Wasser Energie Luft 2/2019

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2-2019

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

13. Juni 2019

路 Gefahrenbeurteilung Schwemmholz-Verklausung 路 Gravitative Prozesse 路 Wasserhaushalt Schweiz 路 SWV-Jahresbericht 2018


2 017 EKZ

SIG - Jay Louvion

2 016

zVg

2 018 2 01

BARRAGES EN SUISSE

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Talsperrenkalender 2020 / Calendrier des barrages 2020

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DAMS IN SWITZERLAND

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TALSPERREN IN DER SCHWEIZ DIGHE IN SVIZZERA

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BA R R AG ES E DA M N S S IN U ISS SW IT E Z E R LA ND

Das Schweizerische Talsperrenkomitee wird auch für 2020 den beliebten Talsperrenkalender herausgeben. Folgende Stauanlagen werden vorgestellt: Ruppoldingen, Rheinfelden, Vieux-Emosson, Muttsee, Serra, Hongrin, Les Toules, In den Schlagen, Salanfe, Lessoc, Mauvoisin, Mühleberg, Chancy-Pougny und La Maigrauge. Auf der Rückseite der Abbildung finden sich Tourismus-Informationen in der Landessprache, in welcher die Stauanlage steht. Alles in allem ein sympathisches Geschenk für Kunden, Freunde und Bekannte, mit welchem Ihre Firma im 2020 stets präsent ist. Le Comité suisse des barrages publiera encore pour 2020 son calendrier tant apprécié. Les barrages suivants seront présentés: Ruppoldingen, Rheinfelden, Vieux-Emosson, Muttsee, Serra, Hongrin, Les Toules, In den Schlagen, Salanfe, Lessoc, Mauvoisin, Mühleberg, Chancy-Pougny et La Maigrauge. Au verso des images vous trouverez des informations d’ordre touristique sur la région du barrage (dans la langue de la région). Il s’agit donc d’un joli cadeau pour vos clients et amis afin de leur rappeler votre entreprise de façon sympathique durant toute l’année. Das Bestellformular ist auf der Homepage: http://www.swissdams.ch unter «News» aufgeschaltet. Bestellungen sind ab sofort bis spätestens am 9.9.2019 möglich per E-Mail: bestellung_swissdams@lombardi.ch oder per Post: Schweizerisches Talsperrenkomitee, Andrea Balestra c/o Lombardi AG, Winkelriedstrasse 37, 6003 Luzern Le formulaire de commande est disponible sur le site internet du CSB: http://www.swissdams.ch sous la rubrique «News». Les commandes sont à adresser jusqu’au 9.9.2019 par email: bestellung_swissdams@lombardi.ch ou par poste: Schweizerisches Talsperrenkomitee, Andrea Balestra c/o Lombardi AG, Winkelriedstrasse 37, 6003 Luzern

II

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

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


Editorial Hydrologie der Wasserkraft

D

Roger Pfammatter Geschäftsführer SWV, Directeur ASAE

ie Wasserwirtschaft und im Besonderen die Wasserkraftproduktion hängen direkt vom Wasserhaushalt ab. Für die nutzbaren Abflüsse spielen aber nicht nur die Niederschlagsmengen eine Rolle, sondern auch deren Form und zeitliche Verteilung, das Volumen und Verhalten der Schnee- und Gletscherspeicher, die Verdunstung und die Bodenfeuchte. Als Naturprodukt ist die Wasserkraftproduktion in diesem komplexen Zusammenspiel jährlichen Schwankungen ausgesetzt. Die Jahresproduktion variiert denn auch erfahrungsgemäss ± 15 % gegenüber dem theoretischen Erwartungswert. Das vergangene Jahr war bezüglich Wasserkraftproduktion leicht unterdurchschnittlich. Aber die ausgeprägte Sommertrockenheit hat nicht zu einem Einbruch der Jahresproduktion geführt. Im Gegenteil: die Wasserkraftwerke der Schweiz haben im Kalenderjahr sogar etwas mehr Strom als im Vorjahr produziert. Zum einen waren der Jahresbeginn und das Jahresende überdurchschnittlich nass ausgefallen, was die Jahresbilanz bezüglich Niederschläge und Abflussmengen fast auszugleichen vermochte; und

zum anderen führten die rekordhohen Temperaturen zu massiver Gletscherschmelze mit entsprechend erhöhten Abflüssen (vgl. dazu die Beiträge zum Wasserhaushalt ab Seite 93 und zur Wasserkraftproduktion im Nachrichtenteil ab Seite 127 in diesem Heft). Unter dem Strich konnten die Flusskraftwerke die Einbussen der trockenen Sommermonate mit Mehrproduktion im ersten Halbjahr kompensieren, während die Speicherkraftwerke in der Jahresbilanz im üblichen Rahmen und ohne Übernutzung der Wintervorräte produzierten. Falls das vergangene Jahr ein Muster des künftigen Wasserhaushaltes darstellt, so hat die Veränderung aus Sicht der Wasserkraftproduktion durchaus auch positive Seiten. Eine massvolle Verlagerung der Abflüsse vom Sommer- ins Winterhalbjahr führt bei den grossen Flusskraftwerken zu einer übers Jahr besser ausgeglichenen Verteilung der Wasserführung, was für die Produktion von Vorteil ist. Und die bei erhöhten Temperaturen beschleunigte Gletscherschmelze beschert den Kraftwerken – wenn auch zeitlich bis zum vollständigen Abschmelzen limitiert – zusätzliches Wasser und Mehrproduktion.

Hydrologie de la force hydraulique

L’aménagement des eaux et en particulier la production hydroélectrique dépendent directement du régime des eaux. Ainsi, non seulement l’intensité des précipitations, mais aussi leur forme et leur répartition dans le temps, le volume et le comportement d’emmagasinement de la neige et des glaciers, ainsi que l’évaporation et l’humidité du sol jouent un rôle dans les débits utilisables. En tant que produit naturel, la production hydroélectrique est soumise aux fluctuations annuelles de cette interaction complexe. Par expérience, la production annuelle varie de ± 15 % par rapport à la valeur théorique attendue. L’an passé, la production hydroélectrique a été légèrement inférieure à la moyenne. Mais la sécheresse estivale marquée n’a pas entraîné de baisse de la production annuelle. Au contraire, les centrales hydroélectriques suisses ont même produit un peu plus d’électricité au cours de l’année civile que l’année précédente. D’une part, le début et la fin de l’année ont été plus humides que la moyenne, ce qui a presque compensé le solde annuel en termes de précipitations et d’apports hydrauliques; d’autre part, les températures

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records ont entraîné une fonte massive des glaciers et une augmentation correspondante du ruissellement (cf. les contributions au bilan hydrologique dès la page 93 et à la production hydroélectrique dès la page 127 de ce numéro). Au total, les centrales au fil de l’eau ont été en mesure de compenser les déficits dus à la sécheresse estivale par une augmentation de la production au premier semestre, tandis que les centrales à accumulation ont contribué au bilan annuel en produisant de manière habituelle et sans surexploitation des stocks d’hiver. En considérant l’année écoulée comme un exemple du bilan hydrologique futur, cette dernière présente aussi des aspects positifs au regard de la production hydroélectrique. Un glissement modéré des débits de la période estivale à la période hivernale conduit à une répartition plus équilibrée sur l’année de l’approvisionnement en eau et ainsi, à une augmentation de la production dans les grandes centrales au fil de l’eau. Et la fonte des glaciers permet aux centrales – bien que limitée dans le temps jusqu’à la fonte totale – une production accrue.

III


Inhalt

2l2019

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Gefahrenbeurteilung von Schwemmholzverklausungen in Flüssen: Teil 1 – Verklausungswahrscheinlichkeit Isabella Schalko, Lukas Schmocker, Volker Weitbrecht, Robert Boes

69

Gefahrenbeurteilung von Schwemmholzverklausungen in Flüssen: Teil 2 – Aufstau Isabella Schalko, Lukas Schmocker, Volker Weitbrecht, Robert Boes 61

77

Gravitative Prozesse in der Bondasca – Von der Gefahrenbeurteilung zur Umsetzung der Schutzmassnahmen Jeannette Gabbi, Christian Tognacca, Martin Keiser

85

Risikoanalysen Hochwasser: Volumenbezogene Methoden und Parameter für die robuste Schätzung von Gebäudewerten Veronika Röthlisberger, Andreas P. Zischg, Margreth Keiler 78

93

Wasserhaushalt der Schweiz im Jahr 2018 – Einordnung und Besonderheiten Katharina Liechti, Martin Barben, Massimiliano Zappa

95

Trockenheit in der Schweiz: Vergleich der Jahre 2003, 2015 und 2018 Massimiliano Zappa, Katharina Liechti, Adam H. Winstral, Martin Barben 86

99

IV

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Inhalt

2l2019

Jahresbericht 2018 des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes SWV

101

Rapport annuel 2018 de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux ASAE

109

Nachrichten Politik Energiewirtschaft Wasserkraftnutzung Klima Veranstaltungen Agenda Personen Literatur

125 125 125 127 130 131 133 133 133

Stellenangebote

134

Branchenadressen

135

Impressum

136

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129

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Certificate of Advanced Studies (CAS)

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Start: 8. November 2019 (Anmeldeschluss: 4. Oktober 2019) www.zhaw.ch/iunr/gewaesserrenaturierung

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Gefahrenbeurteilung von Schwemmholzverklausungen in Flüssen: Teil 1 – Verklausungswahrscheinlichkeit Isabella Schalko, Lukas Schmocker, Volker Weitbrecht, Robert Boes

Zusammenfassung Während Hochwasserereignissen können Schwemmholzverklausungen vor allem an Brückenbauwerken auftreten. Um kritische Brückenquerschnitte zu identifizieren, ist die Vorhersage der Verklausungswahrscheinlichkeit von massgebender Bedeutung. Frühere Untersuchungen wurden hauptsächlich für Brückendeckwerke durchgeführt. Brückenpfeiler können die Verklausungswahrscheinlichkeit zusätzlich erhöhen, wurden bisher aber nicht detailliert untersucht. Im Rahmen einer Doktorarbeit wurden deshalb Modellversuche an der VAW durchgeführt, um die Verklausungswahrscheinlichkeit bei Brückenpfeilern zu ermitteln. Während der Modellversuche wurde die Verklausungswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit der (1) Zuflussbedingungen, (2) Pfeilereigenschaften mit unterschiedlicher Rauheit, Form, Durchmesser und Anzahl, (3) Holzeigenschaften mit verschiedenen Holzlängen, -durchmessern, -dichten, Hölzern mit und ohne Ästen, Holztransportarten (Einzel- versus schubweiser Transport) und des (4) Sohlmaterials bzw. Pfeilerkolks untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verklausungswahrscheinlichkeit hauptsächlich eine Funktion der Zufluss-Fliessgeschwindigkeit und Holzlänge ist. Die Ergebnisse wurden in einer Abschätzgleichung zusammengefasst, um die Verklausungswahrscheinlichkeit zu quantifizieren und so die Gefahrenbeurteilung in der Praxis zu ermöglichen.

1. Einleitung Während Hochwasserereignissen kann Schwemmholz aufgrund von Seitenerosion oder Hangrutschungen in das Gewässer eingetragen werden. Zusätzlich kann Holz, das sich bereits im Gerinne befindet (Gerinneholz oder Totholz), mobilisiert werden. Durch die transportierte Schwemmholzmenge erhöht sich die Gefahr von Schwemmholzverklausungen an Brückenbauwerken oder Wehren und somit die Gefahr von Ausuferungen sowie Kolkbildung an Pfeilern (Bild 1). Brückenund Wehrpfeiler erhöhen dabei zusätzlich die Verklausungswahrscheinlichkeit. Um die Gefahrenbeurteilung bei Hochwasserereignissen zu verbessern, ist eine Abschätzung der Verklausungswahrscheinlichkeit von Schwemmholz an Brücken zwingend erforderlich. Bezzola et al. (2002) und Schmocker und Hager (2011) haben mit Hilfe von hydraulischen Modellversuchen die Verklausungswahrscheinlichkeit an Brückendeckwerken untersucht. In beiden Studien wurden die Ergebnisse in Abschätzgleichungen zusammengefasst, um die Verklausungswahrscheinlichkeit p in Abhängigkeit der Zuflussbedingungen und

Holzeigenschaften zu bestimmen. Bei den Modellversuchen wurde p basierend auf der Zugabe von drei (Bezzola et al., 2002) bzw. acht (Schmocker und Hager, 2011) Einzelhölzern bestimmt. Gemäss Bezzola et al. (2002) ist p hauptsächlich eine Funktion der Holzabmessungen (Länge und Durchmesser) in Relation zu den Brücken- bzw. Querprofilabmessungen. Schubweiser

Schwemmholztransport resultierte in höheren Verklausungswahrscheinlichkeiten im Vergleich zu Einzeltransport. Aufgrund der limitierten Anzahl an Modellversuchen wurde dieser Aspekt nicht in der Abschätzgleichung berücksichtigt. Gemäss Bezzola et al. (2002) hat die Zufluss-Froude-Zahl Fo einen geringen Einfluss auf p, während Schmocker und Hager (2011) Fo als massgebenden Parameter definiert haben. Der Einfluss von Zuflussbedingungen, Holzeigenschaften und Pfeilerformen auf die Verklausungswahrscheinlichkeit bei Brückenpfeilern wurde mit Hilfe von Modellversuchen von Lyn et al. (2003) und De Cicco et al. (2018) untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die ZuflussFliessgeschwindigkeit und Holzlänge einen massgebenden Einfluss auf die Verklausungswahrscheinlichkeit haben. Die Pfeilerform wurde von De Cicco et al. (2018) variiert, jedoch waren die Unterschiede der Verklausungswahrscheinlichkeit gering. Die Ergebnisse beider Studien wurden nicht in einer Abschätzgleichung zusammengefasst. Untersuchungen zu Schwemmholzverklausungen an anderen Bauwerken (Geschiebesammler, Hochwasserentlastungsanlagen) sind u. a. in

Bild 1. Verklausung an einem Brückenpfeiler und strukturelle Versagenswahrscheinlichkeit aufgrund von Kolk (Foto: bridgemastersinc.com).

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Piton und Recking (2015), STK (2017) oder Furlan et al. (2018a) zusammengefasst. Basierend auf der vorhandenen Literatur kann die Verklausungswahrscheinlichkeit p somit für Brückendeckwerke abgeschätzt werden. Die massgebenden Parameter, die den Verklausungsprozess definieren, sind jedoch unterschiedlich. Eine Abschätzgleichung, die den Einfluss von Brückenpfeilern und schubweisen Schwemmholztransport berücksichtigt, ist zurzeit nicht vorhanden. Im Rahmen einer Doktorarbeit zur Gefahrenbeurteilung von Schwemmholzverklausungen in Flüssen wurden deshalb Modellversuche an der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) durchgeführt, um die Verklausungswahrscheinlichkeit p bei Brückenpfeilern in Abhängigkeit der (1) Zuflussbedingungen, (2) Pfeilereigenschaften, (3) Holzeigenschaften, und eines (4) Pfeilerkolks zu bestimmen

(Schalko, 2018; Schalko et al., 2019a). Die Ergebnisse der Modellversuche zur Verklausungswahrscheinlichkeit werden in diesem Heft (Teil 1) zusammengefasst und die Abschätzgleichung für die Berechnung der Verklausungswahrscheinlichkeit bei Brückenpfeilern vorgestellt. In einem zweiten Teil (Schalko et al., 2019b) werden die Ergebnisse zum Aufstau infolge einer Schwemmholzverklausung vorgestellt. Die Doktorarbeit wurde vom BAFU finanziert und war Teil des interdisziplinären Forschungsprojekts WoodFlow: Schwemmholzmanagement an Fliessgewässern (Ruiz-Villanueva et al., 2016). 2.

Methodik

2.1

Versuchsaufbau und Messtechnik Die Modellversuche wurden an der VAW in einem neigbaren Kanal (10.7 m lang, 1.0 m

Bild 2. Seitenansicht und Situation des Versuchsaufbaus mit 1 bzw. 2 Pfeilern; UDS = Ultraschallsensor, ho = Zufluss-Wassertiefe, Fo = Zufluss-Froude-Zahl, vo = ZuflussFliessgeschwindigkeit, LL = Holzlänge, dL = Holzdurchmesser, dP = Pfeilerdurchmesser, LP = Pfeilerlänge, γ = Holzausrichtungswinkel, DP = axialer Pfeilerabstand, B = Kanalbreite und verschiedene Pfeilerformen.

