersees – spannende Blicke unter Wasser Christoph Iseli, Giovanni de Cesare

2

13

29

Unwetterschäden in der Schweiz im Jahre 2018 – Rutschungen, Murgänge, Hochwasser und Sturzereignisse Norina Andres, Alexandre Badoux

39 Normalisierung und Trends der Unwetterschäden in der Schweiz (1972–2016) Norina Andres, Alexandre Badoux 20

23

IV

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


Inhalt 1l2019 Nachrichten Politik Energiewirtschaft Wasserkraftnutzung Wasserbau/Hochwasserschutz Veranstaltungen Agenda Literatur Personen

45 45 45 47 48 51 51 52 54

Publi-Reportage

56

Stellenangebote

58

Branchen-Adressen

59

Impressum

60

37

40

45

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden

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Makrozoobenthos Gewässerbeurteilung & Artenkenntnis

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«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


Wem gehört die Schweizer Wasserkraft? – Methodik und Resultate Michel Piot

Zusammenfassung Mit den fast 700 Wasserkraftzentralen mit einer Leistung von je über 300 kW werden jährlich rund 36 TWh Strom aus Schweizer Wasserkraft produziert. Fast die Hälfte der Produktion entfällt auf die beiden Kantone Wallis und Graubünden, gefolgt von den Kantonen Tessin, Bern und Aargau. In diesem Artikel wird die Bestimmung der finanziellen Eigentums- bzw. Beteiligungsverhältnisse der Schweizer Wasserkraft methodisch hergeleitet und grafisch dargestellt. Die Auswertung zeigt, dass die Kantone mit Abstand grösste Eigentümer sind, gefolgt von den Gemeinden. Kantone und Gemeinden zusammen besitzen rund 75 Prozent der gesamten Schweizer Produktion. Betrachtet man die räumliche Verteilung, dann führen die Kantone Zürich und Aargau die Rangliste an. Nebst der rein quantitativen Auswertung gibt die Aufarbeitung der Eigentumsverhältnisse aber auch einen interessanten Einblick in die Geschichte des Gemeinwesens und die Industriegeschichte der Schweiz, wie dies anhand zweier Beispiele exemplarisch dargestellt wird.

1. Einleitung In der Ausgabe 4/2017 dieser Zeitschrift wurde unter dem Titel «Wem gehört die Schweizer Wasserkraft – ein Werkstattbericht» 1 der Frage nachgegangen, wie die Eigentumsverhältnisse der 697 in der Wasserkraftstatistik (WASTA) des Bundesamtes für Energie aufgeführten Wasserkraftzentralen mit einer Leistung über 300 kW bestimmt werden können (Quelle: [2]). In der Zwischenzeit wurden die Recherchearbeiten fortgeführt, eine Datenbank aufgebaut, die Klassifizierungssystematik verbessert und die Berechnungen verallgemeinert und standardisiert, sodass in diesem Fortsetzungsartikel nebst

Résumé En Suisse, quelque 700 centrales hydroélectriques d’une puissance supérieure à 300 kW produisent chaque année près de 36 TWh d’électricité issue de la force hydraulique indigène. Près de la moitié de cette production est issue des cantons du Valais et des Grisons, suivis par les cantons du Tessin, de Berne et d’Argovie. Cet article vise à déterminer de manière méthodique les rapports de propriété et de participation de la force hydraulique suisse du point de vue financier et de les représenter sous forme graphique. L’évaluation montre que les cantons sont de loin les plus grands propriétaires, suivis des communes. Ensemble, ils possèdent près de 75 % de la production suisse totale. Pour ce qui est de la répartition géographique, ce sont les cantons de Zurich et d’Argovie qui se retrouvent en tête de classement. Outre l’évaluation purement quantitative, l’analyse des rapports de propriété donne aussi, sur la base de deux exemples, un aperçu intéressant de l’histoire des communes et de l’industrialisation en Suisse.

ergänzenden Erläuterungen zur Methodik anhand einiger Beispiele ein Ausschnitt der Ergebnisse präsentiert werden kann. Die Schweizer Wasserkraftproduktion, die gemäss WASTA mit Stand 1. Januar 2018 bei 36.0 TWh (Tabelle 1) liegt, konzentriert sich auf einige wenige Kantone (Bild 1). So wird in den Kantonen Wallis und Graubünden zusammen mit 17.7 TWh rund die Hälfte davon produziert. Ebenfalls substanzielle Anteile weisen die Kantone Tessin, Bern und Aargau auf, die zusammen auf rund 10.1 TWh kommen. Bei den Leistungen ab Generator sind es insgesamt 15.2 GW. In dieser Betrachtung stellt der Kanton Glarus seit der Inbetrieb-

nahme des Pumpspeicherwerks Limmern nach den Kantonen Wallis und Graubünden die höchste Leistung zur Verfügung. Berücksichtigt man bei den Grenzkraftwerken nicht nur die Schweizer Hoheitsanteile, liegt die erwartete Produktion bei 39.4 TWh (Tabelle 1). In Bild 2 wird der Verbrauch im Jahr 2012 pro Kanton dargestellt, der durch die bevölkerungsreichsten Mittellandkantone Zürich, Bern, Aargau und Waadt dominiert wird. Bei der Gegenüberstellung von Produktion und Verbrauch, das heisst beim «Eigenversorgungsgrad mit Wasserkraft im Jahresmittel», ist der Kanton Uri Spitzenreiter. Tabelle 1. Übersicht über die Produktionserwartung und installierte Leistung in Abhängigkeit vom Status der Zentralen. Datenquelle: WASTA 2018.

1 2

Verfügbar unter www.swv.ch Unter «Schweizer Wasserkraft» wird bei Grenzkraftwerken nur der Schweizer Hoheitsanteil berücksichtigt, bei «Wasserkraft» auch der ausländische.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden

1


Bild 1. Produktionserwartung der Schweizer Wasserkraft, aufgeteilt nach Standortkantonen. Datenquelle: WASTA 2018.

Bild 2. Verbrauch von Strom im Jahr 2012, aufgeteilt nach Kantonen. Datenquelle: [3]. 2.

Methodische Aspekte

2.1 Terminologie Da der Begriff «Kanton» sowohl als Standort als auch als Eigentümer verwendet wird, ist stets zu beachten, welche Bedeutung er im jeweiligen Kontext innehat.

2

Beispiel: Die Produktion im Kanton Uri liegt bei 1.6 TWh (Bild 1), aber der Kanton Uri ist Eigentümer von 0.1 TWh (Bild 6). Ausgehend von einem Akteur A, werden sämtliche Akteure, die finanziell direkt oder indirekt an Akteur A beteiligt sind, als Eigentümer bezeichnet. Werden Aussagen über sämtliche Eigentümer oder

einen Teil der Eigentümer des Akteurs A gemacht, wird von den Eigentumsverhältnissen des Akteurs A gesprochen. Ist man umgekehrt daran interessiert, an welchen Akteuren Eigentümer E direkt oder indirekt finanziell beteiligt ist, spricht man von Beteiligungen. Werden Aussagen über sämtliche Beteiligungen oder einen Teil

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


in %

Produktion (GWh) KW1 KW2 EVU1 EVU2 Kt1 Kt2

KW1

100 0 10

KW2

200 0 0 40 60 0

30

40 20

0 0

EVU1

50 0

0

0

80 20

0

EVU2

150 0

0

0

0 10

90

Kt1

0 0 0 0 0 100 0

Kt2

0 0 0

0

0 0 100

Tabelle 2. Matrix mit der Produktion der einzelnen Akteure und den direkten Verhältnissen.

in %

KW1 KW2 EVU1 EVU2 Kt1 Kt2

KW1

0 0

0

0 34 66

KW2

0 0

0

0 17 83

EVU1

0

0

0 28 72

0

EVU2

0

0

0

0 10 90

Kt1

0

0

0

0 100

Kt2

0 0

0

0 0 100

Produktion gemäss

97.5

0

402.5

Beteiligung (GWh) Tabelle 3. Matrix der finalen Verhältnisse der einzelnen Akteure mit den zugehörigen Produktionsmengen. der Beteiligungen von Eigentümer E gemacht, wird von Beteiligungsverhältnissen gesprochen. Sind Beteiligungs- und Eigentumsverhältnisse gleichermassen gemeint, wird kurz von Verhältnissen gesprochen. Beispiel: Angenommen es gebe zwei Kraftwerke (KW1 und KW2), zwei Energieversorgungsunternehmen (EVU1, EVU2) und zwei Kantone (Kt1, Kt2): Tabelle 2 zeigt die direkten Eigentums- bzw. Beteiligungsverhältnisse zwischen den unterschiedlichen Akteuren und entspricht der Ausgangslage, weil nur die Verhältnisse der unmittelbar nächsten oder vorigen Stufe aufgezeigt werden. Bei der «Sicht von unten» interessiert sich ein Akteur A für seine Eigentümer, und zwar seine direkten und indirekten. Er schaut also gewissermassen nach oben. In Tabelle 2 entspricht diese Fragestellung der zeilenweisen Betrachtung, und die Summe muss folglich stets 100 % ergeben. So gehört das KW1 zu 10 % dem KW2, zu 30 % dem EVU1, zu 40 % dem EVU2 und zu 20 % dem Kt1. Bei der «Sicht von oben» ist ein Akteur B an seinen Beteiligungen interessiert. Er schaut also nach unten, was einer spaltenweisen Betrachtung entspricht. Aus Tabelle 2 sind die direkten Beteiligungen ersichtlich. Zum Beispiel ist das EVU1 zu 30 % an KW1 und zu 40 % an KW2 beteiligt. Die Spaltensumme ergibt im Allgemeinen nicht 100 %. Anschliessend werden, basierend auf den direkten, die indirekten Beteiligun-

gen bestimmt. So ist das EVU1 über seine Beteiligung an KW2 auch indirekt an KW1 beteiligt. Der Kt2 ist direkt nur am EVU2 beteiligt. Durch die indirekten Beteiligungen (über das EVU2) ist er aber auch am KW1, am KW2 und am EVU1 beteiligt. Um die finalen Verhältnisse zu erhalten, wird ein iterativer Prozess so lange fortgesetzt, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, der in Tabelle 3 dargestellt ist. In der «Sicht von unten» gehört das KW1 letztlich zu 34% dem Kt1 und zu 66 % dem Kt2, das KW2 zu 17 % dem Kt1 und zu 83 % dem Kt2. Bei der «Sicht von oben» ist der Kt2 zu 66 % am KW1, zu 83 % am KW2, zu 72 % am EVU1 und 90 % am EVU2 beteiligt. Bei der Verallgemeinerung auf die relevanten Akteure werden alle direkten Eigentümer («Sicht von unten» bzw. zeilenweise Betrachtung) und alle direkten Beteiligungen («Sicht von oben» bzw. spaltenweise Betrachtung) aus öffentlich verfügbaren Informationsquellen erhoben und erfasst. Die finalen Eigentumsbzw. Beteiligungsverhältnisse können anschlies­send nach dem oben dargelegten Vorgehen für sämtliche Akteure berechnet werden. 2.2 Darstellung der Ergebnisse Um die Resultate einprägsamer veranschaulichen zu können, werden in Bild 5 und Bild 6 nicht die Beteiligungsverhältnisse in Prozent, sondern die den Beteiligungsverhältnissen zugeordneten Ener-

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giemengen dargestellt. Dabei werden stets die finanziellen Beteiligungsverhältnisse abgebildet und nicht die Bezugsrechte für Energie. Fünf Beispiele zeigen, was diese Abgrenzung in der konkreten Umsetzung bedeutet. Beispiel BKW AG/Kanton Bern: Der Kanton Bern ist wichtigster Eigentümer der BKW, die Verwertung der in BKW-eigenen Kraftwerken und in Partnerwerken mit Beteiligung der BKW produzierten Energie übernimmt aber die BKW und nicht der Kanton Bern. Folglich verfügt der Kanton Bern selber über keine Energie. Beispiel Kraftwerk Göschenen AG: Am Aktienkapital von CHF 60 Mio. sind die CKW AG mit 50 %, die SBB AG mit 40 % und der Kanton Uri mit 10 % beteiligt. Bei der Wassernutzung hat CKW einen Anteil von 45 %, SBB von 55 % (Quelle: Kraftwerk Göschenen). In den Auswertungen wurden den einzelnen Eigentümern aber die der finanziellen Beteiligung entsprechenden Energiemengen zugeordnet. Konkret wurde dem Kanton Uri also ein 10-%-Anteil des Kraftwerks Göschenen zugerechnet. Beispiel Grischelectra AG (GEAG): Die GEAG ist rechtlich eine selbstständige Elektrizitätsgesellschaft, konkret eine Aktiengesellschaft des Privatrechts, deren Aktionäre sich in A-Partner und B-Partner aufteilen. Die A-Aktionäre (Kanton Graubünden, Bündner Gemeinden, Bündner Kraftwerksgesellschaften, Bündner Industrie mit hohem Energieverbrauch sowie die Rhätische Bahn AG) sind am Aktienkapital der Gesellschaft mit 70 % und die energieverwertenden B-Partner Repower AG sowie Axpo Solutions AG mit 30 % beteiligt. Mit der Gründung der GEAG wurde unter anderem die Nutzung der vom Kanton Graubünden und den Bündner Gemeinden eingebrachten Energie für die optimale Versorgung im Kanton bezweckt. Aus diesem Grund wurde 1978 zwischen dem Kanton Graubünden sowie verschiedenen Gemeinden und der Axpo sowie der Repower ein Partnervertrag abgeschlossen. Darin haben sich Axpo und Repower als B-Aktionäre verpflichtet, die der GEAG zustehenden Energiequoten zu übernehmen und zu verwerten (Quelle: [1]). Die in die GEAG eingebrachten Energiemengen werden nicht Repower und Axpo zugeordnet, sondern verbleiben bei den Eigentümern der jeweiligen Kraftwerke. Beispiel Axpo Power AG: Diese Tochtergesellschaft der Axpo Holding AG ist alleinige Eigentümerin zahlreicher Kraftwerke, so zum Beispiel der Kraftwerke Eglisau-Glattfelden AG und des Wasser3


kraftwerks Beznau. Während Erstere eine eigenständige Aktiengesellschaft ist, ist Zweitere in Axpo Power integriert. Diese Unterscheidung wird in den Auswertungen berücksichtigt: Während Beznau in Bild 5 als «Eigenes Kraftwerk» aufgeführt wird, ist das Kraftwerk Eglisau-Glattfelden den Beteiligungen zugeordnet, so wie auch sämtliche Kraftwerke, an denen Axpo Power nicht mit 100 % beteiligt ist. Beispiel Rheinkraftwerk AlbbruckDogern AG (Radag): Bei Radag handelt es sich um ein Grenzkraftwerk. Gemäss WASTA liegt die erwartete jährliche Produktionserwartung bei 650 GWh mit einem Hoheitsanteil der Schweiz von 351 GWh, also 54 %. Die innogy AG ist mit 52 % grösste Eigentümerin des Kraftwerkes.

Bei Grenzkraftwerken wurde bei den Auswertungen jeweils die Gesamtproduktion und nicht nur der Schweizer Hoheitsanteil berücksichtigt, da der Schweizer Eigentumsanteil nicht zwingend dem Schweizer Hoheitsanteil entspricht. 2.3 Fehlende Angaben Von sämtlichen Zentralen konnten 36 keinem Eigentümer zugeordnet werden, da die Informationen nicht verfügbar sind (oder für den Autoren nicht auffindbar waren). Dabei handelt es sich um kleine Kraftwerke mit insgesamt knapp 90 GWh Jahresproduktion. Einzelne Zentralen können zwar dem direkten Eigentümer zugeordnet werden, allerdings sind die indirekten Eigen-

Bild 3. Übersicht über die Rechtsformen der Akteure in der Stromwirtschaft, Quelle: B. Moser.

tümer entweder nicht oder nur teilweise bekannt. Beispiel Société électrique des forces de l’Aubonne AG (SEFA): Die beiden Zentralen Plan-Dessous und La Vaux sind im Eigentum der SEFA. Im Geschäftsbericht der SEFA wird aber über die ­ Eigentümer der Gesellschaft keine Aussage gemacht. Im Geschäftsbericht 2017 der Romandie Energie Holding AG wird allerdings eine Beteiligung an SEFA von 36.6 % ausgewiesen. 2.4 Vereinfachungen Die Eigentumsverhältnisse sind teilweise stark fragmentiert, sodass Vereinfachungen vorgenommen wurden. Beispiel Argessa AG: An der Argessa sind die Gemeinde Ergisch mit 63 %, Energie Service Biel (ESB) mit 35 % und die übrigen Konzessionsgemeinden Agarn, Oberems, Leuk und Turtmann jeweils mit 0.5 % beteiligt (Quelle: Argessa). Da eine einzelne Gemeinde eine Mehrheitsbeteiligung hat und die Anzahl der beteiligten Konzessionsgemeinden klein ist, wurden bei diesem Kraftwerk die detaillierten E ­igentumsverhältnisse ohne Vereinfachung abgebildet. Beispiel Forces Motrices Valaisanne AG (FMV): Das Aktionariat der FMV besteht aus Aktien des Typs A (51 %), die im Eigentum des Kantons Wallis sind, und Aktien des Typs B (49 %). Letztere werden durch Munizipal- und Burgergemeinden (34.797 Prozentpunkte), regionale Vertriebsgesellschaften (9.002 Pro-

Bild 4. Prozentuale Aufteilung des Aktionariats der Kraftwerke Vorderrhein AG (links) und berechnete Aufteilung des Aktienkapitals nach finalen Eigentümern (rechts). Abkürzung: K-Gemeinden: Konzessionsgemeinden. 4

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Bild 5. Übersicht über die Verteilung und die Energiemengen der eigenen Kraftwerke und Beteiligungen der Axpo Power AG. Beteiligungen unter 10 GWh sind nicht eingezeichnet. zentpunkte), Andere (Depot Staat Wallis mit 4.000 Prozentpunkten) gehalten, und schliesslich sind Aktien im Eigentum von FMV (1.201 Prozentpunkte). Die 34.797 % der Munizipal- und Burgergemeinden verteilen sich auf über hundert Eigentümer, wobei die Gemeinde Bagnes mit 2.916 % den höchsten und die Gemeinde Bellwald mit 0.003 % den geringsten Anteil aufweist (Quelle: FMV Geschäftsbericht 2017). Deshalb wurde auf die detaillierte Aufschlüsselung dieses Anteils verzichtet und der Anteil, der im Depot des Staates Wallis liegt, ebenfalls der Kantonsbeteiligung zugeschlagen. 2.5 Datenquellen Ausgangslage für sämtliche Auswertungen ist die WASTA mit Stand 1. Januar 2018. Eine Aktualisierung der technischen Daten zur Wasserkraftproduktion ist nach Erscheinen einer neuen WASTA somit einfach möglich und gewährleistet. Alle Angaben zu den Beteiligungs- und Eigentumsverhältnissen stammen entweder aus öffentlich verfügbaren Geschäftsberichten, aus Informationen der einzelnen Firmen auf ihrer Internetseite, aus Zeitungsartikeln oder in seltenen Fällen aus direkten Antworten auf Anfragen an die Akteure auf dem Korrespondenzweg. Die Aktualisierung dieser Daten ist anspruchsvoller und zeitaufwendiger, da keine zentrale In-

formationsquelle vorliegt. Der Einfachheit halber werden bei den Bildern nicht sämtliche Quellen einzeln angegeben, sie stehen aber im unterliegenden Datenmaterial zur Verfügung. 2.6 Stichdatum der Resultate Grundsätzlich ist der Stichtag der 1. Januar 2018. Ist ein Geschäftsbericht öffentlich verfügbar, dann basieren die Angaben zu den Beteiligungs- und Eigentumsverhältnissen jedoch auf dem aktuellsten Geschäftsbericht. Unterjährige Anpassungen wurden in aller Regel nicht berücksichtigt, weil erst im Geschäftsbericht die notwendigen Informationen in genügender Präzision veröffentlicht werden. Da einzelne Firmen das Kalenderjahr als Geschäftsjahr verwenden und andere sich am hydrologischen Jahr als Geschäftsjahr orientieren, kann aber kein einheitlicher Stichtag für die Auswertung angegeben werden. Beispiele zum Geschäftsjahr: Bei der Kraftwerke Oberhasli AG (KWO) entspricht das Geschäftsjahr dem Kalenderjahr, bei der Kraftwerke Linth-Limmern AG ist es das hydrologische Jahr, das heisst vom 1. Oktober bis 30. September des Folgejahres, und bei der Lizerne et Morge AG startet das Geschäftsjahr jeweils am 1. April und endet am 31. März des Folgejahres.

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3. Rechtsformen Um auf aggregierter Stufe Aussagen über die Verhältnisse machen zu können, werden sämtliche Akteure in der Stromwirtschaft schematisch nach ihrer Rechtsform eingeteilt (siehe Bild 3). Beispiel Elektrizitätswerke des Kantons Zürich (EKZ) und Elektrizitätswerk der Stadt Zürich (ewz): EKZ ist eine selbstständige Anstalt des kantonalen öffentlichen Rechts und ist damit eine juristische Person. Der Kanton Zürich ist alleiniger Eigentümer. Im Gegensatz dazu ist ewz eine Dienstabteilung des Departements der Industriellen Betriebe der Stadt Zürich und somit keine eigene, von der Stadt Zürich getrennte, juristische Person. Beispiel Cleuson Dixence: Es handelt sich um eine einfache Gesellschaft, der die Zentrale Bieudron und die Pumpenzentrale Cleuson zugeordnet sind. Eigentümer dieser Gesellschaft sind zu 15/22 die Grande Dixence AG und zu 7/22 die Alpiq Suisse AG (Quelle: Grande Dixence). Da die Gesamtheit der Gemeinden und Kantone die grössten Eigentümer der Schweizer Wasserkraft sind und der Bund als Eigentümer der SBB AG auch einen erheblichen Anteil an Wasserkraft besitzt, werden bei den Gebietskörperschaften diese drei Subkategorien explizit ausgewiesen. 5


Bild 6. Übersicht über das Eigentum der Kantone an der Schweizer Wasserkraft. 4. Resultate Grundsätzlich können als Resultat der Arbeiten für sämtliche Akteure ihre Eigentumsverhältnisse dargestellt wer­ den («Sicht von unten») oder ebenfalls für sämtliche Akteure ihre Beteiligungsverhältnisse («Sicht von oben»). Nachfolgend beispielhaft einige Ergebnisse. 4.1 Kraftwerke Vorderrhein Die Kraftwerke Vorderrhein AG (KVR) hat drei direkte Eigentümer, die Axpo Power AG, den Kanton Graubünden sowie Konzessionsgemeinden (Bild 4). Die finalen Eigentümer sind dann nebst den Konzessionsgemeinden ausschliesslich Kantone, da die direkten und indirekten Eigentümer der Axpo Holding AG (und somit auch der Axpo Power als Tochtergesellschaft) ausschliesslich Kantone sind. 4.2 Axpo Power grösste Schweizer Wasserkraftproduzentin Die jährliche Produktionserwartung der eigenen Wasserkraftwerke der Axpo Power AG liegt bei 0.4 TWh, während die Beteiligungen 4.9 TWh betragen (Bild 5). Die Muttergesellschaft Axpo Holding AG besitzt keine eigenen Kraftwerke, sondern ist über ihre finanziellen Beteiligungen an Axpo Power, Axpo Solutions AG (ehemals Axpo Trading AG) und der CKW AG indirekt an den Wasserkraftwerken dieser Gesell-

schaften und ihrer Tochtergesellschaften beteiligt, was umgerechnet einer Energiemenge von 7.7 TWh entspricht (ohne Bild). 4.3 Kantone grösste Eigentümer der Wasserkraft Die Kantone (als Gebietskörperschaften) sind mit 18.5 TWh die grössten Eigentümer der Schweizer Wasserkraft. Bild 6 zeigt die Verteilung der Produktion, basierend auf den Beteiligungsverhältnissen der Kantone. Es mag auf Anhieb erstaunen, dass der Kanton Zürich und der Kanton Aargau die Rangliste anführen. Bedenkt man aber, dass mit der Beteiligung des Kantons Zürich an EKZ und der damit verbundenen indirekten Beteiligung von 18.410 % sowie der direkten Beteiligung von 18.342 % des Kantons an der Axpo Holding AG ein wesentlicher Teil des Axpo-Portfeuilles letztlich (finanziell) vom Kanton Zürich gehalten wird, dann überrascht es nicht mehr. Ähnlich sieht es für den Kanton Aargau mit seiner direkten Beteiligung an der Axpo Holding und der indirekten Beteiligung über die AEW Energie AG aus. Ebenfalls erstaunen mag, dass der Kanton Schwyz keine Beteiligung an Wasserkraftwerken hat. Hier gilt es zu bemerken, dass die Eigentümer der ebs Energie AG der Bezirk Schwyz, die Oberallmeinkorporation Schwyz und einige Schwyzer Gemeinden sind. Diese Eigentümer sind aber in ande-

ren Akteurskategorien zusammengefasst. Mit insgesamt 8.2 TWh sind die Schweizer Gemeinden (inklusive Städte) die zweitgrössten Eigentümer der Schweizer Wasserkraft, angeführt von der Stadt Zürich mit 1.6 TWh, Basel und Genf mit jeweils 1.3 TWh. Wird zusätzlich noch der Anteil des Bundes über seine Beteiligung an der SBB AG von 1.8 TWh berücksichtigt, dann haben die Gebietskörperschaften 28.5 TWh in ihrem Eigentum. In der Kategorie «Diverse Investoren» werden private und institutionelle Investoren zusammengefasst, die nur teilweise namentlich bekannt sind, sowie sämtliche Eigentümer, die nicht bekannt sind 3. Dies beinhaltet zum Beispiel Publikumsaktionäre von börsenkotierten Gesellschaften, aber auch Genossenschaften und Vereine. Diese Kategorie vereint 4.9 TWh. Ausländische Eigentümer sind mit 5.5 TWh an der Wasserkraft beteiligt. Darin sind aber, wie bereits erwähnt, auch die ausländischen Hoheitsanteile bei Grenzkraftwerken enthalten. Nebst zahlreichen Grenzkraftwerken am Rhein betrifft dies auch die Emosson AG und die Kraftwerke Hinterrhein AG. Grösste ausländische E ­ igentümerin ist die Energie BadenWürttemberg AG (EnBW), die einerseits mit 67 % an der Energiedienst Holding AG beteiligt ist, andererseits aber auch

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Aus diesem Grund kann nicht ausgeschlossen werden, dass in dieser Kategorie in geringem Ausmass auch ausländische Eigentümer enthalten sind.

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Bild 7. Übersicht über die Anteile an der Wasserkraft der finalen Eigentümer gemäss Kategorisierung in Bild 3. an einigen weiteren Grenzkraftwerken am Rhein. Weiter ist die 25.04-%-Beteiligung der EDF Alpes Investissements AG an der Alpiq Holding AG zu erwähnen. Nimmt man noch die anderen Kategorien gemäss Bild 3 hinzu, dann ergibt sich zusammenfassend Bild 7 zur Aufteilung der Wasserkraft nach finalen Eigentümern. 5. Entwicklung der Schweizer Wasserkraft Die Bestimmung der Eigentumsverhältnisse ist aber auch eine Reise in die Vergangenheit, zum Beispiel in die Geschichte der Industrialisierung des Kantons Wallis im 20. Jahrhundert, die auch zeigt, weshalb die heutigen Beteiligungsverhältnisse oftmals historisch gewachsen sind. Aber die Geschichte geht sogar noch wesentlich weiter zurück bis ins 16. Jahrhundert, zur Gründung der Feuerschaugemeinde im Kanton Appenzell Innerrhoden. 5.1 Enalpin AG/Energiedienst Holding AG 1897 wurde die Elektrizitätswerk Lonza AG mit Sitz in Gampel gegründet, die zu Beginn vor allem als Pionierin in der Erschliessung und industriellen Nutzung der Wasserkraft im Wallis galt. Neben der Elektrizitätserzeugung erfolgte bald der Einstieg in die chemische Produktion. Ende des 19. Jahrhunderts wurden die Kraftwerke Gampel 1 und Gampel 2 gebaut; kurze Zeit später das Kraftwerk Ackersand 1, um mit dem Wasser der Saaservispa die neuen

Visper Industrieanlagen mit Strom zu versorgen. Zahlreiche weitere Kraftwerke mit Beteiligung der Lonza wurden gebaut oder übernommen. Nach dem 2. Weltkrieg kamen immer höherwertige Zwischenprodukte und Feinchemikalien hinzu, die von anderen Chemiefirmen und Industriezweigen zu Wirkstoffen und Endprodukten verarbeitet wurden. 1947 folgte zusammen mit der EOS Holding AG die Gründung der Salanfe AG mit hälftiger Beteiligung von Lonza und EOS, 1948 Aletsch AG mit Sitz in Mörel und 1956 die Gründung der Kraftwerke Mattmark AG mit neun Partnern und der Bau des Kraftwerkes Ackersand 2 durch Aletsch. Parallel dazu wurde 1888 die Aluminimum Industrie Aktien Gesellschaft (AIAG) als erste europäische Hüttengesellschaft zur Aluminiumgewinnung gegründet. Nach dem Bau von Werken in Neuhausen am Rheinfall, Rheinfelden und Lend (Österreich) wandte sich die AIAG dem Wallis zu, wo reichlich Wasserkraft vorhanden war. 1905 erwarb sie die Konzession für die Nutzung der Navizance und begann in Chippis mit dem Bau eines Werks, das 1908 die Produktion aufnahm. Trotz der schwierigen Jahre nach 1918 und der nachfolgenden Weltwirtschaftskrise steigerte die AIAG die Stromproduktion regelmässig dank Kraftwerken in Susten, Bramois, Turtmann (1924), Oberems (1926) und Mörel (1942). In den 1950er-Jahren kamen das Werk in Ernen und 30 % der Energie des Moiry-Stauwerks dazu.

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1974, während des Baus des Kraftwerks Lötschen, übernahm die Alusuisse die Lonza. Die schwierigen 1980er-Jahre führten zu einer Änderung der Konzernstrategie: Es wurden Arbeitsplätze abgebaut, überalterte Elektrolyseanlagen geschlossen und ein Teil der Stromerzeugung verkauft: 1983 die Kraftwerke Vernayaz und Riddes, einige Jahre später 20 % der Rhowag AG an FMV und 50 % der Kraftwerke Saltina. Mitte der 1990er-Jahre folgte der Verkauf von 50 % der Rhowag und weiterer Kraftwerke. 1999 wurde die Lonza-Division Chemie und Energie aus der Algroup ausgegliedert, im Jahr 2001 das Energiegeschäft an die EnBW AG verkauft und die Lonza Energie AG zur EnAlpin Wallis AG mit Sitz in Visp und später zur EnAlpin AG umfirmiert. Im November 2008 beschlossen die Aktionäre der schweizerischen Energiedienst Holding AG mit Sitz in Laufenburg den Zusammenschluss mit EnAlpin in Form der Übernahme der EnAlpin-Aktien von der EnBW. Mit dem Zusammenschluss der zwei Schwesterunternehmen Energiedienst und EnAlpin entstand in der Schweiz ein namhaftes Energieunternehmen mit der Fokussierung auf Energieproduktion aus Wasserkraft und der Versorgung von Kunden mit elektrischer Energie. EnAlpin mit Sitz in Visp blieb als Tochtergesellschaft der Energiedienst Holding bestehen. (Quellen: Schweizer Lexikon (1991), Historisches Lexikon der Schweiz, EnAlpin.) 7


5.2 Feuerschaugemeinde Appen zell Innerrhoden Der erweiterte Dorfkreis Appenzell, der zu den Bezirken Appenzell, Schwende und Rüte gehört, ist in der Feuerschaugemeinde vereinigt. Diese seit dem 16. Jahrhundert bestehende Spezialgemeinde übt in ihrem Gebiet an Stelle der Bezirke die Bau- und Feuerpolizei aus und ist für die Feuerwehr, die Energie- und Wasserversorgung zuständig. Noch heute findet jährlich die Dunkeversammlung statt. Der Ausdruck «Dunke» stammt aus dem AltSchweizerdeutschen und bedeutet «tunken» beziehungsweise eintauchen. Früher mussten alle Dunkebürger ihre Wasserlöschbehälter einmal jährlich an der Versammlung auf undichte Stellen überprüfen, um bei Feuer das Löschen gewährleisten zu können. Dies wurde durch das Eintauchen des Behälters in Wasser bewerkstelligt, wodurch die Holzkübel wieder dicht waren. Die Feuerschaugemeinde ist Eigentümerin des Speicherkraftwerks Seealpsee-Wasserauen mit einer jährlichen Produktion von 7.7 GWh. (Quelle: Feuerschaugemeinde Kanton Appenzell Innerrhoden.) 6. Ausblick und Folgerungen Die Datenbank ist erstellt, und die Zentralen konnten mit wenigen Ausnahmen einem direkten Eigentümer zugeordnet werden, sodass sich damit ein robustes Bild der Beteiligungs- und Eigentumsverhältnisse der Schweizer Wasserkraft erstellen lässt. Die Energiewirtschaft ist im Umbruch. So wurden in den vergangenen

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Jahren teilweise Portfeuilles bereinigt: die Axpo Power AG hat zum Beispiel ihre Beteiligung an der Argessa AG an Energie Service Biel veräussert, und die Eigentumsverhältnisse der Gommer Kraftwerke AG haben sich nach dem Verkauf der Alpiq- (2015) und BKW-Anteile (2016) an die groupe e AG vereinfacht. Dank dem hohen Initialaufwand und der übersichtlichen Struktur können Änderungen bei den Beteiligungen rasch erfasst werden. Die Herausforderung wird darin bestehen, Änderungen bei den Eigentumsverhältnissen kleiner Kraft­ werke zu «entdecken». Bei den grossen Stromproduzenten wird ein jährlicher Vergleich der Datenbank mit dem aktuellsten Geschäftsbericht genügen, um die Aktualität der Datenbank zu sichern und die Änderungen zu dokumentieren. Mit der vorliegenden Datengrundlage können spezifische Fragen rund um die Beteiligungs- und Eigentumsverhältnisse beantwortet werden, und sie wird auch helfen, bei energiepolitischen Diskussionen wie zum Beispiel bei der Erarbeitung von Heimfallstrategien der Kantone und bei Fragen rund um den Wasserzins die Argumentation der jeweiligen Akteure besser zu verstehen.

Werkstattmodus zu verlassen, die Fehleranfälligkeit zu verringern und die aktuell verfügbaren robusten Ergebnisse zu generieren. Christoph Leuenberger hat mit seinem mathematischen Know-how den Link zwischen Mathematik und Eigentumsverhältnissen hergestellt und so ermöglicht, dass für sämtliche Kraftwerke und Eigentümer, mit überschaubarem Rechenaufwand standardisiert, die jeweiligen Eigentums- und Beteiligungsverhältnisse bestimmt werden können. Beat Moser hat durch die Strukturierung der Akteure und die Einteilung gesellschaftsrechtlicher Formen eine Systematik erstellt, die es ermöglicht, sinnvolle Eigentümerkategorien miteinander zu vergleichen. Zum Schluss sei auch denjenigen Personen in Unternehmen, Verbänden, Gemeinden und Kantonen gedankt, die sich die Zeit genommen haben, die manchmal diffus anmutenden Anfragen des ­Autors zu beantworten. Literatur [1] Amt für Energie und Verkehr Graubünden: Grischelectra AG – Kurzportrait. Stand 30. März 2018. Chur, 2018. [2] Piot, M. Wem gehört die Schweizer Wasserkraft – ein Werkstattbericht. «Wasser Energie Luft» 4/2017. Baden. [3] ZHAW 2014: Energieverbrauch der Schweizer Kantone – Endenergieverbrauch und Mittelabfluss durch den Energie-Import. Eymann L.,

Danksagung

J. Rohrer, M. Stucki (Forschungsgruppe Erneu-

Der Autor bedankt sich bei Michael Beer für

erbare Energie). ZHAW Wädenswil.

seine grosse Unterstützung in diesem Projekt. Ihm ist es mit dem Aufbau der Datenbank zu ver-

Anschrift des Verfassers

danken, dass nun sämtliche notwendigen Anga-

Michel Piot

ben in einer strukturierten Form abgespeichert

Schweizerischer Wasserwirtschaftsverband

sind und in der Statistiksoftware R verarbeitet

Rütistrasse 3a, CH-5401 Baden

werden können. Damit war es möglich, den

michel.piot@swv.ch

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Konzeptionelle Standortanalyse von Fischleitrechen mit Hilfe numerischer 3-D-Simulationen Linus Feigenwinter, David Vetsch, Stephan Kammerer, Carl Robert Kriewitz, Robert Boes

Zusammenfassung Das revidierte Gewässerschutzgesetz von 2011 hat unter anderem die Wiederherstellung der Fischgängigkeit an Querbauwerken wie z. B. Wasserkraftanlagen zum Ziel. Während für den Fischaufstieg bereits funktionierende Massnahmen entwickelt und angewandt wurden, konzentrieren sich aktuelle Forschungsprojekte vermehrt auf Fischabstiegshilfen. Nach heutigem Wissensstand wird insbesondere horizontalen und vertikalen Fischleitrechen ein hohes Potenzial zugeschrieben. Deshalb wird in diesem Artikel ein Konzept für die optimale Standortwahl von Fischleitrechen mit Hilfe numerischer Simulationen vorgestellt. Das Schema basiert auf drei Schwerpunkten, namentlich der Fischbiologie, den baulichen Rahmenbedingungen und den hydraulischen Verhältnissen. Letztere können mittels hydrodynamischer 3-D-Simulationen ermittelt und anschliessend für potenzielle Standorte ausgewertet werden. Unter Berücksichtigung fischbiologischer Grundlagen kann eine Bewertung der Strömungsbedingungen durchgeführt und somit die Eignung der Standorte beurteilt werden. Anhand des Flusskraftwerks in Brügg an der Aare wird die Anwendung des präsentierten Konzeptes veranschaulicht und diskutiert. 1. Einleitung Durch die Flusskorrektionen im 18. und 19. Jahrhundert wurden vielerorts die Schweizer Flüsse eingedämmt und begradigt, mit den vordergründigen Zielen des Hochwasserschutzes und der Landgewinnung. Dies führte zu negativen Effekten bezüglich der in den Flüssen vorkommenden Flora und Fauna. Um dem entgegenzuwirken, wird heutzutage bei flussbaulichen Massnahmen auch den ökologischen Aspekten eine hohe Bedeutung beigemessen. Dazu gehört unter anderem die Gewährleistung der Längsvernetzung, um das Wanderverhalten von Fischen nicht zu beeinträchtigen. Diese Längsvernetzung wird in den Schweizer Fliessgewässern durch rund 100 000 künstliche Abstürze und Bauwerke mit einer Höhendifferenz von über 50 cm unterbrochen, und insbesondere Flusskraftwerke stellen unüberwindbare Hindernisse für die Fische dar (BAFU, 2009). Es sind deshalb bauliche Massnahmen notwendig, um einen ungehinderten Fischauf- und Fischabstieg sicherzustellen. Seit der Revision des Gewässerschutzgesetzes und der Gewässerschutzverordnung von 2011 sind die Finanzierung und Umsetzungsordnung gesetzlich verankert (GSchG/GSchV, 2017).

Beim Wanderverhalten verschiedener Fischspezies gibt es grosse Varia­ tionen. Die gebräuchlichsten Einteilungen der Fischwanderungen beziehen sich dabei auf die Zielhabitate (z. B. Nahrungswanderung oder Laichwanderung) und die durchwanderten Lebensraumtypen. Bei der letzteren Klassifizierung wird zwischen potamodromen und diadromen

Fischarten unterschieden. Potamodrome Spezies (z. B. Barbe, Nase) wandern ausschliesslich im Süsswasser, während dia­ drome Fischarten zwischen Süss- und Salzgewässer migrieren. Diadrome Arten werden weiter unterteilt in anadrome und katadrome Spezies. Anadrome Fischarten (z. B. Lachs) leben im Meer, steigen für die Fortpflanzung jedoch in Süssgewässer auf, während es sich bei den katadromen Spezies (z. B. Aal) umgekehrt verhält. Auch die Wanderdistanz weist eine grosse Bandbreite auf und reicht von wenigen Kilometern der Kurzdistanz- (z. B. Äsche) bis zu über 1000 km der Langdistanzwanderer (z. B. Lachs, Stör, Aal) (Ebel, 2013). Diese verschiedenen Migrationsmuster müssen bei der Dimensionierung von Fischwanderhilfen berücksichtigt werden, um deren Wirksamkeit sicherzustellen. Für die flussaufwärtsgerichtete Fischmigration wurde früher mit der Massnahmenentwicklung begonnen als für die flussabwärtsgerichtete, weshalb heutzutage eine relativ gute Wissensbasis bezüglich Fischaufstiegsanlagen existiert. Bei den Fischabstiegshilfen ist we-

Bild 1. Anordnung eines Leitrechensystems mit Schräganströmung (charakterisiert durch den Anströmwinkel α) und dazugehörigen Geschwindigkeitsvektoren.

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niger Erfahrung vorhanden, vor allem was das Verhalten der Fische beim Abstieg an grossen Wasserkraftanlagen betrifft (Spillmann & Walter, 2017). Gemäss Kriewitz (2015) und Kriewitz et al. (2015) lassen sich Fischabstiegsmassnahmen in die zwei Ansätze «Abschirmen und Umleiten» sowie «Durchleiten» unterscheiden. Insbesondere den dem Ansatz «Abschirmen und Umleiten» zugeordneten Fischleitrechen wird einiges Potenzial für eine erfolgreiche Fischabwanderung zugesprochen.

Bild 2. Beispielgeometrie eines Horizon­talrechens (oben), Louvers (Mitte) sowie klassischen Bar Racks (unten) mit Schräganströmung. Die schwarzen Pfeile repräsentieren den Anströmvektor.

Für deren Auslegung müssen die hydraulischen Verhältnisse im Anströmbereich der Kraftwerke bekannt sein. Diese können einerseits mit Hilfe von Feldmessungen erhoben werden. Andererseits ist es dank der heute zur Verfügung stehenden Computerleistung möglich, die Strömungsbedingungen mit Hilfe numerischer Modelle zu simulieren. 2. Fischleitrechen Fischleitrechen basieren auf dem Prinzip, die Fische entlang der Rechenachse in einen alternativen Abwanderungskorridor (Bypass) zu führen. Um dies zu erreichen, werden die Rechen in einem horizontalen Winkel zur Anströmrichtung angeordnet, welcher meist α < 45° beträgt (Bild 1). Eine gute Leitwirkung ist zu erwarten, wenn die Tangentialgeschwindigkeiten entlang des Rechens grösser sind als die senkrecht auf den Rechen wirkenden Normalgeschwindigkeiten. Die Rechen können mit horizontal oder vertikal ausgerichteten Stabelementen ausgeführt werden. Horizontalrechen weisen meist Stababstände zwischen 10 und 20 mm auf und sind für eine grosse Zahl von Fischen nicht passierbar (Bild 2). Deshalb werden sie zu den physischen Barrieren gezählt. Zu den bekanntesten Vertikalrechen zählen Louver und Bar-Racks, welche zu den mechanischen Verhaltensbarrieren gehören (Kriewitz, 2015; Kriewitz et al., 2015; Boes et al., 2016). Beim Louver sind die Rechenstäbe normal zur Hauptströmung angeordnet, bei klassischen Bar-Racks sind diese orthogonal zur Rechenachse ausgerichtet (Bild 2). Daneben gibt es Weiterentwick-

lungen des Bar-Racks mit Rechenstäben, die nicht orthogonal zur Rechenachse angeordnet sind und rechteckige (ModifiedBar-Rack, MBR, Kriewitz et al., 2015) bzw. gekrümmte Stabquerschnittsformen (Modified-Curved-Bar-Rack, MCR; Beck et al., 2019) aufweisen. Die Fischleitwirkung wird bei mechanischen Verhaltensbarrieren durch zwei Mechanismen erreicht: • Ein zentraler Aspekt sind die von den Rechenstäben verursachten hydrau lischen Strömungsveränderungen. Zu nennen sind hier insbesondere die Strömungsablösungen entlang der Rechenkanten, welche bei Fischen eine Vermeidungsreaktion auslösen. Diese turbulenten Strukturen führen dazu, dass nur wenige Fische den Rechen durchschwimmen (Kriewitz, 2015). Die Vermeidungsreaktion nimmt jedoch mit zunehmendem Stabab stand ab (Ebel, 2013). Tatsächlich konnten in ethohydraulischen Versu chen zwei fischartenspezifische Re aktionsmuster beobachtet werden. Einige Arten wie z. B. Barben, Bach forellen und Aale zeigen ein investiga tives und strukturliebendes Verhalten und meiden den Rechenkontakt nicht. Anders verhalten sich z. B. Äschen und Schneider, welche strukturmeidend sind und den Rechen nur in Ausnahme situationen berühren. • Der zweite Aspekt der hydraulischen Wirkung wird als Leitströmung (engl.: sweeping flow) bezeichnet. Es handelt sich um eine rechenparallele Strö mungskomponente, die die Fische aktiv in Richtung Bypass verdriftet.

Bild 3. Konzept zur Standortevaluierung von potenziellen Fischabstiegshilfen. 10

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Der Stababstand bei Vertikalrechen beträgt meist 5 cm oder mehr, was im Vergleich zu den Horizontalrechen einen einfacheren Unterhalt bedeutet, da ein Teil des Geschwemmsels und Geschiebes durch den Rechen abgeführt werden kann. Dieser Vorteil macht sie für den Einsatz an grossen Kraftwerken denkbar, da hier aufgrund der grossen Rechenlänge die Reinigung von Feinrechen aktuell technisch äus­ serst aufwendig ist (Kriewitz, 2015; Boes et al., 2016). 3. Konzept für die Standorteva luierung von Fischleitrechen Das entwickelte Konzept (Bild 3) basiert auf den drei Schwerpunkten Fischfauna, bauliche Rahmenbedingungen und hydraulische Gegebenheiten. Fischfauna In einem ersten Schritt müssen die biologischen Aspekte der vorkommenden Fischfauna untersucht werden (Artenvielfalt, Lebensräume, Wanderverhalten, Fliessgewässerzone usw.). Basierend auf diesen Grundlagen, werden die für die Dimensionierung des Leitrechens massgebenden Leitfischarten definiert. Für diese Spezies müssen anschliessend die fischbiologischen Grundlagen ermittelt werden, welche die zulässige Anströmgeschwindigkeit des Rechens sowie die Körperproportionen der Leitfischarten beinhalten. Bauliche Rahmenbedingungen Die zweite Stütze des Konzeptes stellt die Anlage und die damit verbundenen baulichen Rahmenbedingungen dar. In einem Variantenstudium können mögliche Anordnungen von Abstiegshilfen bezüglich der Realisierbarkeit, der Kosten sowie der benötigten baulichen Massnahmen untersucht und gegebenenfalls bereits ausgeschlossen werden. Hydraulische Bedingungen Der dritte Schwerpunkt des Konzeptes beinhaltet die hydraulischen Bedingungen im Zuströmbereich des Kraftwerks. Diese können mittels numerischer Modelle ermittelt oder durch Feldmessungen erhoben werden. Mit Hilfe einer visuellen Beurteilung der Strömungsverhältnisse können unter Umständen strömungstechnisch ungünstige Varianten bereits identifiziert und aus dem Variantenstudium ausgeschlossen werden. In einem nächsten Schritt werden die gemessenen oder simulierten hydraulischen Bedingungen für die im Variantenstudium definierten, potenziellen Stand-

orte ausgewertet. Bei Fischleitrechen mit horizontaler Schräganströmung sind die parallel zum Rechen wirkenden Tangential- sowie die senkrecht auf den Rechen gerichteten Normalgeschwindigkeiten von Interesse. Bei quer angeströmten Rechen wird die darauffolgende Bewertung aufgrund der Anströmgeschwindigkeit durchgeführt. Mit Hilfe der leitfischartspezifischen zulässigen Anströmgeschwindigkeit des Rechens werden anschliessend die ermittelten Strömungsverhältnisse und somit die Eignung des Standortes beurteilt. Nach der Ermittlung eines geeigneten Standortes können die geometrischen Eigenschaften des Fischleitrechens festgelegt werden. Bei physisch weitgehend undurchlässigen Barrieren muss die lichte Stabweite in Bezug auf die Körperproportionen der Leitfischarten definiert werden, bei durchlässigen Rechen ist die negative Korrelation zwischen lichter Stabweite und Schutzwirkung zu beachten (Ebel, 2013). Die Wahl der Rechengeometrie sollte zudem konstruktive Aspekte wie Stabilität und Schwingungsarmut des Rechens und die Installation der Rechenreinigungsanlage berücksichtigen. In einem letzten Schritt können die durch den Fischleitrechen verursachten hydraulischen Verluste abgeschätzt werden. Bei Wasserkraftanlagen sollten diese minimiert werden, um die Einbussen der Stromproduktion so gering wie möglich zu halten. Im Folgenden werden einzelne Aspekte des Konzeptes ausführlicher erläutert. 3.1 Fischbiologische Grundlagen Bei den fischbiologischen Grundlagen stehen die Körperproportionen sowie die Schwimmleistungen der definierten Leitfischarten im Vordergrund. Die Körperproportionen von Fischen lassen sich durch die relative Körperbreite bFisch,rel, die relative Körperhöhe hFisch,rel und den Proportionsindex G beschreiben. Die relative Körperhöhe und -breite sind als Verhältnis zwischen der maximalen Breite bFisch,max, respektive maximalen Körperhöhe hFisch,max und der Totallänge L des Fisches definiert (Ebel, 2013): (1)  (2)  (3)

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Für Fische mit einem Proportionsindex G > 1 kann die kritische Körperlänge Lkrit für die physische Passierbarkeit eines Leitrechens in Abhängigkeit der lichten Stabweite s wie folgt ermittelt werden (Ebel, 2013): (4)

Dieses Kriterium ist strikt gültig für vertikal ausgerichtete Stäbe. Bei Horizontalrechen ist für Fische mit einem Proportionsindex G > 1 und gleicher Stabweite eine höhere Schutzwirkung zu erwarten, da aktuelle Untersuchungen darauf hinweisen, dass Fische ihre natürliche Körperausrichtung nur bedingt ändern und die Barriere entsprechend selten in Seitenlage passieren (Schmalz, 2010). Da aber noch keine allgemein gültigen Verhaltensmuster der Fische bekannt sind, wird empfohlen, für Horizontalrechen die gleichen Grundsätze wie für vertikal ausgerichtete Stäbe zu verwenden (Ebel, 2013). Gleichung (4) wird bei der Dimensionierung der Rechengeometrie invers angewandt, indem die Stabweite s für eine gegebene kritische Körperlänge Lkrit definiert wird. Dabei sollte die Körperlänge der Leitfischart während ihres ersten Wanderstadiums im Lebenszyklus als Lkrit gewählt werden. Für die Bemessung der Anströmgeschwindigkeiten und -winkel von Fischleitrechen mit horizontaler Schräganströmung wurden diverse Modelle entwickelt wie beispielsweise die Ansätze von Pakhorukov u. Kuragina (1978, in Pavlov 1989), Pavlov (1989) oder von Bates u. Vinsonhaler (1957). Gemäss Ebel (2013) besitzt jedoch die Methode von O’Keeffe u. Turnpenny (2005) die günstigsten Voraussetzungen für einen effektiven Fischschutz. Demnach müssen Fischleitrechen so bemessen werden, dass die Geschwindigkeitskomponente vnormal orthogonal zum Rechen die maximale Dauerschwimmgeschwindigkeit vopt des Fisches nicht überschreitet, um Schäden der Fische durch Anpressung an den Rechen zu verhindern: (5) Die Dauerschwimmgeschwindigkeit bezeichnet die Schwimmaktivität, welche ein Fisch über mehrere Stunden (oft wird t = 200 min als Grenzwert definiert) ohne Ermüdung aufrechterhalten kann. Da die Schwimmfähigkeit der Fische mit sinkender Temperatur T abnimmt, wird meist eine Wassertemperatur von 5 °C als Referenzwert verwendet. Für die Abschätzung von 11


vopt wurde eine Vielzahl von empirischen allgemeinen sowie gildenspezifischen uni- und multivariaten Modellen entwickelt. Einen diesbezüglichen Literatur­ überblick bieten die Arbeiten von Wolter u. Arlinghaus (2003), Peake (2008) und Ebel (2013). Für eine erste Beurteilung der Dauerschwimmgeschwindigkeit kann das allgemeine multivariate Modell von Ebel (2013) angewandt werden:  (6)

Es gilt zu beachten, dass dieser Ansatz für Fischspezies mit speziellem Schwimmstil wie Neunaugen, Aale oder Störe nicht anwendbar ist und auf artenspezifische Modelle zurückgegriffen werden muss. 3.2 Numerische Modelle v s. Feldmessungen Die hydraulischen Bedingungen können, wie bereits erwähnt, mit Hilfe numerischer Modelle oder Feldmessungen ermittelt werden. Der Aufbau eines numerischen Modells ist mit erheblichem Daten- und Zeitaufwand für die Ausarbeitung der Topografie und der Kraftwerksgeometrie verbunden. Bei erfolgreicher Erstellung eines Modells können die hydraulischen Bedingungen jedoch in jedem beliebigen Schnitt und für jeden gewünschten Betriebszustand des Kraftwerks ausgewertet werden. Dies ist der grosse Vorteil gegenüber Feldmessungen, welche für jeden potenziellen Standort bei dem gewünschten Abflussregime durchgeführt und aufgearbeitet werden müssen. Idealerweise werden Feldmessungen und

Computermodell kombiniert, indem Letzteres anhand von Ersterem kalibriert bzw. validiert wird. Dank der fortgeschrittenen Computertechnologie ist es heutzutage möglich, auch mit handelsüblichen Computern Strömungsanalysen von grossen Modellperimetern mit Hilfe dreidimensionaler numerischer Simulationen mit angemessenem Zeitaufwand durchzuführen. Durch das Lösen der Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen in Kombination mit einem Turbulenzmodell können die realen Strömungsverhältnisse mittels numerischer Simulationen zweckmässig approximiert werden. Ein aktuelles Beispiel stellt die Arbeit von Fuentes-Perez et al. (2018) dar, in welcher hohe Übereinstimmungen zwischen gemessenen und simulierten Strömungsbedingungen in einem Vertikalschlitzpass einer Fischaufstiegsanlage erzielt werden konnten. 4. Anwendung des Konzeptes auf das Flusskraftwerk Brügg Das von der BKW Energie AG betriebene Flusskraftwerk Brügg befindet sich an der Aare rund 2.2 km unterstrom des Bielersees und stellt zusammen mit dem Regulierwehr Port ein zentrales Bauwerk der zweiten Juragewässerkorrektion dar (Früh u. Schudel, 2013). Es handelt sich um ein Buchtenkraftwerk in Deckelbauweise mit zwei frontal angeströmten, doppelt regulierten Kaplan-Rohrturbinen (Bild 4). Der Ausbaudurchfluss beträgt 220 m3/s. Bei höheren Abflüssen wird das überschüssige Wasser über das Wehr abgeführt (BKW, 2014). Die Anlage in Port/ Brügg verfügt bereits über eine Fischaufstiegsanlage in Form eines Schlitzpasses, jedoch ist der Fischabstieg zum heutigen

Bild 4. Situation Regulierwehr Port (1) mit Wehrfeldern WF1 – WF5, Schiffschleuse (2), Kraftwerk Brügg (3) und Fischaufstiegsanlage (4). Die weissen Pfeile zeigen die Fliessrichtung an (Bilder: map.geo.admin.ch). 12

Zeitpunkt nur bei Wehrbetrieb sowie zeitlich begrenzt durch die Schiffsschleuse möglich. Aufbauend auf dem revidierten Gewässerschutzgesetz (GSchG, 2017), erarbeitete der Kanton Bern ein kantonales Gewässerentwicklungskonzept ­(GEKOBE). Da die Aare die Kantone Bern, Solothurn und Aargau durchfliesst, wurde für die Sanierungspflichten das Teilprojekt «Interkantonale Planung Aare» ausgearbeitet. Dabei wurde die Sanierungspflicht der Fischgängigkeit der Anlage Port/Brügg mit der Priorisierung «sehr hoch» bewertet, sowohl für den Fischauf- als auch den Fischabstieg. Aufgrund dieser Priorisierung sind Sanierungsmassnahmen bis 2020 durchzuführen (BVE et al., 2014). Durch die Bemühungen, im Rhein wieder eine selbsterhaltende Lachspopulation anzusiedeln, wird diese Fischart längerfristig auch im Aaresystem erwartet. Deshalb wurden der Lachs (Salmo salar) und die Barbe (Barbus barbus) als Leitfischarten für die Dimensionierung von Fischwanderhilfen entlang der Aare definiert. Die kritische Körperlänge Lkrit dieser Arten beträgt 10–20 cm, die relative Körperbreite bFisch,rel 0.10 für den Lachs und 0.11 für die Barbe (Ebel, 2013). Bei einem Horizontalrechen bedingt dies eine lichte Stabweite zwischen s = 1.0 und 2.2 cm. Da die Proportionsindizes des Lachses (G = 1.80) und der Barbe (G = 1.55) über 1 liegen, ist bei horizontalen Stäben mit einer hohen Schutzwirkung zu rechnen. Die Dauerschwimmgeschwindigkeiten liegen je nach Wahl der Schwimmdauer (t = 100– 200 min) und der Wassertemperatur (T = 5–10 °C) zwischen vopt = 0.4 und 0.8 m/s. 4.1 Variantenstudium Basierend auf den bereits durchgeführten Variantenstudien von Höttges u. Sausen (2016) sowie der BKW (2016), wurden vier potenzielle Anordnungen für einen Fischleitrechen definiert (Bild 5). Die Variante V1* stellt eine Optimierung von V1 dar, indem der Leitrechen vor der linken Turbine bis unterstrom des Ausstiegs der Fischaufstiegsanlage führt. Nebst den hydraulischen Bedingungen sollten die verschiedenen Standorte auch bezüglich weiterer Vor- und Nachteile beurteilt werden. Die Varianten V1, V1* und V2 weisen die Möglichkeit auf, dass der Brückenpfeiler im Falle einer positiven statischen Prüfung als Auflager für den Rechen verwendet werden kann. Jedoch erschwert der Pfeiler die Auslegung der Rechenreinigungsanlage. Die Rechenlängen betragen ca. 36 m für V1 und V2

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Wehr und bei der Dritten nur noch der Turbinenzulauf abgebildet. Die räumliche Auflösung des letzten Modells beträgt 20 cm in alle drei Raumrichtungen. Das Rechengitter dieses Modells ist in Bild 6 dargestellt und besteht aus rund 6.1 Mio. Zellen. Für die zweite und dritte Simulation wurde jeweils der stationäre Zustand der vorherigen Berechnung als Anfangsbedingung verwendet. Die Modelle wurden mittels Pegelmessungen im Ober- und Unterwasser kalibriert. Bild 5. Potenzielle Anordnungen für Fischabstiegshilfen beim Kraftwerk Brügg. Die Varianten V1 und V1* weisen vor der rechten Turbine die gleiche Linienführung auf. In Grün dargestellt ist die vorhandene Fischaufstiegsanlage in Form eines Vertikalschlitzpasses. Die schwarzen Pfeile zeigen die Fliessrichtung an. sowie ca. 42 m für V1* und sind somit relativ kurz. Die Variante V1* weist den Vorteil auf, dass die aktuelle Linienführung der Fischaufstiegsanlage beibehalten werden kann. Bei V1 muss der Ausstieg verschoben werden und V2 und V3 bedingen gar eine verlängerte Linienführung der Fischaufstiegshilfe ins Oberwasser. Der Bypass der Standorte V1 und V1* kann mittels ähnlicher Linienführung wie derjenige der Fischaufstiegsanlage ausgeführt und dessen Abfluss kann als Lockströmung für den Fischaufstieg verwendet werden. Die Variante V2 ermöglicht einen sehr kurzen Bypass durch den Einlaufpfeiler des Kraftwerks ins Unterwasser, macht allerdings die Anbindung einer sohlnahen Bypassöffnung unmöglich. Da sich die Standorte V1, V1* und V2 nahe vor den Turbineneinläufen befinden, besteht die Möglichkeit, den Bereich zwischen Rechen und Einlauf abzudecken und gegebenenfalls auf einen Grobrechen zu verzichten. Die Position der Variante V3 weist den Vorteil auf, dass bei Überwasser eine Verbesserung der Fischabwanderung über das Wehr zu erwarten ist. Jedoch weist diese Variante eine grosse Rechenlänge von 70 m auf, und es ist mit erheblichen konstruktiven Aufwänden zu rechnen, um die Stabilität der Rechenkonstruktion zu gewährleisten. Ein weiterer Nachteil ist eine unumgängliche Verlängerung der Fischaufstiegsanlage ins Oberwasser. 4.2 Numerisches Modell Die hydraulischen Verhältnisse wurden mit Hilfe numerischer 3-D-Simulationen mit der freiverfügbaren Software OpenFOAM (Version v1712) ermittelt (Greenshields, 2015). Für Freispiegelabflüsse eignet sich der zu OpenFOAM gehörende InterFoamSolver. Dessen physikalisches Modell basiert auf den Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen in Kombination

mit einem Turbulenzmodell, welches als Schliessungshypothese für die ReynoldsSpannungen dient (Damián, 2012). In der vorliegenden Arbeit wurde dazu das RNGk-ε-Turbulenzmodell verwendet. Die Phasengrenzfläche zwischen Wasser und Luft wird beim InterFoam-Solver mit der VOFMethode (Volume of Fluid) simuliert (Hirt u. Nichols, 1981). Ein weiterer Vorteil von OpenFOAM neben der freien Verfügbarkeit ist die Verwendung eines unstrukturierten Rechengitters. Durch die zusätzliche Verwendung polyedrischer Zellen (nebst hexaedrischen) können auch komplexe Geometrien exakt abgebildet werden (Bild 6). Aus Effizienzgründen wurde eine Abfolge von drei Simulationen durchgeführt, wobei der Modellperimeter jeweils verkleinert und im Gegenzug die räumliche Auflösung erhöht wurde. Die Modellgeometrie der ersten Simulation beinhaltet das Regulierwehr Port, das Kraftwerk Brügg sowie 930 m des Gerinnes oberstrom und 710 m unterstrom. Bei der zweiten Simulation wurden das Kraftwerk sowie das

4.3 Hydraulische Verhältnisse und deren Bewertung Es wurde ein Betriebszustand mit Turbinenabfluss bei geschlossenen Wehrfeldern simuliert, wobei der Durchfluss mit 195 m3/s etwas unter dem Ausbaudurchfluss lag. Im nächsten Schritt wurden die hydraulischen Verhältnisse in den Schnitten der vier definierten Standorte ausgewertet (Bild 7, links). Da sämtliche Varianten eine horizontale Schräganströmung aufweisen, ist jeweils das Verhältnis der tangentialen zu den normalen Geschwindigkeitskomponenten dargestellt. Ist dieser Quotient grösser als 1, kann mit einer guten Leitwirkung des Rechens gerechnet werden. Die Normalgeschwindigkeiten wurden im Anschluss mit vopt = 0.7 m/s bewertet (Bild 7, rechts), was innerhalb des oben genannten Intervalls der Dauerschwimmgeschwindigkeiten für die beiden Leitfischarten liegt. Für die konkrete Ausführung sollte für die optimale Wahl der Dauerschwimmgeschwindigkeit eine Fachperson für Fischbiologie konsultiert werden. Um die Sensitivität der Bewertung aufzuzeigen und Modellungenauigkeiten zu berücksichtigen, sind zusätzlich die Isotachen bei ±10 % der Grenzgeschwindigkeit dargestellt.

Bild 6. Rechengitter des OpenFOAM-Modells des Turbinenzulaufes. Das unstrukturierte Gitter ermöglicht eine präzise Abbildung der Geometrie.

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Modell. Dies würde Zellgrössen im Millimeterbereich voraussetzen und zu einem unpraktikablen Rechenaufwand führen. Die hydraulischen Verluste können mit den entsprechenden Gleichungen aus der Literatur abgeschätzt werden, beispielsweise mit den Ansätzen von Raynal et al. (2013), Kriewitz et al. (2015), Boes et al. (2016), Albayrak et al. (2017) oder Beck et al. (2019) für vertikale, im Grundriss schräg angeordnete Leitrechen sowie von Maager (2016) und Albayrak et al. (2018) für horizontale Leitrechen. Diese Gleichungen wurden empirisch anhand von Laborversuchen für homogene Anströmung entwickelt. Bei stark inhomogenen Strömungsbedingungen, wie sie etwa beim Turbinenzulauf des Kraftwerks Brügg vorkommen, muss deshalb mit Abweichungen gerechnet werden.

Bild 7. Links: Verhältnis der tangentialen (Vt) zu den normalen Geschwindigkeiten (Vn) für die vier berücksichtigten Varianten. Bei einem Quotienten grösser als 1 kann mit einer guten Leitwirkung gerechnet werden. Rechts: Bewertung der Normalgeschwindigkeiten für eine Fisch-Dauerschwimmgeschwindigkeit vopt = 0.7 m/s. Zusätzlich sind die Isotachen bei ±10 % dieses Grenzwertes dargestellt. Die Resultate zeigen, dass bei den Varianten V1, V1* und V3 mit einer guten Leitwirkung der Fische gerechnet werden kann, da die tangentialen Geschwindigkeiten bei diesen Anordnungen mehrheitlich grösser als die Normalgeschwindigkeiten sind. Beim Standort V2 ist ersichtlich, dass das Verhältnis zwischen den Tangentialund Normalgeschwindigkeiten weitgehend unter 1 liegt und deshalb mit einer schlechteren Leitwirkung zu rechnen ist als bei den anderen Positionen. Die Bewertung der Normalgeschwindigkeiten verdeutlicht, dass die Variante V1* das Kriterium am besten erfüllt. Bei den Varianten V1 und V2 sind die Normalgeschwindigkeiten insbesondere bei der linken Rechenhälfte höher als der Grenzwert, wodurch die Gefahr der Anpressung der Fische an den Rechen besteht. Dies gilt auch für den 14

Standort V3 beim Einlaufpfeiler des Kraftwerkzulaufs, wo hohe Normalgeschwindigkeiten aufgrund der Strömungsablösung bei der Pfeilerumströmung auftreten. Zusätzlich wurde ein Betriebszustand mit kombiniertem Turbinen- und Wehrabfluss untersucht. Durch die geöffneten Wehrfelder bildet sich eine kleinere Ablösungszone beim Einlaufpfeiler aus. Ansonsten konnten sehr ähnliche Strömungsverhältnisse im Turbinenzulauf wie beim gezeigten Lastfall ermittelt werden. Auf die Darstellung der Resultate für den kombinierten Betrieb der Anlage wird deshalb verzichtet. Der Aspekt der hydraulischen Verluste wird an dieser Stelle nicht berücksichtigt. Begründet wird dies durch die schwer realisierbare korrekte geometrische Abbildung der Fischleitrechen im numerischen

5. Schlussfolgerungen und Ausblick Das präsentierte Konzept weist den Vorteil auf, dass Standorte von Fischleitrechen mit Hilfe numerischer Simulationen beurteilt werden können, ohne die Rechen effektiv in den Modellen abzubilden. Die Verwendung eines numerischen Modells anstelle von Feldmessungen für die Ermittlung der Strömungssituation weist einige Vorteile auf. So können die hydraulischen Bedingungen nach der Erstellung eines kalibrierten Modells in jedem gewünschten Schnitt und für beliebige Betriebszustände ausgewertet werden. Des Weiteren können anhand der Simulationsresultate zusätzliche Erkenntnisse gewonnen werden. Beispielsweise können aus den Geschwindigkeitsvektoren die Kräfte auf im Wasser befindliche Strukturen abgeleitet oder turbinenspezifische Anströmkriterien für einen optimalen Wirkungsgrad überprüft werden. Da die Rechen im numerischen Modell nicht berücksichtigt werden, kann deren Einfluss auf die Strömungsverhältnisse unmittelbar oberstrom nicht direkt beurteilt werden. Erste numerische Modellierungen von Fischleitrechen in einem einfachen Rechteckgerinne im Labormassstab weisen darauf hin, dass die Rechen zu einer Strömungsablenkung entlang der Rechenachse führen (Feigenwinter, 2018). Dadurch wird das Verhältnis zwischen den Tangential- und Normalgeschwindigkeiten erhöht, was zu einer Verbesserung der Fischleiteffizienz führt. Die Beurteilung der Strömungsbeeinflussung durch Fischleitrechen im unmittelbaren Oberwasser bedarf jedoch weiterer Forschungsarbeit.

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Die Anwendung des Konzeptes auf das Kraftwerk Brügg zeigt, dass der Standort V1* die aus fischbiologischer Sicht günstigsten Voraussetzungen der getesteten Varianten aufweist. Eine Dauerschwimmgeschwindigkeit der Leitfischarten von 0.7 m/s wird nur lokal überschritten und die rechenparallele Tangentialgeschwindigkeitskomponente ist grösser als diejenige normal zum Rechen, sodass von einer guten Fischleitwirkung ausgegangen werden kann. Zudem besitzt diese Variante den Vorteil, dass die aktuelle Linienführung der Fischaufstiegsanlage grundsätzlich beibehalten werden kann. Ob sich ein Horizontal- oder ein Vertikalrechen besser eignet, muss in weiteren Abklärungen detailliert untersucht werden. Diese Variante zeigt, dass sich das Konzept auch zur Optimierung eines einzelnen Standortes eignet, da die Variante V1* erst nach der Beurteilung von V1 als Bestva­ riante untersucht wurde. Die hydraulischen Verluste von Fischleitrechen müssen derzeit mit herkömmlichen Formeln abgeschätzt werden. Die effektive Berücksichtigung der Rechen in den numerischen Modellen ganzer Wasserkraftanlagen und die korrekte Modellierung der hydraulischen Verluste bleibt Gegenstand zukünftiger Forschungsarbeit.