Tabelle 1. Testprogramm der Testserien A–F mit untersuchten Parametern (weitere Details siehe Schalko, 2018). 62

breit, und 0.8 m tief) im Massstab 1:20 durchgeführt. Der Durchfluss von bis zu Q = 265 l/s wurde mit Hilfe eines MID (magnetisch-induktiver Durchflussmesser) gemessen. Die Zuflussbedingungen wurden mit der Kanalneigung Jo und dem Durchfluss Q variiert. Die Wassertiefe wurde mit einem Ultraschallsensor (UDS) und die Sohltopografie mit einem Laser-DistanzSensor (LDS) gemessen. Der Grossteil der Versuche wurde mit einer rauen (kSt_Prototyp ≈ 30 m1/3/s), festen Sohle durchgeführt. Ein kreisförmiger Brückenpfeiler aus Aluminium wurde 5 m unterstrom des Einlaufs in die Mitte des Kanals platziert. Für ausgewählte Versuche wurde die Pfeileranzahl, Pfeilerrauheit und Pfeilerform variiert. Weiter wurde für eine Testserie eine bewegliche Sohle mit Einkornmaterial eingebaut. Das zugegebene Holz sowie das erodierte Sediment wurden am Kanalende in einem Korb aufgefangen. Der Versuchsaufbau und die Notation sind in Bild 2 dargestellt. 2.2 Modellschwemmholz Als Modellschwemmholz wurde natürliches Holz mit und ohne Ästen verwendet und die Abmessungen basierend auf Erfahrungswerten von früheren Hochwasserereignissen gewählt (Bezzola und Hegg, 2007; Manners et al., 2007). Die Holzlängen variierten zwischen LL = 0.08 m, 0.10 m, 0.20 m und 0.40 m und die Holzdurchmesser zwischen dL = 0.004 m, 0.015 m und 0.03 m. Hölzer ohne Äste entsprechen dem Holztyp «Reg.». Der Einfluss von Ästen auf die Verklausungswahrscheinlichkeit wurde mit Hilfe von zwei verschiedenen Holztypen untersucht. Der «2D»-Typ entspricht einem Holz mit Ästen auf zwei Seiten, der «3D»-Typ weist Äste

Bild 3. Modellschwemmholz mit dL = 0.015 m.

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auf vier Seiten auf (Bild 3). Die Äste sind 0.04 bis 0.05 m lang und 0.004 m dick. Für den Grossteil der Versuche wurde das Holz vor den Versuchen nicht gewässert und hatte eine Dichte von ca. ρL = 460 kg/m3. Die Hölzer wurden immer schwimmend transportiert und hatten somit keinen Kontakt mit dem Kanalboden. Um den Einfluss der Holzdichte auf die Verklausungswahrscheinlichkeit zu untersuchen, wurden Hölzer für 2 bis 5 Monate gewässert, womit sich die Dicht auf ca. ρL = 850 kg/m3 bzw. ρL = 1320 kg/m3 erhöhte. Versuchsablauf und Versuchsprogramm Die Verklausungswahrscheinlichkeit p wurde mit Hilfe von sechs Testserien (A–F, Tabelle 1) ermittelt, die 153 Einzelversuche und 10 020 zugegebene Hölzer umfassten. In Testserie A wurden Reproduzierbarkeitsversuche durchgeführt und die erforderliche Anzahl der Versuchswiederholungen ermittelt, indem bei einem Versuch ein Holzstück 300-mal zugegeben wurde (Test A1; Tabelle 1). Weiter wurde der Einfluss des Holzausrichtungswinkels bezogen auf die Kanalachse (Bild 2b) γ = 0°, 45° und 90° auf p untersucht. Basierend auf den Ergebnissen dieser Versuchsserie wurde der Versuchsablauf für die Standardversuche festgelegt. Ein Holzstück wurde quer zur Fliessrichtung (γ = 90°) 1 m oberstrom des Brückenpfeilers in Kanalmitte zugegeben, um die höchste Verklausungswahrscheinlichkeit zu ermitteln. Falls das Holzstück beim Brückenpfeiler hängen blieb, wurde dies als «Verklausung» bewertet und das Holzstück wieder aus dem Kanal entnommen. Dieser Vorgang wurde für jede Versuchseinstellung 40-mal wiederholt, um eine statistisch signifikante Verklausungswahrscheinlichkeit mit einer Genauigkeit von ±10 % (basierend auf dem Test mit 300 Wiederholungen; Test A1 in Tabelle 1) zu berechnen. Die Reproduzierbarkeit der Modellversuche konnte für verschiedene Zuflussbedingungen und Holzabmessungen bestätigt werden (Schalko, 2017). In Testserie B wurde der Einfluss der Zuflussbedingungen (ho = 0.05– 0.20 m, vo = 0.08–1.12 m/s, Fo = 0.08–1.2), der Holzlänge (LL = 0.08 m, 0.10 m, 0.20 m und 0.40 m) und des Holzdurchmessers (dL = 0.004 m, 0.015 m und 0.03 m) auf p untersucht. In Testserie C wurden für ausgewählte Zuflussbedingungen die Pfeilerrauheit, Pfeileranzahl und Pfeilerform variiert. Bei der Pfeilerrauheit wurde p für einen glatten (Prototyp: Stahl) und einen rauen (Pro-

totyp: Beton) Pfeiler untersucht. Bei der Pfeilerform wurde der Einfluss eines dreieckigen, quadratischen und kreisförmigen (Standardversuche) Pfeilerquerschnitts (Bild 2b) auf p getestet. Weiter wurde der Pfeilerdurchmesser (dP = 0.01 m, 0.025 m, 0.05 m) variiert. Bei der Pfeileranzahl wurden die Versuche mit zwei kreisförmigen

Pfeilern und einem axialen Pfeilerabstand von DP = 0.33 m durchgeführt. Ähnlich zu den Standardversuchen mit einem kreisförmigen Pfeiler wurden die Hölzer mit LL = 0.40 m quer zur Fliessrichtung 1 m oberstrom der Brückenpfeiler in Kanalmitte zugegeben. Die Holzlänge wurde so gewählt, dass sich die Verklausung

2.3

Bild 4. Modellversuche zur Verklausungswahrscheinlichkeit p mit verschiedenen Zuflussbedingungen und Holzlängen (a) vo = 0.20 m/s versus (b) vo = 0.79 m/s; c) LL = 0.10 m versus (d) LL = 0.40 m mit vo = 0.61 m/s.

Bild 5. Verklausungswahrscheinlichkeit p versus (a) vo für verschiedene Holzlängen LL mit dL = 0.015 m, (b) ho für konstantes vo = 0.45 m/s, (c) vo für verschiedene dL mit LL = 0.20 m und 0.40 m.

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über beide Brückenpfeiler bildet (LL > DP). Somit ist der Verklausungsprozess anders als bei einem einzelnen Pfeiler. In Testserie D wurde der Einfluss der Holzeigenschaften (Äste und Holzdichte) auf p untersucht. Dabei wurden sowohl 2D- als auch 3D-Typen getestet. Bei den Standardversuchen hatten die Hölzer eine Dichte von ρL = 460 kg/m3. Mit Hilfe der Wässerung wurde die Holzdichte auf ρL = 850 kg/m3 bzw. ρL = 1320 kg/m3 erhöht. In Testserie E wurden verschiedene Schwemmholztransportarten geprüft. Diese umfassen schubweisen (Zugabe von 3, 5 oder 40 Hölzern gemeinsam) und kontinuierlichen (Zugabe von 40 Hölzern hintereinander) Transport. InTestserieFwurdederEinflusseines Pfeilerkolks auf p untersucht. Die Versuche wurden mit Einkornmaterial und einem mittleren Korndurchmesser dm = 5.6 mm

durchgeführt. Aufgrund der beweglichen Sohle und den Zuflussbedingungen mit Fo = 0.8, ho = 0.10 m und vo = 0.79 m/s bildete sich ein Pfeilerkolk. Die dimensionslose Sohlschubspannung resultierte zu θ = 0.061 und war somit grösser als θcr = 0.047 für Transportbeginn. Nachdem sich ein Gleichgewichtskolk mit einer maximalen Kolktiefe von Smax = 0.045 m gebildet hatte, wurde p für vo = 0.79 m/s bestimmt. Um p für weitere Zuflussbedingungen und mit der gleichen Kolktiefe zu testen, wurden Q und Jo reduziert. 3.

Ergebnisse

3.1

Einfluss der Zuflussbedingungen und Holzabmessungen auf p Fotos der Modellversuche mit verschiedenen Zuflussbedingungen und Holzlängen sind in Bild 4 abgebildet. Erkennbar sind

Bild 6. Modellversuche zur Verklausungswahrscheinlichkeit p mit verschiedenen Pfeilereigenschaften (a) rauer Pfeiler, (b) 2 Pfeiler, (c) quadratischer und (d) dreieckiger Pfeiler.

insbesondere die verschiedenen Strömungsbedingungen (Wellen, Turbulenz) im Nahbereich des Pfeilers in Abhängigkeit der Zufluss-Fliessgeschwindigkeit. Der Einfluss der Zufluss-Fliessgeschwindigkeit vo und Holzlänge LL auf p ist in Bild 5a dargestellt. Für LL = 0.20 m variiert p zwischen 0 und 40 %, wobei p für vo ≥ 0.8 m/s gegen Null strebt und den maximalen Wert p = 40 % für vo = 0.08 m/s erreicht. Somit nimmt p mit abnehmendem vo zu. Bei einer kleinen Zufluss-Fliessgeschwindigkeit bleiben Hölzer am Pfeiler hängen, sobald ein Teil des Holzes den Pfeiler berührt. Im Gegensatz dazu können Hölzer, die mit hoher Geschwindigkeit transportiert werden, zwar den Pfeiler berühren, werden aber aufgrund der erhöhten Oberflächenwellen und Turbulenz weitertransportiert (Bild 4a vs. b). Für ein konstantes vo = 0.14 m/s nimmt p mit zunehmender LL zu (p = 21 % für LL = 0.10 m im Vergleich zu p = 58 % für LL = 0.40 m), da ein längeres Holz stabiler transportiert wird und die Fliessgeschwindigkeitsschwankungen besser ausgleichen kann (Bild 4c vs. d). Kurze Hölzer können sich aufgrund der Oberflächenwellen und Turbulenz eher wieder vom Pfeiler lösen. Zudem ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie exakt mittig auf den Pfeiler treffen, klein. Der Einfluss der Zuflussbedingungen wurde weiter untersucht, indem vo konstant gehalten und ho variiert wurde. In Bild 5b ist p für vo = 0.45 m/s und LL = 0.20 m in Abhängigkeit von ho dargestellt. Für ho = 0.04–0.52 m variiert p zwischen ±5 %; der Schwankungsbereich ist somit geringer als die Reproduzierbarkeit mit ±10 %. Sobald Hölzer vollständig schwimmend transportiert werden, hat die Kanalsohle und somit auch ho keinen Einfluss auf p. Für ein bestimmtes vo und LL, ist der Einfluss von ho somit vernachlässigbar. Für die Bemessungsgleichung ist daher Fo als

Bild 7. Verklausungswahrscheinlichkeit p versus vo für (a) glatten versus rauen Pfeiler mit LL = 0.20 m, (b) 1 versus 2 Pfeiler mit LL = 0.40 m, (c) dreieckiger versus quadratischer versus kreisförmiger Pfeiler mit LL = 0.20 m und LL = 0.40 m. 64

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Parameter nicht geeignet. Im Gegensatz dazu weist Fo einen grossen Einfluss auf den Aufstau infolge einer Schwemmholzverklausung auf (Schalko et al., 2018 und 2019b – Teil 2). Der Einfluss des Holzdurchmessers dL auf p wurde für zwei verschiedene LL und verschiedene vo getestet (Bild 5c). Die mittleren Abweichungen von p variieren zwischen ±5 % und befinden sich somit innerhalb der Reproduzierbarkeit. Somit ist der Einfluss des Holzdurchmessers auf die Verklausungswahrscheinlichkeit im Gegensatz zur Holzlänge von untergeordneter Bedeutung. Einfluss der Pfeilereigenschaften auf p Die Pfeilereigenschaften umfassen die Pfeilerrauheit, Pfeileranzahl, Pfeilerform und den Pfeilerdurchmesser (Bild 6). Die Ergebnisse von p für einen glatten versus rauen Brückenpfeiler sind für LL = 0.20 m in Bild 7a dargestellt. Für den Grossteil der getesteten vo ist p etwas höher für einen rauen Pfeiler, da die Reibung zwischen Holz und Pfeiler grösser ist. Die mittlere Abweichung zwischen glattenmund rauem Pfeiler beträgt ≈ 8.4 % und liegt somit im Bereich der Reproduzierbarkeit. Die getesteten Pfeilerrauheiten haben somit nur einen geringen Einfluss auf p. In Bild 7b ist p als Funktion von vo für den Versuchsaufbau mit zwei Brückenpfeilern dargestellt. Mit zwei Brückenpfeilern ist p im Mittel um 24 % grösser, wobei die Unterschiede in p mit zunehmendem vo grösser werden. Der Verklausungsprozess kann wie folgt beschrieben werden: Das Holz wird mit γ = 90° der Strömung zugegeben. Falls das Holz die Ausrichtung nicht verändert (γ = 90°), berührt es die zwei Pfeiler mit beiden Enden und es kommt zu einer Verklausung über beide Pfeiler. Falls sich das Holz dreht, berührt das Holz nur einen der beiden Pfeiler und es kommt entweder zu (1) einer Kippbewegung des Holzes und wiederum zu einer Verklausung über beide Pfeiler oder (2) das Holz wird zwischen den beiden Pfeilern stromabwärts transportiert. Mit zunehmendem vo nehmen die Oberflächenwellen zu und Hölzer drehen sich leichter. Dadurch werden mehr Hölzer zwischen den beiden Pfeilern stromabwärts transportiert und p somit reduziert. Der Einfluss der Pfeilerform auf p ist in Bild 7c für LL = 0.20 m und 0.40 m dargestellt. Für beide Holzlängen ist die Verklausungswahrscheinlichkeit p für einen quadratischen Pfeiler am grössten, da die Kontaktfläche zwischen Pfeiler und Holz

grösser ist und somit auch die Reibungskraft. Im Mittel betragen die Abweichungen von p zwischen den verschiedenen Pfeilerformen ± 8.5 % für LL = 0.20 m und ± 4 % für LL = 0.40 m und liegen somit im Bereich der Reproduzierbarkeit. Daher kann kein massgebender Einfluss der Pfeilerform auf p abgeleitet werden. Der Einfluss des Pfeilerdurchmessers wurde untersucht, indem das Verhältnis dP/LL zwischen Pfeilerdurchmesser und Holzlänge konstant gehalten wurde. Die Verklausungswahrscheinlichkeit nimmt mit abnehmendem Verhältnis von dP/LL zu, wobei vor allem der Einfluss der Holzlänge auf p massgebend war.

3.2

3.3

Einfluss der Holzeigenschaften auf p Bei den Holzeigenschaften wurde der Einfluss von Ästen (Bild 8), der Holzdichte sowie des Holztransports auf p untersucht.

Die Verklausungswahrscheinlichkeit p für Hölzer ohne Äste (Referenz) und mit Ästen variierte im Bereich der Reproduzierbarkeit, so dass kein definitiver Trend abgeleitet werden kann (Bild 9a). Je nachdem, wie das Holz mit den Ästen den Pfeiler trifft, verfangen sich die Äste entweder auf beiden Seiten oder das Holz wird aufgrund der Äste abgestossen und weitertransportiert. Im Prototyp würden die Äste voraussichtlich brechen, sobald sie den Brückenpfeiler berühren. Dieser Prozess wurde während der Modellversuche nicht beobachtet, da die Steifigkeit der Äste überschätzt wurde. Generell ist es schwierig, den Einfluss von Ästen auf p abzuschätzen, da man den Astabstand, die Festigkeit und das Bruchverhalten in der Natur nur schwer vorhersagen kann. Die Modellversuche bestätigen die Ergebnisse von Lyn et al. (2003), die ebenfalls keinen massgebenden Einfluss von Ästen

Bild 8. Modellversuche zur Verklausungswahrscheinlichkeit p mit (a) 2D-Ästen und (b) 3D-Ästen.

Bild 9. Verklausungswahrscheinlichkeit p versus vo für LL = 0.20 m mit (a) 2D- und 3DÄsten sowie Hölzern ohne Äste; (b) Hölzer mit unterschiedlicher Dichte.

Bild 10. Schubweiser Transport mit (a) 3 Hölzern und LL = 0.20 m, (b) 40 Hölzern und LL = 0.40 m.