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«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden

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3-2018

· 106. Hauptversammlung SWV

WEL 4-2017

· Fischgängigkeit und -schutz bei Wasserkraftwerken · eDNA im Wasserbau · Gestaltung Gewässerräume · Wasserhaushalt Schweiz

· 105. Hauptversammlung SWV

WEL 4-2016

· Mehrzweckspeicher · Schwemmholztransport

WEL 3-2016

4-2015

· 104. Hauptversammlung SWV

WEL 3-2015

· Projekt Linthal 2015 · Optimierung Turbinenanströmung · Aufgaben Talsperrenwärter · Hochwasserschutz Melchaa

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

· Unwetterschäden 2017

· Flexibilisierung Wasserzinse – eine Chance für alle · Ausbau Wasserkraft seit 2006 · Aufgelöste Blockrampen · Antike Hydrotechnik

WEL 1-2017

1-2016

10. März 2016

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

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

WEL 1-2016

4-2018

11. Juni 2015

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

· KOHS-Empfehlungen Hochwasserschutz/Ufererosion

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

· Interkantonale Aareplanung

· SWV-Jahresbericht 2016

2-2015

17. September 2015

· Ökologie beim KW Hagneck

· Schwall/Sunk-Defizitanalyse

WEL 2-2016

3-2015

3. Dezember 2015

· Contraintes aux soudures des blindages

9. Juni 2016

· Aufwertung KW Oberhasli

· Murgangsimulationen

9. März 2017

2-2016

· Wasserzins – Reformbedarf im neuen Marktumfeld

· Schwemmholzrechen für den Hochwasserschutz

1-2017

· Marktmodelle Wasserkraft

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

· Stellenwert Gewässerräume

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

· Optimierte Instandhaltung und Einsatzplanung

· Courants de turbidité

WEL 1-2018

WEL 2-2017

15. September 2016

· Rentabilität Wasserkraft

· SWV-Jahresbericht 2017

8. Juni 2017

3-2016

8. Dezember 2016

· Mehrzweckspeicher

2-2017

WEL 3-2017

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· Ersatzinvestitionen in die Wasserkraft

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

· Gefahrenbeurteilung bei Schwemmholz

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

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

· Hochwasser bei Talsperren

· Künstliche Hochwasser

WEL 2-2018

14. September 2017

· Wasserkraft im Alpenraum

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

· Wasserhaushalt 2017

3-2017

7. Dezember 2017

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

· Anlagetechnik

WEL 3-2018

4-2017

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· Dammbruchanalyse

Seeforellenzaun in der Hasliaare (Foto: Andreas Funk)

· 107. Hauptversammlung SWV

· Geschiebe- und Habitatsdynamik

15. März 2018

Überlastkorridor Reuss im Urner Talboden (Bild: Joe Müller)

· Betonquellung an Talsperren

1-2018

14. Juni 2018

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

· Energieeinbussen aus Restwasserbestimmungen

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

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

· Neubau KW Gletsch-Oberwald

WEL 4-2018

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2-2018

13. September 2018

6. Dezember 2018

6. Dezember 2018

· Jubiläum VAR – Rückblick auf 100 Jahre Wasserwirtschaft · Rôle et tâches des barragistes · Gewässerpreis an KW Aarberg · SWV-Jahresbericht 2014

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

4-2018

· Neubau KW Gletsch-Oberwald · Energieeinbussen aus Restwasserbestimmungen · Betonquellung an Talsperren · 107. Hauptversammlung SWV

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Wellenatlas für Schweizer Seen Marc Diebold, Christoph Iseli, Jürg Elsener, Philippe Heller

Zusammenfassung In diesem Artikel wird das Projekt LATLAS vorgestellt, mit speziellem Augenmerk auf den Zürichsee. Diese interaktive Internetplattform beinhaltet einen Wellenatlas der wichtigsten Schweizer Seen. Für verschiedene Wiederkehrperioden und typische vorherrschende Winde werden dabei Wellencharakteristiken wie Wellenhöhe, Wellenperiode, Wellenlänge und Wellenrichtung berechnet. Diese Datengrundlage liefert eine einfach zugängliche und einheitliche Basis für die Wahl von Dimensionierungswellen. Um die verschiedenen Funktio­ nalitäten der Internetplattform Swisslakes.net in der Praxis anzuwenden, wurde für den Zürichsee eine entsprechende Studie durchgeführt. Auch wenn sich dieses Werkzeug in erster Linie an die zuständigen Behörden sowie an Ingenieur- und Umweltbüros richtet, die sich mit Uferschutz und Uferrenaturierung beschäftigen, so liefert die Plattform auch wertvolle Grundlagen für verschiedene Nutzer von Seen und Seeufern.

1. Einleitung Das Bundesgesetz über den Schutz der Gewässer (Gewässerschutzgesetz) vom 24. Januar 1991 und die Gewässerschutzverordnung vom 28. Oktober 1998 haben den umfassenden Schutz der Gewässer und ihrer vielfältigen Funktionen als Lebensräume für Pflanzen und Tiere sowie die nachhaltige Nutzung durch den Menschen zum Ziel. Die Revision der Gewässerschutzgesetzgebung im Jahr 2011 geht noch einen Schritt weiter. So führte sie unter anderem die Pflicht zur strategischen Planung und Umsetzung von Gewässerrevitalisierungen ein. Nachdem die strategische Revitalisierungsplanung für Fliessgewässer bereits abgeschlossen und in Umsetzung ist, werden die Kantone die Planungen für die Seeufer bis 2022 verabschieden müssen. Ziel der Planung ist ein umfassender Schutz der Seeufer sowie deren gezielte Entwicklung in Richtung eines naturnahen Zustandes. Das Gesetz definiert Revitalisierung als Wiederherstellung der natürlichen Funktionen eines verbauten, korrigierten oder überdeckten oberirdischen Gewässers mit baulichen Massnahmen. Eine Voraussetzung für die Errei-

Résumé Cet article présente le projet LATLAS qui vise à fournir, par une plateforme Internet interactive, un atlas des vagues pour les principaux lacs suisses. Les caractéristiques des vagues (hauteur significative, période, longueur d'onde, direction) générées pour chaque vent dominant y sont données pour différentes périodes de retour. Ainsi constituée, cette base de données propose une approche commune pour le choix des vagues de dimensionnement. Afin de présenter les différentes fonctionnalités pratiques de la plateforme Internet Swisslakes.net, les résultats pour le cas pratique du lac de Zürich sont exposés et discutés. Si cet outil s’adresse en premier lieu aux administrations ainsi qu’aux bureaux de génie civil et d’environnement actifs dans le domaine lacustre, il est aussi destiné aux différents utilisateurs des lacs intéressés par cette thématique.

chung dieser Ziele sind gute Kenntnisse nicht nur über den Zustand der Seen und der Seeufer, sondern auch über die biologischen, chemischen und physikalischen Prozesse, welche die naturnahen Gewässer prägen. Neben der Seegrund-Topografie (Bathymetrie), den Sedimenteigenschaften und dem Wasserstand sind Wellen­ eigenschaften wie Wellenhöhe, Wellenlänge oder Wellenrichtung hauptsächlich für die morphologische Entwicklung der Ufer verantwortlich. Für die Gestaltung und Bemessung von Revitalisierungsmassnahmen sind neben der Topografie des Ufers, der Körnung des Sediments und dem Wasserstand die Wellenbelastung und die windinduzierten Strömungen massgebend. Die bisherigen Kenntnisse über die effektiven Wellenbelastungen an konkreten Uferabschnitten waren eher bescheiden. Mit dem Wellenatlas LATLAS wird eine Lücke gefüllt. Nicht nur beim Bau von «harten» Uferstrukturen, sondern insbesondere auch für die Bemessung von naturnahen, «weichen» Uferschutzmassnahmen in Revitalisierungsprojekten sind diese Kenntnisse von zentraler Bedeutung.

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1.1 Die Wellenproblematik in der Schweiz Auch wenn die Schweiz weit entfernt ist von Meeren und Ozeanen, so ist sie wegen der zahlreichen grossen Seen trotzdem von der Wellenproblematik betroffen. Die Modellierung von Wellen auf den Schweizer Seen ist wegen der oftmals verwinkelten Form und des Einflusses der Topografie auf die Winde kompliziert und anspruchsvoll. Die Abschätzung von extremen Wellen kann jedoch zum besseren Schutz der Uferböschungen und Uferverbauungen bei Extremereignissen beitragen. Dank der Internetplattform Swisslakes.net, die durch das Büro Hydrique entwickelt wurde, sind diese Ergebnisse für sämtliche Betroffenen und Interessengruppen frei zugänglich. 1.2 Stand der Technik, Literaturrecherche Wellenforschung wurde zuerst in Ländern durchgeführt, die über lange Küstenstreifen verfügen. In einzelnen Fällen, wie zum Beispiel in den Niederlanden, bildete diese Forschung die Grundlage für den effektiven Schutz von Land mit Dämmen und Deichen. In diesen Ländern gibt es lange Zeitreihen von Wellendaten, die die Be17


stimmung von Eigenschaften extremer Wellen durch statistische Methoden erlauben (Jahresspitzen, Schwellenwerte). Darüber hinaus sind küstennahe Windfelder meistens relativ homogen, da die Meeresoberfläche kein Relief aufweist. Auf Seen, und speziell auf Seen in der Umgebung von Bergen, sind Windfelder sowohl bezüglich Richtung wie Intensität deutlich heterogener. Die Seemodellierung ist daher eine vorteilhafte Alternative zu Messungen, da sie gute räumliche Interpolationen erlaubt. Für die Wellenmodellierung existieren zahlreiche Methoden. Die einfachste Methode basiert auf der Messkampagne JONSWAP (Joint North Sea Wave Project) (Hasselmann et al. 1973), welche die signifikanten Wellenhöhen 1 auf offener See, ausgehend von der verfügbaren maximalen Überstreichlänge (Fetch) und der mittleren Windgeschwindigkeit einer bestimmten Dauer, liefert. Programme wie Mike21 von DHI (Danish Hydraulic Institute) oder SWAN (Simulating WAves Nearshore, an der Technischen Universität Delft entwickelt) erlauben eine genauere Modellierung, indem sie die Bathymetrie wie auch ein in Zeit und Raum variables Windfeld berücksichtigen. 1.3 Forschung in der Schweiz Methoden des naturnahen Wasserbaus an Fliessgewässern waren bereits etabliert, als an Seeufern die ersten Versuche unternommen wurden. In den 90er-Jahren des letzten Jahrhunderts wurden am Bielersee umfangreiche Revitalisierungsmassnahmen geplant und umgesetzt. Mit zunehmender Praxis in der Anwendung naturnaher Methoden wurde jedoch deutlich, dass nicht nur Erfahrungen fehlen, sondern auch grosse Wissenslücken bezüglich der Grundlagenkenntnisse bestehen. Das Landschaftswerk Biel-Seeland initiierte deshalb das Forschungsprojekt EROSEE, welches die dringendsten Fragen insbesondere zu den hydromorphologischen Prozessen an Seeufern und Flachwasserzonen, zu den hydrodynamischen Zusammenhängen zwischen Wind, Wellen, Strömungen, Sedimenten und Vegetation sowie anwendungsorientierte Fragen zu Konzeption und Bemessung von naturnahen wasserbaulichen Massnahmen beantworten sollte.

Basierend auf Feldmessungen, hydraulischen Modellversuchen und numerischen Modellierungen, wurden an der Berner Fachhochschule und der ETH Lausanne von 2002 bis 2006 Bemessungsgrundlagen für naturnahe, nachhaltige Massnahmen zum Schutz von Seeufern vor Erosion erarbeitet. Die massgeblichen Einflussfaktoren wie Bathymetrie, Sedimenteigenschaften, Wind- und Wellenklima wurden in Feldmessungen an fünf verschiedenen Versuchsstandorten am Bielersee ermittelt. Diese Messungen hatten zum Ziel, die Wechselwirkungen zwischen Schutzmassnahmen und Wellen zu quantifizieren, um anschliessend die numerischen und physikalischen Modellierungen eichen zu können. Auf der Plattform www.erosee.org sind Projektberichte und Publikationen aus der Projektphase zugänglich. Im Jahr 2012 hat der Kanton Zürich durch das Büro Staubli Kurath u. Partner AG eine erste Wellenmodellierung für den Zürichsee durchführen lassen (AWEL, Kanton Zürich, 2012). Dabei wurden verschiedene Windszenarien und Wiederkehrperioden berücksichtigt. Die in dieser Studie erarbeitete Wellenkarte basierte auf Windüberstreichlängen (Fetch) und Windfeldern, für die verschiedene Extrem­ ereignisse und ihre Wiederkehrperioden gewählt wurden. Die Seetiefen sowie spezielle Ufereigenschaften wurden hingegen bei der Abschätzung der Wellen­ eigenschaften nicht berücksichtigt. Die so ermittelten Wellenhöhen sind daher nur bei grossen Seetiefen und in Richtung der Fetch-Achse aussagekräftig. Der vorliegende Artikel beschreibt zuerst das Projekt LATLAS, von seiner Erstellung bis zu den letzten Entwicklungen. In einem technischen Teil werden anschliessend die verschiedenen Schritte der Wellenmodellierungen beschrieben. Darauf folgt eine Vorstellung der Internetplattform Swisslakes.net mit einer Übersicht über die nächsten Schritte und zukünftigen Entwicklungen. Am Schluss des Artikels werden Ergebnisse einer Studie für den Zürichsee vorgesellt, in der die Funktionalitäten in der Praxis angewendet wurden.

2. LATLAS 2.1

Kurze Übersicht über Entwicklungen von LATLAS

2.1.1 Erste Version (2007) Die erste LATLAS-Version datierte von 2007, bei der die nachfolgend beschriebene Methode angewendet wurde. • Die Standorte und Windrosen der Wet terstationen in der Nähe des Sees wur den analysiert, um die für die Winde auf dem See geeignetsten Stationen auszuwählen. • Messreihen über mehrere Jahrzehnte ermöglichten es, für jede Hauptwind richtung Intensität-Dauer-Frequenz (IDF-)Kurven für Wiederkehrperioden bis hundert Jahre zu erstellen. Für eine ausgewählte Wiederkehrperiode und Ereignisdauer zeigten die IDF-Kurven den auf das Ereignis bezogenen mitt leren Wind. • Die räumlichen Windeigenschaften auf dem See sind mit den Ergebnissen des Wettermodells COSMO2 von Me teoSchweiz erkennbar (Doms et al., 2011), (Doms et al., 2015). Zusammen mit den IDF-Kurven (siehe Bild 2) konn ten diese Windfelder für verschiedene Ereignisse modelliert werden. • Das Modell SWAN erlaubte die Mo dellierung der Welleneigenschaften (signifikante Wellenhöhe, -dauer, -länge und -richtung) für verschiedene Er eignisse. Für diese Simulationen wur den zudem Bathymetrie- und Geomet riedaten berücksichtigt. Die Ergebnisse wurden schliesslich nachprozessiert. Die massgeblichen Wellenhöhen sind seit 2013 auf der Internet-Plattform Swisslakes.net online. 2.1.2 Verwendung von präziseren Windfeldern: Übergang von COSMO zu WINDSIM (2015) 2015 wurde die Genauigkeit der Windfelder erhöht. Anstelle der Windfelder des Wettermodells COSMO2 mit einer Auflösung von 2 km wurden Resultate des Modells WINDSIM von Meteotest verwendet. Dank diesen neuen Eingabedaten konnte die Auflösung der Windfelder auf Punkte alle 50 m (Vierwaldstättersee) oder alle 100 m (Zürichsee) verbessert werden.

1

Die signifikante Wellenhöhe (hs oder h1/3) ist statistisch definiert als das arithmetische Mittel aus dem höchsten Drittel der Wellen einer Beobachtung.

18

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Bild 1. Windrose für die Wetterstation Wädenswil. 2.1.3 Bessere Normierung der Windfelder (2016) Die lineare Normierung der Windfelder mit Hilfe der IDF-Kurven ergibt für jeden Ort zu intensive Windfelder. Um dieses Problem zu beheben, wurde das Verhalten von Extremereignissen an 108 Wetterstationen von SwissMetNet (SMN) analysiert. Diese Studie ermöglichte die Bestimmung einer verbesserten Beziehung zwischen den Stationsdaten und den Bodendaten (Diebold M., 2017). 2.1.4 Neue verfügbare Parameter (2017) Für eine bessere Nutzung der verfügbaren Resultate auf der Internetplattform Swisslakes.net wurden ab 2017 neue Parameter zur Verfügung gestellt. Dazu gehören neben den signifikanten Wellenhöhen die Bathymetrie des Sees, die Wellenrichtungen, -längen und -perioden.

Bild 2. IDF-Kurven für eine Bise bei der Station Wädenswil.

in Funktion der entsprechenden Winddauer. Die Kurven ermöglichen es, für jedes Extrem­szenario Referenz-Windgeschwindigkeiten für jede Station zu ermitteln (vextrême,station). Diese Referenzgeschwindigkeiten für die Extremszenarien erlauben es, die Windfelder aus COSMO2 (MeteoSchweiz) oder WINDSIM (Meteotest) auf ein «Standardverhalten» für den vorherrschenden Wind zu normieren. 2.2.2 Normierung der Windfelder Die Beziehung zwischen den Stationsdaten (vstation) und den Bodendaten (vterrain) wurde, basierend auf einer Studie des Stationsnetzes SMN, bestimmt. Die extrapolierten Werte für das extreme Windfeld (vextrême) – ausgehend vom mittleren Windfeld, das als Referenz dient (vref) – folgen der folgenden Beziehung:

2.2 Simulationen (1) 2.2.1 Wetterstationen, IDF-Kurven und Windfelder Für jeden See werden die benachbarten Wetterstationen analysiert. Die Stationen, die Wind messen sowie über lange Messzeitreihen verfügen (mehrere Jahrzehnte) und deren Standort bezüglich Wind auf dem See geeignet sind (nahe am Seeniveau, von Erhebungen entfernt), werden berücksichtigt. Die Windrosen (Bild 1) der repräsentativen Stationen erlauben es, die Hauptwindrichtungen (in der Regel drei oder vier) zu bestimmen. Für jede Hauptwindrichtung werden die IDF-Kurven mit den Jahresspitzen und Schwellenwerten (Ancey, 2015) berechnet (Bild 2). Für eine ausgewählte Wiederkehrperiode ergeben diese Kurven die mittlere Windgeschwindigkeit

Es ist interessant zu sehen, dass im Fall einer linearen Normierung (ausgedrückt durch den Koeffizient 1 statt 0.65) die extrapolierten Winde bereits bei einer Wiederkehrperiode von rund zehn Jahren Orkanstärke erreichen. 2.2.3 Modellierung mit SWAN Mit dem SWAN-Modell können Wellen­ eigenschaften wie die signifikante Wellenhöhe, Wellenperioden, -längen und -richtungen für verschiedene Ereignisse simuliert werden. Diese Simulationen basieren auf einem Netz aus Daten der Bathymetrie und der Geometrie des Sees. Die Windfelder des Ereignisses werden auf den See angewendet und die entsprechenden

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Welleneigenschaften berechnet. Die Maschenweiten des Netzes werden an die Oberfläche des zu modellierenden Sees angepasst, wodurch die Resultate je nach See für 30 000 bis 120 000 Punkte verfügbar sind. In jedem Punkt sind die vier erwähnten Welleneigenschaften ersichtlich. Weiter werden die Windgeschwindigkeit und -richtung, die Koordinaten des Punkts sowie die Seetiefe angezeigt. Die Datenmodelle müssen die kleinräumigen Bedingungen auf den Seen abbilden können, weshalb verschiedene Simulationen durchgeführt werden. Die Höhe der Wellen ist bekanntlich ein Resultat aus den Faktoren Windstärke, Winddauer und Überstreichlänge. Die maximale Wellenhöhe wird aber begrenzt, und zwar entweder durch die Stärke des Windes, durch dessen Dauer oder durch die Überstreichlänge. Zudem gilt, dass für eine bestimmte Eintretenswahrscheinlichkeit die Dauer eines Windereignisses mit zunehmender Geschwindigkeit abnimmt. Damit nun für alle Windszenarien und alle Expositionen eines Sees Modelldaten zur Verfügung stehen, werden für jede Wiederkehrperiode und jede Windrichtung Simulationen für verschiedene Winddauern durchgeführt. In der Regel werden sieben Winddauern berücksichtigt (¼ h, ½ h, ¾ h, 1 h, 1h½, 2 h, 3 h). Diese verschiedenen Werte werden für jeden Wind und jede Eintretenswahrscheinlichkeit berechnet. Ausgehend von diesen Resultaten wird eine Wellenrose für die acht Hauptrichtungen erzeugt. Die Werte berücksichtigen die Richtung der Welle und die signifikante Wellenhöhe. Eine Welle, die sich nicht parallel zur gewählten Richtung bewegt, erhält eine reduzierte signifikante Höhe. Der Reduktionsfaktor entspricht dem Kosinus des Winkels zwischen der gewählten Richtung 19


Bild 3. Ebene «Schweiz» : Hauptmenu der Internetplattform Swisslakes.net.

Bild 4. Ebene «See» für den Zürichsee für ein 100-jährliches Bise-Ereignis.

Bild 5. Ebene «Punkt» für den Zürichsee, Auswahl der Seetiefe.

Bild 6. Ebene «Punkt» für den Zürichsee: Beispiel einer Wellenrose im südlichen Teil des Sees.

und der Richtung der Welle. Die maximale Welle in jeder Ausbreitungsrichtung wird aus der Gesamtheit der Resultate für die verschiedenen Windszenarien erzeugt. 2.2.4 Nachprozessierung der SWAN-Resultate Für die grafische Darstellung der Ergebnisse in jedem Berechnungspunkt werden einzig die Eigenschaften der grössten Welle betrachtet (für jede Wiederkehrpe­ riode und jede Windrichtung). Der Zusammenzug der zugehörigen Simulationen von verschiedenen Dauern ermöglicht die Bestimmung der signifikanten Wellenhöhen für jeden Punkt im See. Die entsprechende Wellenperiode, -länge und -richtung sowie die Winddauer werden festgehalten und gespeichert. 2.3 Vorstellung der Internetplatt form Swisslakes.net Die Internetplattform Swisslakes.net umfasst drei Nutzerebenen, um an verschiedene Informationen zu kommen. Diese Ebenen werden nachfolgend beschrieben. 2.3.1 Ebene «Schweiz» Das Hauptmenü zeigt in den blauen Kästchen die verschiedenen modellierten Seen, siehe Bild 3. Ein Klick auf einen der Seen öffnet die nächste Ebene und erlaubt den Zugang zu den Daten des Sees. 20

2.3.2 Ebene «See» Das geöffnete Fenster zeigt den gewählten See (Bild 4). Der Name des Sees wie auch technische Informationen zur Modellierung (Basisdaten, vorherrschende Winde, IDF-Kurven usw.) können nun angezeigt werden. Der Nutzer kann aus den sechs im Menü «Data type» angezeigten Parametern (Seetiefe, signifikante Wellenhöhe, Wellenperiode, Wellenlänge, Wellenrichtung und interpolierte signifikante Wellenhöhe) auswählen. Weiter kann die vorherrschende Windrichtung (z. B. für den Zürichsee Bise, Westwind, Föhn) und die Wiederkehrperiode (für den Zürichsee 2-, 30-, 100- und 300-jährlich) aktiviert werden.

fikanten Wellenhöhe im gewählten Punkt anzuzeigen. Das erzeugte CSV-File enthält für den gewählten Punkt die folgenden Informationen: • X/Y-Koordinaten im Koordinatensys tem CH1903+ / LV95 • Seetiefe • signifikante Wellenhöhen für alle vor herrschenden Winde und Wiederkehr perioden • Wellenlängen für alle vorherrschenden Winde und Wiederkehrperioden • Wellenperioden für alle vorherrschen den Winde und Wiederkehrperioden • signifikante Wellenhöhen in Ausbrei tungsrichtung für die acht Hauptrich tungen und Wiederkehrperioden.

2.3.3 Ebene «Punkt» Nachdem man auf einen Punkt im See geklickt hat, erscheinen die Koordinaten des Punkts sowie sämtliche berechneten Werte für das gewählte Windszenario (Bild 5). Bild 6 zeigt eine Wellenrose im südlichen Teils des Zürichsees. Es ist eine 2-jährliche Bise dargestellt, bei der signifikante Wellenhöhen von 0.27 m zu erwarten sind. Im Vergleich dazu wären bei einem 100-jährlichen Westwind signifikante Wellenhöhen von 0.78 m möglich. Auf der Ebene «Punkt» ist es zudem möglich, automatisch die Werte der signi-

3. Praktische Anwendung für den Zürichsee Für den Zürichsee wurde eine Studie durchgeführt, um die verschiedenen Funktionalitäten der Internetplattform Swisslakes.net zu testen und in der Praxis anzuwenden. In der Nähe des Zürichsees befinden sich fünf Wetterstationen: Schmerikon, Uetliberg, Wädenswil, Zürich-Fluntern und Zürich-Kloten. Gemäss einer Literaturrecherche können mit diesen Stationen die wichtigsten Winde über dem Zürichsee bestimmt werden: die Bise (Wind aus Nordosten), der Föhn (Wind aus

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Süden) und der Westwind. Aufgrund der zu grossen Distanz zum See der Station Zürich-Kloten und der topografischen Lage der Station Uetliberg wurden diese zwei Wetterstationen für die Studie nicht berücksichtigt, da sie nicht repräsentativ waren für die Windbedingungen über dem See. Für die Studie wurden somit die Winddaten und entsprechenden Statistiken der Wetterstationen Zürich-Fluntern, Wädenswil und Schmerikon verwendet. Aufgrund ihrer Standorte wurden für die Windtypen Bise und Westwind die Daten aller drei Stationen verwendet, während für die Charakterisierung des Windtyps Föhn nur die Wetterstation Wädenswil geeignet war und beigezogen wurde. Für die Bestimmung der Windfelder wurden nach Vorgabe des AWEL die vier Wiederkehrperioden für 2, 30, 100 und 300 Jahre berücksichtigt, um die Vergleichbarkeit mit den Jährlichkeiten der Fliessgewässer sicherzustellen. Um möglichst alle grösseren Wellen auf dem See zu erfassen, wurden die 7 Winddauern 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.5, 2 und 3 Stunden ausgewählt. Die Studie lieferte interessante Resultate in Bezug auf die grössten Wellen auf dem See. Es ist anzumerken, dass es sich hier um signifikante Wellenhöhen handelt. Bei der entsprechenden Herleitung wird die mittlere Distanz zwischen Wellenspitze und Wellental vom Drittel der grössten Wellen berücksichtigt. Die beobachtbaren, effektiven maximalen Wellenhöhen bei diesen Ereignissen können beinahe doppelt so gross sein wie die ermittelten signifikanten Wellenhöhen. Für ein 2-jährliches Bise-Ereignis überschreiten die Wellen nur sporadisch die signifikante Wellenhöhe von 30 cm (auf dem Obersee und in der Nähe von Wädenswil). Bei 2-jährlichen stürmischen Westwinden können in der Gegend von Jona signifikante Wellenhöhen von über 60 cm erwartet werden (siehe Bild 6 und Bild 7). Und bei Föhn sind die signifikan-

ten Wellenhöhen südlich und südöstlich der Stadt Zürich grösser als 40 cm (siehe Bild 8). Für den Zürichsee gilt generell, dass Werte für die Wellenlänge und Wellenperioden eng mit den signifikanten Wellenhöhen korrelieren. Zusammen mit Daten zur Seetiefe liefern die Ergebnisse wichtige Informationen für die Vordimensionierung von Uferbauwerken. Wenn zum Beispiel in Zollikon ein neuer Schiffsteg den alten ersetzen soll, kann aus der Internetplattform Swisslakes.net herausgelesen werden, dass ein 30-jährlicher Föhnsturm zu Wellen führt, deren Spitze maximal bis 1 m über den normalen Wasserstand reichen. Dadurch kann der Steg entsprechend dimensioniert werden, indem man die Steghöhe gegenüber dem Wasserstand entsprechend wählt oder indem man die Struktur so verstärkt, dass die vertikalen Kräfte der Wellen aufgenommen werden können. 3.1 Verbesserungen durch die Internetplattform Swisslakes.net Die neue Version der Internet-Plattform Swisslakes.net bringt gegenüber der Wellenkarte Zürichsee von 2012 (AWEL, 2012) verschiedene Verbesserungen. Bezüglich der angewendeten Methode berücksichtigt die Plattform Swisslakes.net im Gegensatz zur Wellenkarte 2012 die Seetiefen und spezifischen Ufereigenschaften. Bei der Wellenkarte 2012 wurde eine vereinfachte Formel für grosse («unendliche») Seetiefen und ohne Ufereigenschaften verwendet. Bei der Plattform Swisslakes.net wird eine Wellentransformation in Ufernähe berechnet, obwohl die dieser Berechnung zugrunde liegende Bathymetrie beim Zürichsee relativ ungenau ist. Trotzdem führt dies zu einer deutlichen Verbesserung der Ergebnisse gegenüber der Wellenkarte 2012. Bei Westwind und einer 30-jährlichen Wiederkehrperiode sagt die Wellen-

Bild 7. Signifikante Wellenhöhen für 2-jährliche WestwindEreig­nisse, aus der Internetplattform Swisslakes.net. «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden

karte 2012 signifikante Wellenhöhen von 1.3 m voraus (Sektor 12 der Karte). Die Plattform Swisslakes.net liefert hingegen Werte von weniger als 0.3 m. Bei genauerer Betrachtung wird klar, dass der Wert von 1.3 m aus der Wellenkarte 2012 ausschliesslich für den Sektor 300–330° der Windrose gilt, während die Werte bei den benachbarten Sektoren 270–300° und 330–360° unter 0.4 m liegen. Demgegenüber kann gesagt werden, dass die Werte aus der Wellenkarte 2012 und der Plattform Swisslakes.net gut übereinstimmen, wenn der Einfluss der Ufereigenschaften begrenzt und die Windüberstreichlängen (Fetchs) bestimmend sind. So ergeben sich am nördlichen Ende des Zürichsees für einen 30-jährlichen Föhn Wellenhöhen von 1.05 m aus der Wellenkarte 2012 und 0.95 m aus der Plattform Swisslakes.net. Aus praktischer Sicht ist zu erwähnen, dass die Plattform Swisslakes.net Werte für jeden Punkt im See liefert, während aus der Wellenkarte 2012 Ergebnisse nur für 23 Sektoren bereitgestellt werden. Weiter können Wellenrichtungen je nach entsprechender Windrichtung stark variieren. Die Plattform Swisslakes.net liefert Wellendaten für jede Windrichtung, was bei der Wellenkarte 2012 nicht der Fall ist. Die Kenntnis des genauen Angriffswinkels einer Welle, z. B. auf einen Damm, erlaubt eine präzisere Dimensionierung des Bauwerks. Schliesslich liefert die Berücksichtigung von 2-jährlichen Ereignissen auf der Plattform Swisslakes.net ebenfalls eine bessere Dimensionierungsgrundlage. 4. Schlussfolgerungen 4.1 Neue Datengrundlage Die Uferbereiche der Seen und das Verständnis der dortigen Prozesse sind für künftige Revitalisierungen und Hochwasserschutzmassnahmen von zentraler Bedeutung. Der Wellenatlas liefert detaillierte Daten zu den Wellen für verschiedene

Bild 8. Signifikante Wellenhöhen für 2-jährliche Föhn-Ereig­ nisse, aus der Internetplattform Swisslakes.net. 21


Wiederkehrperioden für jeden Punkt im See, insbesondere für die Uferbereiche. Er ist damit eine wichtige Grundlage für die Bemessung von (harten und weichen) Uferschutzmassnahmen, welche bisher in dieser Art nicht zur Verfügung stand. Der Wellenatlas enthält heute Daten von sechs Schweizer Seen. Eine Erweiterung des Atlasses auf weitere Seen ist mit der ausgereiften Methodik jederzeit möglich. Wünschbar wäre dabei jeweils der Einbezug einer aktuellen Bathymetrie. Mit den Wellendaten ist nun die Energie bekannt, welche auf das Ufer wirkt. Im Rahmen eines Wasserbauprojekts interessieren jedoch auch die mit den Welleneigenschaften und den windinduzierten Strömungen zusammenhängenden morphologischen Prozesse am Ufer und in der Flachwasserzone. Gerade für Uferrevitalisierungen wären genauere Kenntnisse über die vorhandenen Sedimenttransporte entscheidend, bedeutet doch die Wiederherstellung der natürlichen Funktionen auch die Wiederherstellung einer möglichst natürlichen morphologischen Dynamik. Im Rahmen der Studie Zürichsee konnten die wichtigsten Funktionalitäten der Plattform Swisslakes.net für die Praxis anwendbar gemacht werden. Auf dieser Grundlage konnten die Welleninformationen für den Zürichsee gegenüber der Wellenkarte von 2012 verbessert werden.

arbeiten zur Methodologie durchgeführt werden. Während die Wellen über den ganzen See gerechnet werden müssen, sind Strömungen das Resultat der Wellen und können deshalb lokaler betrachtet werden. Eine neu entwickelte Methode für die Berechnung von Strömungsgeschwindigkeit, Sedimenttransport und Sedimentbilanz soll mit neuen Felddaten kombiniert und abgeglichen werden. Um eine bessere Modellierung der Wellentransformation in der Flachwasserzone des Sees zu ermöglichen, wurden in Ufernähe des Genfersees und des Bielersees bereits präzisere Messungen durchgeführt. Für den Zürichsee laufen momentan die Vorbereitungen für solche Messungen. Neben der Verbesserung der Vorhersagen der Wellenhöhen ermöglichen diese Messungen wie erwähnt eine bessere Modellierung der ufernahen Prozesse wie Strömungen und Sedimenttransport.

4.2 Nächste Schritte Als vielversprechender nächster Schritt wird die Weiterentwicklung eines «Strömungsatlasses» als zusätzliche Grundlage für die Bemessung der Ufer und insbesondere für die Revitalisierung von Seeufern angesehen. Dazu sollen zunächst Vor-

Literatur

ch.iseli@landschaftswerk.ch.

Amini, A., Dhont, B., Heller, Ph. 2017: Wave

Jürg Elsener, Hydrique Ingenieure

atlas for Swiss lakes: modeling design waves in

juerg.elsener@hydrique.ch

mountainous lakes. Journal Of Applied Water

Philippe Heller, Hydrique Ingénieurs

Engineering And Research, 5 (2), 103–113.

philippe.heller@hydrique.ch

waves of different return periods. Proceedings of extended abstracts, INTERPRAEVENT 2016, 182–183 Ancey, C. 2015. Risques hydrologiques et aménagement du territoire. s.l.:Laboratoire hydraulique environnementale (LHE) - EPFL. AWEL Kanton Zürich, Staubli Kurath & Partner AG, 2012: Wellenkarte Zürichsee, Übersicht 1:25 000; Januar 2014: Wellenkarte Zürichsee, Technischer Bericht. Diebold, M., Heller, Ph., 2017. Scaling wind fields to estimate extreme wave heights in mountainous lakes. Journal of Applied Water Engineering and Research. Doms, G. et al. 2011. A Description of the Nonhydrostatic Regional COSMO-Model - Part 2, Offenbach, Germany: Deutscher Wetterdienst. Doms, G. et al., e., 2015. A Description of the Nonhydrostatic Regional COSMO-Model – Part 1, Offenbach, Germany: Deutscher Wetterdienst. Hasselmann, K. et al. 1973. Measurements of Wind-Wave Growth and Swell Decay during the Joint North Sea Wave Project (JONSWAP).