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auf p identifiziert haben. Die Verklausungswahrscheinlichkeit p für Hölzer mit einer Dichte von ρL = 460 kg/m3 im Vergleich zu ρL = 850 kg/m3 variierte im Mittel zwischen ± 4 % (Bild 9b). Für Hölzer mit ρL = 1320 kg/m3 und vo = 0.61 m/s erhöhte sich p um 8 %. Bei dieser Dichte wurden die Hölzer jedoch nicht mehr schwimmen, sondern am Kanalboden transportiert. Der Transportprozess kann somit nicht mit den anderen Ergebnissen verglichen werden. Unter der Voraussetzung, dass die Hölzer schwimmend transportiert werden, kann der Einfluss der Dichte auf p vernachlässigt werden, da die Unterschiede in p im Bereich der Reproduzierbarkeit liegen. Furlan et al. (2018b) haben ebenfalls keinen massgebenden Einfluss der Holzdichte (ρL = 400–990 kg/m3) auf p identifiziert. Schubweiser Holztransport mit 3 und 40 Hölzern ist in Bild 10 dargestellt. Der Einfluss von schubweisem Holztransport mit 3 bis 5 Hölzern auf p mit LL = 0.40 m ist für die Konfiguration mit einem Brücken-

pfeiler in Bild 11a und mit zwei Brückenpfeilern in Bild 11b dargestellt. Für beide Konfigurationen erhöht sich p im Mittel um ≈ 18 % für schubweisen Holztransport im Vergleich zu Einzeltransport, wobei die Unterschiede zwischen 3 und 5 Hölzern eher klein sind. Mit zwei Brückenpfeilern und vo = 0.50 m/s erreicht p = 100 %. Weiter beträgt für vo = 0.97 m/s und zwei Brückenpfeiler p ≥ 78 % im Vergleich zu p ≤ 13 % für einen Brückenpfeiler. Sobald LL ≥ DP und der Holztransport schubweise stattfindet, resultiert p ≥ 75 %. Der Einfluss von schubweisem und kontinuierlichem Holztransport mit 40 Hölzern auf p wurde für ausgewählte Zuflussbedingungen und einen Brückenpfeiler untersucht. Bei der kontinuierlichen Holzzugabe nimmt p im Vergleich zu Einzeltransport für beide getesteten Holzlängen um 33 % zu. Im Gegensatz dazu ist p für schubweisen Holztransport mit 40 Hölzern im Mittel um ≈ 15 % geringer im Vergleich zu Einzeltransport. Die Reproduzierbarkeit der schubweisen Zugabe von

40 Hölzern war im Vergleich zu den anderen Versuchen schwieriger. Während der Versuche wurde beobachtet, dass Hölzer zwar den Pfeiler berührten, sich jedoch die Verklausung aufgrund der nachfolgenden Hölzer wieder löste. Weiter weicht der Zusammenhalt der Modellhölzer von Prototyphölzern ab. Der Einfluss der Rauheit (bzw. Rinde oder Verastung), Geometrie und Dichte der Prototyphölzer kann zu einer kompakteren Verklausung führen und somit p erhöhen. Aufgrund der begrenzten Anzahl an Modellversuchen kann der Einfluss von schubweisem Transport mit 40 Hölzern auf p nicht abschliessend bestimmt werden. 3.4 Einfluss eines Pfeilerkolks p Um den Einfluss eines Pfeilerkolks auf p zu bestimmen, wurden Versuche mit einer beweglichen Sohle durchgeführt. Die Abweichungen zwischen p ohne Pfeilerkolk (Referenz) und mit Pfeilerkolk betragen im Mittel ± 12 % für beide getesteten Stammlängen LL (Bild 12a und b). Da kein Trend erkennbar ist und die Abweichungen in etwa der Reproduzierbarkeit entsprechen, ist der Einfluss des Pfeilerkolks auf p für diese Studie nicht massgebend. Der Einfluss einer Verklausung auf die Kolktiefe wurde nicht untersucht. 3.5

Bild 11. Verklausungswahrscheinlichkeit p versus vo für Einzeltransport versus schubweisen Transport mit 3 bis 5 Hölzern, LL = 0.40 m und (a) 1 Pfeiler, (b) 2 Pfeiler.

Bild 12. Verklausungswahrscheinlichkeit p versus vo für eine feste Sohle (Referenz; ohne Pfeilerkolk) im Vergleich zu einer beweglichen Sohle (mit Pfeilerkolk) (a) LL = 0.20 m, (b) LL = 0.40 m 66

Abschätzgleichung Verklausungswahrscheinlichkeit p Basierend auf den Ergebnissen kann zusammengefasst werden, dass die Verklausungswahrscheinlichkeit p zunimmt • mit zunehmender Holzlänge, • mit abnehmender Zufluss-Fliessgeschwindigkeit, • für schubweisen und kontinuierlichen Schwemmholztransport und • mit zunehmender Pfeileranzahl, falls LL ≥ DP. Falls Hölzer schwimmend transportiert werden, hat die Zufluss-Wassertiefe keinen Einfluss auf p, da das Holz nicht mit der Sohle in Kontakt ist. Weiter haben die Versuche gezeigt, dass der Holzdurchmesser, die Holzdichte, Hölzer mit Ästen, die Pfeilerrauheit, die Pfeilerform sowie Pfeilerkolk jeweils nur einen geringen Einfluss auf die Verklausungswahrscheinlichkeit haben bzw. der Einfluss innerhalb der Reproduzierbarkeit von ± 10 % liegt. Um für die Gefährdungs- bzw. Schwachstellenanalyse Brückenquerschnitte hinsichtlich der Verklausungswahrscheinlichkeit beurteilen zu können, wurden die Ergebnisse der Modellversuche in einer Abschätzgleichung zusammengefasst. Die Verklausungswahrscheinlichkeit

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p an einem Brückenpfeiler kann mit Hilfe des dimensionslosen Schwemmholz-Verklausungswahrscheinlichkeitsfaktors LWP für Einzel- und schubweisen Transport abgeschätzt werden (R2 = 0.83): p = e-12.7 LWp

(1)

mit

(2) wobei xn = 1.00 für Einzeltransport xn = 0.65 für schubweisen Schwemmholztransport Gl. (1) ist gültig für Fo = 0.08–1.2 bzw. 0 ≤ LWP ≤ 0.53. Gemäss Gl. (2) hat die Holzlänge LL den grössten Einfluss auf p, gefolgt von Holztransport xn, Zufluss-Fliessgeschwindigkeit vo und Pfeilerdurchmesser dP. Bild 13 zeigt p als Funktion von LWP für alle variierten Parameter und Gl. (1). Für die Anwendung in der Praxis muss nach der Berechnung der Verklausungswahrscheinlichkeit entschieden werden, ob das Szenario Verklausung in der Gefahrenbeurteilung zu berücksichtigen ist. Ab welcher Verklausungswahrscheinlichkeit dies zu erfolgen hat, ist stark situationsabhängig und hängt auch mit dem vorhandenen Schadenpotenzial zusammen. Zudem muss abgeschätzt werden, wie sich infolge der Verlegung die Abflusskapazität der Brücke ändert und ob sich ein massgebender Aufstau im Oberwasser ergeben kann. Für die Praxisanwendung wird empfohlen, bei p ≥ 30 % und der Möglichkeit einer grösseren Verklausung (z. B. über die gesamte Gerinnebreite) den Aufstau infolge Schwemmholzverklausung in einem nächsten Schritt zu berechnen (Schalko et al. 2019b – Teil 2) und mit den Höhen der Ufer bzw. Hochwasserschutzdämme zu vergleichen. Für mehrere Brückenpfeiler können, abhängig vom Verhältnis zwischen Holzlänge LL und Pfeilerabstand DP, folgende Empfehlungen abgeleitet werden: • LL > DP: Die Verklausungswahrscheinlichkeit für Fliessgeschwindigkeiten von vo = 0.20–1 m/s (Modellmassstab 1:20) resultierte zu p ≥ 50 % für Einzeltransport und p ≥ 75 % für schubweisen Transport. Somit stellen Querschnitte mit zwei oder mehreren Brückenpfeilern eine erhöhte Verklausungsgefahr dar, und weitere Schritte für die Gefahrenbeurteilung sind erforderlich. In diesem Fall wird em-

Bild 13. Verklausungswahrscheinlichkeit an einem einzelnen Brückenpfeiler mit Gl. (1).

pfohlen, den Aufstau infolge einer Schwemmholzverklausung abzuschätzen (Schalko et al. 2019b – Teil 2). LL < DP: Die Verklausungswahrscheinlichkeit kann mittels Gl. (1) abgeschätzt werden. Bei p ≥ 30 % und der Möglichkeit zu einer Verklausung über die Gerinnebreite wird wiederum empfohlen, den Aufstau infolge Schwemmholzverklausung abzuschätzen (Schalko et al. 2019b – Teil 2).

4. Schlussfolgerungen Die Verklausungswahrscheinlichkeit bei Brückenpfeilern wurde mit Hilfe von Modellversuchen im Massstab 1:20 untersucht. Die Ergebnisse wurden in einer Abschätzgleichung quantifiziert. Die massgebenden Resultate können wie folgt zusammengefasst werden: 1. Die Verklausungswahrscheinlichkeit p nimmt mit zunehmender Holzlänge LL, abnehmender Zufluss-Fliessgeschwindigkeit vo, für schubweisen und kontinuierlichen Schwemmholztransport und mit zunehmender Pfeileranzahl zu. 2. Die Zufluss-Wassertiefe ho hat einen zu vernachlässigenden Einfluss auf die Verklausungswahrscheinlichkeit p, solange das Holz vollständig schwimmend transportiert wird. 3. Pfeilerrauheit, Äste, Pfeilerform und Pfeilerkolk haben einen geringen Einfluss auf die Verklausungswahrscheinlichkeit p. Der Einfluss von Wurzelstöcken wurde nicht untersucht. 4. Mit Hilfe einer Dimensionsanalyse (Schalko, 2018) wurden die Ergebnisse der Modellversuche mit Einzeltransport und schubweisem Transport in einer Abschätzgleichung zusammen-

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gefasst, um die Verklausungswahrscheinlichkeit p bei einem Einzelpfeiler zu quantifizieren (Gl. [1]). Die Abschätzgleichung kann für Fo = 0.08–1.2 und LWP = 0–0.53 (R2 = 0.83) verwendet werden. 5. Die Verklausungswahrscheinlichkeit p bei mehreren Brückenpfeilern kann mit dem Verhältnis zwischen Holzlänge LL und Pfeilerabstand Dp ermittelt werden. Für LL > Pfeilerabstand Dp, resultiert p ≥ 50 % für Einzeltransport und p ≥ 75 % für schubweisen Transport. Somit stellen Querschnitte mit zwei oder mehreren Brückenpfeilern eine erhöhte Verklausungsgefahr dar, und weitere Schritte für die Gefahrenbeurteilung sind erforderlich. Für LL < Pfeilerabstand Dp kann p mit Hilfe von Gl. (1) für einen Einzelpfeiler ermittelt werden. Die Ergebnisse dieser Doktorarbeit tragen dazu bei, die Gefahrenbeurteilung von Schwemmholzverklausungen bei Brückenpfeilern zu verbessern und so Schwachstellen frühzeitig zu erkennen. Mittels Abschätzung der Verklausungswahrscheinlichkeit können kritische Brückenquerschnitte identifiziert werden. Die Eingangsparameter für die Abschätzgleichung (Gl. [1]) können mit Hilfe von Abflussmessungen oder numerischer Modellierung (vo), Waldbestand (LL), und Informationen zu den Brückeneigenschaften (dP) ermittelt werden. Der Einfluss der Transportart (xn) kann mit Hilfe einer Sensitivitätsanalyse berücksichtigt werden. Das Prozessverständnis von Schwemmholzverklausungen an Brückenpfeilern könnte im Rahmen weiterer Modellversuche zur Interaktion zwischen Holz und Pfeiler verbessert werden. Mit Hilfe 67


von Untersuchungen der Strömungsverhältnisse im Bereich des Brückenpfeilers können die auf ein Schwemmholz wirkenden Kräfte abgeleitet werden. Weiter sollte der Einfluss der Festigkeitseigenschaften der Modellhölzer (E-Modul, Steifigkeit) auf den Schwemmholztransport und die Verklausung untersucht werden. Die Auswirkungen einer Verklausung auf den Aufstau und somit auf mögliche Ausuferungen sind in Teil 2 zusammengefasst.

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Gefahrenbeurteilung von Schwemmholzverklausungen in Flüssen: Teil 2 – Aufstau Isabella Schalko, Lukas Schmocker, Volker Weitbrecht, Robert Boes

Zusammenfassung Während Hochwasserereignissen kann Schwemmholz an Engstellen wie Brücken oder auch bewusst bei Schwemmholzrechen zu Verklausungen führen. In beiden Fällen führt eine Verklausung zu einem Aufstau infolge des blockierten Fliessquerschnitts. Im Rahmen einer Doktorarbeit wurden Modellversuche an der VAW durchgeführt, um den Aufstau infolge Schwemmholzverklausungen zu bestimmen. Das Versuchsprogramm kann in drei Serien A-C aufgeteilt werden. In Serie A wurde eine vordefinierte, rechteckförmige Verklausung untersucht. In den Serien B und C wurde eine natürliche Verklausung mit fester bzw. beweglicher Sohle analysiert, um den Einfluss der Verklausungsform und die Wechselwirkung zwischen Aufstau und Kolk zu bestimmen. Die Zuflussbedingungen, die Schwemmholz- sowie die Verklausungseigenschaften wurden in allen Versuchsserien systematisch variiert. Basierend auf den Ergebnissen, ist der Aufstau primär von der Zufluss-Froude-Zahl, der Kompaktheit der Verklausung und dem Anteil Feinmaterial abhängig. Der Aufstau kann mit einer neuen Abschätzgleichung quantifiziert werden. Die Verklausungsform kann zusätzlich mit dem Verklausungsformfaktor berücksichtigt werden. Weiter kann das charakteristische Schwemmholzvolumen, das zum massgebenden Aufstau führt, ermittelt werden und so der Einfluss des Holzvolumens auf den Aufstau berechnet werden. Die Abschätzgleichungen verbessern die Dimensionierung von Schwemmholzrechen und erleichtern die Gefahrenbeurteilung infolge Verklausungen an Engstellen.

1. Einleitung Schwemmholz ist ein wichtiger Bestandteil eines Flussökosystems. Holzablagerungen können die geomorphologischen und hydraulischen Bedingungen positiv beeinflussen und dienen als wichtiger Lebensraum für Kleintiere und Fische. Bei Hochwasserereignissen kann transportiertes Schwemmholz jedoch an Brücken oder Wehren zu Verklausungen führen (Bild 1). Die Verringerung des Fliessquerschnitts führt einerseits flussaufwärts zu einem Aufstau mit möglichen Ausuferungen und andererseits zu Kolkerscheinungen oder Schäden am Bauwerk selbst. Vergangene Hochwasserereignisse im alpinen Raum haben die negativen Auswirkungen einer Schwemmholzverklausung auf die Hochwassersituation aufgezeigt (Lange und Bezzola, 2006; Bezzola und Hegg, 2007; VAW, 2008; Waldner et al., 2009; Lucía et al., 2015; Steeb et al., 2017). Für die Gefahrenbeurteilung an Brücken und Wehren und mögliche Überflutungen ist die Abschätzung des Aufstaus somit essenziell. Eine zusätzliche Wechselwirkung zwischen Verklausung und Aufstau

ist durch eine mögliche Kolkbildung am verklausten Querschnitt gegeben. In Abhängigkeit der Sohlbeschaffenheit bzw. der Bauwerksfundation kann eine Kolkbildung den resultierenden Aufstau zusätzlich beeinflussen bzw. reduzieren. Um Schwemmholz kontrolliert zurückzuhalten und die Verklausungsgefahr zu reduzieren, können Schwemmholzrechen stromaufwärts von Siedlungs- oder Industriegebieten errichtet werden (Schmocker und Weitbrecht, 2013). Die gewollte Verklausung an Schwemmholzrechen führt eben-

falls zu einem Aufstau, der die notwendige Stabhöhe des Rechens sowie die Uferhöhen bestimmt. Sowohl für die Gefahrenbeurteilung als auch für die Dimensionierung von Rückhaltebauwerken ist der Aufstau somit der massgebende Parameter. Frühere Studien zu den Auswirkungen von Schwemmholzverklausungen und dem resultierenden Aufstau wurden hauptsächlich für ausgewählte Rechenstandorte und Schwemmholzabmessungen durchgeführt (Knauss, 1995; Rimböck, 2003; Schmocker und Hager, 2013; Hartlieb, 2015). Die Schwemmholzzusammensetzung und das Schwemmholzvolumen können mit den vorhandenen Abschätzgleichungen nicht berücksichtigt werden. Ebenso wurde der massgebende Einfluss von Ästen und Blättern in einer Verklausung noch nicht untersucht. Die Wechselwirkung zwischen Aufstau und Kolk aufgrund einer Schwemmholzverklausung an einem Rechen wurde in den bisherigen Studien vernachlässigt. Im Rahmen einer Doktorarbeit an der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) wurden die Auswirkungen von Schwemmholzverklausungen mit Hilfe von Modellversuchen untersucht (Schalko, 2018). In Teil 1 dieser Ausgabe werden die Ergebnisse zur Verklausungswahrscheinlichkeit bei Brückenpfeilern vorgestellt (Schalko et al., 2019). In diesem Beitrag (Teil 2) werden die Resultate der Modellversuche zum Aufstau

Bild 1. Schwemmholzverklausungen beim Hochwasserereignis 2005 (a) Eisenbahnbrücke Sarnen (Foto: Tiefbauamt Kanton OW) und (b) Wehr Perlen an der Reuss (Foto: Schweizer Luftwaffe).