Danksagung

Ergänzungssheft zur Deutschen Hydrographi-

Dieser Artikel wurde massgeblich durch das

schen Zeitschrift.

Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft des

Staubli, R., Matthias, S., Huber, A., Hermann, F.,

Kantons Zürich (AWEL), Matthias Oplatka und

Dierer, S., Pellandini, S. 2014: Eine Wellenkarte

Natascha Eisenhut, unterstützt. Basis dafür war

des Zürichsees. «Wasser Energie Luft» – 106.

die Erarbeitung des Wellenatlasses für den Zü-

Jahrgang, 2014, Heft 1, 31–38.

richsee. Weiter möchten wir uns bei Andreas Huber für die technische Unterstützung und er-

Anschrift der Verfasser

folgreiche Zusammenarbeit bei der Studie Zü-

Marc Diebold, Hydrique Ingénieurs

richsee bedanken.

marc.diebold@hydrique.ch Christoph Iseli, Landschaftswerk Biel-Seeland

22

Amini, A., Heller, Ph. 2016: Assessment of wave risk for Swiss lakes: Numerical simulation of

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


Vermessung des Bielersees – spannende Blicke unter Wasser Christoph Iseli, Giovanni de Cesare

Zusammenfassung Das Projekt einer genauen Vermessung des Bielersees ist abgeschlossen. Erstmals wurde für den Seegrund ein neues, detailliertes Geländemodell erstellt und daraus eine Tiefenkarte geschaffen. Das Resultat liefert Antworten auf verschiedene Fragen, welche die sieben beteiligten Auftraggeber aus unterschiedlichsten Fachrichtungen in einem gemeinsamen Projekt formulierten. So liefert die Tiefenkarte zum Beispiel wichtige Aufschlüsse über Hangrutschungen und dadurch verursachte Wassertrübungen oder Informationen zum Sedimenteintrag durch die Aare und zu den anschlies­senden, strömungsbedingten Sedimentverlagerungen. Sie liefert je nach Fragestellung verschiedene Erklärungen und erlaubt ganz generell einen interessanten Blick auf die morphologischen Phänomene und Prozesse am Boden des Sees. 1. Ausgangslage Von den meisten Seen der Schweiz fehlt eine genaue topografische Vermessung des Seegrundes und der Flachwasserzonen. Die bestehenden bathymetrischen Grundlagen basieren auf mehrere Jahr-

zehnte alten Erhebungen, welche zudem relativ ungenau sind. Seitdem der naturnahe Wasserbau an Seeufern in verschiedenen Fachkreisen als Thema diskutiert wird, wurde verschiedentlich darauf aufmerksam gemacht, dass ohne eine bathy-

metrische Vermessung die nötige Grundlage fehlt, um die langfristigen morphologischen Prozesse verstehen zu können. Und es fehlt auch eine wichtige Grundlage, um angepasste Strategien und Massnahmen zum Schutz vor Erosion oder zur ökologischen Aufwertung der Ufer entwickeln zu können. Neben wasserbaulichen und ökologischen bestehen zudem noch weitere Interessen an einer solchen Grundlage (z. B. Trinkwasserversorgung, Archäologie, Hydrologie, Forschung). Mit den heutigen Technologien ist es möglich, eine Seegrundvermessung in höchster Genauigkeit mit vertretbarem Aufwand durchzuführen. Seit 2007 wurden mit Unterstützung von swiss­ topo, dem Bundesamt für Umwelt, dem VBS, verschiedenen Kantonen und dem

Bild 1. Bathymetrische Karte des Bielersees. Die Farbtöne stellen die verschiedenen Tiefen dar. «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden

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Schweizerischen Nationalfonds auf mehreren Seen in der Schweiz Messkampagnen durchgeführt, in welchen moderne, hochauflösende bathymetrische Methoden angewandt wurden. Diese Messungen wurden durch die Eawag und die Universität Bern durchgeführt. Die Daten sind auf dem Geoportal des Bundes einsehbar. Für die hochauflösende Vermessung kommen zwei unterschiedliche Techniken zur Anwendung. Für den tiefen Bereich des Sees ein auf ein Boot montiertes Fächerecholot und für die Flachwasserzone Lasermessungen aus der Luft von einem Kleinflugzeug aus. Die beiden resultierenden Datensätze müssen schliesslich ausgewertet und miteinander verrechnet werden, um eine genaue und zeitgemäs­se Aufnahme des gesamten Sees zu erhalten. Gemäss Gewässerschutzgesetz (GSchG)

vom 24. Januar 1991 sind Bund und Kantone verpflichtet, die Öffentlichkeit über den Gewässerzustand und den Gewässerschutz zu informieren. Da dies umfassende Kenntnisse über die Gewässer und die hydrologischen wie auch ökologischen Zusammenhänge erfordert, sind die Aufgaben von Bund und Kantonen zur Grundlagenbeschaffung im GSchG aufgeführt (2. Kapitel, Grundlagenbeschaffung). Mit der bathymetrischen Vermessung des Bielersees wurde eine Grundlage für aktuelle und zukünftige Erhebungen und Fragestellungen geschaffen. Die Daten können beispielsweise im Hinblick auf Naturgefahren interpretiert werden. Im Weiteren können z. B. Revitalisierungsmassnahmen besser geplant werden. Zudem dienen die Daten der Schifffahrt oder der Archäologie. Wird die

Aufnahme einige Jahre später wiederholt, können­­Veränderungen des Seebodens dokumentiert und quantifiziert werden, beispielsweise in Deltabereichen, wo Sedimente abgelagert werden, oder in Uferbereichen, die durch Erosion geprägt sind. Initiiert wurde das Projekt durch den Energie Service Biel, ESB. Der regio­ nale Wasserversorger suchte neue Erkenntnisse über Seebodenrutschungen, insbesondere zwischen dem Aare-Hag­ neck-Kanal und dem Nidau-Büren-Kanal, welche Trübungen verursachen, die für die Seewasseraufbereitung relevant sein können. Hinzu kam, dass das Seewasserwerk erneuert werden muss, und es deshalb galt, einen möglichst idealen Standort für die neue Seewasserfassung zu finden. Der ESB beschloss deshalb, die Tiefwasserzone im Seebecken zwischen der St- Peters-Insel und Biel zu vermessen. Das Landschaftswerk Biel-Seeland wurde auf dieses Vorhaben aufmerksam und kontaktierte weitere an einer bathymetrischen Vermessung interessierte Partner mit dem Ziel, ein Projekt für den gesamten See zu lancieren. Ende 2014 waren die Partner hinter dem gemeinsamen Projekt versammelt und die Finanzierung durch folgende Institutionen gesichert: • Bundesamt für Umwelt, BAFU • Bundesamt für Landestopografie, swisstopo • Renaturierungsfonds des Kantons Bern, RenF • Amt für Wasser und Abfall des Kantons Bern, AWA • Archäologischer Dienst des Kantons Bern, ADB • Energie Service Biel, ESB • Verein für Ingenieurbiologie, VIB 2. Fragestellungen

Bild 2. In der Flachwasserzone (grau und hellrosa) zwischen dem Aaredelta Hagneck und Ipsach interessiert die Dynamik des uferparallelen Transports der Feinsedimente aus dem Zufluss der Aare. 24

2.1 Aus Sicht des Wasserbaus und der Ökologie Solange eine zuverlässige und wiederholbare bathymetrische Aufnahme fehlt, sind auch durch aktuelle, z. B. projektbezogene Aufnahmen kaum Rückschlüsse auf die morphologischen Prozesse möglich, und so lange bleiben diese unbekannt. Mit einer bathymetrischen Vermessung steht eine Zustandsaufnahme zur Verfügung, welche zukünftige Vergleichsmessungen ermöglicht. Kenntnisse über Verlandungs- und Erosionsprozesse (Wo finden welche Prozesse statt? Wie schnell laufen sie ab? Wie verändern sie sich im Laufe der Zeit?) sind eine Voraussetzung dafür, zielgerichtete

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Schutzstrategien und optimierte Massnahmen zu entwickeln. Gerade im Hinblick auf die durch das Gewässerschutzgesetz (GSchG) und die strategische Planung geförderte Revitalisierung von Seeufern sind diese Kenntnisse von grundlegender Bedeutung, dienen doch Geländemodelle als Grundlage für die Projektierung und für die numerische Modellierung von Uferschutzoder Revitalisierungsmassnahmen. Kenntnisse der Morphologie (Form und Tiefenlage der Haldenkante, Form und Richtung der Dünung in der Flachwasserzone, Vorkommen von Kliffen usw.), kombiniert mit einem verbesserten Prozessverständnis, ermöglichen es aber auch, bereits aufgrund des morphologischen Zustands Aussagen über die morphologische Dynamik machen zu können. So kann z. B. die Tiefenlage der Haldenkante unter Berücksichtigung der Beschaffenheit des Untergrundes eine zuverlässige Grundlage bilden, auf welcher eine einfache Abschätzung des Wellenklimas resp. der Wellenbelastung am jeweiligen Uferabschnitt möglich ist. 2.2 Aus Sicht der Archäologie Von den im Bielersee vorkommenden archäologischen Fundstellen sind seit 2011 fünf als UNESCO-Welterbe-Stätten eingestuft. Die Welterbekonvention verpflichtet die Vertragsstaaten zum Schutz und zum Erhalt der Stätten. Im Managementplan der Eidgenossenschaft ist hierzu unter anderem ein Monitoring der schweizerischen Unesco-Fundstellen vorgesehen. Die bathymetrische Aufnahme des Bielersees mit hoher Genauigkeit liefert für diese Aufgabe eine wichtige Grundlage. 2.3 Aus Sicht der Trinkwasser versorgung Aus Sicht des Energie Service Biel, ESB, sind Erkenntnisse über Rutschungen, insbesondere zwischen dem Aare-HagneckKanal und dem Nidau-Büren-Kanal von Interesse. Ende 2009 / Anfang 2010 führten Trübungen des Wassers zur Abschaltung der Trinkwasserentnahme aus dem Bielersee. Im Hinblick auf die Erneuerung des Seewasserwerks mussten die Gründe für die Trübung untersucht und der ideale Standort der Seewasserfassung evaluiert werden, um einen ähnlichen Vorfall zu vermeiden. Die Bathymetrie ergab Aufschlüsse zu den unterseeischen Hangrutschungen, welche die Trübung verursacht hatten. In Kombination mit einer weiteren Studie der eawag, welche die Strömungsverhältnisse untersuchte, konnte der ideale Standort evaluiert werden.

3. Projektziele und -organisation 3.1 Projektziele • Mit dem Projekt sollte eine Grundlage zur Bearbeitung einer Vielzahl von Fra gestellungen verschiedener Akteure im Zusammenhang mit dem Bielersee geschaffen werden. • Durch den Einsatz von neuen Techno logien zur Datenerfassung sollte das Wissen über die Bathymetrie des Bie lersees und die im See ablaufenden Prozesse erhöht werden. 3.2 Projektorganisation Das Projekt gliederte sich in zwei Teilprojekte. Die Unterteilung in die beiden Teilprojekte erfolgte in Abhängigkeit der Wassertiefe und der daraus resultierenden Methode zur Datenerfassung. Je nach Teilprojekt waren unterschiedliche Projektpartner beteiligt, für welche unterschiedliche Fragestellungen im Vordergrund standen. Das Teilprojekt Tiefenwasserbereich wurde durch Alfred Johny Wüest (eawag) und Flavio Anselmetti (Universität Bern) koordiniert. Die Gesamtkoordination der beiden Teilprojekte sowie die die Koordination des Teilprojekts Flachwasserbereich wurde vom Landschaftswerk BielSeeland übernommen. Das Landschaftswerk setzt sich seit Längerem aktiv für den Schutz der Bielerseeufer und den naturnahen Wasserbau ein und beteiligt sich in diesem Zusammenhang an angewandten Forschungsprojekten.

4. Methode Grundlage für das Geländemodell und die Karte waren zwei Datensätze aus je einer Echolot- und einer LIDAR-Vermessung, bei der mit Laserstrahlen gearbeitet wird. Die beiden Datensätze wurden anschliessend miteinander kombiniert, und aus den bereinigten Rohdaten wurde ein 1 × 1-m-Raster erstellt, aus dem schliesslich der Geodatensatz BATHYBIE generiert werden konnte. Die Darstellung dieses Datensatzes ist unter der Bezeichnung «Tiefenkarte Bielersee» auf dem Geoportal des Kantons Bern aufgeschaltet (www. geo.apps.be.ch > Karten > Tiefenkarte Bielersee). Die Echolotaufnahmen wurden von Mitarbeitenden des Instituts für Geologie der Universität Bern im März 2015 mit einem Fächerecholot durchgeführt. Die LIDAR-Daten für die Flachwasserzone wurden von der Firma Airborne HydroMapping AHM GmbH, Innsbruck, erhoben und ausgewertet. Der Vermessungsflug fand am 6. Januar 2016 statt. Details zu beiden Erhebungen finden sich im technischen Bericht, der ebenfalls auf dem Geoportal des Kantons Bern abrufbar ist (www.geo.apps. be.ch > Geodaten > Geoprodukte > Bathymetrie Bielersee). Das Zusammenführen der beiden Datensätze erledigte die AHM GmbH mit Unterstützung durch die Universität Bern und swisstopo. Die Projektleitung lag bei Prof. Dr. Flavio Anselmetti, Universität Bern. Die administrative Projektleitung und die Koordination der Projektpartner über-

Bild 3. Im Ausschnitt der Flachwasserzone bei Gerolfingen ist die Haldenkante auf der Höhenlinie von ca. 424 m ü. M. gut sichtbar. Weiter landwärts befindet sich ein Kliff von rund 2 m Höhe. Gut sichtbar sind auch die Dünen, welche auf eine aktive wellen- und strömungsbedingte Sedimentdynamik hinweisen.

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nahm das Landschaftswerk Biel-Seeland unter dem Patronat des Vereins für Ingenieurbiologie. 5. Resultate Die Resultate der Vermessung überraschen mit einer enormen Detailfülle und geben interessante Einblicke in die mit dem Seegrund verbundenen Prozesse. So liefern die Daten aus der Flachwasserzone wertvolle Informationen über die morphologische Dynamik durch Sediment­umlagerungen und dienen der Beurteilung von wasserbaulichen Massnahmen und der Planung von Revitalisierungsvorhaben. Auch für die Archäologie und die Schifffahrt sind die neuen Daten wertvoll. So wurden sie bereits zur Modellierung für die Evaluation möglicher Erosionsschutzmassnahmen der UNESCOWelterbe-Stätte «Sutz Rütte» genutzt. Weiter dienten sie zur Abschätzung der Sedimentverlagerungen in der Flachwasserzone in Täuffelen und zur Konzeption vor Revitalisierungsmassnahmen im Uferbereich von Gals. Auch die Daten aus der Tiefwasserzone dokumentieren bisher unbekannte Strukturen und Prozesse und ermöglichen neue Erkenntnisse für den Gewässerschutz. Bekannt ist, dass die Flachwasserzone vom Aaredelta Hagneck bis nach Ipsach (Bild 2) durch die Erosionskraft der Wellen geformt wurde. Gegen die Seemitte wird die Flachwasserzone durch die Haldenkante begrenzt. Sie markiert den Übergang vom flachen zum steil abfallenden

Seegrund, der unterhalb der Reichweite der Wellenerosion liegt. Die Haldenkante verläuft also entlang der Kote der tiefsten möglichen Einwirkung der Wellenbewegung. Die Tiefenlage der Kante ist demnach abhängig von der Beschaffenheit des Untergrundes und der Wellenexposition. Unter der Annahme, der Untergrund am ganzen Südufer des Bielersees sei ähnlich beschaffen, müsste die Tiefenlage der Haldenkante deshalb in Relation zum Wellenklima am jeweiligen Standort stehen. Eine einfache Überprüfung dieser Hypothese mit Daten aus dem Wellenatlas des Bielersees (www.swisslakes.net) ergibt, dass die Wassertiefe bei der Haldenkante tatsächlich ungefähr der halben Länge der signifikanten Welle eines häufigen Windereignisses am jeweiligen Standort entspricht. Sie beträgt an den südwestlichen Enden des Sees in Gals rund 3.5 m und in Erlach 4.5 m. Gegen Nordosten nimmt sie mit zunehmender Wellenexposition der Hauptwindrichtung zu und beträgt in Gerolfingen 5.5 m und in Sutz 6 m. Interessant in diesem Zusammenhang ist nun die auf der neuen Tiefenkarte erkennbare Kliffkante, die sich in einem weit geschwungenen doppelten S auf der Flachwasserzone zwischen Hagneck und Ipsach abzeichnet (vgl. Bilder 2 und 3). Die Böschungsoberkante des Kliffs liegt auf rund 427 m ü. M., was einer Wassertiefe von etwa 2.5 m entspricht. Sie liegt damit wesentlich höher als die Haldenkante. Es kann deshalb vermutet werden, dass hier

Bild 4. Gegen Ipsach wird die Flachwasserzone allmählich schmaler. Das uferparallel transportierte Sediment wird gegen die Seemitte abgelenkt und lagert sich an der Halde in einem unstabilen Schüttkegel an. Periodisch ereignen sich Hangrutsche – der letzte 2010, ausgelöst wahrscheinlich durch einen Erdstoss (Nathalie Dubois, Eawag). 26

die morphologische Anpassung – sprich die Erosion – der Flachwasserzone infolge der Seespiegelsenkung von rund 2.5 m durch die erste Juragewässerkorrektion Ende des 19. Jahrhunderts noch nicht abgeschlossen ist. Gleichzeitig liegt der Schluss nahe, dass es sich beim Sedimentkörper zwischen Kliffkante und Seeufer zumindest oberflächlich um «junges» Material aus dem Zufluss der Aare handelt, welches als Sedimentstrom vom Aaredelta uferparallel in Richtung Ipsach wandert und die Feststoffbilanz der gesamten Flachwasserzone positiv beeinflusst sowie den Anpassungsprozess verlangsamt. 5.1 Periodische Hangrutsche unter Wasser Diese Vermutung wird auch durch ein von Bild 4 dokumentiertes Phänomen gestützt. Durch die allmähliche Verengung der Flachwasserzone gegen Ipsach im Nordosten wird das Sediment über die Haldenkante hinaus gegen das Tiefenwasser geleitet, wo es sich an der Halde ablagert. Aufgrund der labilen Schichtung ereignen sich dort periodisch Hangrutsche, welche auf der bathymetrischen Karte gut erkennbar sind. Zusammenfassend kann gesagt werden: Ohne Nachschub von Sedimenten aus dem Aaredelta wäre die Erosion der Flachwasserzone zwischen Hagneck und Ipsach heute viel weiter fortgeschritten. Aus dieser These ergeben sich verschiedene Fragen zur Nachhaltigkeit des Sedimentnachschubs respektive zu den möglichen Auswirkungen von baulichen Eingriffen auf den Sedimenthaushalt. So hat sich zum Beispiel durch die Verlegung der Turbinen des Kraftwerks Hagneck vom alten Kraftwerkskanal in den Hauptkanal das Abflussregime geändert. Der Deltabereich vor dem alten Unterwasserkanal wird künftig nur noch geringfügig mit Sedimenten alimentiert. Ob dies längerfristig Auswirkungen auf die Feststoffbilanz der Flachwasserzone nördlich des Deltas hat, werden erst künftige Vergleichsmessungen zeigen. Negative Folgen können aber nicht ausgeschlossen werden. Auch ein weiteres Beispiel deutet darauf hin, dass Beeinträchtigungen des Sedimenttransports längerfristig negative Folgen haben können. Vor gut zwanzig Jahren wurde beim Bau des Hafens in Ips­ach eine neue Mole gebaut, welche bis direkt an die Haldenkante reicht. Damit wurde der uferparallele Sedimenttransport vollends unterbrochen. Die bathymetrische Karte 2016 zeigt, dass die Flachwasserzone im Strömungslee nordöstlich des Hafens auf einer Länge von 200 m rund

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einen Meter tiefer liegt als südwestlich des Hafens. Dies deutet auf eine fortschreitende Erosion hin, welche wahrscheinlich durch den Bau des Hafens ausgelöst wurde. Der Sedimenttransport kann aber auch positiv beeinflusst werden, wie ein Beispiel in Gals zeigt. Dort wurden im Rahmen eines Revitalisierungsprojekts mehrere Wellenbrecher erstellt, welche eine Ablagerung der Sedimente zwischen den Wellenbrechern und dem Seeufer bewirkten. Dadurch wurde eine Verlandungsdynamik initiiert, welche zur Entwicklung einer neuen Röhrichtzone führte. Gerade im Hinblick auf die durch die Revision des Gewässerschutzgesetzes geförderten Revitalisierungen werden Massnahmen, welche eine «positive» morphologische Dynamik bewirken, von grosser Bedeutung. Entsprechend wichtig sind Kenntnisse über Zustand und Entwicklung der Bathymetrie. Mehrere Hangrutsche sind auch am Nordufer des Bielersees zu beobachten. Wie der Rutsch bei St-Joux in La Neuveville sind die meisten dieser Vorfälle wahrscheinlich durch Bauarbeiten – meist Seeaufschüttungen – ausgelöst worden, zum Beispiel bei der ARA in Twann, beim Hafen Wingreis oder entlang der A5/SBBDoppelspur vor Tüscherz und Alfermée. 6. Fazit Mit der neuen bathymetrischen Karte des Bielersees lassen sich bereits heute wertvolle Erkenntnisse über die morphologischen Prozesse gewinnen. Zudem bildet sie eine wichtige Grundlage für die Planung und die numerische Modellierung von wasserbaulichen Massnahmen und Revitalisierungsprojekten. Interessant wer­den zukünftige Vergleichsmessungen sein, mit welchen die morphologischen Veränderungen auch quantitativ erfasst werden können.

Bild 5. Die Hafenmole in Ipsach lenkt den uferparallelen Sedimenttransport über die Haldenkante gegen das Tiefenwasser. Dadurch entsteht nordöstlich des Hafens ein Feststoffdefizit, welches längerfristig zu einer Absenkung des Seegrundes führt, sichtbar an der Höhenlinie 427 m ü. M., welche sich gegen das Ufer verschiebt.

Bild 6. Hangrutsche können auch durch Baumassnahmen ausgelöst werden, wie dieser in La Neuveville wahrscheinlich durch die Aufschüttung des Ufers bis an die Haldenkante.

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Unwetterschäden in der Schweiz im Jahre 2018 Rutschungen, Murgänge, Hochwasser und Sturzereignisse Norina Andres, Alexandre Badoux

Zusammenfassung Im Jahr 2018 verursachten Rutschungen, Murgänge, Hochwasser und Sturzereignisse rund 200 Mio. CHF Schäden. Dies zeigt die vorliegende Auswertung der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, WSL. Die Gesamtschäden für 2018 liegen deutlich unter dem teuerungsbereinigten Mittel von 306 Mio. CHF der Jahre 1972–2017. Rund 69 % der Gesamtschäden entstanden von Prozessen ausgelöst durch Gewitter, während die Kombination von Schneeschmelze und Regen für 15 % und Dauerregen für 13 % der Schadenskosten verantwortlich waren. Der grösste Anteil der Schadenskosten (79 %) wurde durch Hochwasser, Oberflächenabfluss und Murgänge verursacht, gefolgt von Rutschungen (19 %) und Sturzprozessen (2 %). Das Jahr 2018 startete sehr niederschlagsreich. Dies führte im Wallis im Januar zu hohen Schäden an Strassen und anderen Infrastrukturen durch Rutschungen. Ab April bis Ende Jahr war es dann schweizweit verbreitet sehr trocken. Einzelne lokale Gewitter vermochten jedoch hohe Schäden durch Überschwemmungen anzurichten, so z. B. am 30. Mai im Raum Baden AG bis Dielsdorf ZH, am 31. Mai in Yverdon-les-Bains VD, am 8. Juni in Frauenfeld TG, am 11. Juni in Lausanne VD, am 2. und 3. Juli im Val d’Anniviers und in Chippis VS sowie am 1. August in Steinach SG und St. Gallen SG und am 6. August in Sion VS. Glücklicherweise waren 2018 durch die hier untersuchten Naturgefahrenprozesse keine Todesopfer zu beklagen. 1. Einleitung Medien berichten regelmässig von Schäden, welche durch Naturgefahrenprozesse verursacht werden. An der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, WSL, werden diese Schadensinformationen seit 1972 in einer Datenbank systematisch erfasst und analysiert. Diese lange Zeitreihe ermöglicht einen Vergleich der Schäden in den letzten 47 Jahren. Im nachfolgenden Bericht werden die Resultate der Auswertung der Ereignisse aus dem Jahr 2018 präsentiert (Kapitel 2) und in einem chronologischen Jahresrückblick die schadenreichsten Ereignisse kurz beschrieben (Kapitel 3). 2. Erfassung und Auswertung von Unwetterschadensdaten Basierend auf Meldungen aus rund 3400 Schweizer Printmedien sowie zusätzlichen Informationen aus dem Internet, werden Schäden durch auf natürliche Weise ausgelöste Rutschungen, Murgänge, Hochwasser und (seit 2002) Sturzprozesse in die Datenbank aufgenommen und ausge-

wertet. Schäden als Folge von Lawinen, Schneedruck, Erdbeben, Blitzschlag, Hagel, Sturm und Trockenheit werden in den Auswertungen nicht berücksichtigt.

Im letzten Abschnitt des Artikels werden einige dieser Schadensereignisse aus dem Jahr 2018 dennoch kurz beschrieben. 2.1 Schadenskosten Abschätzungen zu Sach-, Infrastruktur-, Wald- und Landwirtschaftsschäden sowie zu Interventionskosten beruhen grundsätzlich auf Informationen aus den Medien. Erfolgen dort keine monetären Angaben, werden die Schadenskosten auf Basis von Erfahrungswerten abgeschätzt. Im Falle von folgenschweren Ereignissen werden zusätzliche Informationen von Versicherungen, Krisenstäben und amtlichen Stellen von Gemeinden, Kantonen und vom Bund beigezogen. In den Schadenskosten werden sowohl versicherte Sachund Personenschäden (Gebäude- und Privatversicherungen) als auch nicht versicherte und nicht versicherbare Schäden berücksichtigt. Indirekte Schäden, spätere Sanierungsmassnahmen, Betriebsausfallskosten und ideelle Schäden (z. B. irreparable Schäden an Natur und Umwelt) werden hingegen nicht aufgenommen. Die

Bild 1. Jährliche Schadenssummen der verschiedenen Prozesse für die Periode 1972– 2018 (teuerungsbereinigt, Basis 2018). Arithmetisches Mittel (grün, 306 Mio. CHF) und Median (rot, 96 Mio. CHF) sind mit horizontalen Linien gekennzeichnet.

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jährlichen Unwetterschadensdaten, deren Auswertung seit vielen Jahren in dieser Zeitschrift publiziert wird, werden jeweils durch die Berücksichtigung der Teuerung normalisiert. Zusätzliche Ansätze für die Normalisierung diskutieren die Autoren in einem weiteren Artikel in diesem Heft (Andres et al., 2019). Im Jahr 2018 wurden rund 200 Mio. CHF Schäden verzeichnet. Diese Zahl liegt deutlich unter dem teuerungsbereinigten, arithmetischen Mittel der Jahre 1972 bis 2017 von 306 Mio. CHF, ist jedoch mehr als doppelt so hoch wie der teuerungsbereinigte Median von 96 Mio. CHF. Das Jahr 2018 war das schadenreichste seit 2007 (700 Mio. CHF, Bild 1 und Hilker et al., 2008). Das arithmetische, teuerungsbereinigte Mittel seit 2008 liegt bei 101 Mio. CHF. Die höchsten Schäden in den letzten 47 Jahren ereigneten sich im Jahr 2005 mit rund 3 Mrd. CHF (Hilker et al., 2007). 2.2 Ursachen der Schadensprozesse Die Ursachen für die jeweiligen Schadens­ prozesse werden gemäss den vorherrschenden Witterungsverhältnissen in vier verschiedene Gruppen aufgeteilt (Bild 2, Bild 4 unten). Gewitter und intensive Regen: Rund 69 % (139 Mio. CHF) der gesamten Schadenskosten sind auf Gewitter und intensive Regenfälle zurückzuführen. Dies ist deutlich mehr als im langjährigen Vergleich (1972–2017) mit 46 %. Die schwersten Unwetterschäden infolge Gewitter ereigneten sich im Raum Baden AG und Dielsdorf ZH Ende Mai, am 11. Juni in Lausanne VD und am 2./3. Juli im Val d’Anniviers VS. Dauerregen: Lang andauernde Niederschläge führten 2018 zu rund 25 Mio.

CHF Schäden. Mit 13 % der Gesamtschäden ist dies deutlich weniger als im langjährigen Vergleich mit 50 %. Dauerregen führte v. a. am 22. Januar zu folgeschweren Rutschungen und Überschwemmungen im Wallis. Schneeschmelze und Regen: Die Kombination von Schneeschmelze und Regen verursachte v. a. zu Beginn des Jahres überdurchschnittliche Schäden. Insgesamt wurden dieser Kategorie 30 Mio. CHF Schaden zugewiesen, was 15 % der Gesamtschäden ausmacht. Im langjährigen Mittel weist diese Kategorie nur 1 % der Gesamtschäden auf. Unbekannte oder andere Ursachen: Rund 3 % der Gesamtkosten konnten nicht eindeutig einem bestimmten Witterungsverhältnis zugeordnet werden. 2.3 Schadensprozesse Die erfassten Schadensprozesse wurden in drei Kategorien eingeteilt, wobei die Grenzen zwischen diesen Kategorien flies­ send sind (Bild 3). Hochwasser/Murgänge: Diese Gruppe umfasst finanzielle Schäden, die durch stehendes oder fliessendes Wasser verursacht werden. Solche Ereignisse können Geschiebe und / oder Schwemmholz mitführen. Zu dieser Ereigniskategorie zählen Hochwasser, Oberflächenabflussbildung und Murgänge mit ihren möglichen Auswirkungen in Form von Überschwemmungen, Übersarungen und Übermurungen. Rund 79 % der Gesamtschäden wurden 2018 durch Hochwasser, Oberflächenabfluss und Murgänge verursacht, was 157 Mio. CHF entspricht. Dies ist etwas tiefer als das langjährige Mittel (2002–2017) von 93 %. Rutschungen: Diese Gruppe umfasst vorwiegend durch Lockermaterial

Bild 2. Anteile der verschiedenen Ursachen der Schadensprozesse an den Gesamtkosten für die Periode 1972–2017 (teuerungsbereinigt) und für 2018.

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verursachte Schäden, wobei sämtliche Arten von Rutschungsprozessen ausserhalb des unmittelbaren Gewässerbereichs berücksichtigt sind. Der Anteil der Rutschungen an den Gesamtschäden ist mit 19 % im Vergleich zum langjährigen Mittel (2002–2017) von 6 % deutlich höher. Dies ist v. a. auf die hohe Rutschungsaktivität im Wallis im Januar zurückzuführen. Sturzprozesse: Dieser Kategorie werden Schäden zugeordnet, die durch Steinschlag, Fels- oder Bergsturz entstanden sind. Rund 2 % der Gesamtschäden wurden 2018 durch Sturzprozesse verursacht. 2.4 Räumliche Verteilung und Ausmass der Schäden Bei einem Unwetterereignis, welches mehrere Gemeinden betrifft, wird jeweils für jede Gemeinde ein Datensatz erstellt. Für den Schadensschwerpunkt beziehungsweise den Ort des am besten lokalisierbaren Schadens jeder betroffenen Gemeinde werden die Koordinaten ermittelt. In Bild 4 (oben) sind die Schadensorte, -prozesse und -ausmasse gemäss der in Tabelle 1 beschriebenen Kategorien für das Jahr 2018 dargestellt. Die Ansammlung von Rutschungsschäden im Kanton Wallis ist auf die ergiebigen Niederschläge im Januar zurückzuführen. Im Kanton Waadt ereigneten sich ebenfalls im Januar zahlreiche Hochwasser und Rutschungen. Weiter richtete die Navisence am 2. und 3. Juli im Val d’Anniviers und in Chippis VS grosse Schäden an, und am 6. August kam es zu Überschwemmungen in Sion VS. In Lausanne VD und Umgebung führten intensive Niederschläge am 11. Juni zu Oberflächenabfluss, welcher hohe Gebäudeschäden verursachte. Der Ausbruch des Favergesees der Plaine

Bild 3. Anteile der verschiedenen Schadensprozesse an den Gesamtkosten für die Periode 2002–2017 (teuerungsbereinigt) und für 2018 (bis 2001 wurden Sturzprozesse in der Datenbank nicht erfasst). «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


Morte am 27. Juli und die darauffolgenden hohen Abflüsse im Trüebbach und der Simme verursachten hohe Schäden in Lenk BE. Infolge der ergiebigen Niederschläge im Winter 2017/2018 geriet ein altbekanntes Rutschgebiet im Oberlauf der Gürbe wieder ins Rutschen und beschädigte Schwellen, Wege und Wald. Heftige Gewitter im Raum von Baden AG bis Dielsdorf ZH und darauffolgende Überschwemmungen führten zu einer Ansammlung von Gebäudeschäden in diesem Gebiet. In Frauenfeld TG mussten am 8. Juni zahlreiche Keller ausgepumpt werden. Der Südosten (Kantone Tessin und Graubünden) ist 2018 mehrheitlich von grossen Schäden verschont geblieben. Ebenso wurden in der Zentralschweiz deutlich weniger Ereignisse aufgenommen als in den vergangenen Jahren. Glücklicherweise waren 2018 für die in der vorliegenden Studie untersuchten Naturgefahrenprozesse keine Todesopfer zu beklagen.

nordseite. Ab April war es in der Schweiz verbreitet sehr trocken. In der Ostschweiz entwickelte sich das massive Regendefizit zu einem Jahrhundertereignis. In den acht Monaten von April bis November fielen nur 59 % der Norm 1981–2010.

Die Beschreibungen des monatlichen Wettergeschehens (jeweils zu Beginn der folgenden Abschnitte) basieren auf den monatlichen Klimabulletins von MeteoSchweiz (MeteoSchweiz, 2018).