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infolge Schwemmholzverklausungen vorgestellt. Für die Anwendbarkeit der Abschätzgleichungen werden Empfehlungen zusammengefasst, um das Vorgehen in der Praxis zu erleichtern. Die Doktorarbeit wurde vom BAFU finanziert und war Teil des interdisziplinären Forschungsprojekts WoodFlow: Schwemmholzmanagement an Fliessgewässern (Ruiz-Villanueva et al., 2016). 2. Methodik Der Aufstau infolge Schwemmholzverklausung wurde im Rahmen von drei Versuchsserien A-C mit Hilfe von Laborversuchen analysiert (Bild 2). Das verklauste Bauwerk (Brücke, Wehr, Rechen usw.)

wurde im Modell vereinfacht durch eine Verklausung zwischen zwei oder an einer Rechenreihe simuliert. Somit können die Resultate auch für die Berechnung des Aufstaus an einem Schwemmholzrechen verwendet werden. Serie A: Vordefinierte Verklausung mit fester Sohle In Serie A wurde in vereinfachter Form (Bild 2) der Aufstau verschiedener Schwemmholzkonfigurationen bestimmt (Schalko et al., 2018). Um möglichst viele Parameter individuell zu variieren, wurde die Verklausung zwischen zwei Rechenreihen vordefiniert eingebaut. Für den Nachweis der Modellähnlichkeit, insbe-

Bild 2. Versuchsaufbau und Notation der Modellversuchsserien A–C. Die Zuflussbedingungen (Zufluss-Froude-Zahl Fo , Zufluss-Wassertiefe ho und Durchfluss Q) wurden ohne Verklausung gemessen. Die Wassertiefen wurden mit Ultraschallsensoren gemessen. Der Aufstau ergibt sich zu Δh = h – ho . Die Verklausungseigenschaften umfassen Verklausungslänge LA , Verklausungshöhe hA , Holzlänge LL , mittlerer Holzdurchmesser dLm , Auflockerungsfaktor a, Feinmaterial FM und Festvolumen Vs . Die Eigenschaften des Sohlmaterials sind Mächtigkeit hb und Länge Lb der beweglichen Sohle, mittlerer Korndurchmesser dm , Standardabweichung des Sohlmaterials σg und resultierende Kolktiefe am Rechen Sr ≈ Smax (maximale Kolktiefe). 70

sondere für die Auswirkung von Blättern und Ästen in einer Verklausung, d. h. des Feinmaterials (FM), wurden drei unterschiedliche geometrische Massstäbe gewählt (Massstabsfaktor λ = 6, 30, 50). Die Modellversuche wurden in zwei verschiedenen Kanälen mit Rechteckprofil an der VAW durchgeführt. Die hydraulischen Anfangsbedingungen sowie die Verklausungseigenschaften wurden systematisch variiert. Die Anfangsbedingungen sind die Anfangswassertiefe ho, der Durchfluss Qo und die Zufluss-Froude-Zahl Fo = Qo/ (B2gho3)0.5, mit B = Kanalbreite und g = Erdbeschleunigung. Die Verklausungseigenschaften werden mit der Verklausungslänge LA (Abstand zwischen den beiden Rechenreihen), dem Holzdurchmesser dL, dem Auflockerungsfaktor a = Vl/Vs (Lange und Bezzola, 2006), mit Vl = Lockervolumen und Vs = Festvolumen, und dem Volumenanteil Feinmaterial FM (Äste und Blätter) beschrieben. Für das Modellholz wurde für alle Modellmassstäbe echtes Holz verwendet und die Abmessungen basierend auf Erfahrungswerten von früheren Hochwasserereignissen gewählt (Bezzola und Hegg, 2007). Das Feinmaterial wurde im Massstab 1:6 mit Weidenästen und Tannenzweigen und im Massstab 1:30 und 1:50 mit zerschnittenen Plastiktannenbäumen modelliert. Das Feinmaterial wurde als Volumenprozent dem Festvolumen Vs zugegeben und variierte zwischen ≈ 2 bis 17 %, basierend auf Empfehlungen nach Manners et al. (2007). Bild 3 gibt einen Überblick über das verwendetet Holz. Bei der Versuchsdurchführung wurde jeweils die Abflusstiefe ho ohne Holz sowie die Abflusstiefe h mit der eingebauten Verklausung mit Ultraschallsensoren (UDS) gemessen und daraus der Aufstau Δh = h – ho bestimmt. Serie B: Natürliche Verklausung mit fester Sohle In Serie B (Bild 2) wurde eine Rechenreihe entfernt und das Schwemmholz nicht vordefiniert eingebaut, sondern schrittweise in 10 %-Anteilen von Vs über die Kanalbreite verteilt zugegeben. Somit konnte sich in Abhängigkeit der Zuflussbedingungen und Schwemmholzeigenschaften die Verklausung natürlich ausbilden. Der Aufstau am Rechen wurde nach Zugabe jedes einzelnen Schwemmholzpakets mit UDS gemessen. Die Modellversuche wurden für zwei Massstäbe (1:6 und 1:30) sowie verschiedene Fo und FM-Anteile durchgeführt. Während der meisten Versuche wurde das gleiche Festvolumen wie in Serie A zugegeben (Vs = 0.005 m3 für 1:30

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und Vs = 0.240 m3 für 1:6), um einen direkten Vergleich des resultierenden Aufstaus zu ermöglichen. Serie C: Natürliche Verklausung mit beweglicher Sohle In Serie C (Bild 2) wurde wie in Serie B eine natürliche Verklausung mit einer Rechenreihe untersucht und das Schwemmholz schritt- bzw. paketweise zugegeben (5–10 % von Vs). Die Modellversuche wurden für einen Massstab 1:30 durchgeführt und das Festvolumen zu Vs = 0.023 m3 erhöht. Um neben dem Aufstau auch den Einfluss möglicher Kolkerscheinungen zu untersuchen, wurden die Modellversuche mit einer beweglichen Sohle durchgeführt. Während der Versuche fand keine Geschiebezugabe statt. Für das Sohlmaterial wurde Einkornmaterial verwendet und der mittlere Korndurchmesser dm variiert. Die Anfangsbedingung (Index IC) für das Sohlmaterial wurde als schwacher Transport definiert und die dimensionslose Schubspannung mit θIC = 0.04 bzw. θIC = 0.05 festgelegt. Ähnlich wie in Serie B wurde der Aufstau am Rechen nach Zugabe jedes einzelnen Schwemmholzpakets gemessen. Dabei wurde jeweils gewartet, bis sich der Kolk ausgebildet hatte und keine Sohlenänderung mehr stattfand. Nach Zugabe der gesamten Schwemmholzmenge wurde zusätzlich die Sohltopografie mit einem Laser-Distanz-Sensor (LDS) in einem 2.5 × 2.5-cm-Raster aufgenommen. In Bild 3 sind Fotos des Modellholzes und Einkornmaterials dargestellt. Das Testprogramm der Serien A–C ist in Tabelle 1 zusammengefasst. In allen Versuchsserien wurden Reproduzierbarkeitsversuche durchgeführt, indem ein Versuch mit den gleichen Randbedingungen zweimal wiederholt wurde. Die Reproduzierbarkeit der Modellversuche konnte mit ± 15 % bestätigt werden. 3. 3.1

Ergebnisse

Aufstau infolge Schwemmholzverklausung Die vordefinierte Schwemmholzverklausung in Serie A ermöglichte die Variation der Zuflussbedingungen sowie der Schwemmholzeigenschaften. Die Einflüsse der verschiedenen Parameter auf den Aufstau Δh können wie folgt zusammengefasst werden: Unter der Annahme einer konstanten Wassertiefe ho ist die Zufluss-Fliessgeschwindigkeit vo für höhere Fo grösser. Bei höheren Fo nehmen die Fliessverluste aufgrund der Verklausung stärker zu und

Bild 3. Beispiele von (a) Modellschwemmholz und Feinmaterial; (b) Modellsediment.

Tabelle 1. Testprogramm der Serien A–C mit untersuchten Parametern und Bereich (weitere Details siehe Schalko, 2018). es kommt zu einem höheren Aufstau Δh (Bild 4a versus b). Die Kompaktheit einer Verklausung kann mit dem Auflockerungsfaktor a beschrieben werden, wobei ein kleiner Auflockerungsfaktor einer kompakten Verklausung und ein grosser Auflockerungsfaktor einer lockeren Verklausung entspricht. Der Auflockerungsfaktor ist vergleichbar mit dem Durchlässigkeitsbeiwert in Grundwasserströmungen. Eine kompakte Verklausung repräsentiert einen grösseren Fliesswiderstand und führt somit zu einem höheren Aufstau. Der Aufstau Δh nimmt somit mit abnehmendem a zu (Bild 5a versus b).

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Der Einfluss der Schwemmholzeigenschaften wurde mit Hilfe der Variation von Holzdurchmesser dL und Verklausungslänge LA (Abstand zwischen den beiden Rechenreihen) untersucht. Bei kleineren dL nimmt die Anzahl an Hölzern in einer Verklausung zu. Somit wird die Strömung in der Verklausung häufiger und stärker umgelenkt, die Reibungsverluste nehmen zu und der Aufstau wird grösser. Weiter stellen Verklausungen mit grösserem LA einen grösseren Fliesswiderstand dar und führen somit ebenfalls zu einem grösseren Aufstau. Der Einfluss des Holzdurchmessers und der Verklausungslänge kann mit dem Umlenkungsfaktor u = LA/dL zusammengefasst werden. Somit nimmt 71


der Aufstau Δh mit zunehmendem Umlenkungsfaktor u zu. Der Anteil an Feinmaterial FM wurde sowohl im Massstab 1:30 als auch 1:6 untersucht. Je grösser der Anteil an FM, desto kompakter ist die Ver-

klausung. Damit wird die Strömung stärker umgelenkt, woraus sich ein grösserer Widerstand ergibt. Der Aufstau Δh nimmt mit zunehmendem Anteil FM zu. Bei den Modellversuchen im Massstab 1:6 wurde weiter der Einfluss verschiedener Arten

Bild 4. Aufstau Δh infolge Schwemmholzverklausung für (a) Fo = 0.20 versus (b) Fo = 0.80 (ho = 0.10 m, a = 3.3, LA = 0.10 m und dL = 7 mm).

Bild 5. Aufstau Δh infolge Schwemmholzverklausung für (a) a = 4.3 versus (b) a = 2.5 (ho = 0.10 m, Fo = 0.8, LA = 0.10 m und dL = 7 mm).

Bild 6. Aufstau Δh infolge Schwemmholzverklausung mit zunehmendem FM-Anteil (Fo = 0.3, ho = 0.36 m, a = 4.2, LA = 0.50 m, und dL = 65 mm); (a–b) Tannenzweige und (c–d) Weidenäste. 72

von Feinmaterial analysiert (Bild 6a und b [Tanne]versus c und d [Weide]). Die Unterschiede des Aufstaus mit Tannenzweigen oder Weidenästen lagen innerhalb der Reproduzierbarkeit. Der relative Aufstau Δh/ho infolge einer vordefinierten Schwemmholzverklausung (Serie A) nimmt zu mit: • zunehmender Zufluss-Froude-Zahl Fo (Bild 4), • abnehmendem Auflockerungsfaktor a bzw. für kompaktere Verklausungen (Bild 5), • abnehmendem Holzdurchmesser dL, • zunehmender Verklausungslänge LA in Strömungslängsrichtung (SH-Volumen) und • zunehmendem Anteil an Feinmaterial FM (Bild 6). Der Auflockerungsfaktor hat dabei den grössten Einfluss auf den Aufstau, gefolgt von der Zufluss-Froude-Zahl und dem Feinmaterial. Im Vergleich dazu haben die Verklausungslänge und der Holzdurchmesser einen geringen Einfluss auf den Aufstau. In Serie A wurde weiter die Modellähnlichkeit mit Hilfe einer Modellfamilie untersucht (λ = 6, 30, 50). Mögliche Modelleffekte können abgeleitet werden, falls die Ergebnisse für die Versuche im kleinen Massstab (λ = 30 oder 50) stark von den Ergebnissen der Versuche ähnlich dem Prototyp abweichen (λ = 6). Die Versuchsergebnisse wurden auf Prototyp-Abmessungen hochskaliert. Für die gleichen Randbedingungen variierten die mittleren Abweichungen des Aufstaus für die verschiedenen Massstäbe zwischen 2.8 und 22 %. Da kein Trend der Abweichungen abgeleitet werden konnte und die Abweichungen meist im Bereich der Reproduzierbarkeit liegen, kann angenommen werden, dass mögliche Massstabseffekte bei den kleinen Massstäben vernachlässigt werden können. Im Rahmen von Serie A konnte der Einfluss verschiedener Parameter auf den Aufstau stark vereinfacht untersucht werden. Die Serien B und C dienten dazu, den Einfluss der Verklausungsform und der Kolkbildung auf den Aufstau abzuschätzen. In Bild 7a–c ist eine typische Entwicklung einer natürlichen Verklausung (Vs,Prototyp = 540 m3) mit fester Sohle (Serie B) und der resultierende Aufstau für zunehmendes relatives Holzvolumen (Vs,rel = Vs/ (Bho2) dargestellt. Dabei bezeichnet Vs das erforderliche Festvolumen, um einen idealisierten rechteckförmigen Querschnitt mit den Massen B × ho × ho zu blockieren. Die ersten 10–20 % des zugegebenen relati-

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ven Schwemmholzvolumens verklausen am Rechen auf Höhe des Wasserspiegels. Sobald der obere Teil des Rechens blockiert ist, nimmt die Fliessgeschwindigkeit unterhalb der Verklausung zu und die Strömung wird nach unten abgelenkt. Zusätzliches Schwemmholz verklaust somit den unteren Teil des Rechens. Bis zu einem relativen Schwemmholzvolumen von Vs,rel ≤ 40 % (Bild 7a) kann die Verklausungsform als rechteckförmig beschrieben werden. Sobald die Verklausung den gesamten Querschnitt blockiert (Bild 7c), verändert sich die Verklausungsform zu trapezförmig bzw. dreieckförmig. Zusätzliches Schwemmholz bildet nun einen Schwemmholzteppich, und der resultierende Aufstau erhöht sich nur noch geringfügig (Bild 7c) im Vergleich zur Initialverklausung (Bild 7a). Bei einer natürlichen Verklausung mit fester Sohle (Serie B) ist die blockierte Fläche kleiner und somit der resultierende Aufstau bei gleicher Schwemmholzmenge kleiner im Vergleich zu den Resultaten aus Serie A. Die Entwicklung einer natürlichen Verklausung mit beweglicher Sohle wurde in Serie C analysiert, eine Fotoserie ist in Bild 7d–f dargestellt. Mit zunehmendem Schwemmholzvolumen nimmt der Kolk am Rechen zu (Bild 7d versus Bild 7f). Dadurch ist im Vergleich zur Anordnung mit fester Sohle die Querschnittsfläche unterhalb der Verklausung grösser und die Schwemmholzverklausung kann sich sowohl vertikal am Rechen als auch horizontal in Form eines Schwemmholzteppichs ausbreiten. Aufgrund der grösseren freien Fliessfläche unterhalb der Verklausung reduziert sich der resultierende Aufstau im Vergleich zu den Versuchen mit einer festen Sohle.

Das Verhältnis von Verklausungslänge und Holzdurchmesser wird mit dem Umlenkungsfaktor u beschrieben. Die Verklausungslänge LA kann vereinfacht mit Hilfe einer rechteckförmigen Verklausung (Flussbreite B) und unter der Berücksichtigung von a = Vl/Vs ermittelt werden zu:

(2)

Die verschiedenen Verklausungsformen aus den Serien A–C (Bild 2) können mit dem Verklausungsformfaktor fA berücksichtigt werden. Somit kann der relative Aufstau Δh/ho wie folgt bestimmt werden:

(3)

mit fA = 1.00 für eine vordefinierte Verklausung mit fester Sohle (Serie A), fA = 0.55 für eine natürliche Verklausung mit fester Sohle (Serie B) und fA = 0.30 für eine natürliche Verklausung mit beweglicher Sohle (Serie C). Gemäss Gl. (1) und Gl. (3) haben der Auflockerungsfaktor a, die ZuflussFroude-Zahl Fo und der Anteil an Feinmaterial FM den grössten Einfluss auf Δh. Für ein gegebenes Schwemmholzvolumen Vs kann Δh/ho mit Hilfe einer Sensitivitätsanalyse von fA berechnet werden; fA sollte wie folgt gewählt werden: • Worst-Case-Szenario: Um den grössten Aufstau zu ermitteln, wird eine rechteckförmige Verklausung angenommen, d.h. fA = 1 (Gl. (1)). • Average-Case-Szenario: Bei Bauwerken, an denen eine Kolkbildung aufgrund der Fundation verhindert wird, soll eine natürliche Verklausung mit

Bild 7. Natürliche Schwemmholzverklausung mit Vs,rel = 40–100 %; (a)–(c) feste Sohle und λ = 6 (Serie B) und (d)–(f) bewegliche Sohle und λ = 30 (Serie C).