2.5 Jahreszeitliche Verteilung der Schäden Die monatliche Verteilung der Schäden im Jahr 2018 zeigt ein deutlich verschiedenes Bild im Vergleich zum Durchschnitt der Jahre 1972–2017 (Bild 5). Aussergewöhnlich viele und schwere Schäden ereigneten sich dabei im Januar, wobei in diesem Monat der Anteil der Rutschungsschäden sehr hoch ist. Diverse Strassen wurden im Januar in den Kantonen Wallis und Waadt durch Rutschungen infolge ergiebiger Niederschläge beschädigt. Obwohl in der Schweiz ab April eine starke Niederschlagsarmut herrschte, verursachten Überschwemmungen infolge lokaler Gewitter hohe Schäden vom Mai bis Anfang August. Die Monate ab August waren im Vergleich zum langjährigen Mittel stark unterdurchschnittlich betroffen. 3. Chronologischer Jahresrück blick über die Ereignisse Witterung des Jahres 2018: Gemäss Klimabulletin der Schweiz (MeteoSchweiz, 2019) war das Jahr 2018 geprägt durch Rekordwärme und monatelange Regenarmut. Zehn von zwölf Monatsmittelwerte der Temperaturen (landesweites Mittel) lagen über der Norm, und die mittlere Jahrestemperatur stieg mit 6.9 °C auf den höchsten Wert seit Messbeginn 1864. Der Januar war stürmisch (Burglind am 3. Januar) und sehr niederschlagsreich, was Rekordwerte im Wallis brachte. Der Sommer wie auch der Herbst war überdurchschnittlich warm mit einer 10-tägigen Hitzeperiode ab dem 30. Juli auf der Alpen-

Bild 4. Oben: Ort, Ausmass und Prozesstyp der Schadensereignisse im Jahr 2018. Unten: Ort, Saison und meteorologische Ursache der Schadensereignisse im Jahr 2018 (Kartengrundlage: BFS GEOSTAT / Bundesamt für Landestopografie).

Tabelle 1. Ereigniskategorien und deren geschätzte Schadenskosten pro Gemeinde (vgl. Bild 3).

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Bild 5. Monatliche Anteile der Schadenskosten für das Jahr 2018 (Gesamtkosten ca. 200 Mio. CHF). Die Kreuze geben die monatlichen Anteile der teuerungsbereinigten Schäden (alle Prozesse) für die Periode 1972–2017 an. 3.1 Januar Der Januar war extrem niederschlagsreich und mild. Landesweit gemittelt, war es der wärmste Januar seit Messbeginn 1864. Am 1. löste sich ein zwei Tonnen schwerer Brocken aus einem Felsen, stürzte auf die Strasse zwischen SaintMaurice und Massongex VS und beschädigte eine Wasserleitung. Während des Sturmes Burglind am 3. wurde ein Baum oberhalb der Axenstrasse bei Morschach SZ entwurzelt, woraufhin sich Felsbrocken lösten und zwei Dachelemente der Ölberggalerie zerstörten. Einzelne kleinere Steine durchschlugen die Galerie und fielen bis auf die Fahrbahn. Starke Regenfälle am 4., teilweise kombiniert mit Schneeschmelze, führten in weiten Teilen der Schweiz zu Überschwemmungen. Bei der Berner Kantonspolizei gingen rund 165 Meldungen ein. Die Hauptgründe waren Wasserschäden, blockierte Fahrbahnen, Erd- oder Schneerutsche. Im Simmental BE mussten mehrere Strassen gesperrt werden, zahlreiche Gebäude wurden überschwemmt und viele Wasserläufe traten über die Ufer. Wasser und Geröll bedeckten die Simmen­ talstrasse an diversen Orten in der Gemeinde Erlenbach im Simmental. Im Orts32

teil Ringoldingen mussten von der Feuerwehr mehrere Keller ausgepumpt werden. In Boltigen trafen diverse Meldungen über ausufernde Bäche, Murgänge, gefüllte Geschiebesammler, Oberflächenabfluss und Grundwasser bei der Feuerwehr ein. Die Simmentalstrasse wurde am Nachmittag beim Forellensee vor Zweisimmen durch einen Hangrutsch verschüttet. Rund 80 m3 Erdmaterial und gegen 20 Bäume sind auf die Strasse befördert worden, welche daraufhin für mehrere Stunden gesperrt werden musste. Ein Hangrutsch im Bereich der Marchgrabenbrücke auf der Kantonsstrasse Zweisimmen–Saanenmöser hatte die talseitige Fahrbahn massiv unterhöhlt. Rund 300 m3 Erdmaterial waren ins Rutschen geraten. In Saanen war die Feuerwehr im Dauereinsatz, weil zahlreiche Keller im ganzen Gemeindegebiet überflutet wurden. Zwischen Frutigen und Adelboden BE ereignete sich südlich des Lintertunnels im Gebiet Hirzboden ein Erdrutsch, welcher die talseitige Hälfte der Kantonsstrasse mit in die Tiefe riss. Eine Notbrücke wurde erstellt, damit die Strasse zwei Tage später für den Skiweltcup einspurig geöffnet werden konnte. In Ringgenberg am Brienzersee führten fast alle Gerinne Geröll, Holz und viel Wasser und füllten dort, wo Kiesfänger installiert sind, die Becken. Forststrassen, Geschiebesammler und Gerinneeinhänge mussten geräumt werden. Am frühen Nachmittag wurde in Gündlischwand die Bahnstrecke nach Grindelwald verschüttet. Stark betroffen waren am selben Tag auch die Kantone Waadt und Wallis. In Château d’Oex VD richteten Erdrutsche grosse Schäden an Strassen und der MOB-Bahnlinie an. Zudem traten Bäche über die Ufer. Auch in den Gemeinden Ormont-Dessus und Ormont-Dessous VD uferten diverse Bäche aus und Erdrutsche beschädigten Strassen. In Nyon VD musste die Feuerwehr insgesamt rund 50 Mal ausrücken, um Keller und Waschküchen auszupumpen. Ein Murgang im Bach Gleux in Champéry VS staute sich an zwei Brücken, woraufhin er über die Ufer trat. Strassen wurden mit Schlamm und Geröll bedeckt und Gebäude überschwemmt. Die Bahnstrecke von Martigny nach Le Châtelard VS wurde in Finhaut am Nachmittag gesperrt, weil ein Bach ausuferte und die Geleise mit Geschiebe übersarte. In Savièse VS rutschte die Terrasse eines an einem steilen Hang stehenden Hauses in das darunterliegende. Erde, Wasser und Schlamm drangen bis in die zweite Etage des unteren Hauses und beschädigten das Mobiliar.

In der Nacht auf den 5. sind 80 Meldungen aus dem Kanton St. Gallen bei der Polizei eingegangen, u.a. wegen vollgelaufener Keller z. B. in Wattwil und Sevelen. Vom 4. bis am 5. waren im Grosstal GL nach den starken Regenfällen 50 Leute im Einsatz. Sie verzeichneten 20 bis 30 Murgänge und Keller, die überflutet wurden. In Linthal GL wurden rund 3000 m2 Wiesland durch Geschiebe- und Wassermassen von Murgängen und Hangmuren verwüstet, und das Gleis der SBB wurde mit Material zugedeckt. In Saint-Ursanne JU trat am 5. der Doubs über die Ufer. Strassen und rund 15 Keller und Wohnungen wurden überschwemmt. Am selben Tag rutschte die Strasse nach Zeneggen VS auf einer Breite von rund 30 m ab. Vom 6. bis zum 9. Januar floss mit einer Süd- bis Südostströmung milde und feuchte Mittelmeerluft zu den Alpen. Im Wallis gab es daraufhin kräftige Niederschläge mit einer Schneefallgrenze zwischen 1000 und 1500 m ü. M. In Visperterminen VS vermochten die Böden die Wassermassen nicht mehr zu absorbieren und es kam am 8. zu mehreren Erdrutschen, wobei viele Trockensteinmauern der Rebberge und Flurstrassen zerstört wurden. In Visp VS hatten sich in der Nacht auf den 9. innert kurzer Zeit zwei Rückhaltebecken mit Geröll und Baumstämmen gefüllt, woraufhin ein Gemisch aus Wasser und Schlamm Richtung Wohngebiet Leng­ acher floss und sich dort bis zu 1 m hoch ablagerte. 20 Personen wurden vorsorglich evakuiert. Die Verbindung zwischen Turtmann und Oberems VS war am 9. aufgrund der Witterungsverhältnisse arg in Mitleidenschaft gezogen worden. Mehrere Erdrutsche hatten die Strasse zwischenzeitlich unpassierbar gemacht. Am Abend des 11. sind im Bereich Rütenenwald auf rund 25 m Länge Teile des Banketts der Strasse nach Valzeina GR abgerutscht. Am 13. verschüttete in Trient VS ein beträchtlicher Felssturz gegen 6 Uhr früh die Forclaz-Passstrasse im Unterwallis. Rund 5000 m3 Geröll und Schutt begruben die Strasse auf einer Länge von etwa 50 m unter sich. Einige Felsbrocken rollten bis in die Nähe des Dorfs Trient VS. Die Passstrasse blieb 53 Tage lang bis zum 7. März geschlossen. Am 21. ereignete sich oberhalb der Strasse von Rances nach Mathod VD ein Erdrutsch. Auf einer Länge von 100 m rutschte die Erde einer Wiese mitsamt Strassenböschung ab und bedeckte die Fahrbahn. Das Volumen des Erdrutsches

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wurde auf 2000 m3 geschätzt. Für die Räumungs- und Stabilisierungsmassnahmen wurden rund 1 bis 2 Wochen benötigt. Vom 16. bis 22. fielen in weiten Teilen des Landes viel Regen und Schnee. Infolge der bereits gesättigten Böden ereigneten sich am 22. unterhalb von 1600 m ü. M. um die hundert Erdrutsche und Steinschläge im Wallis. In der Gemeinde Champéry VS erfolgte bereits zum zweiten Mal in diesem Monat ein Murgang, welcher eine Brücke verstopfte, woraufhin die Massen über das Ufer traten und Strassen verschütteten. Die Auswirkungen waren dieses Mal nicht so gravierend wie Anfang Monat, da vor dem Ereignis Sicherheitssmassnahmen getroffen wurden. Weiter waren im Wallis diverse Strassen infolge von Erdrutschen unterbrochen, so z. B. zwischen Mörel und Bister, Visp und Bürchen, Niedergampel und Bratsch, Ergisch und Eischoll, Turtmann und Ergisch, Leuk und Bratsch, Vex und Euseigne, Fully und Branson sowie Vollèges und Levron. In St. Niklaus wurde bei Mattsand das Gleis der Bahn durch einen Felssturz beschädigt. Ein Erdrutsch mit 300 m3 Material verschüttete die Geleise der Lötschberg-Bergstrecke bei Naters auf einer Breite von etwa 20 m. Die Erdmassen, darunter auch Baumstämme und Felsblöcke mit einem Volumen von bis zu 15 m3, rissen auch die stählernen Schutznetze oberhalb der Bahnlinie mit. In Raron wurden rund 70 Trockensteinmauern im Rebanbaugebiet beschädigt. Auch in Stalden stürzten Rebmauern ein. Im Kanton Waadt wurden am selben Tag in diversen Gemeinden Keller und Strassen überflutet. Wegen eines Erdrutsches musste die Strasse von Ollon nach Verschiez gesperrt werden. Der Rutsch riss oberhalb der Strasse eine Schneise in den Wald und darunter wurden Weinreben zerstört. Die Linie Aigle–Les Diablerets musste wegen eines Erdrutsches gesperrt werden. Die Arbeiten dauerten mehrere Wochen. In der Region von Yverdon-lesBains waren mehrere Strassen überflutet. Im Vallée de Joux trat die Orbe über die Ufer und setzte mehrere Keller unter Wasser. Im Kanton Neuenburg rückte die Feuerwehr aufgrund von Überschwemmungen an 35 Einsatzorte in Fleurier, Les Bayards, Les Verrières, Saint-Sulpice und Travers aus. In Saint-Ursanne JU trat der Doubs das zweite Mal in diesem Monat über die Ufer und überschwemmte Keller, Unter- und Erdgeschosse. Von Ausuferungen des Doubs war auch Soubey JU betroffen. Nach dem Dauerregen gingen rund 85 Meldungen bei der Kantonspolizei Bern ein. Dabei handelte sich v. a. um

Wassereinbrüche in Keller oder um Wasser auf Strassen. Betroffen war das ganze Berner Oberland. Wegen Erdrutschen kam es zu Strassenunterbrüchen in Unterseen sowie im Emmental zwischen Sumiswald und Lützelflüh. Zudem kam es zu Bahnunterbrüchen zwischen Lauterbrunnen und Wengen. Die Kantonspolizei Solothurn berichtete von knapp 100 Meldungen, wobei die meisten Wasser betrafen, das in Gebäude eindrang. Dies vorwiegend in der Region zwischen Grenchen und Solothurn, wo zahlreiche Ortsfeuerwehren im Einsatz waren. In Lommiswil drückten von einem Hang abgerutschte Erdmassen einen Zug aus den Schienen, wobei drei Wagen entgleisten und die Geleise beschädigt wurden. In Gurtnellen UR wurde die Nord-Süd-Achse der Autobahn A2 auf einer Länge von 50 m mit Schlamm- und Erdmassen sowie Gesteinsbrocken verschüttet. Ein Kleinbus erlitt Totalschaden, weil er auf das Geröll auffuhr. Schaden entstand zudem an den Sicherheitsnetzen und Leitplanken. Die starken Regenfälle der vergangenen Tage führten beim Moosweidli in der Gemeinde Därstetten BE am Morgen des 23. zur Auslösung eines grossen Murgangs. Die Geröllmassen und Baumstämme überfluteten die BLS-Bahnstrecke und beschädigten vier Gebäude. Weitere Murgänge ereigneten sich am selben Morgen im Rohrgraben und Leitigraben und verschütteten die Strassen in Habkern BE. Das altbekannte Rutschgebiet im Oberlauf der Gürbe oberhalb von Wattenwil BE geriet im Januar wieder ins Rutschen. An Schwellen, Wegen und Wald entstand dabei beträchtlicher Sachschaden. 3.2 Februar Der Februar war in der gesamten Schweiz eher niederschlagsarm. Im Verlauf des Monats ereigneten sich einige kleine Sturzereignisse und Rutschungen. Ein Steinschlag verschüttete am 1. das Bahntrassee in Grengiols VS. Eine Fahrleitung wurde infolge eines Steinschlags am 4. unterhalb von St. Nik­ laus VS in Mitleidenschaft gezogen. Ein Hang oberhalb der Verbindungsstrasse Zuzwil–Wuppenau SG rutschte am 18. ab und bedeckte diese teilweise. 3.3 März Im März fielen auf der Alpensüdseite und in der Westschweiz überdurchschnittliche Niederschläge. Die Sonnenscheindauer war schweizweit unterdurchschnittlich.

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Am Morgen des 9. stürzte auf der Oberalpstrasse unterhalb von Waltensburg GR ein Felsbrocken auf einen fahrenden Personenwagen, wobei zwei Insassen vom 1.5 t schweren Fels eingeklemmt und mittelschwer verletzt wurden. Ein weiterer Mitfahrer auf der Rückbank wurde leicht verletzt. Am Nachmittag des 11. löste sich aus einer fast senkrechten, arg zerklüfteten Felsformation bei Mattsand in der Gemeinde St. Niklaus VS ein gewaltiger Felsblock mit einem geschätzten Gewicht von 3000 bis 4000 t. Er kam knapp neben den Geleisen der Matterhorn-Gotthard-Bahn in der Vispa zum Stillstand. Ein mitgerissener Baum beschädigte die Oberleitung, weshalb die Strecke zwischen St. Niklaus und Täsch bis zum Morgen des 13. gesperrt blieb. In der Nacht vom 12. auf den 13. ereignete sich beim langen Steg in der Teufelsschlucht in der Gemeinde Hägendorf SO ein Felssturz. Der mittlere Bereich des Weges wurde dabei stark beschädigt und war nicht mehr begehbar. Ein Teil der Strasse von Granges nach Lens VS rutschte am 28. ab. 3.4 April Der April war im landesweiten Mittel mit 3.9 °C über der Norm (1981–2010) der zweitwärmste seit Messbeginn 1864 und in weiten Gebieten der Schweiz ausgesprochen niederschlagsarm. Die hohen Temperaturen, verbunden mit Regen und Schneeschmelze im Januar, führten zur Reaktivierung der Rutschung im Hohberg in der Gemeinde Plaffeien FR. Das Monitoring der Rutschung zeigte im April extrem hohe Bewegungsraten von bis zu einem Meter auf der Oberfläche. In der Folge wurden Strassen auseinandergerissen, Garagentore konnten nicht mehr geöffnet werden, es gab Erhebungen auf Vorplätzen, Wiesen waren von tiefen Furchen durchzogen, Bäume und Telefonmasten standen schief. Rund 150 m3 Felsbrocken haben sich am 2. oberhalb der Strasse nahe Martina GR gelöst. Der Fels fiel kurz vor Mittag aus einer fast vertikalen Felswand aus rund 60 m Höhe in freiem Fall direkt auf die Stras­se und beschädigte diese. 3.5 Mai Der Mai war sehr mild und trotz ausgeprägter Gewittertätigkeit eher niederschlagsarm. In Sierre VS haben sich am 9. an der Colline de Plantzette rund 8000 m3 Fels und Schutt gelöst und eine grosse Rebflä33


che sowie einen Zufahrtsweg verschüttet. Die Felsbrocken kamen erst wenige Meter vor Einfamilienhäusern zum Stehen. Am 10. rückte die Feuerwehr in Dornach SO nach einem Starkregen wegen ­diverser Wassereinbrüche aus. Im Berner Seeland kam es am 15. infolge eines heftigen Unwetters zu zahlreichen überschwemmten Kellern. In Frick AG drangen am selben Tag Wasser und Hagelkörner in ein Schulgebäude ein und verunreinigten Schulzimmer. Der Wanderweg Betlis-Quinten SG wurde am 19. auf einer Länge von 20–25 m mit Felssturzmaterial verschüttet. Aufgrund drohender Murgänge, die aus dem liegengebliebenen Material oberhalb des Weges entstehen könnten, wurde eine Schutzgalerie für die Wanderer errichtet. In der Region Bern haben starke Regenfälle am 22. die Feuerwehren auf Trab gehalten. Wasser drang in Häuser ein, vor allem im Raum Kehrsatz, Belp, Boll und Worb. In Morges VD wurden am selben Tag innerhalb von weniger als 30 Minuten zehn Überschwemmungen gemeldet, und in Ollon VD verschüttete ein Erdrutsch die Strasse zum Col de la Croix. Ein heftiges Gewitter am Abend des 23. beschäftigte verschiedene Ortsfeuerwehren im Kanton Zug und führte zu kleineren Behinderungen im Strassenverkehr. Rund 35 Meldungen über überflutete Waschküchen, Keller und Garagen wurden registriert, die meisten davon aus Steinhausen. Am 26. gingen während eines Gewitters über 140 Schadensmeldungen aus Münsingen BE bei der Feuerwehr ein. Vor allem der Südteil des Oberdorfs sei stark betroffen gewesen. Umgestürzte Bäume, zerstörte Gärten oder mit Wasser gefüllte Untergeschosse hielten die Einsatzkräfte auf Trab. An vielen Stellen sei das Wasser durch den Rücklauf über die Kanalisation in die Häuser gelangt. Gegen 22 Uhr zogen heftige Regenfälle und Gewitter über den Kanton Uri, worauf die Feuerwehren von Altdorf, Bürglen und Schattdorf aufgeboten wurden. Bei den Einsätzen ging es meist um überflutete Keller- und Wohnräume. Starkregen und Hagel trafen am 30. die Kantone Aargau und Zürich, wobei die schwersten Schäden im gesamten Monat Mai entstanden (u.a. auch durch Oberflächenabfluss). In Ehrendingen AG türmten sich die Hagelkörner bis zu 40 cm hoch und Wassermassen fluteten die Strassen. Die Feuerwehr wurde zu 70 bis 80 Einsätzen gerufen und musste in der Gemeinde rund 60 Keller leerpumpen. Auch in Baden 34

AG verwandelten sich viele Strassen in Bäche: Der Hagel schlug Blätter von den Bäumen, Schächte wurden verstopft und weil das Wasser nicht mehr ablaufen konnte, lief es in mehrere Geschäfte. Weitere Gebäudeschäden durch Wasser gab es z. B. in Schneisingen, Lengnau und Freienwil AG. Im Kanton Zürich verzeichnete die Gebäudeversicherung rund 1100 Schäden durch Überschwemmung. In Dielsdorf trat der Furtbach über die Ufer und flutete das Untergeschoss der Sportanlage Erlen. Weiter drang Wasser in einen Chemiebetrieb ein, unzählige Keller wurden überschwemmt und mehrere Autos versanken in den Fluten. In Steinmaur wurden Gärten und Untergeschosse überschwemmt. Eine Flutwelle floss in Riedt (Gemeinde Neerach) die Wehntalerstrasse hinab und verwüstete zahlreiche Wohnungen und Tiefgaragen mit Wasser und Schlamm. In Schöfflisdorf wurde das Altersheim überschwemmt, während in Oberweningen eine Schreinerei unter Wasser stand, wobei teure Maschinen einen Totalschaden erlitten. In Niederweningen flossen Hagelkörner, Wasser und Schlamm in zahlreiche Keller und beschädigten Autos. Der Bahnhofplatz war komplett mit Schlamm überdeckt. Weitere hohe Gebäudeschäden entstanden in Schleinikon, Regensberg, Niederhasli, Hochfelden, Stadel und Glattfelden. Das Gewitter sorgte an diesem Abend auch im Kanton Thurgau für zahlreiche überflutete Keller, so z. B. in Bürglen und Weinfelden. Am späten Nachmittag des 31. wurde die Stadt Yverdon-les-Bains VD von heftigen Schauern heimgesucht. Kel-

ler und Tiefgaragen von mehreren Gebäuden wurden überschwemmt. Wasser, gemischt mit Schlamm, floss von einem Hügel im Quartier Villette und drang in die Keller von Gebäuden. Am Abend des 31. zogen weitere schwere Gewitter über die Schweiz. Es gab lokal grosskörnigen Hagelschlag, Sturmböen mit viel Regen, der zu Überschwemmungen führte. Die Feuerwehren im Kanton Solothurn registrierten über 80 Einsätze. Dabei war hauptsächlich das Niederamt stark betroffen, u. a. Niedergösgen, Lostorf und Däniken. Die Feuerwehr rückte in Solothurn zu 20 Einsätzen aus, v. a. wegen überfluteter Keller. Im Kanton Bern war v. a. Erlach betroffen, wo ein Gemisch aus Wasser und Geröll vom Jolimont hinunter in die Stadt strömte. Im Kanton Aargau waren im Raum Zofingen 14 Feuerwehren an über 50 Schadenplätzen im Einsatz. Im Kanton Zürich kam es zu 61 Interventionen der Feuerwehr. Die Einsätze konzentrierten sich auf das Zürcher Unterland und den Raum Dübendorf. Betroffen war auch der Kanton Thurgau, wo zahlreiche Keller überflutet wurden, so z. B. in Sirnach. 3.6 Juni Der Juni war der dritte Monat in Folge mit weit überdurchschnittlicher Temperatur und unterdurchschnittlichen Regensummen. Am 4. ereigneten sich am Abend verbreitet Gewitter über der Schweiz. In Zollbrück BE an der Gemeindegrenze von Lauperswil zu Rüderswil schwoll der Frittenbach innert kurzer Zeit zu einem reis­ senden Fluss an. Die Frittenbachstrasse

Bild 6. Die Fahrzeughalle der Feuerwehr Frauenfeld TG wurde nach einem heftigen Gewitter am 8. Juni überschwemmt (Foto: www.fwff.ch). «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


wurde unterspült und rutschte dabei ab. Die Wassermassen führten im Zentrum von Zollbrück zu überfluteten Kellern und Strassen, vielerorts standen Felder und Gärten unter Wasser. Zudem kam es in der Region zu mehreren Erdrutschen. Im Berner Jura in Villeret BE führte der Bach Bex Äste und Schlamm mit sich, trat über die Ufer, verstopfte die Kanalisation und überschwemmte daraufhin das Dorfzent­ rum auf der Höhe der Schule und Käserei. Im Kanton Waadt kam es in Pampigny VD zu überfluteten Untergeschossen und Garagen. Bei der Alarmzentrale der Kantonspolizei Solothurn sind innerhalb von sechs Stunden rund 90 Meldungen eingegangen. Vom Unwetter besonders betroffen war die Gemeinde Balsthal, die rund 20 Meldungen zu verzeichnen hatte; v. a. wegen überfluteter Keller. Durch den starken Regen kam es zu Hochwasser im Lützelbach der Gemeinde Allschwil BL. Das Wasser lief in Richtung Dorf, flutete Keller und bedeckte Gärten mit einer dicken Schlammschicht. Weiter ostwärts wurden auch im Dorfzentrum von Bauma ZH Keller überschwemmt. Infolge eines Gewitters rückten die Feuerwehren am 8. ab 17 Uhr in verschiedenen Dörfern im Kanton Waadt aus. Von Überschwemmungen betroffen waren die Regionen von Rances, Chavornay, Vuiteboeuf und Orbe. In Frauenfeld TG mussten am gleichen Tag 200 Keller ausgepumpt werden. Wasser brach durch ein Fenster in eine Sporthalle einer Schule und beschädigte Gerätschaften. Auch bei der Badeanlage drang Wasser ein, wobei Lüftung, Heizung sowie Badewasseraufbereitungsanlage beschädigt wurden. Im Feuerwehrdepot suchte sich das Wasser über eine Dole den Weg in die Fahrzeughalle und stieg 1 m hoch an (Bild 6). Es entstand Totalschaden an drei Fahrzeugen sowie an diversen Pumpen. Die Feuerwehren im Kanton Zürich leisteten über 120 Einsätze, so z. B. in im Einkaufszentrum Glatt in Wallisellen, wo Wasser eindrang. Am späten Abend des 11. fielen in Lausanne VD in nur zehn Minuten 41 mm Regen – ein neuer Schweizer Rekord. Die Böden und die Kanalisation vermochten die Wassermassen nicht zu schlucken und überschwemmte mehrere Strassen, Wohnhäuser, Geschäfte und Schulen. Rund 2 –3.5 m Wasser standen im Keller des Kleidergeschäftes H & M nahe der Place Pépinet (Bild 7). Rund 40 Gebäude in der Altstadt von Lausanne waren von Wassereinbrüchen betroffen, ebenso das Kantonsspital, ein Gymnasium und der Bahnhof. Weitere hohe Gebäudeschäden

Bild 7. Nach einem Rekordniederschlag am Abend des 11. Juni wurden in Lausanne VD zahlreiche Wohnhäuser und Geschäfte überschwemmt (Foto: Marino Trotta / Ville de Lausanne). entstanden in Epalinges, Le Mont-surLausanne, Pully und Prilly. Ebenfalls am 11. führten zwei schwere Gewitterstürme im Kanton Freiburg zu zahlreichen Überschwemmungen. Die Einsatzkräfte mussten in den Bezirken Greyerz, Saane, Sense und See rund 100 Mal ausrücken. Vielerorts beeinträchtigten Überflutungen, Erdrutsche und umgestürzte Bäume den Verkehr. In Pont-laVille FR erlitten Häuser im Quartier Gotta Wasserschäden. In der Region Genf musste am 12. die Feuerwehr wegen überschwemmter Keller infolge Gewitter 30 Mal ausrücken. Im Kanton Jura kam es in der Nacht auf den 13. in mehreren Dörfern zu Überschwemmungen. Über 100 Feuerwehrleute rückten aus, v. a. in der Region Delémont und Ajoie. In Courroux und Vicques trat die Scheulte über die Ufer und überflutete mehrere Häuser. 3.7 Juli Neben der überdurchschnittlichen Wärme (1.8–2.5 °C über der Norm) herrschte im Juli weiterhin in vielen Regionen der Schweiz eine markante Regenarmut. Ein abendliches, stationäres Gewitter im hinteren Teil des Val d’Anniviers VS mit einer maximalen Intensität von 60–90 mm/h führte am 2. und 3. zu hohen Abflüssen in der Navisence. Der Fluss erodierte das Ufer auf einer Länge von 20 km und trat an mehreren Orten über die Ufer (Bild 8). Insgesamt wurden rund 200 000 m3 Material erodiert, 5000 m3 Holz mitgerissen und es kam lokal zur Ablagerung von bis zu 8 m Material. In Anniviers und

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Chippis wurden Strassen und Leitungen zerstört, Brücken weggerissen, Gebäude beeinträchtigt sowie diverse Strassen und Plätze übersart. In Chippis wurden sechs Wohnhäuser entlang der Navisence durch Wasser und Schlamm beschädigt (iDEALP, 2018). Die geschätzten Infrastrukturschäden im Val d’Anniviers lagen über 35 Mio. CHF, und somit handelt es sich bei diesem Ereignis um das schadenreichste im Jahr 2018. Am selben Abend ereigneten sich auch im Mattertal Gewitter, die in der Nacht vom 2. auf den 3. Murgänge im Rittigraben nördlich von St. Niklaus VS verursachten. Das anfallende Murgangmaterial, welches im Talboden die Kantonsstrasse überschüttete, führte in der Vispa zu einem Rückstau des Wassers und daraufhin zu einer Überflutung der ARA, wo grosse Schäden entstanden. Am 3. kam es infolge Gewitter zu Überschwemmungen in der Stadt Bern BE. Zwischen Mittelhäusern und Schwarzenburg BE wurde am selben Tag ein Bahndamm unterspült. Weil auch das Fundament eines Fahrleitungsmastes betroffen war, rechnete die BLS mit aufwendigeren Instandsetzungsarbeiten. Am 5. gingen im Zusammenhang mit einem Starkregen auf der Alarmzentrale der Kantonspolizei Solothurn 50 Meldungen ein, vorwiegend wegen des Eindringens von Wasser in Liegenschaften. Besonders betroffen waren die Gemeinden Hägendorf und Kappel. Nach einem kurzen, aber heftigen Unwetter am 6. standen die Feuerwehren der Stadt Schaffhausen SH und der Gemeinde Neuhausen am Rheinfall SH 35


während Stunden im Einsatz. In Neuhausen wurden 14 Keller überflutet, Strassen übersart, Geleise beim Bahnhof überflutet und die Kanalisation war überlastet. In Spiringen UR prallte am 13. ein rund 300 kg schwerer Stein auf der Klausenstrasse gegen ein Auto. Bei diesem Sturzereignis wurde eine Mitfahrerin verletzt und das Auto zerstört. In Will SG trat am 15. der Krebsbach über die Ufer und spülte Erdreich und Geröll auf die Fahrbahn der Autobahn. Ein Gewitter mit Hagel führte am 20. zu Überschwemmungsschäden in Moutier BE. Wasser drang in Untergeschosse, v. a. von einigen Geschäften an der Rue du Moulin. In der Gemeinde Pfäfers SG löste ein weiteres heftiges Gewitter gleichentags einen Murgang im Tellerbach bei Sankt Martin aus, der das Gerinne mit Holz und Erdmaterial verstopfte. Fahrzeuge, die auf dem Parkplatz in Sankt Martin am oberen Ende des Gigerwaldsees standen, wurden beschädigt und die Zufahrtsbrücke zerstört. Schliesslich entleerte sich am Abend des 27. der Favergesee des PlaineMorte-Gletschers mit ca. 60 m3 Wasser pro Sekunde in den Trübbach. In der Folge entstanden grosse Schäden in der Gemeinde Lenk BE, insbesondere an den verbauten Gewässern, am Wies- und Kulturland, an 17 Gebäuden, Brücken, Strassen und Wegen. Am selben Tag lösten sich zwischen 20 000 und 30 000 m3 Felsmas­ ­se an der Ostflanke des Linard Pitschen oberhalb von Lavin GR (Gemeinde Zernez) und verursachten eine grosse Staubwolke. 3.8 August Der August war mit 2–2.4 °C über der Norm (1981–2010) der drittwärmste seit Messbeginn. In der West- und Nordwestschweiz sowie im Wallis fiel gebietsweise extrem

wenig Regen. Grössere Schäden entstanden fast ausschliesslich nach regio­nalen und lokalen Gewittern, vor allem zu Beginn des Monats. Am Nachmittag des 1. ereigneten sich mehrere Unwetter in der Ostschweiz. Im Kanton St. Gallen mussten Polizei und Feuerwehren bis um 22 Uhr an 300 Einsatzorte zwischen der Stadt bis an den Bodensee mit Schwerpunkt Unteres Rheintal ausrücken. In Steinach schwoll die für gewöhnlich träge dem Bodensee zufliessende Steinach innert Minuten zu einem reissenden Fluss an und trat über die Ufer, weil sich in der Nähe der Station Holz im Durchlass unter der Bahnlinie verkeilte. Tiefgaragen und Keller angrenzender Wohnsiedlungen wurden geflutet. Zudem richteten Wasser und Schlamm grosse Schäden in einem Lagerkeller einer Firma an. Weitere überflutete Keller und Garagen meldeten die Feuerwehren aus BerneckAu-Heerbrugg, St. Margrethen, Thal-Rheineck-Lutzenberg, Goldach, Untereggen und Tübach. In der Stadt St. Gallen leistete die Feuerwehr am Nachmittag rund 140 Einsätze wegen Wasser in Untergeschossen, Liftschächten, Garagen und Parterrewohnungen. In Arbon und Horn TG gab es überflutete Keller und Strassen. In Horn unterspülte ein über die Ufer getretener Bach ein Bahngleis der Strecke Romanshorn– Rorschach, woraufhin diese unterbrochen wurde. Bei der Kantonspolizei Appenzell Ausserhoden gingen 48 Meldungen ein, die mit der Gewitterfront vom 1. in Zusammenhang standen. In den meisten Fällen musste die Feuerwehr aktiv werden, etwa um überflutete Keller auszupumpen. Der Regen unterspülte die Geleise der Bergbahn Rheineck–Walzenhausen auf einer Länge von rund 100 m. Dazu ereignete sich unterhalb der Trasse ein Hangrutsch. Im Kanton Schaffhausen kam es ebenfalls zu

Überschwemmungen infolge eines Starkregens. Die Feuerwehr Oberklettgau verzeichnete 19 Einsätze. In Beringen trat der Dorfbach über die Ufer, überflutete eine Vogelstation und löste einen Erdrutsch auf ein Gleis aus. Wie bereits in den Jahren 2015 und 2017 verschütteten mehrere Murgänge die Stras­se ins Val S-charl bei Scuol GR. Dabei wurde ein Auto in einer Schutzgalerie eingeschlossen. Fünf Tage später sorgte ein heftiges Gewitter am frühen Abend des 6. in Sion VS für Oberflächenabfluss. Strassen wurden überflutet und mehr als hundert Keller überschwemmt. Ebenso drang Wasser in mehrere Parterrewohnungen und Geschäftsräume. Schäden erlitten zudem 23 Kantonsgebäude; u. a. wurden Archivdokumente der Steuerverwaltung durchnässt. Gewitter am Abend des 6. führten ebenfalls zu Einsätzen der Feuerwehren im Kanton Genf, v.a. wegen Überschwemmungen von Keller, Garagen und Wohnungen. Betroffen waren in der Stadt Genf die Quartiere Plainpalais, Florissant, Le Petit-Saconnex und die linke Flussseite am Fusse von Mont Salève. Weitere Überschwemmungen gab es in Meinier, Collonge-Bellerive, Puplinge und Presinge. In der Stadt Delémont JU fielen 21 mm Regen in 50 Minuten und verursachten in mehreren Wohnungen Wasserschäden. Ein Murgang ging am 7. abends beim Dorf Grugnay auf Gemeindegebiet von Chamoson VS im Bachbett des Wildbachs Saint-André nieder. An zwei Brücken staute sich das Material, die Mure trat über das Ufer und lagerte Material auf die anliegenden Strassen und Grundstücke ab (Bild 9). Sieben Autos wurden beschädigt oder zerstört, einige Fassaden beschmutzt, eine Garagentür zerstört und Bäume entwurzelt. Rund 900–1000 m3 Material wurden von den Strassen und