3.2

Abschätzgleichung: Aufstau infolge Schwemmholzverklausung Um die Anwendbarkeit der Ergebnisse zu ermöglichen, wurden die massgebenden Parameter mittels Dimensionsanalyse (Schalko, 2018) in einem dimensionslosen Aufstaufaktor LWA zusammengefasst. Der relative Aufstau Δh/ho kann basierend auf den Modellversuchen von Serie A mit einer linearen Beziehung für Fo = 0.2–1.4 (Parameterbereich in Tabelle 1) mit R2 = 0.95 wie folgt beschrieben werden (Bild 8):

(1) Bild 8. Relativer Aufstau Δh/ho als Funktion von LWA für Serie A (λ = 50, λ = 30, λ = 6), Gl.(1), und ± 20 % Abweichung. «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

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zu wählen, der zu einem grösseren Aufstau führt. Wie konservativ die Parameter gewählt werden, hängt jedoch auch von den zu erwartenden Folgen und dem Schadenspotenzial ab. Dies muss von Fall zu Fall beurteilt werden. 3.3

Bild 9. Aufstauverhältnis η = Δh/Δhc versus relatives Schwemmholzvolumen Vs/Vc mit Gl. (6). fester Sohle angenommen werden, d. h. fA = 0.55. Dieses Szenario entspricht am ehesten den Prototyp-Bedingungen und es wird empfohlen, fA = 0.55 als Startwert anzunehmen. • Best-Case-Szenario: Bei Bauwerken, an denen eine Kolkbildung erwartet wird und tolerierbar ist (z. B. Einzelfundation), kann fA = 0.30 und somit ein reduzierter Aufstau angenommen werden. Zur Abschätzung der verschiedenen Parameter für Gl. (3) wird folgendes Vorgehen vorgeschlagen: • Der Auflockerungsfaktor a sollte gemäss Daten von früheren Hochwasserereignissen (Bezzola und Hegg, 2007) zwischen a = 2 und 5 gewählt werden. • Der Anteil an Feinmaterial FM kann mit Hilfe einer Sensitivitätsanalyse berücksichtigt und zwischen FM = 2–20 % angenommen werden. • Die Daten zu den Zuflussbedingungen (Zufluss-Froude-Zahl, Fliessgeschwindigkeit und Fliesstiefe) können basierend auf Messdaten (Abfluss, Querprofilgeometrie, Lage des Wasserspiegels) von früheren Hochwasserereignissen oder für verschiedene Hochwasserabflüsse z. B. mittels Normalabflussberechnung bestimmt werden. • Das zu erwartende Schwemmholzvolumen Vs kann entweder mit gängigen Abschätzformeln aus der Praxis (z. B. Rickenmann, 1997; Steeb et al., 2017) oder mit einer GIS-Analyse (Ruiz-Villanueva et al., 2014; Schalko et al., 2017) ermittelt werden. Für alle Parameter sollte dabei ein gewisser Bereich gewählt werden, um die Sensitivität zu untersuchen. Bei unsicheren Grundlagen ist generell der Wert 74

Einfluss des Schwemmholzvolumens auf den Aufstau Um die Gefahrenbeurteilung von Verklausungen zu verbessern, ist eine Definition des Schwemmholzvolumens, das den massgebenden Aufstau erzeugt, von Bedeutung. Dieses Volumen wird als charakteristisches Schwemmholzvolumen Vc definiert. Es führt zum wesentlichen Aufstau und entspricht dem Schwemmholzvolumen, das entlang des Rechens verklaust, bevor sich ein Schwemmholzteppich bildet. Basierend auf den Modellversuchen, kann das charakteristische Schwemmholzvolumen Vc als Funktion der Zufluss-Froude-Zahl und des Sohlmaterials abgeschätzt werden. Das Verhältnis von Vc/(Bho2) (relatives Vc) entspricht dem erforderlichen Volumen, um einen idealisierten rechteckförmigen Querschnitt mit den Massen B × ho × ho zu blockieren. Vc kann für eine feste Sohle und Fo = 0.3–1.5 (R2 = 0.89) mit (4)

und für eine bewegliche Sohle für Fo = 0.5–1.5 (R2 = 0.98) mit

(5)

bestimmt werden. Mit Hilfe der Definition des charakteristischen Schwemmholzvolumens kann nun der Einfluss des Schwemmholzvolumens auf den Aufstau bestimmt werden. Das Aufstauverhältnis η = Δh/Δhc (Δhc = Aufstau beim charakteristischen Volumen Vc) für Fo = 0.3–1.5 (R2 = 0.93) kann wie folgt berechnet werden und ist in Bild 9 dargestellt

(6)

Als erste Abschätzung kann der Aufstau Δh mit Gl. (1) oder Gl. (3) bestimmt werden. Um den Einfluss von verschiedenen Schwemmholzvolumina auf Δh zu ermitteln, kann Gl. (6) verwendet werden. Dafür muss nur das Verhältnis zwischen Vs/Vc

gewählt werden, z. B. zwischen 0.5 und 2. Für Vs/Vc = 0.5 resultiert η = 0.84 im Vergleich zu η = 1.19 für Vs/Vc = 2. Bild 9 zeigt die Sensitivitätsanalyse des Schwemmholzvolumens. Für eine erste Abschätzung wird empfohlen, den Aufstau für das charakteristische Volumen Vc zu bestimmen. Gemäss Bild 9 nimmt der Aufstau für Vs/Vc > 1.0 nur unterproportional mit dem Schwemmholzvolumen zu. Die Variation des Schwemmholzvolumens ermöglicht eine szenarienbasierte Risikoabschätzung und ist vor allem für die Praxisanwendung sehr hilfreich. 4. Schlussfolgerungen Im Rahmen einer Doktorarbeit wurden an der VAW zahlreiche Modellversuche zur Verklausungswahrscheinlichkeit (Teil 1) und zum Aufstau infolge einer Schwemmholzverklausung durchgeführt. Mit Hilfe von drei verschiedenen Konfigurationen (Serien A–C) wurde der Aufstau systematisch untersucht. Eine vordefinierte Verklausung (Serie A) ermöglichte die Variation der Zuflussbedingungen sowie der Schwemmholz- und Verklausungseigenschaften. Weiter wurde eine natürliche Verklausung mit fester (Serie B) und beweglicher Sohle (Serie C) untersucht und so der Einfluss der Verklausungsform und die Wechselwirkung zwischen Aufstau und Kolk analysiert. Basierend auf den Ergebnissen der Modellversuche, kann der Aufstau infolge einer Schwemmholzverklausung nun mit einer neuen Abschätzgleichung als Funktion der Zufluss-Froude-Zahl, der Kompaktheit der Verklausung (Auflockerungsfaktor), des Anteils an Feinmaterial, der Verklausungslänge und des Holzdurchmesser bestimmt werden. Die Abschätzgleichung kann ausserdem mit Hilfe des Verklausungsformfaktors erweitert werden, um die Verklausungsform sowie eine bewegliche Sohle zu berücksichtigen. Für eine szenarienbasierte Risikoabschätzung ist der Einfluss des anfallenden Schwemmholzvolumens auf den Aufstau von wesentlicher Bedeutung. Das sogenannte charakteristische Schwemmholzvolumen, das zu dem massgebenden Aufstau führt, kann in Abhängigkeit der Zufluss-Froude-Zahl und des mittleren Korndurchmessers abgeschätzt werden. Mit Hilfe des Verhältnisses von Festvolumen zu charakteristischem Volumen kann weiter der Aufstau als Funktion des Schwemmholzvolumens ermittelt werden. Die vorgestellte Abschätzgleichung ermöglicht eine Vordimensionierung der Rechenstabhöhe von Rechenbauwer-

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ken sowie der erforderlichen Uferhöhen. Somit kann die Gefahrenbeurteilung in der Praxis für Hochwasserereignisse mit hohem Schwemmholzaufkommen verbessert werden. Im Rahmen von zukünftigen Modellversuchen sollte die Interaktion zwischen Schwemmholz und Sediment an weiteren Rechenbauwerken, zum Beispiel auch bei Geschiebesammlern, untersucht werden. Der aktuelle Grundsatz zum Schwemmholzmanagement lautet «durchleiten, wo möglich, und rückhalten, wo nötig». Die meisten früheren Untersuchungen zu Schwemmholz in der Schweiz haben sich speziell mit dem Rückhalt befasst. Es besteht jedoch ein Interessenskonflikt, da Holz ein wesentlicher Bestandteil eines Fliessgewässers ist. Dieser Aspekt sollte vor allem im Rahmen von zukünftige Projekten berücksichtigt werden.

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Gravitative Prozesse in der Bondasca – Von der Gefahrenbeurteilung zur Umsetzung der Schutzmassnahmen Jeannette Gabbi, Christian Tognacca, Martin Keiser

Zusammenfassung Die infolge des Bergsturzes am Piz Cengalo vom 23. August 2017 ausgelösten Murgänge haben innerhalb weniger Tage enorme Mengen an Geschiebe nach Bondo verfrachtet und grosse Zerstörung hinterlassen. Auslöser dieser gewaltigen Murgänge war eine unerwartete Prozessverkettung aus Bergsturz und unmittelbarem Schuttstrom. Bereits im Dezember 2011 ereignete sich ein Bergsturz am Piz Cengalo mit rund 1.5 Mio. m3. Eine wie 2017 beobachtete Prozessverkettung blieb jedoch aus, und es kam erst im darauffolgenden Sommer aufgrund von intensiven Niederschlägen zu Murgängen. Das damals grösste beobachtete Ereignis von Ende August 2012 führte zu massiven Auflandungen in Bondo und zu Schäden am Campingplatz. Um die Sicherheit zu gewähren, wurde im Jahr 2013 eine Murgang-Alarmanlage in Betrieb genommen und die Planung des Schutzbautenprojekts angegangen. Trotz anfänglichem Widerstand in der Bevölkerung wurde dem Bau eines Auffangbeckens zugestimmt, welches 2015 fertiggestellt wurde. Dank diesem Schutzbauwerk und der Alarmbereitschaft konnten die Schäden der Ereignisse 2017 in Grenzen gehalten werden. Angesichts der immer noch anhaltenden Gefährdung am Piz Cengalo sind neue Schutzmassnahmen in Planung, welche umfassenden Schutz vor grossen Murgangereignissen, wie sie 2017 beobachtet wurden, bieten sollen.

1. Einleitung Ende Dezember 2011 ereignete sich ein Bergsturz mit ca. 1.5 Mio. m3 am Piz Cengalo und lagerte sich im hinteren Val Bondasca ab (Bild 2). Zum damaligen Zeitpunkt bestand keine akute Gefährdung, weder für das Siedlungsgebiet noch für die Verkehrsinfrastruktur. Erst im darauffolgenden Sommer kam es aufgrund von

Gewitterniederschlägen zu Hochwassern mit intensivem Geschiebetrieb und Murgängen. Das grösste Murgangereignis vom 24./25. August 2012 hinterliess mächtige Auflandungen in Bondo und führte zu Schäden am Campingplatz (Bild 3). Menschen und Tiere kamen dabei nicht zu Schaden. Um die Sicherheit zu gewähren, wurde im Jahr 2013 eine Murgang-Alarmanlage in Betrieb genommen und die Planung des Schutzbautenprojekts angegangen. Trotz Widerstand in der Bevölkerung wurde in der Folge ein Auffangbecken rea-

lisiert, welches einerseits Schutz vor weiteren Murgängen bietet und andrerseits auch das Landschafts- und Dorfbild möglichst berücksichtigt. Der Rückhalteraum wurde auf ein 100-jährliches Ereignis plus Freibord bzw. ein 300-jährliches Ereignis (bordvoll) dimensioniert und bietet Platz für rund 170 000 m3 Geschiebe. Im August 2017 folgten mit dem nächsten Bergsturz am Piz Cengalo mit 3 Mio. m3 (Bild 2) weitere Murgangereignisse, welche alles bisher Dagewesene übertroffen haben. Aus den durchfeuchteten Bergsturzab-

Bild 1. Lokalisierung der Naturereignisse Pizzo Cengalo – Bondo.

Bild 2. Ablagerungen der Bergsturzereignisse am Piz Cengalo von Dezember 2011 (links) und August 2017 (rechts) im Vergleich.

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Bild 3. Das Gerinne der Bondasca im Bereich Bondo vor (links) und nach den Murgangereignissen von Sommer 2012 (rechts).

Bild 4. Ablagerungen im Bereich des Auffangbeckens in Bondo nach den Murgängen vom August 2017.

Tabelle 1. Die Bergstürze am Piz Cengalo von 2011 und 2017 und die entsprechenden Folgeprozesse (Quellen: [1], [3]). lagerungen bildeten sich, zunächst ohne jegliche Beteiligung von Niederschlägen, grosse Murgänge, welche innerhalb von neun Tagen rund 500 000 m3 Geschiebe in den Rückhalteraum eingetragen haben (Bild 4). Diesmal verliefen die Ereignisse jedoch nicht so glimpflich ab wie in den Jahren zuvor. Es entstand erheblicher Sachschaden an Gebäuden und Infrastruktur mit einer Schadensumme von insgesamt 41 Millionen Franken. Angesichts des Ausmasses der Ereignisse fielen die Schäden jedoch verhältnismässig gering aus. Dies dank dem robusten und überlastbaren System. Der vorliegende Artikel präsentiert neben einem umfassenden Beschrieb und der Analyse der im Val Bondasca abgelaufen Ereignisse der vergangenen Jahre,die daraus abgeleiteten Szenarien und Gefahrenkarten für (1) die Situation nach den Ereignissen 2011/12 und (2) nach den Ereignissen 2017. Des Weiteren werden die 2015 ausgeführten sowie die neu projektierten Schutzmassnahmen vorgestellt 78

und schliesslich die Lehren aus den Ereignissen gezogen. 2.

Bergstürze am Piz Cengalo und Folgeprozesse

2.1 Ereignisse 2011/2012 Am Abend des 27. Dezember 2011 ereignete sich ein grosser Bergsturz am Piz Cengalo (Tabelle 1). Rund 1.5 Mio. m3 Fels haben sich aus der Nordostflanke des Piz Cengalo gelöst und mächtige Ablagerungen im oberen Val Bondasca hinterlassen. Die Bergsturzablagerungen erstreckten sich vom Fusse des Piz Cengalo (2200 m ü. M.) bis etwas oberhalb von Plan Marener (1450 m ü. M.) und erreichten Mächtigkeiten von bis zu 20 m (Bild 1). Im Verlauf des Sommers 2012 ereigneten sich mehrere Murgänge im Val Bondasca (Quelle: [1]). Heftige Gewitterniederschläge in den Monaten Juli, August und September führten zu intensivem Geschiebetrieb und Murgängen im Val Bondasca, welche teilweise bis nach Bondo

vordrangen. Der Ursprung dieser Phänomene ist auf die frischen und mächtigen Bergsturzablagerungen zurückzuführen. Die Niederschläge vom 5./6. Juli haben durch progressive Erosion in den Sturzablagerungen Murgänge ausgelöst, welche sich im oberen Bereich der Sturzablagerungen entwickelt haben. Die Murgänge haben im unteren Bereich der Sturzablagerungen tiefgründige Erosionen in der Grössenordnung von 10 m hinterlassen. Die Niederschläge waren bezüglich Dauer und Intensität jedoch nicht ausserordentlich gross, und die Murgänge haben Bondo nicht erreicht. Der Hauptteil der Ablagerungen blieb zwischen dem Fusse der Sturzablagerungen und der Wasserfassung in Prä (1080 m ü. M.) liegen, während das feinere Material bis in die Maira transportiert wurde (Bild 1). Eine Analyse der Niederschläge vom 5./6. Juli hat ergeben, dass die maximale 1-Stunden-Intensität 5 mm/h betragen hat, wobei maximale Intensitäten von 1 mm in 5 Minuten registriert wurden. Die Niederschlagssumme des Ereignisses betrug insgesamt 16 mm. Das darauffolgende Unwetter vom 13./14. Juli hat zu weiteren Erosionen in den Bergsturzablagerungen und den neuen Ablagerungen entlang der Bondasca geführt. Auch in diesem Fall blieb der Hauptteil des Materials im Val Bondasca zwischen der Sturzfront und Prä liegen. Die 1-Stunden-Niederschlagsintensitäten waren vergleichbar mit dem Ereignis vom 5./6. Juli (6–7 mm/h) mit maximalen Intensitäten von 5 mm in 5 Minuten. Die Summe der Niederschläge betrug ca. 38 mm für das gesamte Ereignis. Beim Ereignis vom 24./25. August wurden hingegen deutlich höhere 1-Stunden-Niederschlägsintensitäten (maximal 30 mm/h) und -summen (insgesamt 95 mm in 42 Stunden) gemessen als bei den bei-