Bild 8. Nach heftigen Gewittern am 2. Juli schwoll die Navisence stark an und erodierte ihre Ufer an diversen Stellen in der Gemeinde Anniviers VS (Foto: iDEALP). 36

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deren Umgebung weggeräumt. Innert kurzer Zeit fiel am Abend des 8. in verschiedenen Regionen der Schweiz lokal sehr viel Regen. In Saanen und Schönried BE wurden durch die sintflutartigen Regenfälle vereinzelte Keller überflutet. Bei der Baselbieter Polizei gingen ab 17.30 Uhr insgesamt 60 Meldungen ein, u. a. auch wegen Sturmschäden. Im Oberbaselbiet musste die Feuerwehr primär wegen Wasser in Kellern ausrücken. Teils heftige Gewitter sind am Nachmittag und Abend des 18. über das Linthgebiet gezogen. Alleine in Rapperswil-Jona SG musste die Feuerwehr 31 Mal ausrücken, um Keller, Tiefgaragen oder Liftschächte auszupumpen. Besonders betroffen war das Gebiet der Oberseestrasse. 3.9 September Im September war es weiterhin mild und meist trocken. Nach ergiebigen Niederschlägen am 1. zerstörten Wasser, Gestein und Geröll im Gebiet des Pochtenfalls in der Nähe von Aeschi bei Spiez BE eine über den Bach führende Holzbrücke sowie einen Teil des Wanderweges. Überall waren Rutschungen oder aus den Hängen herausgeschwemmte Schneisen zu verzeichnen. Ein heftiges Gewitter zog am Abend des 13. über den Kanton Luzern. Bei der Luzerner Polizei gingen 52 Notrufe mit Schadensmeldungen wegen überfluteter Keller, Garagen, Unterführungen und Strassen ein. Betroffen waren die Gebiete Oberer Sempachersee, Rain, Hochdorf Oberseetal, Neuenkirch-Hellbühl, Menznau, Römerswil und Meggen. In Kloten ZH standen am selben Abend infolge Gewitter bei mehreren Liegenschaften Keller, Waschküchen, Veloräume und Tiefgaragen unter Wasser, teilweise meterhoch. 3.10 Oktober Der Oktober zeigte sich in der ganzen Schweiz sehr mild und sonnig und auf der Alpennordseite niederschlagsarm. In den letzten Oktobertagen gab es grosse Niederschlagsmengen auf der Alpensüdseite, welche jedoch nur vereinzelt kleinere Unwetterschäden verursachten. Unter anderem fielen einige Felsbrocken am Morgen des 28. auf die Kantonsstrasse bei Moscia in der Gemeinde Ascona TI. Der Strassenabschnitt wurde gesperrt und gereinigt. 3.11 November Auch im November war es mild, und die Niederschlagsmengen blieben verbreitet

Bild 9. Am 7. August staute sich ein Murgang in Chamoson VS an mehreren Brücken (Foto: KEYSTONE / Maxime Schmid). weit unter der Norm (1981–2010). In Lauterbrunnen BE löste sich 200 m südlich des Staubbachs am 26. eine Felsschwarte vom obersten Bereich der Mürrenfluh und stürzte 300 m in die Tiefe. Rund eine Hektare Wald wurde zerstört. Beim Absturz zerbröselte die Felsmasse, und Staub lagerte sich in der Umgebung ab. Ein Gesteinsbrocken durchschlug das Dach eines rund 200 m von der Mürrenfluh entfernten Zweifamilienhauses, ohne dass dabei jemand zu Schaden kam. 3.12 Dezember Im Dezember lagen die Monatstemperaturen landesweit 1.6 °C über der Norm (1981–2010). Auf der Alpennordseite und in den Alpen fiel verbreitet reichlich Niederschlag, während die Alpensüdseite mehrheitlich trocken blieb. Am 24. kam es infolge verbreiteter Niederschläge zu Rutschungen, so z. B. in Grengiols VS, wo ein Stall mitgerissen wurde, oder in Jaun FR, wo durch eine Rutschung Bäume auf eine Stromleitung fielen, woraufhin die Bewohner des Weilers Abländschen BE den Weihnachtsabend ohne Strom verbringen mussten. Steinschläge ereigneten sich am selben Tag in Grächen VS auf die Mattertalstrasse und am 26. in Flüelen UR auf die Axenstrasse. 4. Schäden durch weitere Naturgefahrenprozesse Hagel, Sturmwinde, Trockenheit und Lawinen verursachten während des Jahres 2018 weitere Schäden in der Schweiz. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit werden nachfolgend einige dieser Ereignisse

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kurz erwähnt. Am 3. Januar zog der heftige Sturm Burglind über die Schweiz. Burglind war seit Orkan Lothar der stärkste Sturm in der Schweiz. Grosse Schäden waren an Gebäuden und im Wald zu verzeichnen. Die geworfene Menge Holz wird auf rund 1.3 Millionen m3 geschätzt, was, auf die ganze Schweiz bezogen, einem Viertel der Jahresnutzung entspricht. Am stärksten betroffen waren die Wälder im Mittelland und am Jurasüdfuss (Bern, Luzern, Solothurn, Zürich und Aargau) (BAFU, 2018a). Die Vereinigung Kantonaler Gebäudeversicherungen (VKG) rechnete im Januar 2018 mit Schäden von 100 Millionen Franken. Kurz nach dem Mittag des 3. Januars entgleiste wegen des starken Winds auf der MOB-Strecke zwischen Lenk und Matten BE ein Steuerwagen der Zugkomposition. Dabei wurden acht Personen verletzt. Auf der A1 auf der Höhe von Oensingen SO kippten drei grosse Lastwagen mit Anhänger und fünf Lieferwagen um. Weitere Schäden durch Sturmwinde erfolgten während des Sturmtiefs Evi am 16. Januar und infolge Sturmtief Friederike am 18. Januar. Am 29. Oktober knickten während eines weiteren Sturmtiefs (Vaia) auf dem Albulapass GR Strommasten um. In Appenzell Innerhoden entstand am selben Tag grosser Schaden am Seilpark Kronberg. Hagelschäden gab es v.a. am 30. Mai in der Region Baden AG bis Schöfflisdorf ZH. An Feldern, Gebäuden und Autos entstanden grosse Schäden. Am folgenden Tag waren die Strassen in Losdorf SO von einer Hagelschicht überzogen, und 37


am 4. Juni war La Côte-aux-Fées (NE) von Hagel betroffen. Im Januar fielen in hohen Lagen an gewissen Stellen in den Schweizer Alpen bis zu 5 m Schnee. Nebst vielfach grosser Lawinengefahr (Stufe 4) musste an einzelnen Tagen die höchste Gefahrenstufe (5, sehr gross) herausgegeben werden. Es gingen viele grosse und mehrfach sehr grosse Lawinen ab, wobei das Wallis am stärksten betroffen war (SLF, 2018). Im Vergleich zu den letzten, eher schadenarmen Wintern ereigneten sich mit rund 100 Schadenlawinen im Januar überdurchschnittlich viele Schäden. Ein Winter mit solch hohen Schäden kommt im Schnitt alle 5 bis 10 Jahre vor. Die anhaltende Trockenheit von April bis Ende Jahr führte zu stark unterdurchschnittlichen Abflüssen in Bächen und Flüssen der ganzen Schweiz, mit Ausnahme der Einzugsgebiete mit Gletscherschmelze. Die Schifffahrt musste teilweise eingestellt werden, so z. B. auf dem Rhein oder dem Lac des Brenets. Zeitweise waren die Wassertemperaturen der Gewässer sehr hoch, was an einigen Orten zu einem Fischsterben führte. Im Zuge der anhaltend unterdurchschnittlichen Niederschläge gingen auch die Grundwasserpegel stetig zurück. Für die landwirtschaftliche Nutzung musste die Wasserentnahme teilweise eingeschränkt werden. In gewis-

sen Regionen wurde das Viehfutter knapp. Es kam zu Ernteausfällen, und in einigen Fällen wurde die Bevölkerung aufgerufen, sparsam mit dem Wasser umzugehen. Die Waldbrandgefahr war während mehreren Monaten sehr hoch. Mit strikten Feuerverboten konnten grosse Brände in Wäldern verhindert werden (BAFU, 2018b).

Unwetterschäden in der Schweiz im Jahre 2005. «Wasser Energie Luft», 99. Jg., Heft 1: 31–41. iDEALP (2018): Crue de la Navizence − 2–3 Julliet 2018. Analyse d’événement. Unveröffentlichter technischer Bericht zu Handen des Kanton Wallis (Dienststelle für Wald, Flussbau und Landschaft) und der Gemeinden Anniviers und Chippis. Sion, 28.09.2018. MeteoSchweiz (2019): Klimabulletin Jahr 2018,

Danksagung

Zürich.

Wir danken dem Bundesamt für Umwelt, BAFU,

MeteoSchweiz (2018): Das monatliche Klima-

für die langjährige und massgebliche Unterstüt-

bulletin der MeteoSchweiz (Monate Januar bis

zung bei der Erfassung der Unwetterschäden

Dezember), Zürich.

und Käthi Liechti für die wertvollen Kommentare

SLF (2018): Winterbericht 2017/18. Wet-

zum Manuskript.

ter, Schneedecke und Lawinengefahr in den Schweizer Alpen. Hydrologisches Jahr

Literatur

2017/18. https://www.slf.ch/de/lawinenbulle-

Andres, N., Badoux, A. (2019): Normalisie-

tin-und-schneesituation/wochen-und-winter-

rung und Trends der Unwetterschäden in der

berichte/201718/winterbericht.html

Schweiz (1972-2016). «Wasser Energie Luft»,

7.1.2019).

(Zugriff,

111. Jg., Heft 1: 39–43. BAFU (2018a): Winterstürme Anfang 2018:

Adresse der Verfasser:

Rund 1.3 Mio m3 Holz liegen am Boden. 1.

Norina Andres, Dr. Alexandre Badoux,

Newsletter Wald 2018 (29.3.2018).

Eidg. Forschungsanstalt WSL

BAFU (2018b): Sommer 2018: Trockenheit in

Zürcherstrasse 111, CH-8903 Birmensdorf

der Schweiz. Dossier. https://www.bafu.admin.

norina.andres@wsl.ch

ch/bafu/de/home/themen/wasser/dossiers/ trockenheit-in-der-schweiz-juli-2018.html (Zugriff, 7.1.2019) Hilker, N., Badoux, A., Hegg, C. (2008): Unwetterschäden in der Schweiz im Jahre 2007. «Wasser Energie Luft», 100. Jg., Heft 2: 115–123. Hilker, N., Jeisy, M., Badoux, A., Hegg, C. (2007):

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

Infos unter: «Schweizerischer Wasserwirtschaftsverband» Rütistr. 3a · CH-5401 Baden Tel. 056 222 50 69 · manuel.minder@swv.ch

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«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


Normalisierung und Trends der Unwetterschäden in der Schweiz (1972–2016) Norina Andres, Alexandre Badoux

Zusammenfassung In der vorliegenden Studie adressieren wir die Frage, ob Trends in Schadensdaten der Schweiz vorhanden sind und ob eine allfällige Verbindung zum Klimawandel besteht. Um diese Fragestellung zu beantworten, müssen sozio-ökonomische Entwicklungen berücksichtigt werden, weshalb die Daten der Unwetterschadens-Datenbank der WSL für die Jahre 1972–2016 mit drei verschiedenen Ansätzen normalisiert wurden. Für den Trendtest wurden jährliche Schadenssummen für die Prozesse Hochwasser, Murgänge und Rutschungen berücksichtigt. Durch die Normalisierung erhöhen sich die jährlichen Schadenssummen der früheren Jahre, v. a. bei Ereignissen mit hohem Schaden. Dabei verdoppeln sich die totale, normalisierte Schadenssumme und der Mittelwert aller berücksichtigten Jahre beinahe. Die Resultate zeigen keine signifikante Zunahme der Schadenskosten über die 45 Jahre und die hier untersuchten Prozesse. Ein potenzieller Einfluss des Klimawandels auf die Schäden konnte somit nicht festgestellt werden. 1. Einleitung Naturgefahren spielen in der Schweiz eine zentrale volkswirtschaftliche Rolle. Nach grösseren Schadensereignissen kommt seitens Medien immer wieder die Frage auf, ob die Schäden zunehmen und ob ein Zusammenhang mit dem Klimawan-

del nachweisbar ist. Damit der finanzielle Schaden aus einem heutigen Ereignis mit einem vergangenen verglichen werden kann, müssen die Daten normalisiert werden. Dabei stellt man sich die Frage, wie viel ein Ereignis, das sich z. B. 1978 ereignet hat, heute kosten würde. Neben der

Tatsache, dass Sachwerte heute teurer sind (Teuerung), gilt es auch weitere sozioökonomische Veränderungen über die Zeit zu berücksichtigen. Zum Beispiel resultiert durch eine Bevölkerungszunahme, dass mehr Menschen potenziell gefährdet sind. Eine Zunahme von Strassen, Zugstrecken, Gebäuden und Infrastruktur führt zu einem höheren Schadenspotenzial und bedeutet, dass die Gesellschaft gegenüber Naturgefahren vulnerabler wird. Im Vergleich zu früher ist das Eigentum heute oftmals mehr wert und Menschen sind vermögender. Mehr teure Sachgüter werden heutzutage in Gebäuden aufbewahrt, wie z. B. Autos in unterirdischen Garagen, Gerätschaften und technische Anlagen im Untergeschoss, was früher weniger vorkam und heute das Schadenspotenzial stark erhöht. Im vorliegenden Beitrag werden die Resultate der Studie von Andres und Badoux (2018) für das deutschsprachige Fachpublikum zusammengefasst und zu-

Bild 1. Jährliche Schäden in der Schweiz durch Hochwasser, Murgänge und Rutschungen (in Mio. CHF) nominal und normalisiert auf Werte für das Jahr 2016 mit drei Ansätzen: Verwendung der Versicherungs­summen von Gebäuden (Versicherungssummen-Ansatz) sowie Berücksichtigung von Teuerung und Bevölkerungswachstum in Kombination mit dem BIP (BIP-Ansatz) oder Reallohn (Reallohn-Ansatz). Obwohl die Regressionsgeraden eine gewisse Neigung aufweisen, zeigen die angewendeten Trendtests keine Signifikanz (Lineare Regression, Mann-Kendall-Trendtest). «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden

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sätzlich die räumliche Verteilung der nominalen und normalisierten Schadenssummen pro Schweizer Kanton ausgewertet. 2. Methodik Für den Vergleich von Schäden über die Zeit wurden die Daten der WSL-Unwetterschadens-Datenbank der Schweiz für den Zeitraum 1972–2016 verwendet. Berücksichtigt wurden die Prozesse Hochwasser, Murgänge und Rutschungen. Da Steinschlag- und Felssturzereignisse erst seit 2002 aufgenommen werden, wurden diese Prozesse in der vorliegenden Studie nicht berücksichtigt. Die Daten beruhen

auf der Auswertung von Zeitungsartikeln (siehe Andres und Badoux, 2019, diese WEL-Ausgabe; Hilker et al., 2009). Für die Normalisierung können verschiedene Methoden verwendet werden. In der Literatur findet man oftmals den Ansatz von Pielke Jr. und Landsea (1998), welcher den nominalen Schaden (S) aus dem Jahr y mit einem Faktor für die Teuerung (T), die Bevölkerungsentwicklung (P) und die Entwicklung des Reichtums (R) multipliziert. Somit erhält man den normalisierten Schaden für das Jahr 2016 (NS2016) wie folgt:

NS2016 = Sy × Ty × Py × Ry(1) Alle Faktoren in Gleichung (1) werden generiert, indem der Wert für das Jahr 2016 jeweils durch den entsprechenden Wert für das Jahr y dividiert wird. Dies resultiert in einem Wert von 1 für 2016 und z. B. einem Wert T1972 = 2.58 für das Jahr 1972. Für die Berechnung des Teuerungsfaktors (T) verwendeten wir den Landesindex der Konsumentenpreise, für die Bestimmung des Faktors der Bevölkerungsentwicklung (P) die Bevölkerungszahlen pro Kanton und für die Entwicklung des Reichtums (R) entweder den Reallohn oder das Bruttoin-

Tabelle 1. Kennwerte für Schadenssummen der Periode 1972–2016 (nominal und normalisiert mit drei Ansätzen: Verwendung der Versicherungssummen von Gebäuden sowie Berücksichtigung von Teuerung und Bevölkerungswachstum in Kombination mit dem BIP oder Reallohn).

Bild 2. Zeitliche Verteilung der nominalen Schäden (oben) und der mittels BIP-Ansatz normalisierten Schäden (unten). Abgebildet sind alle Tage eines einzelnen Jahres (x-Achse) für die Jahre 1972–2016 (y-Achse). 40

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


landprodukt, BIP (Daten: www.bfs.admin. ch). Die Normalisierung der Schäden mittels Gleichung (1) wird in der Folge «Reallohn-Ansatz» oder «BIP-Ansatz» genannt, je nachdem, welcher Faktor (R) für die Entwicklung des Reichtums benutzt wurde. Ein weiterer Ansatz für die Normalisierung der Schadensdaten ergibt sich aus der Multiplikation des nominalen Schadens (S) aus dem Jahr y mit dem Faktor für die Entwicklung der Versicherungssumme für Gebäude (V). In der Folge nennen wir diese dritte Methode den «Versicherungssummen-Ansatz». NS2016 = Sy × Vy

die Entwicklung der Bevölkerung und des Reichtums bereits in den Zahlen der Versicherungssumme enthalten ist. Mit den beiden Faktoren Bevölkerungsentwicklung (P) und Versicherungssumme (V) ist in allen hier verwendeten Ansätzen auch eine räumliche Komponente enthalten. Um zu testen, ob der Trend der Schadenssummen über die Jahre signifikant ist, wurde eine lineare Regression und ein Mann-Kendall-Trendtest angewendet. Eine Untersuchung der Anzahl Datenbankeinträge über die Untersuchungsperiode wurde ebenfalls durchgeführt und wird in Andres und Badoux (2018) näher erläutert.

(2)

Die Daten zur Bestimmung des Faktors V wurden vom Interkantonalen Rückversicherungsverband (IRV) zur Verfügung gestellt und beinhalten Informationen für 19 der 26 Schweizer (Halb-)Kantone. Für die restlichen Kantone wurde der Mittelwert aller vorhandenen Kantone angenommen. Im Vergleich zum BIP- und Reallohn-Ansatz gemäss Pielke Jr. und Landsea (1998) nehmen wir bei dieser Methode an, dass

3. Resultate Je nach gewähltem Ansatz wurden die jährlichen Schadenssummen verschieden normalisiert und zeigen entsprechend unterschiedliche Jahressummen an. Durch die Normalisierung erhöhen sich v. a. die Schadenssummen zu Beginn der Untersuchungsperiode (Bild 1). Das Jahr 2005 zeigt noch immer die höchste Schadenssumme der Datenreihe, aber die Jahre 1978 und 1987 weisen nun ebenfalls

Schäden über 1.7 Mrd. CHF auf. Für die Jahre mit geringen nominalen Schadenssummen ist der Effekt der Normalisierung, absolut betrachtet, sehr klein. Ein Vergleich der verschiedenen Normalisierungsansätze zeigt, dass bei Anwendung des VersicherungssummenAnsatzes die höchsten Schadenssummen resultieren (siehe Tabelle 1), gefolgt vom BIP-Ansatz, welcher neben dem Bevölkerungswachstum und der Teuerung das BIP verwendet, und dem Reallohn-Ansatz. Durch den Normalisierungsprozess wird die Schadenssumme über alle Jahre von 1972 bis 2016 beinahe verdoppelt (Tabelle 1). Der Mittelwert von nominal 249 Mio. CHF Schaden pro Jahr wird durch die Normalisierung ebenfalls fast verdoppelt und zeigt je nach Ansatz Werte von 493, 443 und 416 Mio. CHF (Tabelle 1). Die leicht steigende Regressionsgerade der nominalen Schadenssummen in Bild 1 lässt vermuten, dass eine Zunahme der Schäden über die 45 Jahre des Erfassungszeitraums auftritt. Im Vergleich dazu zeigen die Regressionsgeraden der normalisierten Schadenssummen eher

Bild 3. Räumliche Verteilung der nominalen und normalisierten Schadenssummen in der Schweiz über die Periode 1972–2016 in einem 20-km-Gitter. «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden

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Bild 4. Räumliche Verteilung der nominalen (links) und normalisierten (rechts) Schadenssummen in der Schweiz pro Kanton über die Periode 1972–2016. Die Zahlen in der rechten Karte zeigen das Verhältnis der normalisierten zu den nominalen Werten pro Kanton. eine leichte Abnahme. Die Trendtests über die jährlichen Schadenssummen mit der linearen Regression (Daten in log-Skala) und dem Mann-Kendall-Test zeigen jedoch keine Signifikanz (P<0.05), weder für die nominalen Schadenssummen noch für die normalisierten. Die entsprechenden PWerte betragen für die lineare Regression P =  0.324 (nominale Schadenssummen) und P = 0.061–0.194 (normalisierte Schadenssummen) sowie für den Mann-Kendall-Test P = 0.221 (nominale Schadenssummen) und P = 0.052–0.214 (normalisierte Schadenssummen). Die zeitliche Verteilung der Schadensdaten über die Untersuchungsperiode, abgebildet auf Tagesbasis in Bild 2, zeigt eine Ansammlung von Ereignissen in den Monaten Juni bis August. Rund 71–75 % des Gesamtschadens (nominal oder normalisiert) häufen sich in diesen Monaten. Diese Ansammlung kann durch die Überflutungsschäden erklärt werden, welche v. a. in diesen Monaten auftreten und in der Schweiz am stärksten ins Gewicht fallen. Rutschungsschäden zeigen ebenfalls höchste Schadenswerte im August, sind aber gleichmässiger auf das Jahr verteilt. Bei der Betrachtung von Bild 2 ist generell kein visueller Trend über die Jahre erkennbar. Allerdings werden durch die Normalisierung die Schadenszahlen der früheren Jahre höher, was in der unteren Grafik durch eine leichte Farbverschiebung beobachtet werden kann. In Bild 3 ist die räumliche Verteilung der Schadenssummen über die 45-jährige Periode in einem 20 × 20-km-Gitter abgebildet, wobei erwähnt werden sollte, dass je nach Wahl der Gittergrösse sich ein leicht anderes Bild zeigt. Zudem weisen die Gitterzellen entlang der Schweizer 42

Grenze sehr wahrscheinlich unterschätzte Schadenskosten auf, da nur Schadensdaten innerhalb der Schweiz vorliegen. Ein Vergleich der Karten in Bild 3 zeigt, dass nach der Normalisierung generell mehr Zellen eine Summe von 100 Mio. CHF erreichen, wobei die Unterschiede im Schadensausmass und in der räumlichen Verteilung zwischen den Ansätzen gering sind. Höchste Schadenssummen sind generell in der Zentralschweiz und entlang der grossen Flüsse in den Haupttälern der Alpen auszumachen. Gitterzellen mit den tiefsten Schadenssummen befinden sich in der West- und Ostschweiz. Der Kanton Bern zeigt die höchste nominale Schadenssumme von rund 2 Mrd. CHF für die Jahre 1972–2016, gefolgt von den Kantonen Wallis (1.5 Mrd. CHF), Tessin (1.2 Mrd. CHF) und Uri (1.1 Mrd. CHF) (Bild 4). Die mit dem Versicherungssummen-Ansatz normalisierten Schadenssummen sind pro Kanton 1.5 bis 3 Mal höher im Vergleich zu den nominalen Schadenssummen für die betrachtete Zeitperiode. Ein hoher Wert für das Verhältnis ergibt sich, wenn ein Kanton v. a. in der ersten Hälfte des Untersuchungszeitraums stark betroffen war, wie z. B. das Tessin im Jahr 1978. Infolge Normalisierung (mit dem Versicherungssummen-Ansatz) weisen die am schwersten betroffenen Kantone folgende Schadenssummen auf: Bern 4.0 Mrd. CHF, Tessin 3.7 Mrd. CHF, Uri 2.6 Mrd. CHF, Wallis 2.6 Mrd. CHF, Luzern 1.4 Mrd. CHF, Graubünden 1.3 Mrd. CHF (Bild 4). 4. Diskussion und Schlussfolgerungen Die Resultate haben gezeigt, dass sich die Gesamtsumme der Schäden durch

Hochwasser, Murgänge und Rutschungen über die 45-jährige Untersuchungsperiode beinahe verdoppelt, wenn die Daten normalisiert werden (Tabelle 1). Die höchsten Normalisierungsfaktoren werden in demjenigen Ansatz verwendet, der die Versicherungssumme der Gebäude berücksichtigt. Die hohen Werte können mit der höheren Nachfrage der heutigen Bevölkerung nach Raum und einem höheren Komfortstandard erklärt werden, was zu überproportional teureren Häusern im Vergleich zu den 1970er-Jahren führt. Die Verwendung des BIP als Proxy-Varia­ ble für Reichtum ist generell umstritten, da z. B. Reparaturmassnahmen während Kriegen und nach Naturkatastrophen zu einer Erhöhung des BIP führen können (Cassiers, 2007). Obwohl es Unsicherheiten und Nachteile bei jedem der drei hier verwendeten Ansätze gibt, hat unsere Studie gezeigt, dass, unabhängig von der gewählten Methode, kein signifikanter Trend über die Zeit vorliegt. Die Entwicklung des Reichtums ist mit einem einzigen Wert pro Jahr für die gesamte Schweiz abgebildet worden (BIP, Reallohn). Somit kann es sein, dass, obschon die Schweiz ein verhältnismäs­ sig kleines Land ist, die Entwicklung des Reichtums in gewissen Gebieten nicht richtig abgebildet ist. Mit der Einführung zumindest einer räumlichen Komponente (Bevölkerungsentwicklung nach Kantonen) wird diesem Problem in gewisser Weise Rechnung getragen. Das Identifizieren einer guten Proxy-Variable für die Entwicklung des Reichtums ist oftmals schwierig. Offen bleibt die Frage, ob diese Entwicklung nicht bereits mit den anderen verwendeten Faktoren (Teuerung, Bevölkerungsentwicklung) teilweise abgebil-

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


det ist und somit eine «Überindexierung» stattfindet. Unsicherheiten bestehen auch in den (nominalen) Daten der Unwetterschadens-Datenbank, z. B. aufgrund von Unterschieden in der Berichterstattung der Medien über die Zeit (Hilker et al., 2009; Badoux et al., 2014; Andres und Badoux, 2018). Die Studie zeigt deutlich, dass Aussagen über eine Zunahme von Schäden im Zeitraum 1972–2016 für die hier untersuchten Prozesse statistisch nicht belegbar sind. Somit kann auch ein Zusammenhang mit dem Klimawandel nicht erklärt werden. Eine Trendanalyse mit Jahressummen ist jedoch schwierig, weil die untersuchten 45 Jahre durch einige wenige verheerende Ereignisse dominiert werden, welche rund 71 % der totalen nominalen Schäden ausmachen (1977, 1978, 1987, 1993, 1999, 2000, 2005, 2007). Die Trendanalyse ist somit stark von der Verteilung dieser schadenreichen Jahre in der Untersuchungsperiode abhängig (Kron et al., 2012). Eine nur 45-jährige Untersuchungsperiode könnte auch zu kurz sein, um signifikante Trends zu entdecken. Ein Blick in die Vergangenheit zeigt, dass sich nur wenige Hochwasser während der ersten Hälfte des 20. Jh. ereignet haben (Pfister, 2009). Dies könnte zum falschen Schluss führen, dass eine Zunahme von Ereignissen in den letzten 30 Jahren des 20. Jh. und zu Beginn des 21. Jh. vorliegt. Denn es ereigneten sich einige schwere Hochwasser im 19. Jh. (Röthlisberger, 1991; Pfister, 2009; Schmocker-Fackel und Naef, 2010). Eine Studie von Petrascheck (1989) hat diesbezüglich gezeigt, dass die Normalisierung der Schadenskosten des 1868-Ereignisses auf das Jahr 1987 zu ähnlich hohen Werten wie infolge des Ereignisses 1987 führt. Die Zunahme von nominalen Schäden durch Naturereignisse wird an verschiedensten Orten festgestellt. So steht zum Beispiel im IPCC-AssessmentReport der Arbeitsgruppe II, dass mit «hohem Vertrauen» die ökonomischen Kosten durch extreme Wetterereignisse in der Periode 1960 bis 2000 zugenommen haben ­(Cramer et al., 2014). Bouwer (2011) hat 22 Studien analysiert, von denen die meisten zeigten, dass dieser Anstieg der Kosten auf einen Anstieg des Reichtums und eine Zunahme der durch Naturgefahren bedrohten Bevölkerung zurückzuführen ist. Denn nach Durchführung einer Normalisierung war in den Daten jeweils kein Trend mehr ersichtlich. Neben dem Klimawandel beeinflussen andere Faktoren die zeitliche Ent-

wicklung der Schadensdaten, wie z. B. Schutzmassnahmen. In der Schweiz werden jährlich rund 2.9 Mrd. CHF in Schutzmassnahmen investiert (geschätzt für die Periode 2000–2005) (PLANAT, 2007; Wegmann et al., 2007). Der Einfluss all dieser risikomindernden Massnahmen auf die Schadenskosten von Ereignissen ist schwierig zu erfassen. Es ist aber möglich, dass diese Investitionen in die Sicherheit den Effekt des Klimawandels aufheben oder ihm zumindest entgegenwirken.

1972–2007. Natural Hazards and Earth System Sciences, 9 (3), 913–925. Kron, W., Steuer, M., Low, P., Wirtz, A. (2012): How to deal properly with a natural catastrophe database – analysis of flood losses. Natural Hazards and Earth System Sciences, 12 (3), 535–550. Petrascheck, A. (1989): Die Hochwasser 1868 und 1987. «Wasser Energie Luft», 81 (1–3), 1–8. Pfister, C. (2009): Die «Katastrophenlücke» des 20. Jahrhunderts und der Verlust traditionalen Risikobewusstseins – The «Disaster Gap» of the 20th Century and the Loss of Traditional Disas-

Danksagung

ter Memory. GAIA, 18 (3), 239–249.

Wir danken dem Bundesamt für Umwelt, BAFU,

Pielke Jr., R.A., Landsea, C.W. (1998): Nor-

für die langjährige und massgebliche Unterstüt-

malized hurricane damages in the United Sta-

zung bei der Erfassung der Unwetterschäden.

tes: 1925–95. Weather and Forecasting, 13(3),

Zudem bedanken wir uns beim Bundesamt für

621–631.

Statistik für die Daten zu Teuerung, Bevölke-

PLANAT (2007): Jährliche Aufwendungen für

rung, Reallohn und BIP sowie bei M. Imhof vom

den Schutz vor Naturgefahren. Projekt B1. Bern:

Interkantonalen Rückversicherungsverband für

Nationale Plattform Naturgefahren PLANAT.

die Daten der Versicherungssummen der Ge-

Röthlisberger, G. (1991): Chronik der Unwetter-

bäude und seine wertvollen Inputs zur Studie.

schäden in der Schweiz. Berichte der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee

Literatur

und Landschaft: Vol. 330. Birmensdorf: Eidge-

Andres, N., Badoux, A. (2019): Unwetterschä-

nössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee

den in der Schweiz im Jahre 2018. Rutschun-

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gen, Murgänge, Hochwasser und Sturzereig-

Schmocker-Fackel, P., Naef, F. (2010): Changes

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Wegmann, M., Merz, H., Meierhans Steiner, K.

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(2007): Jährliche Aufwendungen für den Schutz

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Strategie Naturgefahren Schweiz, Umsetzung

Badoux, A., Andres, N., Turowski, J.M. (2014):

des Aktionsplans PLANAT 2005–2008. Bern.

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Adresse der Verfasser:

Sci., 14, 279–294.

Norina Andres, Dr. Alexandre Badoux,

Bouwer, L.M. (2011): Have Disaster Losses Inc-

Eidg. Forschungsanstalt WSL

reased due to Anthropogenic Climate Change?

Zürcherstrasse 111, CH-8903 Birmensdorf

Bulletin of the American Meteorological Society,

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92 (1), 39–46. Cassiers, I. (2007): Beyond GDP, Measuring progress, true wealth, and the well-being of nations: Conference Proceedings. in Beyond GDP, International Conference, Brussels: European Communities. pp. 346. Cramer, W., Yohe, G.W., Auffhammer, M., Huggel, C., Molau, U., da Silva Dias, M.A.F., Stone, D.A., Tibig, L. (2014): Detection and attribution of observed impacts. In C.B. Field, V.R. Barros, D.J. Dokken, K.J. Mach, M.D. Mastrandrea, T.E. Bilir, et al. (Eds.), Climate change 2014 – Impacts, adaptation and vulnerability: Part A: Global and sectoral aspects: Working Group II Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report Global and sectoral aspects (Vol. 1, pp. 979–1037). Cambridge, England and New York, NY: Cambridge University Press. Hilker, N., Badoux, A., Hegg, C. (2009): The Swiss flood and landslide damage database

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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 CO2-Bilanz der Schweiz bei.