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den Ereignissen im Juli. Das Ereignis vom August hat grosse Murgänge ausgelöst, die bis zur Maira vorgedrungen sind, und sehr intensiven Geschiebetransport mit sich gebracht. Es war das deutlich grösste Ereignis im Jahre 2012. Das nächste Ereignis vom 24./25. September, das letzte Ereignis im Sommer 2012, ist durch ähnliche Niederschlagsverhältnisse wie beim zweiten Ereignis im Juli gekennzeichnet. Die maximalen 1-Stunden-Niederschlagsintensitäten waren nur wenig höher als am 13./14. Juli mit einer maximalen 1-Stunden-Intensität von 12 mm/h und maximalen Intensitäten von 4 mm in 5 Minuten. Die Niederschlagssumme des Ereignisses betrug rund 35 mm. Auch bei diesem Ereignis waren die meisten Ablagerungen im oberen Bereich des Bondasca-Tals, zwischen der Bergsturzfront und Prä zu finden (Bild 1). Wie auch bei den beiden Ereignissen im Juli waren die Niederschläge zu wenig intensiv, um relevante Geschiebemengen bis nach Bondo zu transportieren. 2.2 Ereignisse 2017 Am Morgen des 23. August 2017 lösten sich aus der Nordostflanke des Piz Cengalo auf ca. 3000 m ü. M. rund 3 Mio. m3 Fels (Tabelle 1). Die Felsmassen stürzten zunächst auf den sich darunter befindenden Gletscher, flossen dann über moderat geneigte Schutthänge, über eine Felsstufe (1800–1900 m ü. M.) hinweg in Richtung Talboden und lagerten sich im Raum Laret (1380 m ü. M.) ab (Bild 1). Die Ablagerungen türmten sich bis 35 m hoch. Rund ein Drittel des Ausbruchmaterials hat sich oberhalb der Felsstufe, zwei Drittel haben sich unterhalb der Felsstufe abgelagert (Bild 5). Durch die Einwirkung des Sturzes wurden 600 000 m3 Eis des Cengalo-Gletschers sowie 480 000 m3 Lockermaterial aus den alten Bergsturzablagerungen von 2011 unterhalb der Felsstufe erodiert (Quelle: [3]). Durch die Aufnahme von Gletschereis wurde die Bergsturzmasse so weit gesättigt, dass sich in der Folge ein Schuttstrom mit einer Kubatur von 545 000 m3 entwickelt hat, der enorme Ablagerungen im Val Bondasca mit Mächtigkeiten von bis zu 10 m hinterlassen hat. Der Schuttstrom kam in Bondo kurz unterhalb der alten Brücke am Kegelhals zum Stillstand. Daraufhin hat sich aus den durchfeuchteten Bergsturz- und Schuttstromablagerungen eine Serie von Murgängen entwickelt, die massive Geschiebemengen in den Rückhalteraum in Bondo eingetragen haben. Am Kegelhals wurden durch den Schuttstrom und den ersten Murgang

Bild 5. Massenbilanz vom 23. August 2017 nach dem Bergsturz (oben) und die Gesamtbilanz aller Ereignisse von August 2017 (unten, Quelle: [3]). mehrere Gebäude zerstört. Gegen Abend des 23. August wurde die Kapazität des Auffangbeckens überschritten, und in der Folge kam es zu Übermurungen bei der Kantonsstrassenbrücke sowie am unteren Dorfrand oberhalb der Kantonsstrasse, wodurch mehrere Gebäude erfasst wurden. Insgesamt kamen im Verlaufe des 23. August rund 220 000 m3 Material im Bereich des Geschiebesammlers zur Ablagerung. Aus Sicherheitsgründen musste das Dorf Bondo vollständig evakuiert werden. Am Nachmittag des 25. August löste sich aus den labilen Massen ohne Beteiligung von Niederschlägen ein weiterer grosser Murgang mit rund 70 000– 85 000 m3 aus. Zum grössten, beobachteten Murgang kam es jedoch erst einige Tage später, am Abend des 31. August 2017. Heftige Gewitterniederschläge vermochten rund 260 000–285 000 m3 Mate-

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rial aus den Bergsturzablagerungen zu mobilisieren, welche sich im Bereich der Einmündung der Bondasca in die Maira sowie in der Maira selbst abgelagert haben. Infolgedessen kam es zu einem Rückstau der Maira, welcher zu Überschwemmungen bis Mulin führte. Aber auch in Spino, unterhalb der Einmündung der Bondasca, kam es zu Überflutungen, wodurch mehrere Personen evakuiert werden mussten. Insgesamt haben die Murgänge vom 23., 25. und 31. August innerhalb von neun Tagen rund 500 000 m3 Material nach Bondo verfrachtet (Bild 5). Am 15. September 2017 wurden durch einen Nachsturz weitere 400 000 m3 Fels aus der Nordostwand des Piz Cengalo mobilisiert. Dank der ausgesprochen trockenen Verhältnisse seit Anfang September blieben weitere Murgangereignisse aus, was eine schnelle und effiziente Räu79


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Tabelle 2. Der Gefahrenkarte zugrunde liegende Murgangszenarien, welche nach den Ereignissen 2011/12 definiert und infolge der Ereignisse 2017 ßberarbeitet wurden. mung des Rßckhalteraums ermÜglichte. Ein Grossaufgebot an Maschinen und die neu angelegten Deponien in der Nähe erlaubten die Aufräumarbeiten bereits Ende Oktober weitestgehend abzuschliessen, sodass auch die Bewohner der gesperrten Zone wieder in ihre Häuser zurßckkehren konnten. 3.

Analyse und Szenarien 2012/13

3.1 Szenarien 2012/13 Basierend auf den Erkenntissen der Ereignisse 2012/13 wurden drei relevante Phänomene, welche massgebend fßr die Gefährdung am Kegelhals sind, definiert: (1) Granulare Murgänge infolge progressiver Erosion, (2) Hochwasser mit starker Geschiebefßhrung sowie (3) eine Kombination von Murgängen mit Hochwasserereignissen. Fßr alle drei Prozesse wurden in der Folge Szenarien definiert (Quelle: [1]). Die Hochwasserszenarien fßr die Bondasca wurden mittels Niederschlags-Abfluss-Simulationen bestimmt, während die Geschiebefrachten am Kegelhals anhand eindimensionaler Simulationen hergleitet wurden. Mittels der Methode nach Tognacca (Quelle: [7]) wurden die Murgangabflßsse fßr das obere Ende der Schluchtstrecke bei Prä berechnet. Die Murgangkubaturen

wurden ermittelt indem das Wasservolumen, welches von der Murwelle auf dem Weg vom AuslÜseort bis zur Schlucht aufgenommen wird, mit der mittleren Konzentration des Murganges multipliziert wurde. Der fßr die Gefährdung am Kegelhals massgebende Prozess ist eine Kombination aus intensivem Geschiebetrieb und einem Murgang (Tabelle 2). Die Kubaturen liegen zwischen 140 000 und 330 000 m3, die Abflßsse zwischen 650 und 1100 m3/s, je nach Auftretenswahrscheinlichkeit. 3.2 Simulationen 2012/13 Um die Gefährdung ausgehend von Hochwasser- und Murgangereignissen aus der Bondasca zu ermitteln, kam ein zweidimensionales numerisches Modell zur Anwendung, welches den gesamten Kegel der Bondasca abdeckt. Das Modell umfasst das Gebiet vom Ausgang der Schlucht bis zur Einmßndung in die Maira sowie einen Abschnitt der Maira zwischen Sot Punt und Spino. Das Terrainmodell, mit einer AuflÜsung von 10 m2, basiert auf den Daten der amtlichen Vermessung. Fßr die Hochwassersimulationen wurde ein Strickler-Beiwert von 22 m1/3/s fßr Bereiche mit starken Geschiebablagerungen gewählt, während fßr alle anderen Bereiche ein Wert von 28 m1/3/s verwendet wurde. Die 2-D-Simulationen wurden ohne Geschiebetransport durchgefßhrt, da dies einen unverhältnismässig grossen

Bild 6. Gefahrenkarte Wasser 2012/2013 und Schutzdefizite (vor Schutzmassnahmen Bondo I, Quelle: [1]).

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Rechenaufwand mit sich bringen wßrde. Basierend auf den Ergebnissen der 1-DSimulationen wurden jedoch die Koten fßr Bereich mit starken Auflandungen entsprechend angepasst. Fßr die Simulationen der Murgänge kam dasselbe zweidimensionale Modell wie fßr die Hochwassersimulationen zum Einsatz. Zur Beschreibung der Murgangrheologie wurde ein turbulentes Modell mit einer Grenzschubspannung verwendet, mit welchem das hydrodynamische Verhalten von Murgängen infolge von progressiver Erosion gut beschrieben werden kann. Die Grenzschubspannung wurde zwischen 1000, 1500 und 3000 N/m2 variiert, um die natßrliche Streubreite der rheologischen Parameter zu berßcksichtigen. Die Murgang- und Hochwassersimulationen wurden mit dem Programm FLUMEN durchgefßhrt (vgl. www.fluvial. ch). Die rheologischen Parameter fßr die Murgänge wurden anhand der Nachrechnungen der beobachteten Ereignisse (sowohl 2012 wie auch 2017) validiert. Eine ausfßhrliche Beschreibung der numerischen Methoden und der Resultate der Nachrechnungen ist in Vorbereitung (Quelle: [8]). 3.3

Gefahrenkarte 2013 und Schutzdefizite Die aus den Simulationen abgeleitete Gefahrenkarte zeigt erhebliche Gefährdung (rot) fßr einen grÜsseren Bereich der Gewerbezone am linken Ufer gegenßber der Mehrzweckhalle, fßr einen grossen Teil des Campingareals, fßr das Wohngebiet auf der linken Uferseite oberhalb der Kantonsstrasse sowie fßr die Gebäude bei der alten Brßcke am Kegelhals (Bild 6). Mittlere Gefährdung (blau) umfasst den Campingplatz, den Bereich Sot Punt sowie einen

Bild 7. Schutzmassnahmen Bondo I, welche im Zuge der Ereignisse 2011/12 erarbeitet und in den Jahren 2014/15 realisiert wurden (Quelle: [2]). Wasser Energie Luft – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


Abschnitt entlang der Gemeindestrasse durch das Dorf Bondo hindurch. Die übrigen gefährdeten Bereiche weisen geringe Gefährdung (gelb) oder Restgefährdung (gelb gestreift) auf. Ausgehend von der Gefahrenkarte haben sich mehrere Schutzdefizite ergeben, welche einerseits die Gewerbezone auf der orographisch linken Seite und andrerseits den Campingplatz auf der orographisch rechten Seite betreffen. Im Einzelnen haben sich für folgende Zonen Schutzdefizite ergeben (Bild 6): • Gewerbezone auf der linken Uferseite (vorwiegend erhebliche Gefährdung) • Campingplatz auf der rechten Uferseite oberhalb der Kantonsstrasse (erhebliche und mittlere Gefährdung) • Gebiet Sot Punt (mittlere Gefährdung) • Wohngebiet in der Mitte von Bondo (mittlere Gefährdung) • Wohngebiet auf der linken Uferseite oberhalb der Kantonsstrasse (erhebliche Gefährdung) • Gebäude bei der alten Brücke am Kegelhals (erhebliche und mittlere Gefährdung) Weitere wichtige Schutzdefizite ergeben sich für die Brücke der Kantonsstrasse, die Brücke am Kegelhals sowie die Brücke Spizarun, welche in der roten Gefahrenzone zu liegen kommen. 3.4 Frühwarnsystem 2013–2017 Aufgrund der Dringlichkeit einer Alarmanlage für mögliche Murgänge im Sommer 2013 wurde Ende Mai 2013 eine vorzeitige Baubewilligung für das Frühwarnsystem Bondo erteilt. Der Frühwarndienst konnte dadurch bereits im Juni 2013 in Betrieb genommen werden. Das Alarmsystem 2013 besteht aus einer Detektionsanlage in Prä, Lichtsignalanlagen in Bondo und

den entsprechenden Schaltzentralen. Die Murgänge in Prä werden durch drei Reissleinen und einen Pegelradar detektiert. Ergänzt wurde die Anlage Prä durch zwei Kameras und eine Wetterstation. Die Detektion wurde so programmiert, dass bei einer gerissenen Reissleine oder einem Überschreiten gewisser Niederschlagsschwellenwerte ein Voralarm ausgelöst wird. Sollten zwei oder drei Reissleinen durch einen Murgang gerissen werden, wird direkt ein Alarm ausgelöst. Voralarm und Alarm werden einer definierten Benutzergruppe per Swisscom eAlarm auf das Mobiltelefon übertragen. Bei einem Alarm werden gleichzeitig die sieben Rotlichter auf der Gemeinde- und Kantonsstrasse automatisch auf Rot gesetzt, sodass der gefährdete Bereich nicht mehr befahren wird. Die Alarmanlage in Prä bringt für Bondo eine Vorwarnzeit von ca. 2 Minuten. Zusammen mit der Gemeinde wurde ein entsprechendes Sicherheitskonzept für den Ereignisfall erarbeitet. Neben der gemeindeinternen Organisation (Sicherheitskommission und Gemeindeführungsstab), wurden auch die Schnittstellen zu den diversen Partnern festgelegt. Den Kern des Sicherheitskonzepts bildeten eine Checkliste und die Einsatzkarten mit den vorsorglich definierten Massnahmen. Neben der Beurteilung der Gefahrensituation wurden im Sicherheitskonzept Beobachtungs- und Informationsposten, Absperrungen und Wasserableitungen festgelegt. 3.5 Schutzmassnahmen Bondo I In der Zone zwischen der Mehrzweckhalle/ Schreinerei und der Kantonsstrasse wurde ein grosses Auffangbecken für Geschiebe mit einem Rückhaltevolumen von rund

Bild 8. Gefahrenkarte Wasser 2016 nach Schutzmassnahmen Bondo I 2014/15.

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170 000 m3 realisiert. Oberhalb der Kantonsstrasse wurde eine möglichst grosse Aufweitung angestrebt, die einen angemessenen Schutz der Siedlung bietet. Die Schutzziele der Kantonsstrassenbrücke wurden hingegen aufgrund von zu geringem Freibord nicht erreicht. Wegen der Breite der Aufweitung konnte der Campingplatz am damaligen Standort in der bisherigen Ausdehnung nicht mehr erhalten werden. Es wurden drei Dämme auf der linken Seite der Bondasca (bei der alten Brücke am Ausgang der Schlucht, entlang der Gewerbezone im mittleren Teil des Unterlaufs und entlang der Wohnzone unmittelbar oberhalb der Kantonsstrasse) erstellt und der Flussraum oberhalb der Kantonsstrassenbrücke aufgeweitet (Bild 7, Quelle: [2]). Dank den neuen Schutzbauten wurden die gewünschten Schutzziele für die Siedlung erreicht. Ausserhalb des Gerinnes existierte nach Realisierung der Massnahmen höchstens eine geringe Gefährdung (gelber Gefahrenbereich), meistens allerdings nur eine Restgefährdung (Bild 8). Basierend auf dem abgeschlossenen Schutzbautenprojekt und dem weiterhin bestehenden Alarmierungssystem, wurde zusammen mit der Gemeinde Bregaglia die Notfallplanung/Interventionskarte angepasst. Im Fall eines Murgangalarms wurden verschiedene Absperrungen und Beobachtungspunkte in Bondo vorgesehen. In der Interventionskarte wurde auch das Val Bondasca mit den Maiensässen und SAC-Hütten integriert. Evakuationen wurden in Bondo aufgrund der zugrunde gelegten Szenarien in den ersten Phasen der Interventionskarte keine vorgesehen.

Bild 9. Gefahrenkarte Wasser 2017/18, basierend auf den seit den Ereignissen 2017 neu definierten Szenarien (Quelle: [4]).

81


4.

Analyse und Szenarien 2017/18 Durch die Prozessverkettung von Bergsturz und unmittelbarem Schuttstrom haben die Ereignisse vom Sommer 2017 ein weitaus grösseres Ausmass angenommen als bisher vorstellbar und haben das Extremereignis der bisher definierten Szenarien deutlich überstiegen (vgl. Tabelle 2). Gegenwärtig hat sich die Lage im Val Bondasca wieder etwas beruhigt, doch Bewegungsmessungen zeigen, dass die Nordwestflanke des Piz Cengalo weiterhin in Bewegung ist. Gemäss Experten muss in den nächsten Jahren mit einem weiteren Bergsturz in der Grössenordnung von mehreren Mio. m3 gerechnet werden. Dies könnte die Gefahrensituation entscheidend verschärfen und zu einem weiteren Schuttstrom und Murgängen wie 2017 führen.

Basierend auf den neuen Prozesskenntnissen und der veränderten Grunddisposition im Val Bondasca mit rund 1.4 Mio. m3 unmittelbar entlang der Gerinne mobilisierbaren Lockermateriablagerungen, wurden die der Gefahrenkarte zugrundeliegenden Szenarien überarbeitet. 4.1 Szenarien 2017/18 Für die Gefahrenbeurteilung werden neu neben (1) granularen Murgängen infolge progressiver Erosion von Lockermaterialablagerungen noch zwei weitere, seit 2017 im Val Bondasca erstmals aufgetretene Prozesse berücksichtigt. Dies ist zum einen (2) die Entstehung eines Schuttstroms unmittelbar nach dem bzw. gleichzeitig mit einem Bergsturz und zum anderen (3) die Entstehung von Murgängen infolge progressiver Verflüssigung der abgelagerten Murgänge (Quelle: [3]).