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

mmi · swv · 9/08

Raum für neues Leben: Wo Wasser gestaut wird, entstehen neue, biologisch wertvolle Wasserflächen und Uferzonen. Eine ganze Reihe davon stehen 44 heute unter Naturschutz.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


Nachrichten Informationen aus der Wasser- und Energiewirtschaft

P ol iti k UREK-N für Beibehaltung des Wasserzinsmaximums bis 2024 Die Energiekommission des Nationalrates will das gegenwärtige Wasserzinsmaximum von 110 Franken beibehalten. Sie will im Gesetz auch keine Randbedingungen festlegen, wie die Wasserzinsregelung nach 2024 aussehen soll. Die Kommission für Umwelt, Raumplanung und Energie des Nationalrates (UREK-N) hat dem Entwurf zur Änderung des Wasserrechtsgesetzes (18.056) mit 16 zu 2 Stimmen bei 6 Enthaltungen zugestimmt. Dabei übernimmt sie das Wasserzinsmaximum von 110 Franken, wie es der Bundesrat bis 2024 vorschlägt, mit 12 zu 10 Stimmen bei 2 Enthaltungen, und folgt damit auch dem Ständerat (Art. 49 Abs. 1). Eine Minderheit beantragt, das Maximum auf 80 Franken zu senken. Weitgehend einig ist sich die Kommission hingegen beim Auftrag an den Bundesrat, rechtzeitig einen Vorschlag für ein neues Wasserzinsmaximum nach 2024 vorzulegen. Mit 19 zu 4 Stimmen lehnt sie es ab, im Gesetz Rahmenbedingungen für ein zukünftiges, flexibles Wasserzinsmodell festzuhalten, und folgt damit in Art. 49 Abs. 1bis dem Entwurf des Bundesrates. Während die Minderheit jetzt das Wasserzinsmaximum senken will, um die Wasserkraftwerksbetreiber bei den gegenwärtig tiefen Marktpreisen zu entlasten, ist die Mehrheit der Kommission der Überzeugung, der Zeitpunkt sei verfrüht. Sie will die Diskussion zu Änderungen beim Wasserzinsmodell zusammen mit den Beratungen zu einem neuen Strommarktdesign im Rahmen der kommenden Revision des Stromversorgungsgesetzes führen. Die Kommission hat am 21. und 22. Januar 2019 unter dem Vorsitz von Nationalrat Roger Nordmann (S, VD) und teilweise in Anwesenheit von Bundesrätin Simonetta Sommaruga in Bern getagt. (UREK-N)

UREK-S für Halbierung CO2-Emissionen und mit neuer Motion zur Sicherung Stromversorgung Die Energiekommission des Ständerates spricht sich für eine Halbierung der CO2-Emissionen bis 2030 mit Inlandziel von 60 % aus. Zudem hat die Kommission einstimmig beschlossen, eine Motion betreffend die langfristige Stromversorgungssicherheit der Schweiz einzureichen. Im Rahmen der Detailberatung zur Totalrevision des CO2-Gesetzes (17.071) unterstützt die Kommission für Umwelt, Raumplanung und Energie des Ständerates (UREK-S) das vom Bundesrat angestrebte Ziel, die Treibhausgasemissionen bis 2030 gegenüber 1990 zu halbieren und dabei mindestens 60 Prozent der Verminderung im Inland zu leisten. Die debattierten Vorschläge reichten von 50 bis 80 Prozent Inlandanteil. Mit 7 zu 6 Stimmen hat sich die Kommission entschieden, ihrem Rat ein Minimum von 60 Prozent zu beantragen. Eine Minderheit fordert mindestens 80 Prozent. Mit einem klar definierten Inlandanteil wählt die Kommission einen anderen Weg als der Nationalrat, der in der Wintersession zunächst das Inlandziel aus dem Gesetz gestrichen und schliesslich die Vorlage in der Gesamtabstimmung abgelehnt hat. Die Kommission ist überzeugt, dass inländische Massnahmen viel Wertschöpfung in der Schweiz generieren. Zudem bildet das Inlandziel einen übergeordneten Orientierungspunkt, um die verschiedenen Reduktionsmassnahmen festzulegen. Beim Zweckartikel des CO2-Gesetzes geht die Kommission weiter als der Bundesrat: Sie will die Ziele des Übereinkommens von Paris explizit im nationalen Recht verankern. So hat die Kommission ohne Gegenstimme beschlossen, dass mit dem Gesetz ein Beitrag geleistet werden soll, den Anstieg der Erdtemperatur auf 1.5 Grad Celsius zu begrenzen und die Anpassungsfähigkeit an den Klimawandel zu erhöhen. Mit 9 zu 3 Stimmen bei einer Enthaltung hat die Kommission ebenfalls die Bestimmung hinzugefügt, dass die Finanzmittelflüsse mit der angestrebten emissionsarmen Entwicklung in

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Einklang gebracht werden sollen. Wie man die Klimaverträglichkeit der Finanzflüsse verstärken kann, wird die Kommission an ihren nächsten Sitzungen diskutieren. Dabei – und auch bei der weiteren Detailberatung des CO2-Gesetzes – will sich die Kommission für eine mehrheitsfähige Lösung einsetzen. Kommissionsmotion für Sicherung der langfristigen Stromversorgung Die Kommission hat einstimmig beschlossen, eine Motion betreffend die langfristige Stromversorgungssicherheit der Schweiz einzureichen (19.3004). Konkret wird der Bundesrat beauftragt, im Rahmen der Revision des Stromversorgungsgesetzes eine Marktordnung zu unterbreiten, welche die langfristige Versorgungssicherheit durch eine angemessene Inlandproduktion gewährleistet. Die Kommission ist der Meinung, dass sich der in der Energiestrategie 2050 vorgesehene schrittweise Ausstieg aus der Kernenergie und der damit sinkende Anteil der Stromproduktion im Inland sowie auch die nach wie vor nicht gegebene Teilnahme am EU-Strombinnenmarkt negativ auf die Versorgungssicherheit der Schweiz auswirken. Im Weiteren soll der Bundesrat die Rollen und Verantwortlichkeiten im Bereich der Stromversorgungssicherheit gesetzgeberisch klären, um den verschiedenen Akteuren der Energiewirtschaft damit Entscheid- und Planungssicherheit zu geben. Die Kommission hat am 11. Februar 2019 unter dem Vorsitz von Ständerat Roland Eberle (V/TG) und teilweise in Anwesenheit von Bundesrätin Simonetta Sommaruga in Bern getagt. (UREK-S)

Ene r g iewi r ts c haf t 101 Millionen Franken Investitionsbeiträge für Wasserkraftwerke In der Schweiz können seit dem Jahre 2018 Investitionsbeiträge für neue Grosswasserkraftwerke sowie für wesentliche Erweiterungen oder Erneuerungen solcher Anlagen beantragt werden. Das 45


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Bundesamt für Energie (BFE) hat die per Stichtag 30. Juni 2018 eingegangenen Gesuche geprüft und nun drei Betreiberfirmen Investitionsbeiträge von insgesamt 101.2 Millionen Franken zugesprochen. Damit werden die zur Verfügung stehenden Mittel vollständig ausgeschöpft. Für die Investitionsbeiträge für Grosswasserkraftwerke stehen jährlich rund 50 Millionen Franken zur Verfügung (siehe Kasten). Diese Mittel werden im Zweijahresrhythmus zugeteilt. Der erste Stichtag war am 30. Juni 2018. Es sind fünf Anträge mit einer beantragten Fördersumme von insgesamt 141.8 Millionen Franken eingegangen. Das BFE hat diese Gesuche im Detail geprüft. Gemäss Prüfung sind drei Grosswasserkraftanlagen (Robbia/Repower AG, Ritom/Ritom SA und Mottec/Gougra SA) anspruchsberechtigt. Den Betreiberfirmen wurde ihr Anspruch in den letzten Tagen per Verfügung mitgeteilt. Die gesamthaft zugesicherte Beitragssumme beträgt 101.2 Millionen Franken, was 34 % der anrechenbaren Investitionskosten entspricht. Die drei Grosswasserkraftanlagen liefern künftig eine Gesamtproduktion von 423 Gigawattstunden pro Jahr. Zudem wird eine insgesamt verbesserte Steuerbarkeit der Energieproduktion erzielt. Der nächste Stichtag für die Einreichung von Gesuchen ist der 30. Juni 2020. Seit dem Inkrafttreten des revidierten Energiegesetzes am 1. Januar 2018 werden neue sowie wesentlich zu erweiternde oder zu erneuernde Grosswasserkraftanlagen (Anlagen mit einer mechanischen Bruttoleistung von mehr als 10 MW) mit Investitionsbeiträgen gefördert. Der Investitionsbeitrag beträgt für Neuanlagen und erhebliche Erweiterungen maximal 35 % und für erhebliche Erneuerungen maximal 20 % der anrechenbaren Investitionskosten. Für die Investitionsbeiträge für Grosswasserkraftwerke stehen jährlich rund 50 Millionen Franken aus dem Netzzuschlagsfonds zur Verfügung. Dieser wird durch den Netzzuschlag finanziert, den die Verbraucher pro konsumierte Kilowattstunde bezahlen. Der Netzzuschlag liegt seit 2018 bei 2.3 Rp./kWh. Neben den Investitionsbeiträgen für die Grosswasserkraft, für die 0.1 Rp./kWh reserviert sind, werden aus dem Netzzuschlag unter anderem auch das Einspeisevergütungssystem, die Einmalvergütungen oder die Investitions-

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beiträge für Kleinwasserkraftanlagen finanziert. Da nur alle 2 Jahre ein Stichtag für Gesuche festgelegt ist, stehen für die jeweils eingereichten Grosswasserkraft-Projekte rund 100 Millionen Franken (2 × 50 Millionen Franken) zur Verfügung. Falls mehr beantragt wird, kommen zuerst Neubauprojekte und Erweiterungen zum Zug. Unter diesen dann zuerst die Projekte, die am meisten Kilowattstunden pro Förderfranken an Zubau bringen. Das Förderinstrument Investitionsbeiträge ist bis 2030 befristet. Um Investitionsbeiträge für Grosswasserkraftwerke zu beantragen, muss jeweils bis zum Stichtag ein Gesuch mit allen erforderlichen Unterlagen beim BFE eingereicht werden. Gesuche können erst eingereicht werden, wenn eine rechtskräftige Baubewilligung vorliegt oder die Baureife nachgewiesen ist. Das BFE ist für den Vollzug zuständig und wird dabei fachlich und administrativ von der Arbeitsgemeinschaft ARGE IB unter der Federführung der energiebüro ag unterstützt. (BFE)

Erneuerbarer Strom immer häufiger nachgefragt Über ein Viertel (26 Prozent, 15.3 Terawattstunden) des in der Schweiz verbrauchten Stroms wurde bewusst zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energiequellen gewählt. Auch im Jahr 2017 hat dieser Anteil wieder leicht zugenommen. Dies zeigen die aktuellsten Zahlen des Bundesamtes für Energie und des Vereins für umweltgerechte Energie zum Markt von erneuerbaren Energieprodukten. Knapp 1.5 Terawattstunden dieses Stroms stammen dabei aus Anlagen, welche unter besonders hohen ökologischen Anforderungen produzieren und deshalb das Gütesiegel naturemade star tragen.

Die Umfrage basiert auf den Antworten von 310 Stromversorgern (75 Prozent Marktanteil). In den Resultaten abgebildet sind die Angaben zu den Produkten der Energieversorger, welche als eigenständige Produkte (Einzel- oder Mixprodukte) vermarktet und von EndkundInnen bewusst gewählt werden. Gemäss der Umfrage haben sich 2017 mehr als 1.5 Millionen Haushalte und rund 80 000 Unternehmen in der Schweiz aktiv für ein Stromprodukt aus erneuerbaren Energien oder ein naturemade-star-zertifiziertes Ökostromprodukt entschieden. Der Stromverbrauch dieser Energiekundinnen und -kunden umfasst insgesamt 15.3 Terawattstunden oder 26 Prozent des gesamten Schweizer Stromabsatzes. Die Kunden und Kundinnen entschieden sich hauptsächlich für Mixprodukte, das heisst Strom aus unterschiedlichen erneuerbaren Energiequellen (75 Prozent des Marktes für Erneuerbare), oder reine Wasserprodukte (25 Prozent des Marktes). Reine Produkte aus neuen erneuerbaren Energien (Strom aus Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen und Biomasseanlagen) wurden unter 2 Prozent (0.5 Terawattstunden) abgesetzt – wobei Solar-Stromprodukte den grössten Anteil ausmachen. In den letzten Jahren konnte bei allen reinen Produkten, also auch den Produkten aus 100 Prozent Wasserkraft, eine stetige Abnahme zugunsten der Mixprodukte festgestellt werden. 250 Energieversorger bieten naturemade star zertifizierte Ökostromprodukte an. Der Strom dieser Produkte stammt aus Anlagen, welche den hohen ökologischen Anforderungen des VUE Verein für umweltgerechte Energie entsprechen. Rund 10 Prozent der Menge, welche 2017 über Stromprodukte verkauft wurde, hat die Qualität naturemade star. Bei der Marktumfrage des Bundesamtes für Energie (BFE) und des Vereins für umweltgerechte Energie (VUE) wird das aktive Handeln der Energiekundinnen und -kunden ausgewertet. Die Energiemengen, die über Green DefaultProdukte ohne Opting-

Entwicklung der verkauften Menge von erneuerbaren Stromprodukten. «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden


Was s e r kr af tnut zung Kraftwerk Erstfeldertal – von der Vision zur greifbaren Wirklichkeit Das Projekt für ein Kraftwerk Erstfeldertal war vor einem Jahr festgefahren und stand kurz vor dem Aus. Umso erstaunlicher ist der aktuelle Stand: Das Projekt hat innert eines Jahres sowohl die Konzession als auch die Baubewilligung erhalten. Möglich wurde diese aussergewöhnliche Leistung dank eines besonderen Efforts aller Beteiligten und dank dem fundierten Know-how der Elektrizitätswerk Altdorf AG (EWA) in allen Bereichen des Kraftwerksbaus. Der Baubeginn des Kraftwerks ist für Mitte 2019 geplant. Der Alpbach im Erstfeldertal ist eines der grössten Gewässer in Uri, die sich noch zur Stromgewinnung nutzen lassen. So erstaunt es auch nicht, dass die Vision eines Kraftwerks Erstfeldertal eine lange Geschichte hat. Bereits 1918, also vor 100 Jahren, wurden erste Stauversuche am Fulensee unternommen. In den 50er-, 60erund auch 80er-Jahren rückte der Alpbach wieder in den Fokus der Energiegewinnung. Es wurden mehrere Projektstudien

zur Nutzung des Bachs erstellt. Vor rund 10 Jahren schliesslich wurden nochmals verschiedene Projekte zur Wasserkraftnutzung im Erstfeldertal ausgearbeitet. Trotz des grossen Potenzials blieb die Vision eines Kraftwerks Erstfeldertal sehr lange ein Wunsch und drohte gar zu platzen. Es waren verschiedene Bedenken in der Bevölkerung, die in den letzten Jahren ein Projekt für ein Wasserkraftwerk in weite Ferne rücken liessen. Vision drohte zu platzen Vor gut einem Jahr war ein Kraftwerk am Alpbach im Erstfeldertal praktisch kein Thema mehr. Dem Kraftwerksprojekt drohte das endgültige Aus. Die KEV-Zusage für das Projekt wäre Ende 2017 endgültig ausgelaufen. Damit hätte das Projekt eine wichtige wirtschaftliche Basis verloren. Trotz der schwierigen Ausgangslage versuchte die EWA, die Zusage für die kostendeckende Einspeisevergütung für das Kraftwerk um eine Jahr zu verlängern und erarbeitete gleichzeitig eine Vorstudie für ein kleineres Werk. Die Verlängerung der KEV-Zusage gelang Ende Dezember 2017. Das war der Startschuss für die Wiederbelebung des Projekts und einen damit verbundenen Wettlauf gegen die Zeit: Damit die KEV-Zusage nicht doch noch verfällt, müssen bis Ende 2018 die Konzession und die Baubewilligung für das Projekt vorliegen. Dieser Prozess nimmt in der Regel mehr als zwei Jahre in Anspruch. Wettlauf gegen die Zeit Ab Jahresende 2017 ging es Schlag auf Schlag mit dem Projekt Kraftwerk Erstfeldertal. Aus dem Fast-Stillstand nahm es rasch und rasant Fahrt auf. Im März 2018 einigten sich die Projektpartner über die neue Projektorganisation. Am 23. März 2018 reichten sie bereits das überarbeitete Konzessionsgesuch ein. Im Juni 2018

konnten wichtige Einigungen mit Direktbetroffenen erzielt werden. Ende Juli wurde das Baugesuch zur Vorprüfung eingereicht. Im August konnten sich die Träger des Projekts mit den Umweltschutzorganisationen einigen. Am 3. Oktober 2018 erteilte der Urner Landrat dem Projekt die Konzession ohne Gegenstimme. Am 19. Oktober 2018 wurde das Baugesuch publiziert und aufgelegt. Da keine Einsprachen eingingen, erhielt das Projekt Kraftwerk Erstfeldertal am 19. November 2018 schliesslich die Baubewilligung. Aussergewöhnlicher Effort von allen Beteiligten Dieser Prozess im Zeitraffer, der einen Projektfortschritt bis hin zur Baubewilligung in 10 Monaten möglich machte, ist eine einmalige und aussergewöhnliche Leistung. «Wir wurden am Anfang fast belächelt, und unser Vorhaben wurde als nahezu ­unmöglich und zum Scheitern verurteilt taxiert», erklärt Werner Jauch, Vorsitzender der Geschäftsleitung der EWA. «Und es war tatsächlich ein sehr grosser Effort von allen Beteiligten nötig, damit das Projekt nicht am äusserst engen Zeitplan scheiterte. Die Projektmitarbeitenden leisteten unzählige Überstunden und verzichteten auf Ferien und Freizeit im 2018. Sonst hätte es nicht gereicht.» Ein weiterer Erfolgsfaktor für das Projekt sind die langjährige Erfahrung und das umfassende Know-how in allen Bereichen des Kraftwerksbaus. «Aus unseren zahlreichen Kraftwerksprojekten kennen wir die einzelnen Schritte der Projektierung und des Bewilligungsverfahrens ganz genau», führt Werner Jauch aus. «Wir wissen, wie die Schritte ineinandergreifen, wie viel Zeit sie in Anspruch nehmen oder wer die wichtigen Ansprechsgruppen sind. Beim Kraftwerk Erstfeldertal kam uns wei-

Visualisierung der Kraftwerkszentrale. «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden

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out verkauft wurden, sind deshalb nicht in dieser Umfrage enthalten. Diese Kundinnen und Kunden erhalten von ihrem Energieversorger standardmässig ein Produkt aus 100 Prozent erneuerbaren Energien und können nicht zu einem (teilweise) nicht erneuerbaren Energieprodukt wechseln. So wurden 2017 zusätzlich zu den 15.3 Terawattstunden Marktabsatz weitere 7 Terawattstunden erneuerbarer Strom geliefert. (VUE)


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ter zugute, dass wir mit unserem Projekt aus dem Jahr 2008 schon Vorarbeit geleistet hatten, auf die wir zurückgreifen konnten.» Ausschlaggebend für die Wiederbelebung des Projekts war aber weiter auch, dass sich die Bevölkerung von Erstfeld, das Urner Kantonsparlament, die Regierung und die Korporation Uri mehrheitlich hinter das neu ausgearbeitete Projekt stellten. «Das bestärkte uns darin, dass wir mit dem Projekt richtig liegen», führt Werner Jauch aus. «Aus der Vision Kraftwerk Erstfeldertal kann damit nach gut 100 Jahren bewegter Geschichte doch noch Realität werden.» Bauarbeiten beginnen im Juni 2019 Das Kraftwerk Erstfeldertal ist ein Gemeinschaftswerk von EWA, Gemeindewerke Erstfeld, Kanton Uri und Korporation Uri. Die Bauarbeiten für das Kraftwerk Erstfeldertal sollen bereits im Juni 2019 beginnen, die Inbetriebnahme der Winterturbine ist für Dezember 2020 geplant. «Wir investieren 36 Millionen Franken in das Kraftwerk Erstfeldertal», erklärt Verwaltungsratspräsident Werner Jauch. «Im Betrieb wird es Strom für rund 7200 Haushalte liefern. Die Energiestrategie des Kantons Uri feierte 2018 ihr 10-Jahr-Jubiläum. Der Ausbau der Wasserkraft ist darin eine zentrale Stossrichtung. Das Kraftwerk Erstfeldertal unterstützt zusammen mit den anderen neuen Kraftwerken Bristen, Gurtnellen, Schächen und Palanggenbach diese Strategie und auch die Energiestrategie des Bundes. Diese Kraftwerke sind wichtige Säulen einer erneuerbaren und sicheren Energieversorgung.» Darüber hinaus sind die Kraftwerke auch ein wichtiger Wirtschaftsfaktor für den Kanton Uri. Das gilt auch für das Kraftwerk Erstfeldertal. «Der überwiegende Teil der Wertschöpfung soll in und für Uri realisiert werden», führt Werner Jauch aus. «Das Kraftwerk wird pro Jahr rund 500 000 Franken Wasserzinsen generieren und für zusätzliche Steuereinnahmen für die Gemeinde Erstfeld und den Kanton Uri sorgen. Und schliesslich sichert das Projekt auch bestehende Arbeitsplätze.» Beindruckender Zubau der Kleinwasserkraft bei EWA Innovative Ideen, gepaart mit fundiertem Know-how in allen Bereichen des Kraftwerksbaus, sind ein Erfolgsrezept der EWA. So gelingt nicht nur beim Kraftwerk Erstfeldertal Aussergewöhnliches: Das Kraftwerk Bristen konnte in einem Schutzgebiet von nationaler Bedeutung gebaut werden, beim Kraftwerk Gurtnellen wurde erstmals in Uri eine Schutz- und 48

Nutzungsplanung (SNP) durchgeführt. Die EWA gehört zu den wenigen Energiedienstleistungsunternehmen, die noch neue Wasserkraftwerke bauen und damit nachhaltigen Strom ganz im Sinne der Energiestrategie produzieren. «Die EWA hat 115 Millionen Kilowattstunden Stromproduktion in der Kleinwasserkraft zugebaut», führt Werner Jauch aus. «Das entspricht mehr als einem Viertel des gesamten Zubaus bei der Kleinwasserkraft in der gesamten Schweiz im gleichen Zeitraum.» Zahlen und Fakten zum Kraftwerk Erstfeldertal KraftwerkstypLaufwasserkraftwerk Fassung 730 m ü. M. Zentrale 484 m ü. M. Druckleitung DN1400 mm Bruttogefälle 246 m Ausbauwassermenge 5.5 m3/s Leistung 11.5 MW Jahresproduktion 32 GWh Investition ca. 36 MCHF Wasserzinsen ca. 500 000.– CHF/Jahr

Weitere Informationen Werner Jauch, Verwaltungsratspräsident Othmar Bertolosi, Kommunikationsbeauftragter othmar.bertolosi@ewa.ch Elektrizitätswerk Altdorf AG Herrengasse 1, CH- 6460 Altdorf Tel. +41 (0)41 875 08 75, www.ewa.ch

Schutz- und Nutzungsplanung für Urner Alpbach Der Bundesrat hat Ende 2018 die vom Kanton Uri eingereichte Schutz- und Nutzungsplanung für die Wasserkraftnutzung am Alpbach genehmigt. Die Planung sieht eine Mehrnutzung des Alpbachs und damit verbunden tiefere Mindestrestwassermengen vor. Als Ausgleich dazu werden zwei landschaftlich und ökologisch wertvolle Gewässerlebensräume unter Schutz gestellt. Dank dieser Schutz- und Nutzungsplanung kann das Wasserkraftwerk jährlich rund 2.2 GWh mehr Energie produzieren, was einer Steigerung von fast 7 Prozent entspricht. Der Alpbach im Erstfeldtal verfügt über das grösste noch ungenutzte Energieproduktionspotenzial im Kanton Uri. Die Wirtschaftlichkeit der Wasserkraftnutzung am Alpbach ist aufgrund der Einspeisevergütung durch den Bund gegeben. Die genehmigte Mehrnutzung betrifft eine fischereilich weitgehend wenig bedeutende Schluchtstrecke. Als Ausgleich wird im

Oberlauf des Alpbachs ab Wasserentnahme Schopfen bis Bodenberg und ab Wasserrückgabe bis zur Mündung in die Reuss auf eine Nutzung verzichtet. Das Gewässerschutzgesetz schreibt vor, dass unterhalb von Wasserentnahmen für die Stromproduktion eine Mindestrestwassermenge in Flüssen verbleiben muss, welche die Erhaltung der natürlichen Funktionen des Gewässers (z. B. Lebensraum für Pflanzen und Tiere, Strukturierung der Landschaft oder Speisung des Grundwassers) gewährleistet. In Ausnah-mefällen können die Kantone Restwassermengen festlegen, die das gesetzliche Minimum unterschreiten. Bedingung dafür ist jedoch, dass geeignete Ausgleichsmassnahmen getroffen werden. Die Inbetriebnahme des Wasserkraftwerks ist für spätestens Ende 2020 vorgesehen. (Der Bundesrat)

Was s e r bau  / H o c hwas s e r s ac hut z 3. Rhonekorrektion: Finanzierung für nächste 20 Jahre Der Bundesrat will, dass die laufenden Arbeiten am Hochwasserschutzprojekt an der Rhone fortgesetzt werden können. Er hat noch Ende 2018 einen Gesamtkredit in der Höhe von 1022 Millionen Franken genehmigt. Dieser gilt für die zweite Etappe der Rhonekorrektion für die Jahre 2020 bis 2039, welche Schutz für 100 000 Menschen und für Sachwerte in der Höhe von 10 Milliarden Franken bringen soll. Die 3. Rhonekorrektion (R3) ist mit einer Länge von 162 Kilometern das grösste Hochwasserschutzprojekt der Schweiz. Sie soll für die rund 100 000 Menschen, die im Talboden grösstenteils auf Walliser und daneben auch auf Waadtländer Kantonsgebiet leben, mehr Sicherheit bringen. Zudem soll das Bauwerk Sachwerte von 10 Milliarden Franken vor Hochwasser schützen. Die bestehenden Schutzbauten an der Rhone sind teilweise schon sehr alt. Hochwasserereignisse mit Überschwemmungen und grossen Schäden haben zudem in den vergangenen Jahrzehnten die Grenzen des bestehenden Systems aufgezeigt. Deshalb wurde R3 in Angriff genommen. Für die Realisierung der ersten Etappe der R3 mit besonders dringlichen Massnahmen und die Planung der weiteren Massnahmen hatte die Bundesversammlung 2009 einen Rahmenkredit von 169 Millionen CHF bewilligt. Nach dreimaliger Verlängerung läuft dieser Kredit 2019 aus.

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Mobiliar Lab: Forschungsinitiative Hochwasserrisiko Das Mobiliar Lab für Naturrisiken will mit seiner «Forschungsinitiative Hochwasserri-siko» erweiterte Grundlagen für das Risikomanagement schaffen. Bis anhin zielte die Forschung vor allem auf ein besseres Verständnis der Entstehung von Hochwassern. Nun soll die Forschung zu Auswirkungen und Schäden, also letztlich zu den Hochwasserrisken, einen ähnlichen Stellenwert erhalten wie jene zur Entstehung von Hochwassern. Die Fakten sind klar: Vier von fünf Schwei-

zer Gemeinden waren in den vergangenen 40 Jahren von Hochwassern betroffen. Rund 300 000 Gebäude also 13 Prozent aller Bauten befinden sich in hochwassergefährdeten Gebieten. Jede siebte Person wohnt in der Schweiz in einem gefährdeten Gebäude. Der Neuwert aller Gebäude in Gefahrengebieten liegt bei rund 500 Milliarden Franken. Und: Beinahe die Hälfte aller Schäden durch Naturgefahren an Gebäuden wird in der Schweiz durch Hochwasser verursacht. Mit anderen Worten: Hochwasserrisiken gehen uns alle an. Das Mobiliar Lab für Naturrisiken der Universität Bern hat deshalb die «Forschungsinitiative Hochwasserrisiko – vom Verstehen zum Handeln» ins Leben gerufen (www. hochwasserrisiko.ch). Sie will neue und erweiterte Grundlagen für den Umgang mit den Hochwasserrisiken liefern. Das grossangelegte Projekt dauert von 2018 bis 2020 und stellt einen innovativen Ansatz in den Mittelpunkt. Bis anhin fokussierte die Forschung überwiegend auf die Entstehung von Hochwassern. Dank der Gefahrenkarten, die aus den so gewonnen Erkenntnissen entstanden sind, wissen wir heute für die Schweiz flächendeckend, welche Gebiete wie stark hochwassergefährdet sind. Die «Forschungsinitiative Hochwasserrisiko» will nun diese traditionelle Betrachtungsweise mit dem Einzug des Hochwasserrisikos um einen zentralen Aspekt ergänzen. Die Forschung zu den Auswirkungen von Hochwassern und deren Schäden soll einen ähnlichen Stellenwert erhalten wie jene zur Entstehung von Hochwassern. Im Vordergrund steht

dabei die Frage, welche Werte bei einer Überschwemmung auf dem Spiel stehen. Entscheidungshilfen fürs Hochwasserrisikomanagement Heute bestehen nur wenig Ansätze, um potentielle Hochwasserschäden abschätzen zu können. Eines der Ziele der gebündelten Forschungsanstrengungen des Mobiliar-Labs ist deshalb, das Schadenpotenzial von Hochwassern zu ermitteln (www.schadenpotenzial.ch). Geplant sind auch erweiterte Entscheidungshilfen für das Hochwasserrisikomanagement. Die verschiedenen Tools, die bis zum Ende der Forschungsinitiative weiterentwickelt und laufend ergänzt werden, sollen die Behörden in Gemeinden und Kantonen – aber auch die Bevölkerung – dabei unterstützen, Hochwasserrisiken zu erkennen. Nicht zuletzt fördert die Forschungsinitiative auch die allgemeine Sensibilisierung für Hochwasserrisiken. Forschung an der Nahtstelle von Wissenschaft und Praxis Das Mobiliar Lab für Naturrisiken ist eine gemeinsame Forschungseinrichtung der Mobiliar und des Oeschger-Zentrums für Klimaforschung der Universität Bern. Es existiert seit 2013 und erforscht und quantifiziert Klimarisiken und Naturgefahren sowie deren Auswirkungen. Das Lab beschränkt sich in seinen Forschungsaktivitäten auf die Schweiz, arbeitet an der Nahtstelle von Wissenschaft und Praxis und strebt Resultate an, die einen hohen Nutzen für die Allgemeinheit darstellen. Die vor kurzem lancierte «Forschungsinitiative Hochwasserrisiko» besteht aus vier

Anhand von Wetter- und Abflussprognosen werden die Folgen eines vorhergesagten Hochwasserereignisses abgeschätzt und so lokalspezifische Frühwarnungen entwickelt.

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Zweite Etappe steht an Für die zweite Umsetzungsetappe von 2020 bis 2039 ist nun ein Gesamtkredit erforderlich. Mit diesem stellt der Bund sicher, dass genügend Mittel für das Projekt in der Bundeskasse reserviert sind. In seiner Botschaft beantragt der Bundesrat dem Parlament einen Gesamtkredit von 1022 Millionen Franken. Diese Bundessubventionen gemäss Wasserbaugesetz würden rund 62 Prozent der Gesamtkosten abdecken. Neben dem Bundesamt für Umwelt (Hochwasserschutz) beteiligt sich auch das Bundesamt für Strassen mit 2 Prozent (Schutz von Nationalstrassen) an den Kosten für die 3. Rhonekorrektion. Den Rest der Kosten tragen die Kantone. Der Gesamtkredit für die R3 besteht aus insgesamt sieben individuellen Verpflichtungskrediten: vier Verpflichtungskredite für die verschiedenen prioritären Massnahmen und drei Verpflichtungskredite, die zeitlich verteilt werden und für die Finanzierung von kleineren Sicherungsmassnahmen der Dämme und allgemeine Leistungen wie übergeordnete Studien eingesetzt werden. Die Freigabe der individuellen Verpflichtungskredite wird an den Bundesrat delegiert. Die Zusicherung der Bundesmittel an die Kantone wird für konkrete und von den Kantonen genehmigte Projekte gesprochen. Die Auszahlung der Bundessubvention erfolgt erst nach Abschluss der Arbeiten. Ein Generationenprojekt Die 2. Etappe des Hochwasserschutzprojektes im Rhonetal wird auf 20 Jahre geplant. Im Schnitt ergeben sich jährliche Bundeskosten von 51 Millionen Franken. Je nach Baufortschritt können diese variieren. Insgesamt schätzen die Kantone Wallis und Waadt als Bauherren die Kosten für die 3. Rhonekorrektion auf 3.6 Milliarden CHF. Die Bauzeit wird bis etwa Mitte dieses Jahrhunderts dauern. (Der Bundesrat)


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Teilbereichen. Sie befassen sich mit der Wahrscheinlichkeit von Hochwassern, mit der Verletzlichkeit von Gebäuden, mit den Auswirkungen von Überschwemmungen auf das Strassen- und Bahnnetz sowie mit der Vorhersage von Hochwasserschäden. Hier die Forschungsvorhaben im Überblick: Extremniederschläge als Auslöser von Hochwassern Sehr grosse Hochwasserschäden entstehen bei langandauernden Niederschlägen hoher Intensität und einer grossen räumlichen Ausdehnung, wie dies beispielsweise im August 2005 der Fall war (Schadensumme ca. 3 Milliarden Franken). Im Teilbereich «Wahrscheinlichkeit» der Forschungsinitiative liegt der Fokus auf der räumlichen Abhängigkeit extremer Niederschläge, denn wenn mehrere Einzugsgebiete gleichzeitig von einem starken Niederschlagsereignis betroffen sind, wirkt sich das direkt auf die Hochwasserschäden aus. Ziel des Projekts ist es, realistische und räumlich kohärente Niederschlagsfelder zu identifizieren. Dies unter verschiedenen Szenarien und mit einer gegebenen Auftretenswahrscheinlichkeit. Diese räumlichen Niederschlagsfelder bilden den Input für hydrologische und hydrodynamische Modellierungen. Das Projekt stützt sich auf die statistische Extremwerttheorie und auf die daraus hervorgegangenen räumlichen statistischen Modelle. Schadenabschätzung künftiger Hochwasserereignisse Das Projekt «Vulnerabilität» setzt bei der aus Fallstudien gewonnen Feststellung an, dass die Verletzlichkeit eines Gebäudes nicht nur mit gängigen Überschwemmungsmerkmalen wie Abflusstiefe oder -geschwindigkeit zu erklären ist. Wichtig sind auch Gebäudeeigenschaften wie etwa die Bauweise. Das Projekt arbeitet mit einer am Mobiliar-Lab aufgebauten Datenbank, die Informationen von 15 kantonalen Gebäudeversicherungen zu mehreren zehntausend Hochwasserschäden enthält. Sie sind auf der Ebene des einzelnen Gebäudes georeferenziert und können mit anderen räumlichen Informationen wie Bauzonen oder Hochwasserexposition verknüpft werden. Mittels Data-MiningTechniken soll nach Beziehungsmustern gesucht werden zwischen Schäden einerseits und Gebäudewerten und weiterer hochwasser-spezifischer Merkmale andererseits. Die Ergebnisse des Projekts werden dazu beitragen, Schadenabschätzung künftiger Hochwasserereignisse zu verbessern und die Robustheit quantita50

Die Verletzlichkeit von Gebäuden – im Bild die Folgen von Oberflächenabfluss in Othmarsingen AG 2016 – hängt stark von den Baueigenschaften ab. tiver Risikoanalysen zu erhöhen. Diese stellen eine unerlässliche Grundlage für ein nachhaltiges Risikomanagement dar. Hochwasserbedingte Unterbrüche auf Schiene und Strasse Das Projekt «Infrastruktur/Netzwerke» untersucht, zu welchen Unterbrechungen Überschwemmungen im Schweizer Schienen- und Strassennetz führen können. Unter anderem soll die systemische Verletzlichkeit dieser Infrastrukturen abgeschätzt werden. Dazu wird unter anderem ermittelt, wie viele Leute in ihrer Mobilität potenziell von hochwasserbedingten Unterbrüchen auf Schiene und Strasse betroffen sind. Das Projekt bedient sich eines neuen, interdisziplinären Ansatzes, der sich auf Netzwerkforschung und Techniken zur Modellierung der Mobilität abstützt. Möglichkeiten und Grenzen der Frühwarnung Das Projekt «Folgenzentrierte Frühwarnung» schliesslich befasst sich mit der zuverlässigen Vorhersage der Folgen eines intensiven Niederschlagsereignisses. Solche Prognosen stellen eine wichtige Voraussetzung für ein effizientes Risikomanagement dar. Bei der Vorbereitung von Einsätzen im Hochwasserfall stützen sich die lokalen Einsatzkräfte auf Wettervorhersagen ab, um zum Beispiel zu entscheiden, ob Personen evakuiert oder mobile Sachwerte aus den Gefahrenzonen entfernt

werden müssen. Das Projekt entwickelt eine Methode, mit deren Hilfe sich anhand von Wetter- und Abflussprognosen die Folgen eines vorhergesagten Hochwasserereignisses abgeschätzt werden können. Daraus lassen sich folgenzentrierte und lokalspezifische Frühwarnungen ableiten. Mit der Entwicklung eines Prototyps zur Vorhersage von Hochwasserschäden (6 bis 24 Stunden vor Eintreten des Ereignisses) möchte das Mobiliar Lab für Naturrisiken zur folgenzentrierten Frühwarnung beitragen. (MobilarLab für Naturrisken, Universität Bern)

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Kommission Hochwasserschutz, Wasserbau und Gewässerpflege (KOHS)

KOHS-Weiterbilungskurs 5. Serie, 3. Kurs Vorausschauende Entwicklung von Wasserbauprojekten Dienstag/Mittwoch, 18./19. Juni 2019 Grafenort, Obwalden

Die Kommission Hochwasserschutz (KOHS) des SWV führt zusammen mit dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) diese fünfte Serie der erfolgreichen wasserbaulichen Weiterbildungskurse durch. Zielpublikum Der Kurs richtet sich an aktive oder künftige Verantwortliche von wasserbaulichen Gesamtprojekten. Zielsetzung, Inhalt Der praxisorientierte, zweitägige Kurs soll einen fundierten Einblick in die verschiedenen Aspekte der Entwicklung von Wasserbauprojekten geben und dabei auch Verständnis für die heute notwendige Interdisziplinarität zu schaffen. Die Teilnehmenden wissen nach dem Kurs wie man ein zukunftsfähiges Wasserbauprojekt entwickelt und haben dazu verschiedene Werkzeuge praxisnah kennengelernt. Zudem haben sie die Gelegenheit, sich an Workshops und der Exkursion mit ausgewiesenen Fachleuten auszutauschen.