Bild 10. Frühwarnsystem Val Bondasca mit aktuellem Ausbaustand seit September 2017 (Quelle: Geopraevent AG). 82

Murgänge durch progressive Erosion von Lockermaterialablagerungen entstehen aufgrund von Oberflächenabfluss nach Niederschlägen. Die Magnitude der Murgänge hängt dabei primär von der Intensität und der Summe der Niederschläge ab. Eine grosse Vorfeuchte in den Ablagerungen (wie dies am 31. August 2017 beobachtet wurde) erhöht die Magnitude stark. Im Gegensatz zu Murgängen infolge progressiver Erosion können die beiden anderen Prozesse ohne jegliche Beteiligung von Niederschlägen ablaufen. Bei einer progressiven Verflüssigung der abgelagerten Murgänge führen kleine Hanginstabilitäten (2017 im Val Bondasca beispielsweise auch durch Schmelzwassereintrag der umliegenden Gletscher ausgelöst) zu einer progressiven Verflüssigung von stark durchfeuchteten Bergsturz- und Schuttstromablagerungen. Dies ist nur bei einer ausserordentlich hohen Vorfeuchte in den Ablagerungen möglich. Ist die Disposition aber gegeben (grosse Feuchte in den Ablagerungen, wie nach dem Bergsturz vom 23. August), ist die Wahrscheinlichkeit einer solchen Murgangentstehung sehr hoch. Bei einer Verkettung eines Bergsturzes und einer Gletscherverflüssigung können extrem grosse Murgänge in einem einzigen Schub entstehen. Die Wahrscheinlichkeit einer solchen Prozessverkettung kann jedoch als sehr klein eingestuft werden und stellt ein sehr seltenes Ereignis dar. Für jeden der oben beschriebenen Prozesse wurden Szenarien definiert. Des Weiteren wurden Szenarien für mögliche Kubaturen pro Saison bei sehr hoher Verfügbarkeit ohne erneuten Bergsturz abgeschätzt. Aus all diesen Szenarien sowie den bisherigen Szenarien der Gefahrenkarte 2013, die ohne erneuerten Bergsturz immer noch gültig sind, wurde das massgebende Szenario pro Wiederkehrperiode bestimmt. Die so erhaltenen Szenarien werden in Tabelle 2 präsentiert. Die maximal zu erwartenden Murgangkubaturen liegen bei 250 000 bis maximal 575 000 m3 und die Abflüsse bei 200 bis 1450 m3/s abhängig von der jeweiligen Jährlichkeit. 4.2 Simulationen 2017 / 2018 Für die neuen Simulationen wurde dasselbe zweidimensionale Berechnungsmodell verwendet wie bereits für die Gefahrenkarte 2012/13. Das zugrunde liegende Terrainmodell mit einer räumlichen Auflösung von 3 m2 deckt den gesamten Kegelbereich ab und basiert auf den Vermessungsdaten des Wasserbauprojekts aus dem Jahre 2015 (Quelle: [4]). Dies

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wurde als massgebendes Terrainmodell herangezogen, da das Auffangbecken wieder geleert wurde und die provisorischen Schutzbauten in der Gefahrenkarte methodisch nicht berücksichtigt werden sollen. Die Rheologie der Murgänge wurde wiederum mit einem turbulenten Modell mit einer Grenzschubspannung und zusätzlich einem basalen Reibungsterm beschrieben (vgl. Quelle [6]). Die rheologischen Parameter wurden vorgängig anhand der vergangenen Ereignisse kalibriert, wobei die Nachrechnungen einen Reibungsbeiwert nach Strickler von 10 m1/3/s, ein Reibungsgefälle von 3 % und Grenzschubspannungen zwischen 1000 und 8000 N/m2 ergeben haben (vgl. [8]). Die Murgänge wurden als eine Serie von Schüben simuliert, wobei die Kubaturen auf zwei bis sechs Schübe in unterschiedlicher Reihenfolge verteilt wurden.

Die Schutzdefizite liegen demnach bei (Bild 9): • Gewerbezone auf der linken Uferseite (erhebliche Gefährdung) • Wohngebiet auf der linken Uferseite oberhalb der Kantonsstrasse (erhebliche und mittlere Gefährdung) • Wohngebiet in der Mitte von Bondo (vorwiegend mittlere Gefährdung) • Mehrzweckhalle auf der rechten Uferseite (mittlere Gefährdung) • Gebiet Sot Punt (erhebliche und mittlere Gefährdung) • Gebiet Spino (vowiegend mittlere Gefährdung) • Gebiet bei der alten Brücke am Kegelhals (erhebliche Gefährdung) Des Weiteren bestehen ebenfalls Schutzdefizite für die drei Brücken (Brücke am Kegelhals, Brücke der Kantonsstrasse, Brücke Spizarun). 4.4

4.3

Gefahrenkarte 2017/18 und Schutzdefizite Gemäss der Gefahrenkarte 2017/18 sind das Gewerbeareal auf der linken Uferseite, das Gelände um die Mehrzweckhalle sowie das Wohngebiet am linken Ufer oberhalb der Kantonsstrasse von erheblicher Gefährdung (rot) betroffen (Bild 9). Des Weiteren befinden sich die Gemeindestrasse im Dorfkern von Bondo und die Kantonsstrasse im roten Gefahrenbereich. Mittlere Gefährdung (blau) umfasst einen Abschnitt der Gemeindestrasse im Dorfzentrum von Bondo und die angrenzenden Gebäude, die Mehrzweckhalle sowie die Wohnzone linkerhand oberhalb der Kantonsstrasse. Ebenfalls ein Grossteil der Ortschaft Spino fällt in den blauen Gefährdungsbereich. In den übrigen gefährdeten Gebieten ist von Restgefährdung auszugehen.

Frühwarnsystem nach Ereignissen 2017 Beim Ereignis vom 23. August 2017 hat die Murgangalarmanlage in Prä aufgrund des Schuttstroms einen Alarm ausgelöst, wurde im Anschluss aber teilweise zerstört. Für die Ereignisbewältigung wurde die Anlage unmittelbar wieder instand gestellt und ausgebaut. Aufgrund der Tatsache, dass mit der Ereignisbewältigung auch im ganzen Val Bondasca ein 3GEmpfang eingerichtet wurde, konnte eine zusätzliche Detektionsanlage in Lera mit ca. 4 Minuten Vorwarnzeit erstellt werden. Anstatt der Reisleinen werden für die Detektion neu je zwei redundante Pegelradare in Lera und Prä eingesetzt. Die Anlage wurde zudem mit weiteren Kameras, Seismometern in Lera und einem Georadar auf der Sciora-Hütte ergänzt (vgl. Bild 10). Ebenfalls wurde eine redundante Alarm-/

Bild 11. Provisorisch geplante Schutzmassnahmen Bondo II, welche infolge der Ereignisse 2017 erarbeitet wurden (Quelle: [5]). «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

Datenübertragung eingerichtet und damit das System für den längerfristigen Betrieb ausgelegt. 4.5

Zustand Schutzbauten Bondo I nach Ereignissen 2017 Die unerwartet grossen Kubaturen an Lockermaterial, welche im Zuge der Ereignisse 2017 nach Bondo und in die Maira verfrachtet wurden, haben die nach dem Bergsturz von 2011 realisierten Massnahmen an ihre Grenzen gebracht und grosse Sachschäden verursacht. Die vor Ort gemachten Beobachtungen erlaubten, wichtige Rückschlüsse für die Projektierung der neuen Verbauungsmassnahmen zu ziehen. Die mit Blöcken stabilisierten Ufer (Bild 7) haben die Beanspruchung der Murgänge gut ertragen und befinden sich in einem intakten Zustand (Quelle: [5]). Auch an den Stahlbetonmauern im oberen Teil sind keine strukturellen Schäden zu erkennen. Die flussaufwärts der Kantonsstrasse, am linken Ufer, zum Schutze des angrenzenden Wohngebietes, realisierte Mauer ist hingegen völlig durch die Ablagerungen und den provisorischen Damm bedeckt und konnte somit nicht beurteilt werden. Die alte Brücke am Kegelhals wurde durch die Ereignisse vom 23. August stark beschädigt und wurde in den darauffolgenden Tagen als Hochwasserschutzmassnahme maschinell komplett entfernt. Die Bondascabrücke längs der Kantonsstrasse hat hingegen keine wesentliche strukturelle Schäden erlitten, obwohl ihr Abflussquerschnitt durch Ablagerungen vollständig verstopft und sie zum Teil durch sukzessive Murgänge überflossen wurde. Auch die Brücke Spizarun konnte die Ereignisse gut überstehen und befindet sich in einem guten Zustand.

Bild 12. Voraussichtliche Gefahrenkarte Wasser nach Schutzmassnahmen Bondo II (Quelle: [5]).

83


4.6

Schutzmassnahmen Bondo II

a)

Verbauungsmassnahmen Bondasca Die provisorisch geplanten Schutzbauten sind auf HQ100 plus Freibord oder auf HQ300 bordvoll bemessen und umfassen eine Erhöhung der Dämme (Quelle: [5]). Aufgrund der höheren Dammkronenkote und für eine bessere Landschaftseinpassung wird der rechtsseitige Damm nach aussen verschoben (Bild 11).Die Linienführung des linken Dammes im Bereich der Gewerbezone wird angepasst und entspricht dem Dammverlauf der aktuellen provisorischen Schutzdämme, wodurch zwar die Ausdehnung der Gewerbezone eingeschränkt, jedoch das Rückhaltevermögen deutlich erhöht wird. Der Abflussquerschnitt ist als mehrstufiges Profil konzipiert. Im unteren Bereich liegen die in den Jahren 2014 und 2015 realisierten Schutzbauten, welche teilweise ergänzt und durch neue zurückversetzte Dämme überlagert werden. Bei der Dimensionierung der neuen Brücke am Kegelhals sowie der Dämme im Kegelhalsbereich wurde zum Schutze von Bondo ein Sicherheitszuschlag berücksichtigt. Die Flussstrecke am Kegelhals ist nämlich für die Sicherheit des Dorfes von zentraler Bedeutung, und es ist deshalb angemessen, in diesem Bereich die Schutzziele höher anzusetzen. Die Kote der Dämme in diesem Abschnitt entspricht ungefähr den Ablagerungshöhen der Ereignisse von August 2017, während die Brückenunterkante auf 3 m höher als die projektierten Dammhöhen festgelegt wurde. Die Sicherheit der Bondascabrücke und der Kantonsstrasse soll mittels Anhebung um ca. 3.5 m, neuer Linienführung und einer stützenfreien Konstruktion bis zum Bemessungsereignis gewährleistet werden. Beim Anschluss Bondo wird ein Kreisel realisiert, welcher einerseits zu einer höheren Verkehrssicherheit beiträgt und andrerseits eine schmalere Strassenbreite zulässt, welche eine schmalere, kostensparende neue Brücke über die Bondasca ermöglicht. b) Verbauungsmassnahmen Maira Zum Schutze der Ortschaft Spino und der Verbindungsstrasse zwischen Promontogno und Soglio ist eine Erhöhung des rechten Ufers der Maira vorgesehen (Bild 11, Quelle: [5]). Die Koten der Dämme werden so dimensioniert, dass im Überlastfall das Hochwasser (oder die Murgänge) linksseitig überfluten und somit Spino verschont

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bleibt. Die Brücke Spizarun wird durch eine neue, um ca. 2 m angehobene, hochwassersichere Brücke ersetzt. Die neue Brücke wird auf einen 300-jährlichen Abfluss ausgelegt, wobei bei selteneren Ereignissen das Wasser linksseitig über die Ufer tritt und so Spino geschützt wird.

Danksagung

4.7

Voraussichtliche Gefahrenkarte nach Schutzmassnahmen Bondo II Durch die projektierten Schutzmassnahmen werden die Siedlungs-, Gewerbeund Landwirtschaftsgebiete, die Kantonsund Verbindungsstrassen sowie die drei Brücken bis zum Bemessungsereignis geschützt. Für das Siedlungsgebiet und die Verkehrslinien besteht voraussichtlich nur noch Restgefährdung (Bild 12, Quelle: [5]).

Literatur

5. Fazit Die Ereignisse von August 2017 haben gezeigt, dass das Undenkbare eintreten kann. Durch die Teilverflüssigung der Bergsturzmasse konnte sich ein gewaltiger Schuttstrom ausbilden, der im Val Bondasca rund 545 000 m3 Material hinterlassen hat und erst am Kegelhals zum Stillstand gekommen ist. Durch die enorme Durchfeuchtung der Bergsturz- und Schuttstromablagerungen haben sich in der Folge Murgänge ausgebildet, die rund 500 000 m3 Geschiebe in den Rückhalteraum eingetragen haben. Insgesamt erlitten im Dorf rund 13 Gebäude Totalschaden. Angesichts der enormen verfrachteten Geschiebmengen waren die Schäden im Dorf jedoch verhältnismässig gering. Dies dank der Alarmbereitschaft, welche erlaubte, rasch und angepasst zu reagieren, sowie einem robusten und überlastbaren System. Durch die granularen Murgänge wurde die Wirkung der Schutzdämme gar verstärkt, indem sich in den randlichen Bereichen des Rückhalteraums natürliche Dämme (sogenannte Levées) gebildet und weitere Übermurungen eingegrenzt haben. Entlang dieser Levées wurden im Zuge der Aufräumarbeiten provisorische Schutzdämme errichtet. Dank der Robustheit des Systems lassen sich nun die alten Bauwerke vollständig in die neuen Schutzbauten integrieren. Die neu projektierten Massnahmen bieten dem Dorf Schutz vor weiteren grossen Murgangereignissen, was im Hinblick auf die fortwährende Bergsturzgefahr am Piz Cengalo von grosser Bedeutung ist.

Ereignisanalyse 2017 und Szenariendefinition.

Die Autoren bedanken sich bei der Gemeinde Bregaglia, dem Amt für Wald und Naturgefahren Graubünden und dem Tiefbauamt Graubünden für die gute und sehr angenehme Zusammenarbeit, die vielen aufschlussreichen Gespräche und den wertvollen fachlichen Austausch.

[1] beffa tognacca gmbh (2013): Riale Bondasca – Bondo – Valutazione dei pericoli a seguito di eventi alluvionali e di colate detritiche. Bericht im Auftrag des Amts für Wald und Naturgefahren, Südbünden. [2] beffa tognacca gmbh (2015): Riale Bondasca e Fiume Maira, Bondo – Opere di premunizione – Progetto di massima e valutazione costi-benefici. Bericht im Auftrag der Gemeine Bregaglia. [3] beffa tognacca gmbh (2018): Val Bondasca – Bericht im Auftrag des Amts für Wald und Naturgefahren, Südbünden. [4] beffa tognacca gmbh (2018): Val Bondasca/Maira – Gefahrenbeurteilung Murgang und Hochwasser. Bericht im Auftrag des Amts für Wald und Naturgefahren, Südbünden. [5] beffa tognacca gmbh (2018): Folgeprojekt Bergsturz Piz Cengalo 2017 – Verbauungen Bondasca und Maira. Vorstudie im Auftrag der Gemeinde Bregaglia. [6] Naef D., Rickenmann D., Rutschmann P., McArdell, B.W. (2006). Comparison of flow resistance relations for debris flows using a onedimensional finite element simulation model, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 6, 155165. [7] Christian Tognacca, Beitrag zur Untersuchung der Entstehungsmechanismen von Murgängen, Mitteilung Nr. 164 der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie der ETH Zürich, Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. H.-E. Minor (1999). [8] Christian Tognacca, Jeannette Gabbi, Gravitative Prozesse in der Bondasca – Nachrechnung der beobachteten Phänomene anhand von numerischen Simulationen mit FLUMEN, Artikel für «Wasser Energie Luft», in Vorbereitung. Anschrift der Verfasser Dr., Msc. Erdw. ETH Jeannette Gabbi, beffa tognacca gmbh, In Carèe Ventivi 27, CH-6702 Claro, jgabbi@fluvial.ch Dr., dipl. Ing. ETH Christian Tognacca, beffa tognacca gmbh, In Carèe Ventivi 27, CH-6702 Claro, ctognacca@fluvial.ch MSc Umwelt-Natw. ETH Martin Keiser, Amt für Wald und Naturgefahren Graubünden, Islas 244, CH-7524 Zuoz, martin.keiser@awn.gr.ch

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Risikoanalysen Hochwasser: Volumenbezogene Methoden und Parameter für die robuste Schätzung von Gebäudewerten Veronika Röthlisberger, Andreas P. Zischg, Margreth Keiler

Zusammenfassung Die im Hochwasserschutz notwendige Priorisierung der Massnahmen basiert in der Schweiz auf quantitativen Risikoanalysen, welche die Zustände mit und ohne Massnahmen vergleichen. Die monetären Werte der potenziell betroffenen Gebäude bilden dabei eine wichtige Eingangsgrösse, sie sind aber oft nicht verfügbar und müssen deshalb geschätzt werden. Der vorliegende Artikel stellt vier volumenbezogene, praxistaugliche Methoden für die objektgenaue Schätzung von Gebäudewerten vor. Die gleichzeitig präsentierten, aus Daten der Kantonalen Gebäudeversicherungen abgeleiteten Parameterwerte ermöglichen eine robuste Quantifizierung der Wiederherstellungswerte (hochwasser-)exponierter Gebäude in der Schweiz und können in regionalen bis nationalen Risikoanalysen verwendet werden.