Aus dem Inhalt: Donnerstag - Einführung und Übersicht - Erfolgsfaktoren für den Projektstart - Umfeld und Randbedingungen von Wasserbauprojekten - Workshop: Risikobasierte Planung von Wasserbauprojekten Freitag - Ökologische Ansprüche und Auswir kungen auf Wasserbauprojekte - Erhaltungsmanagement von Wasser bauinfrastruktur - Herausforderungen - Gewässerunterhalt und Instandhal tung von Schutzbauten im Alltag - Besichtigung eines konkreten Wasser bauprojektes in der Region Für die Details siehe das Kursprogramm auf der Webseite. Sprache Der Kurs wird auf Deutsch durchgeführt. Kursunterlagen Die Kursunterlagen bestehend aus Skript und Handout der Folien werden zu Beginn des Kurses allen Teilnehmenden verteilt. Kosten Für Mitglieder des SWV gelten vergünstigte Tarife: Mitglieder CHF 650.– Nichtmitglieder CHF 750.– Inkl. Kursunterlagen, Verpflegung 1. Tag Mittag und Abend sowie 2. Tag Mittag und Pausenkaffee, Transporte für die Exkursion; exkl. 7.7% MWSt. und allfällige Übernachtungskosten. Anmeldung Ab sofort über die Webseite des SWV: www.swv.ch Die Zahl der Teilnehmenden ist auf 28 Personen limitiert; Berücksichtigung nach Eingang der Anmeldungen.

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Age nda Landquart 20.3.2019 RhV-Vortrag 3/2019: Die Verbreitung des Bibers im Alpenrheintal (d) Rheinverband (RhV), eine Verbandsgruppe des SWV. Weitere Informationen: www.rheinverband.ch Lausanne 22.3.2019 FAN-Forum 2019: Aktueller Umgang mit Oberflächenabfluss – ein unterschätzter Naturgefahrenprozess (d/f) Fachleute Naturgefahren Schweiz (FAN). Programm und Anmeldung: www.fan-info.ch Wädenswil ab 22.3.2019 CAS-Zertifikatslehrgang Makrozoobenthos 2019: Gewässerbeurteilung und Artenkenntnis (d) Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW). Dauer 21 Tage. Weitere Informationen: https://weiterbildung.zhaw.ch/de Landquart 3.4.2019 RhV-Vortrag 4/2019: Murgänge in der Maschänserrüfe – Analogien und Nichtanalogien mit dem Bergsturz Bondo (d) Rheinverband (RhV), eine Verbandsgruppe des SWV. Weitere Informationen: www.rheinverband.ch Grafenort 18./19.6.2019 KOHS-Weiterbildungskurs Wasserbau 5.3: Vorausschauende Entwicklung von Wasserbauprojekten (d) Kommission Hochwasserschutz (KOHS) des SWV zusammen mit dem BAFU. Weitere Informationen: www.swv.ch Martigny 5./6.9.2019 108. Hauptversammlung SWV: Tagung und Besichtigung Pumpspeicherwerk Nant de Drance (f/d) Bitte Termin reservieren. Weitere Informationen folgen zu einem späteren Zeitpunkt.

Romandie 19./20.9.2019 CIPC-Cours de formation 5.4: Développement intégrale des projets d’aménagement des eaux (f) Commission Protection contres les crues (CIPC) de l’ASAE avec OFEV. Plus d’information et programme: www.swv.ch

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Nachrichten

Ve r anstaltunge n


Nachrichten

Baden 30./31.10.2019 Talsperrentagung 2019: Sicherheit und Betrieb von Wehranlagen (d/f) Schweiz. Talsperrenkomitee (STK). Weitere Informationen folgen: www.swissdams.ch Olten 12.11.2019 8. Hydrosuisse-Fachtagung Wasserkraft 2019: Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserkraftwerken (d/f) Kommission Hydrosuisse des SWV. Weitere Informationen folgen zu einem späteren Zeitpunkt: www.swv.ch Olten 21.1.2020 KOHS-Wasserbautagung 2020: Schwemmholz-Management (d/f) Kommission Hochwasserschutz (KOHS) des SWV. Weitere Informationen folgen zu einem späteren Zeitpunkt: www.swv.ch

L ite r atur Statistical Methods for Dam Behaviour Analysis Publikation: 2018; Autor: Marius Bühlmann; Herausgeber: Prof. Dr. Robert Boes, VAW – ETH Zürich, VAW-Mitteilung 242, A5-Format, 299 Seiten, kostenloser Download unter: www.vaw.ethz.ch/dasinstitut/vaw-mitteilungen.html.

The typical dam safety concept in Switzerland and many countries worldwide is based on three pillars: (i) structural safety in the design, construction and rehabilitation phases, (ii) dam monitoring to detect potentially abnormal behaviour in the ope52

ration phase, and (iii) emergency action planning for the case of a serious dam safety problem with warning and alarming of the public in the potentially affected areas downstream of the respective dam. This research project deals with pillar (ii), i.e. the monitoring and analysis of dam behaviour indicators such as displacement and seepage flow. By comparing the observed behaviour indicators with expected ones deduced from either deterministic models, statistical models based on past observed values or hybrid models using both deterministic and statistical models, potentially abnormal dam behaviour may be detected at an early stage. Measures such as water level drawdown or dam rehabilitation may then be started before a serious dam safety problem arises. Abnormal behaviour may for instance be related to long-term processes, such as valley deformation, concrete ageing, alkali aggregate reaction and changes in seepage flow, potentially leading to damage or even failure of the structure. The focus of this research is put on statistical methods and hybrid models. One of the main outcomes of the research is the concept of adjusted behaviour indicators instead of the conventional observation prediction comparison to analyze the behaviour of dams. This concept leads to robust results that are independent of the calibration period. To quantify the robustness of the adjusted behavior indicators estimated for different calibration periods, a robustness coefficient is introduced. Furthermore, recommendations to reduce multicollinearity are made. To this end, the use of physics-based hybrid models containing only few predictor variables is proposed. Two such models were developed and analyzed within this research, namely a beam model and an arch-cantilever model for gravity and arch dams, respectively.

Downstream morphological effects of Sediment Bypass Tunnels Publikation: 2017; Autor: Matteo Facchini; Herausgeber: Prof. Dr. Robert Boes, VAW – ETH Zürich, VAW-Mitteilung 243, A5-Format, 179 Seiten, kostenloser Download unter: www.vaw.ethz.ch/das-institut/vawmitteilungen.html. In many countries worldwide, anthropogenic impact has led to the deterioration of rivers and natural watercourses. Dams, sills, weirs, hydropower plants, riverbank stabilization, flood protection and river training measures may result in an interruption of

sediment transport, causing riverbed incision, bank erosion and coarsening of the surface texture downstream. Consequently, river morphology and aquatic habitats for flora and fauna commonly develop towards a less natural state. Water protection legislation nowadays demands to reestablish the sediment continuum provided the measures comply with the principle of proportionality. The sediments trapped in dam reservoirs accumulate and may over time significantly decrease the storage volume available for hydropower, drinking water, irrigation, flood protection or other uses, depending on the reservoir’s purpose. If the sediments reach the dam, they may block appurtenant structures such as low-level outlets and water intakes, resulting in dam safety issues and operational problems like increased turbine abrasion. Sediment bypass tunnels are a measure to counter both reservoir sedimentation and the adverse effects on the downstream river eco-morphology. However, these structures have not been widely implemented until today, neither in Switzerland nor worldwide, due to high investment and maintenance costs, and there is little knowledge about their effects on the downstream morphology. This research project deals with the downstream effects of sediment bypass tunnel operation using systematic numerical modeling of the erosion, transport and deposition processes of bypassed sediments, to enhance the process understanding of the morphological responses to sediment supply, and to deduce general findings and recommendations for practitioners and decision-makers.

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temporal evolution of the water surface. On the basis of the water surface tracking using a videometric measurement system of high temporal and spatial resolution, dimensionless equations were developed to predict various wave characteristics.

Umwelt Schweiz 2018 Publikation: 2018; Hrsg.: Bundesrat; Reihe: Umwelt-Zustand; Seiten: 202; Sprachen: Deutsch oder Französisch; Nummer: UI1813-D bzw. UI-1813-F, Download oder Bestellung gedruckte Fassung: www.bafu. admin.ch

Nachhaltiger Fischbesatz in Fliessgewässern – Rahmenbedingungen und Grundsätze Publikation: 2018; Hrsg.: Bundesamt für Umwelt BAFU; Reihe: Umwelt-Wissen; Seiten: 42; Sprachen: Deutsch; Nummer: UW-1823-D F, nur pdf-Download: www. bafu.admin.ch

Impulse waves are tsunami-like events with an enormous destructive power. This natural hazard is not restricted to oceans, but may also be triggered by gravitational mass slides into natural lakes or artificial reservoirs. Upon impact of a slide onto a waterbody, the transfer of momentum generates a wave which propagates radially across the lake or reservoir. When impacting a shoreline, the wave energy is then transformed into an overland flow. In dam safety and natural hazard assessment, the danger stemming from such waves should be accounted for to determine countermeasures, emergency action plans and the associated preparedness measures. This, in turn, requires a thorough understanding of the physical processes involved in wave generation, propagation and run-up including its transformation into overland flow. This research project deals with the 3D wave generation and propagation. In the past, a number of experimental research projects conducted at VAW on wave generation, propagation, run-up and overland flow were mainly limited to wave flume experiments with 2D character. In this study, the focus is put on the 3D characteristics in a wave basin. The experiments and analyses resulted in a novel phenomenological description of the hydraulic processes related to spatial propagation of landslidegenerated impulse waves based on the

Beschrieb: Der Bericht «Umwelt Schweiz 2018» gibt einen Überblick über den Zustand und die Entwicklung der Umwelt in unserem Land. Er zieht Bilanz aus den Massnahmen, die der Bund ergriffen hat, um die Umweltqualität zu verbessern, und zeigt auf, wo weiterer Handlungsbedarf besteht. (BAFU) Beschrieb: Gesunde Fischbestände und ihre nachhaltige Nutzung basieren auf intakten Lebensräumen. Ex-situ-Massnahmen wie der künstliche Fischbesatz sind dazu kein langfristig wirksames Mittel, können aber temporär zur Überbrückung von Defiziten eine Rolle spielen. Dabei gilt es einige Grundsätze zu beachten. Die Publikation führt aus, wie der Besatz mit Fischen gemäss der Bundesgesetzgebung über die Fischerei umgesetzt werden kann, falls er bei der Überbrückung von Defiziten helfen kann. Auch wenn auf die Forelle fokussiert wird, gelten die vorgeschlagenen Prinzipien für alle Fischarten, die bewirtschaftet werden. Die Grundprinzipien sind durch verschiedene konkrete Fälle illustriert, die von einigen Kantonen schon umgesetzt (BAFU)

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Werkzeuge zum Thema Oberflächenabfluss als Naturgefahr – Eine Entscheidungshilfe

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Nachrichten

Spatial propagation of landslide generated impulse waves Publikation: 2017; Autor: Frederic Martin Evers; Herausgeber: Prof. Dr. Robert Boes, VAW – ETH Zürich, VAW-Mitteilung 244, A5-Format, 135 Seiten, kostenloser Download unter: www.vaw.ethz.ch/das-institut/ vaw-mitteilungen.html


Nachrichten

Publikation: 2018; Hrsg.: Schweiz. Gesellschaft für Hydrologie und Limnologie (SGHL), Schweiz. Hydrologische Kommission (CHy) und Mobiliar Lab der Universität Bern; Beiträge zur Hydrologie der Schweiz, Nr. 42; Download oder Bestellung gedruckte Fassung: www.naturwissenschaten.ch/organisations/chy Beschrieb: Oberflächenabfluss gefährdet Personen, Sachwerte, landwirtschaftliche Kulturen, die Umwelt und kann zu Verkehrs- und Betriebsunterbrüchen führen. Zu Oberflächenabfluss kommt es, wenn Niederschlag nicht (mehr) im Boden versickern oder durch die Entwässerung abgeführt werden kann. Obwohl in der Schweiz verschiedene Werkzeuge für die Beurteilung und für den Umgang mit der Naturgefahr Oberflächenabfluss existieren, fehlt bisher eine Übersicht, die Lösungswege für diverse Fragestellungen aufzeigt. Das Hauptziel der vorliegenden Entscheidungshilfe besteht darin, Fachpersonen bei der Auswahl der geeigneten Werkzeuge im konkreten Fall zu unterstützen. Die Entscheidungshilfe bietet eine Übersicht verschiedener Werkzeuge, charakterisiert diese hinsichtlich Einsatzzweck, Branche und Aufwand und illustriert deren An-wendung anhand einer typischen Fragestellung in einem exemplarischen Untersuchungsgebiet. Zudem fasst die Entscheidungshilfe den Kenntnisstand über Oberflächenabfluss als Naturgefahr in der Schweiz zusammen und hebt die Wichtigkeit einer Beurteilung vor Ort hervor. (CHy)

Die Themen der «Wasserwirtschaft» 2–3/2019 • «Monitoring Plus» – Was können wir aus der Schwallsanierung der Hasli aare lernen? Steffen Schweizer, Matthias Meyer, Rafael Greter, Sandro Schläppi, Jan Baumgartner, Benjamin Berger, Lucie Lundsgaard-Hansen, Peter Büsser, Martin Flück • Monitoring von Seeforellen-Laichtie ren in kleinen Seezuflüssen Andreas Hertig • Ergebnisse der Methodenkombina tion bei Untersuchungen eines Fisch schutzsystems an einer WKA Falko Wagner, Johannes Körnig, Peter Warth, Wolfgang Schmalz • Verhaltensuntersuchungen zum Fischschutz und Fischabstieg am Seilrechen Heidi Böttcher, Bernhard Zeiringer, Barbara Brinkmeier, Markus Aufleger 54

• Der Elektro-Seilrechen als integrales Fischschutzkonzept Ruben Tutzer, Barbara Brinkmeier, Heidi Böttcher, Markus Aufleger • Kolmation – Eine unterschätzte Grös se in der Gewässerbewertung? Lydia Seitz, Christian Haas, Isabell Lenz, Markus Noack, Silke Wieprecht • Neue Technik auf alten Pfaden – Alte Fischschleusen als Leittechniken mo derner Fischliftsysteme Christian Zumbrägel • Die Umsetzung des Gewässerschutz gesetzes aus Sicht des Schweizeri schen Fischerei-Verbandes Philipp Sicher • Sanierungsprojekte zur Fischwande rung an den Aare-Flusskraftwerken Carl Robert Kriewitz, Steffen Schwei zer Matthias Meyer, Walter Gabl • Wasserkraftwerk Hagneck – Neubau, Fischumgehungsgerinne und Rena turierung Thomas Richli • Zwei innovative Renaturierungspro jekte an einem stark veränderten Vor alpenfluss: Die Illerstrategie 2020 und das EU-Projekt ISOBEL Tobias Epple, Arne Friedmann, Karl Friedrich Wetzel, Frank Pöhler • Landbewirtschaftung steuert Nitrat­ austräge: eine Modellstudie Andreas Bauwe, Bernd Lennartz • Der ökologische Zustand nach WRRL –Potenziale einer ergänzenden funktionalen Zustandsbewertung Christine Wolf, Jeanette Völker, Bernd Klauer • Praxistest zweier Verfahren zur Un verhältnismässigkeitsprüfung Bernd Klauer, Juliane Renno, Moritz Reese, Johannes Schiller, Katja Sigel • Kostenmanagement als Teil des in tegrierten Managements von Wild bacheinzugsgebieten in Serbien: Fall studie Topčider-Fluss Aleksandar Baumgertel, Nada Drago vić, Tijana Vulević, Sara Lukić • Ein holistischer Modellansatz für ein multifunktionales Starkregenrisiko Informationssystem Julian Hofmann, Holger Schüttrumpf • Kapazitätssteigerung bei einer Was serkraftanlage durch Unterdruckbe trieb – Modellversuche Boris Huber, Freddy Alberto Florez, Rainer Verdino, Josef Klatzer-Hoff mann • Kapazitätssteigerung bei einer Was serkraftanlage durch Unterdruckbe trieb – Erfahrungen aus der Praxis Rainer Verdino, Josef Klatzer-Hoff-

mann, Boris Huber, Freddy Alberto Florez • Genehmigungsfähigkeit der thermi schen Nutzung von Oberflächenge wässern Helge Brede, Bärbel Koppe

Die Themen der «ÖWAW» 7–12/2018 • 100 Jahre Staubeckenkommission – nach wie vor aktuell! Czerny H. • Talsperrensicherheit – eine Aufgabe für Generationen Aufleger M. • Richtlinien für den Nachweis der Tragsicherheit von Betonsperren Obernhuber P. • Numerische Modelle – ein Standbein der Talsperrensicherheit Staudacher E., Shahriari S., Zenz G. • Die Entwicklung von Wellenauflauf höhen als Grundlage zur Freibord bemessung bei Speichern mit stei len Böschungsneigungen und kürze ren Speicherlängen Tschernutter P., Wagner E, Wallner S., Innerhofer G., Rieder C. • Talsperrensicherheit am Beispiel der Angat-Stauanlage (Philippinen) Ehlers S., Fuchs M., Moll S.,·Weilguni H. • Sauberer Verkehr per Gesetz: Nach haltige Mobilitätsentwicklung als He rausforderung Geringer D. • Auswirkungen der Klimaänderung auf Österreichs Wasserwirtschaft – ein aktualisierter Statusbericht Blöschl G., Blaschke A. P., Haslinger K., Hofstätter M., Parajka J., Salinas J., Schöner W. • Entwicklung der alpinen Abflussre gime in Österreich im Zeitraum 1961– 2010 Lebiedzinski K., Fürst J. • Behandlung künstlicher Speicher und Überleitungen in der alpinen Nie derschlags-Abfluss-Vorhersage Wesemann, J., Holzmann H., Schulz K., Herrnegger M. • Vom Punkt zur Fläche in der Messung des Wasseräquivalents der Schnee decke – Mehrwert von Cosmic-Ray Neutron Sensoren in der regionalen Schneemodellierung Schattan P., Baroni G., Oswald S., Fey C., Schöber J., Achleitner S. • Wo kommt das Wasser her? Tracer basierte Analysen im Rofental (Ötz taler Alpen, Österreich) Schmieder J., Marke T., Strasser U.

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P e r s one n Nachruf auf Olivier Overney (1966–2019)

Am 17. Februar 2019 ist Olivier Overney wenige Tage vor seinem 53. Geburtstag auf einer Skitour in den Freiburger Alpen tödlich verunglückt. Seit seinem Studium zum Kulturingenieur (Schwerpunkt Umwelt) an der ETH Lausanne mit Abschluss im Jahr 1992 hat sich Olivier Overney beruflich vollumfänglich der Hydrologie und dem Schutz vor Hochwasser zugewandt. Schon für seine Doktorarbeit bei Professor André Musy an der EPFL zwischen 1992 und 1997 befasste er sich mit Methoden zur Abschätzung von Hochwasserabflüssen. Seine berufliche Laufbahn begann er im Jahre 1997 als Mitarbeiter in der Sektion Seen und Fliessgewässer des Kantons Freiburg, die er dann ab 2002 bis 2007 als Sektionsleiter führte. Anschliessend wechselte Olivier Overney als Sektionsleiter Hochwasserschutz zum damals aus der Fusion von BUWAL und BWG neu entstandenen Bundesamt für Umwelt (BAFU). In dieser leitenden Funktion in der Abteilung Gefahrenprävention war er von 2007

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bis 2014 zusammen mit seinem Team von rund einem Dutzend Fachleute zuständig für die Aufsicht über den kantonalen Vollzug der Wasserbaugesetze und die mit Bundesmitteln finanzierten Wasserbauprojekte (Hochwasserschutz, Revitalisierung), die Sicherstellung der Qualität im Schutzwasserbau und die Oberaufsicht über die Abfluss- und Seeregulierungen. Im Jahre 2015 wechselte Olivier Overney BAFU-intern zur Abteilung Hydrologie, die er bis zuletzt als Abteilungsleiter führte. Seine zentralen Aufgaben waren die nationalen, hydrologischen Daten, deren Inwertsetzung sowie hydrologische Vorhersagen und Warnungen. Parallel zu seiner Funktion als Leiter Hochwasserschutz beim BAFU war er zwischen 2009 und 2015 auch sehr geschätzes und engagiertes Mitglied in der Kommission Hochwasserschutz (KOHS) des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes (SWV). In dieser Rolle prägte er sowohl als Mitglied der jeweiligen KOHS-Arbeitsgruppen wie auch als Referent zahlreiche Weiterbildungsveranstaltungen. Neben den jährlichen KOHS-Wasserbautagungen zu erwähnen sind drei Serien von KOHS-Weiterbildungskursen mit je acht Kursdurchführungen, namentlich die Serien «Neue Herausforderungen an die Beteiligten von Hochwasserschutzmassnahmen» (2008–2010), «Gefahrengrundlagen und Hochwasserbewältigung» (2011– 2013) sowie «Revitalisierung von kleinen und mittleren Gewässern» (2014–2016). Olivier Overney ist viel zu früh aus dem Leben geschieden. Er wird uns als sehr geschätzter Berufskollege in bester Erinnerung bleiben. Roger Pfammatter und Jürg Speerli, SWV / KOHS

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Nachrichten

• Der Wert Alpiner Forschungseinzugs gebiete im Bereich der Fernerkun dung, der Schneedeckenmodellie rung und der lokalen Klimamodellie rung Bernhardt M., Härer S., Feigl M. • 50 Jahre Ausbildung von Kläranla genbetriebspersonal in Klärwärter grundkursen Frey W. • Kleinkläranlagen in Österreich – Ent wicklung, Bestand und Management Langergraber G., Pressl A., Kretsch mer F., Weissenbacher N. • Deammonifikation auf Kläranlagen – Verfahrensentwicklung aus Öster reich in alle Welt Weissenbacher N., Wett B. • Perspektiven der künftigen Klär schlammbewirtschaftung in Öster reich Kretschmer F., Zingerle T., Ertl T. • Dezentrale Versickerung von Stras­ senabwässern im urbanen/innerstäd tischen Raum Pucher B., Allabashi R., Lukavsky M., Pressl A., Ertl T. • Siedlungswasserwirtschaftliche Strukturtypen und ihre Potenziale für die dezentrale Bewirtschaftung von Niederschlagswasser Simperler L., Himmelbauer P., Stögleh ner G., Ertl T.


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Planung, Bau, Betrieb oder Bewirtschaftung – Repower ist bereit für Ihren Auftrag Der Bau des Kraftwerks Brusio zu Beginn des 20. Jahrhunderts setzte neue Massstäbe: Das Hochdruckkraftwerk war seinerzeit das grösste auf dem ganzen Kontinent. Aussergewöhnlich war auch der Standort, weitab von den Schweizer Konsumzentren im bündnerischen Puschlav. Der Kraftwerkbau in Brusio war die Geburtsstunde des Bündner Energieunternehmens Repower, dessen Hauptsitz bis heute in Poschiavo steht. Mittlerweile sind über 100 Jahre Erfahrung und Fachwissen hinzugekommen. Know-how, das die Gruppe erfolgreich auf der ganzen StromWertschöpfungskette einsetzt: von der Produktion über den Handel bis hin zu Verteilung und Vertrieb. Derzeit arbeiten

für Repower in den Niederlassungen von Zürich bis Milano knapp 600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie 30 Lernende. Repower gehört zu den grössten Arbeitgebern im Bergkanton Graubünden.

beitern ist sie eine verlässliche Partnerin und in der Lage, entlang der ganzen Auftragskette Planung-Ausführung-BetriebBewirtschaftung alles aus einer Hand anzubieten (siehe Kasten).

Verlässliche Partnerin für … Als traditionsreiches Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EVU) kennt Repower die aktuellen Herausforderungen der Branche. Jeden Tag stellt sich Repower der Aufgabe, die eigene Arbeit effizient zu gestalten und ihre Assets optimal zu bewirtschaften. Die daraus gewonnenen Expertisen bietet Repower auch anderen EVU als Dienstleister an. Dank ihren kompetenten Mitarbeiterinnen und Mitar-

… Swissgrid … Im Auftrag von Swissgrid durfte Repower als Generalplanerin das neue 220-kV-Unterwerk in Avegno planen, die Ausführung begleiten und im letzten Jahr auch die Inbetriebsetzung leiten. Im Schweizer Übertragungsnetz ist das Unterwerk Avegno eine wichtige Schaltanlage. Sie erhöht die Versorgungssicherheit im regionalen Verteilnetz wesentlich. Ausserdem wird in Avegno das Wasserkraftwerk Verbano an

Hand in Hand: Repower hält Ihre Anlagen mit Wartungsarbeiten in Schuss. 56

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Für Erfahrung gibt es keine Abkürzung: Repower kann auf eine über 100-jährige Tätigkeit zurückblicken.

das nationale Höchstspannungsnetz angebunden sowie das regionale Verteilnetz unter anderem über den Netzknotenpunkt Avegno versorgt. Maurice Dierick, Head of Grid bei Swissgrid: «Für Swissgrid war die Realisierung der Anlage im Maggiatal ein wichtiger Meilenstein. Seit der Übernahme des Schweizer Übertragungsnetzes im Jahr 2013 durch Swissgrid war es das erste Unterwerk-Projekt, das vollumfänglich von uns realisiert wurde. Dank dem professionellen Vorgehen von Repower konnte das Projekt ohne Unfall und in der geplanten Zeit erfolgreich umgesetzt werden.» Repower ist stolz darauf, Teil dieses Projekts zu sein, bei dem das Unternehmen das eigene Know-how sowie seine grosse Erfahrung im Anlagenbau auch ausserhalb des Kantons Graubünden zur Verfügung stellen konnte. … und EVU Repower erhielt 2018 von den GIS-Schaltanlageherstellern Siemens und ABB als Subunternehmen Montageaufträge. Diese führte sie bei Neubauprojekten für andere Bündner EVU aus. Die Dienstleistungen umfassten die Montage von Primär- und

Sekundärtechnik. Diese Aufträge werden auch 2019 mit umfangreichen Arbeiten an der A-CH-I Schaltanlage der Swissgrid weitergeführt. Für die Engadiner Kraftwerke (EKW) durfte Repower ausserdem das Projekt «Retrofit KW Martina (Los 2)» ausführen. Der Auftrag sah die Erneuerung der Energieableitung des Wasserkraftwerks Martina vor. Der Projektumfang beinhaltete die Revision der bestehenden 110-kVGIS-Schaltanlage, den Ersatz der 16-kVSchaltanlage sowie die Auslegung, das Engineering, die Lieferung und die Montagearbeiten für den Ersatz der gesamten Sekundärtechnik. Die Anlageanbindung an der Leitstelle Pradella wurde im Zuge des Projekts ebenfalls durch Repower erneuert. Massgeschneiderte Lösungen Wann immer Repower Dienstleistungen für Dritte erledigt, legt das Unternehmen viel Wert darauf, im Hintergrund zu bleiben. Damit ist sichergestellt, dass der Kunde jederzeit die Kontrolle behält. Repower geht auf spezifische Bedürfnisse der Kunden ein und sucht zusammen mit ihnen nach massgeschneiderten Lösungen.

Ausführung: Repower führt Montage- und Demontagearbeiten, Neu- und Umbauten, Revisionen usw. aus. Dazu gehören ebenfalls die Baustellenführung, die Pflege der Kontakte mit den Behörden sowie die Termin- und Kostenüberwachung. Repower inspiziert und überwacht ausserdem auch Kraftwerk-, Netz- und ­ Stauanlagen und hält diese mit Wartungsarbeiten in Schuss. Betrieb: Auch bei der Inbetriebnahme lässt Repower ihre Kunden nicht allein. Repower übernimmt auf Wunsch das Störungsmanagement und erstellt Abstellpläne oder Netzverbrauchsprognosen. Bestandteil des Repower-Angebots ist auch das Betriebsdatenmanagement. Bewirtschaftung: Repower sorgt dafür, dass die Anlagen ihrer Kunden optimal eingesetzt werden. Innovative Tools wie die webbasierte Plattform ENERGYSPACE oder Experten für Direktvermarktung erleichtern die Bewirtschaftung der Anlagen.

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Detaillierte Informationen zum Dienstleistungsangebot von Repower finden Sie auf: repower.com/energieversorger «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 1, CH-5401 Baden

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Planung: Repower erstellt im Auftrag Vor-, Auflage- und Bauprojekte für Produktionsanlagen, Unterwerke, Trafostationen, Kabelanlagen und Hausanschlüsse. Dabei kann sie auf ihr Know-how in den Bereichen Bautechnik, Hochspannungs-, Mittelspannungs- und Niederspannungstechnik, Elektromechanik, Mechanik, Schutz- und Leittechnik sowie Kommunikationstechnik zurückgreifen.


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Der Schweizerische Wasserwirtschaftsverband setzt sich als gesamtschweizerischer Fach- und Interessenverband für die Belange der Wasserkraftnutzung, des Hochwasserschutzes und der Gewässerpflege ein. Infolge altersbedingten Rücktrittes des aktuellen Stelleninhabers suchen wir für unsere Geschäftsstelle mit kleinem Team an zentraler Lage in Baden per 1. November 2019 oder nach Vereinbarung eine/-n

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Ihre Hauptaufgabe ist es, die Produktion der Fachzeitschrift «Wasser Energie Luft» sowie weiterer Verbandspublikationen selbstständig und termingerecht bis zum Druck voranzutreiben. Sie sind zuständig für ▪ komplettes Layout mit Text- und Bildbearbeitung sowie Einarbeitung der Autoren- und Lektoratskorrekturen ▪ Akquisition Inserate und PR-Texte ▪ Korrespondenz mit Autoren, Inserenten und Druckerei ▪ Abrechnung und Bestellwesen ▪ Unterstützung Bewirtschaftung Webseite ▪ Betreuung Spezialprojekte wie digitales Fotoarchiv und Digitalisierung der Zeitschrift. Für diese verantwortungsvolle Tätigkeit suchen wir eine engagierte und zuverlässige Persönlichkeit mit Freude an der gestalterischen und sorgfältigen Arbeit am PC. Sie verfügen über ▪ einen Abschluss als Polygraf oder ähnliche Ausbildung und Erfahrung ▪ hervorragende Kenntnisse in der Anwendung von InDesign, Photoshop und Illustrator ▪ nach Möglichkeit Erfahrung mit WordPress ▪ sehr gute Deutschkenntnisse und idealerweise gute Kenntnisse in Französisch und/oder Englisch ▪ Erfahrung mit Layoutund Druckprozessen sowie in der Inserate-Akquisition. Sind Sie interessiert? Dann senden Sie Ihre Bewerbungsunterlagen an den folgenden von uns beauftragten Berater. Volle Diskretion ist garantiert.

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Stahlwasserbau

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«Wasser Energie Luft»

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Schweizerische Fachzeitschrift für Wasserrecht, Wasserbau, Wasserkraftnutzung, Gewässerschutz, 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». Redaktionsleitung Roger Pfammatter (Pfa) Geschäftsführer des Schweizerischen Wasserwirt­schaftsverbandes (SWV) roger.pfammatter@swv.ch Layout, Redaktionssekretariat und Anzeigenberatung Manuel Minder (Mmi) manuel.minder@swv.ch Französische Übersetzung Editorial und SWV-Jahresbericht Rolf T. Studer ISSN 0377-905X

Inseratenverwaltung Manuel Minder SWV · Rütistrasse 3a · 5401 Baden Tel. +41 56 222 50 69 manuel.minder@swv.ch Preis Jahresabonnement CHF 120.–, zzgl. 2.5% MWST, für das Ausland CHF 140.–, Erscheinungsweise 4 × pro Jahr im März, Juni, September und Dezember; Einzelpreis Heft, CHF 30.–, zzgl. Porto und 2.5% MWST «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 Effingermedien AG Industriestrasse 7 · CH-5314 Kleindöttingen Tel. +41 62 869 74 74 · Fax +41 62 869 74 80

Hafenbau und Taucharbeiten

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Verlag und Administration SWV · Rütistrasse 3a · CH-5401 Baden Tel. +41 56 222 50 69 www.swv.ch · info@swv.ch Postcheckkonto Zürich: 80-1846-5 Mehrwertsteuer-Nr.: CHE-115.506.846

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«Wasser Energie Luft» wird mit Strom aus 100% Schweizer Wasserkraft produziert und auf FSC-Papier gedruckt.

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Taucharbeiten

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Ihr Unternehmen fehlt in diesem Verzeichnis? Infos unter: SWV «Schweizerischer Wasserwirtschaftsverband»

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Gestärkte Wirtschaft mit Wasserkraft. Quelle unseres Wohlstands:

Die Wasserkraft ist unser wichtigster einheimischer Rohstoff. Wasserkraftanlagen decken rund 60% des schweizerischen Strombedarfs.

Arbeit für Tausende:

Die Wasserkraftnutzung schafft und sichert lokal Arbeitsplätze und wirkt insbesondere in Bergregionen der Abwanderung entgegen.

100% Swiss Made:

Wasserkraft ist einheimische Energie. Die Wertschöpfung erfolgt hier bei uns. Und die Einnahmen kommen unserem Land zugute.

Mehrwerte für den Tourismus:

Erholungsgebiete um Stauseen und Erschliessungswege fördern die Standortqualität.

Lebenselixier für das Gemeinwesen:

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mmi · swv · 9/08

Einnahmen aus Wasserzinsen erweitern den Finanzspielraum von Kantonen und Gemeinden.

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Wasser Energie Luft 1/2019  

Fachzeitschrift für Wasserwirtschaft

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