1. Einleitung Wie in anderen hochentwickelten Ländern auch ist in der Schweiz ein bedeutender Anteil der Schäden aus Naturgefahrenereignissen auf Hochwasser zurückzuführen. In jüngster Zeit lag dieser Anteil bei rund einem Drittel, europaweit (European Environment Agency, 2017) wie auch in der Schweiz (Bundesrat, 2016). Zukunftsszenarien zu Klima und sozioökonomischer Entwicklung der Schweiz lassen den Schluss zu, dass Hochwasserschäden infolge intensiverer Niederschläge und steigendem Schadenpotenzial weiter zunehmen, sofern keine adäquaten Massnahmen, getroffen werden (CH2018, 2018; Price et al., 2015). Solche Massnahmen sind jedoch mit erheblichen Kosten verbunden, wobei nicht nur direkte Kosten etwa für den Bau von technischen Schutzmassnahmen sondern auch indirekte Kosten wie entgangener Gewinn infolge Nutzungsverzicht anfallen können. Hohe Kosten bei gleichzeitig beschränkten Budgets erfordern eine stringente Priorisierung der Massnahmen. Basis dieser Priorisierung bilden quantitative Risikoanalysen, wie sie in der Schweiz beispielweise für bundessubventionierte Projekte mit dem Tool EconoMe (BAFU, 2015; Bründl et al., 2009)

Résumé En Suisse, la nécessaire priorisation des mesures menées dans le cadre de la protection contre les crues s’effectue sur la base d’analyses de risques quantitatives, qui comparent les situations avec ou sans mesures. Les valeurs financières des bâtiments potentiellement touchés constituent des valeurs d’entrée importantes. Rarement disponibles, elles doivent être évaluées. Le présent article propose quatre méthodes d’évaluation se rapportant au volume et axées sur la pratique qui permettent d’apprécier la valeur d’un immeuble. Les valeurs des paramètres présentées ont été établies sur la base des données des établissements cantonaux d’assurance immobilière. Elles autorisent une solide quantification des valeurs de reconstruction des bâtiments exposés au risque (de crues) en Suisse et peuvent être utilisées pour des analyses de risques régionales et nationales.

durchgeführt werden. In quantitativen Risikoanalysen wird das Risiko gemeinhin als jährlicher Schadenerwartungswert angegeben. Bestimmt wird dieser Schadenerwartungswert einerseits durch die Häufigkeit und Intensität möglicher (Hochwasser-)Ereignisse und andererseits durch den Wert und die Verletzlichkeit der betroffenen Güter. Verschiedene Studien (z. B. de Moel und Aerts, 2011; Koivumäki et al., 2010) zeigen, dass die Gründe für Unschärfen in Hochwasserrisikoanalysen eher in der Parametrisierung der betroffenen Güter als in der Modellierung der Überflutungsflächen liegen. Dies gilt insbesondere für Analysen auf regionaler und höherer Ebene, wo die Auflösung der Daten betroffener Güter bis vor Kurzem der limitierende Faktor war. Zumindest für das Gut «Gebäude» aber stehen mit nationalen Datensätzen hochaufgelöster Grundrisse mittlerweile sehr genaue Grundlagen zur Verfügung. So nutzen immer mehr nationale Hochwasserrisiko- oder Hochwasserexpositionsanalysen gebäudegenaue Geometrien (z. B. Fuchs et al., 2017; Jongmann et al., 2014; Röthlisberger et al., 2017). Der individuelle monetäre Wert der Gebäude jedoch ist in der Regel nicht verfügbar und muss geschätzt werden. Eine kürzlich publizierte

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

Arbeit des Mobiliar Lab für Naturrisiken der Universität Bern zeigt, dass für robuste Gebäudewertschätzungen auf regionaler bis nationaler Ebene das Gebäudevolumen eine entscheidende Eingangsgrösse ist (Röthlisberger et al., 2018). Auch im oben erwähnten Tool EconoMe besteht die Option, den Wert der Gebäude über deren Volumen und einen objektspezifischen Kubikmeterpreis zu schätzen. Die Bestimmung des objektspezifischen Kubikmeterpreises ist in der Praxis aber mit Schwierigkeiten verbunden. Der vorliegende Artikel präsentiert und vergleicht vier verschiedene Methoden für die volumenbezogene, objektgenaue Schätzung von Gebäudewerten. Gleichzeitig werden aus raumbezogenen Daten des Bundes und Versicherungswerten der Kantonalen Gebäudeversicherungen Parameterwerte abgeleitet, welche für regionale bis nationale Risikoanalysen in der Schweiz verwendet werden können. 2. Methoden und Daten Wir präsentieren vier volumenbezogene Methoden, um in regionalen und grösseren Perimetern Gebäudewerte objektgenau zu schätzen, und beschreiben die Daten, welche wir bei der Herleitung der Parameter für die Schweiz verwenden. 85


Weiter legen wir dar, wie und mit welchen Daten die Hochwasserexposition der Gebäude in unserer Studie bestimmt wird.

keine Vollständigkeit über ein bestimmtes geografisches Gebiet erforderlich ist. 2.2

2.1

Vier Varianten für die volumenbasierte Schätzung von Gebäudewerten Wir stellen vier Varianten (V1 bis V4) für die objektgenaue Schätzung von Gebäudewerten auf regionaler oder höherer Ebene vor. • Variante V1: Multiplikation der Gebäudevolumen mit einem national einheitlichen Wert pro Volumen. Für den Parameterwert V1, einen schweizweit einheitlichen Kubikmeterpreis, wird der Wert sämtlicher Gebäude in der Schweiz durch das gesamte Gebäudevolumen der Schweiz geteilt. • Variante V2: Multiplikation der Gebäudevolumen mit regional differenzierten Werten pro Volumen. Für die Parameterwerte V2, kantonsspezifische Kubikmeterpreise, wird der Wert sämtlicher Gebäude eines Kantons durch das gesamte Gebäudevolumen desselben Kantons geteilt. • Variante V3: Multiplikation der Gebäudevolumen mit nutzungsabhängigen Werten pro Volumen. Für die Parameterwerte V3, Kubikmeterpreise differenziert nach Nutzung, wird über Gruppen von Gebäuden mit jeweils identischer Bauzone und Nutzung die Summe der Werte durch die Summe der Volumen geteilt. • Variante V4: Wert pro Gebäude auf Basis linearer Regression. Der Wert eines Gebäudes wird als lineare Funktion ausgewählter Gebäudeattribute und derer Wechselwirkungen definiert. Während in den ersten drei Varianten einfache Rechenoperationen angewendet werden, beruht die lineare Funktion der Variante V4 auf einem aufwendigen, mehrstufigen Auswahlverfahren, ausgehend von einem Maximalmodell, welches alle verfügbaren Gebäudeattribute berücksichtigt (für Details vgl. Beschreibung zu Model M5 in Röthlisberger et al., 2018), hin zu einem minimalen, adäquaten Modell. Auch hinsichtlich der Datenanforderungen für die Parametrisierung unterscheiden sich die vier Varianten stark. In den ersten beiden Varianten genügen pauschale Daten zu Gebäudewerten und -volumen; diese müssen aber für ein bestimmtes geografisches Gebiet (V1: Schweiz, V2: Kantone) vollständig sein. Die Herleitung der Parameterwerte in den Varianten V3 und V4 hingegen verlangt gebäudegenau lokalisierte Daten, für die aber 86

Verwendete Daten für die Schätzung der Gebäudewerte

2.2.1 Gebäudevolumen In allen vier Schätzvarianten sind objektgenaue Daten zu den Gebäudevolumen erforderlich. Diese Volumen berechnen wir für alle vier Varianten identisch, indem wir die Grundfläche eines Gebäudes mit der durchschnittlichen Höhe des Gebäudes über Terrain multiplizieren. Das so berechnete Volumen entspricht dem oberirdischen Gebäudevolumen. Die Grundfläche entnehmen wir dem swissTLM3D-Datensatz (swisstopo, Version V1.4 von 2016). Die durchschnittlichen Gebäudehöhen schätzen wir aus hochaufgelösten Gelände- und Oberflächenmodellen von der swisstopo ab, wobei wir auch objektspezifische Angaben zur Anzahl Stockwerke in der Gebäude- und Wohnungsstatistik (GWS) des Bundesamtes für Statisik (BFS, Stand 2012) nutzen. Für die Detailbeschreibung der Herleitung der Gebäudevolumen sei auf Anhang A1 in Röthlisberger et al. (2018) verwiesen.

2.2.2 Versicherungswerte Die Herleitung der Parameterwerte basiert in allen vier Varianten auf Daten der Kantonalen Gebäudeversicherungen (KGV), welche in 19 Kantonen sämtliche Gebäude gegen Schäden durch Feuer und Naturgefahren versichern (vgl. Bild 1). Bedingt durch Versicherungssysteme mit Monopol und Obligatorium, weisen die Datensätze der KGV für sämtliche Gebäude eines Kantons die versicherten Werte einheitlich und vollständig aus. Die versicherten Werte entsprechen in der Regel dem Neubauwert, auch Wiederherstellungswert genannt. Auf Gebäudeebene sind die Versicherungswerte aus Gründen des Datenschutzes und der Geschäftsinteressen nur für einige Kantone und ausschliesslich für Forschungszwecke und unter strengen Vertraulichkeitsauflagen zugänglich. Pauschal über den Kanton hingegen werden die versicherten Werte mindestens einmal jährlich, im Rahmen des Geschäftsberichts, öffentlich kommuniziert. Diese pauschalen Angaben pro Kanton werden in der Variante V2 für die Herleitung der Parameterwerte der 19 KGV-Kantone genutzt. Pro KGV-Kanton wird die Summe der Versicherungswerte (über alle per Ende 2014 fertiggestellten Gebäude, Basis Geschäftsberichte 2014

Bild 1. Übersicht über die verwendeten Versicherungsdaten. Die 19 grün gefärbten Kantone verfügen über eine Kantonale Gebäudeversicherung (KGV), in deren Jahresberichten der versicherte Wert aller Gebäude im Kanton verzeichnet ist. Für die Parametrisierung der Varianten V1 und V2 werden diese pauschalen Werte (per Ende 2014) verwendet. Für V3 und V4 werden adressgenau verortete Versicherungsdaten (Wert und Volumen der versicherten Gebäude per Ende 2014) aus den zehn dunkelgrün gefärbten Kantonen verwendet. Unter/neben dem Kürzel des Kantons vermerkt ist die Versicherungssumme der für V3 und V4 verwendeten adressgenauen Gebäudedaten in Mia. CHF sowie deren Anteil am Versicherungswert über alle Gebäude des Kantons. Die grau schattierten Bereiche zeigen die Grundrisse aller Gebäude in der Schweiz an. Kartenquelle: Bundesamt für Landestopografie (swisstopo). «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


[Kantonale Gebäudeversicherungen, 2015]) durch die Summe der Gebäudevolumen dividiert (vgl. Tabelle 1), woraus sich kantonsspezifische Kubikmeterpreise ergeben. Für die sieben Kantone ohne KGV wird der Wert ähnlicher Kantone übernommen (vgl. Bemerkungen in der hintersten Spalte in Tabelle 1) und mittels Multiplikation mit der Summe der Gebäudevolumen je Kanton die Summe der versicherten Gebäudewerte abgeschätzt. Die Summe der Versicherungswerte über alle 26 Kantone wiederum bildet – dividiert durch das Volumen aller Gebäude in der Schweiz – die Basis für den Parameterwert der Variante V1, einen schweizweit einheitlichen Kubikmeterpreis (vgl. letzte Zeile in Tabelle 1). Für die Varianten V3 und V4 schliesslich werden nur adressgenau verortete Gebäudeversicherungsdaten mit korrekter Zuordnung zu einem Gebäudegrundriss verwendet (bzgl. Prüfung der korrekten Zuordnung siehe Abschnitt 2.4.2 in Röthlisberger et al., 2018). Die Summe der in V3 und V4 verwendeten Gebäudeversicherungswerte beträgt 246 Mia. CHF, was rund 11 % aller durch die KGV versicherten Gebäudewerten entspricht. Die Gebäudeversicherungswerte der Varianten V3 und V4 stammen von zehn KGV. Innerhalb dieser KGV machen die verwendeten Werte zwischen 2 und 72 % Prozent der versicherten Gebäudewerte aus (vgl. Bild 1). 2.2.3 Weitere Gebäudeattribute Die Varianten V3 und V4 berücksichtigen für die Abschätzung der Gebäudewerte neben dem Gebäudevolumen Informationen zur Nutzung des Gebäudes. Verwendet werden folgende Daten: Bauzonen Schweiz, harmonisiert durch das Bundesamt für Raumentwicklung (ARE, Stand 2012) und die GWS (BFS, Stand 2012). Aus den Bauzonen Schweiz wird der Bauzonentyp, aus der GWS die Information «Wohnzweck ja / nein» genutzt. Das ursprüngliche, maximale Regressionsmodell der Variante V4 enthält zahlreiche weitere Gebäudeattribute: Den Gemeindetyp aus dem Datensatz INFOPLAN (ARE, Stand 2014), aus der GWS die Information «Wohnnutzung ja / nein» sowie, abgeleitet aus dem swissTLM3D-Datensatz (swisstopo, Version V1.4 von 2016), die Bebauungsdichten in Umkreisen von 50 bis 500 m um die Gebäude. Bei der Herleitung des minimalen, adäquaten Modells der Variante V4 entfallen diese weiteren Gebäudeattribute jedoch alle. Der Hauptgrund für das Entfallen liegt in der Korrelation mit anderen, den Gebäudewert stärker erklärenden Attributen.

2.3

Bestimmung der Hochwasserexposition Für die Quantifizierung der Hochwasserexposition in der Schweiz werden die Gebäudegrundrisse aus dem swissTLM3Datensatz (swisstopo, Version V1.4 von 2016) nicht nur wie oben beschrieben mit vier verschiedenen Gebäudewerten versehen, sondern auch mit Karten potenzieller Hochwassergebiete verschnitten. Überlagert sich der Grundriss eines Gebäudes ganz oder teilweise mit potenziellen Hochwassergebieten, so klassifizieren wir das ganze Gebäude (und dessen gesamter Wert) als hochwasserexponiert. Als Datengrundlage für die potenziellen Hochwassergebiete nutzen wir in erster Priorität die kommunalen Gefahrenkarten (Borter, 1999; de Moel et al., 2009). Diese Karten werden in Absprache mit den zuständigen kantonalen Behörden von der Schweizerischen Mobiliar Versicherungsgesellschaft gesammelt, harmonisiert und dem Mobiliar Lab für Naturrisiken der Universität Bern zur Verfügung gestellt. Wir ver-

wenden die Karten vom Dezember 2016, welche 72 % der Gebäude in der Schweiz abdecken. Als hochwassergefährdet betrachten wir sämtliche Gefahrengebiete der Stufen «gross» (rot), «mittel» (blau) und «gering» (gelb). Mit dieser Auswahl berücksichtigen wir Ereignisse mit Wiederkehrperioden von maximal 300 Jahren. Für die 28 % der Gebäude in der Schweiz, die nicht von den kommunalen Hochwassergefahrenkarten erfasst werden, verwenden wir die gröbere Hochwasserkarte Aquaprotect. Dieser Datensatz wird vom Bundesamt für Umwelt (BAFU, 2008) zur Verfügung gestellt. Aquaprotect ist für die ganze Schweiz erhältlich und enthält vier verschiedene Layer mit Wiederkehrperioden von 50, 100, 250 und 500 Jahren. Für unsere Studie verwenden wir den Layer der 250-Jahr-Wiederkehrperiode. Die Zusammenführung der beiden Hochwassergefahrengrundlagen erfolgt mit einem GIS-gestützten Verfahren, wie in Bernet et al. (2017) beschrieben. Es resultiert eine schweizweit flächendeckende Karte der

Tabelle 1. Parameterwerte (Spalte «Wert pro Volumen») der Varianten V1 (Zeile «Ganze Schweiz») und V2 (Zeilen «Jura» bis «Genf»). Grau hinterlegt sind die sieben Kantone ohne kantonale Gebäudeversicherung. Für diese Kantone wird der Kubikmeterpreis von Kantonen mit ähnlicher Gebäudesubstanz übernommen (vgl. Spalte Bemerkungen) und daraus (mittels Multiplikation mit dem Gebäudevolumen) der Wert der versicherten Gebäude abgeschätzt.

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hochwassergefährdeten Gebiete mit Wiederkehrperioden von bis zu 250 (nicht in kommunalen Gefahrenkarten erfasste Gebäude) bzw. 300 Jahren (in kommunalen Gefahrenkarten erfasste Gebäude). Abschliessend summieren wir die Werte hochwasserexponierter Gebäude auf: über die ganze Schweiz, über jeden Kanton und für jedes 10-km2-Feld eines schweizweiten Hexagonnetzes.

3.

Resultate

3.1

Parameterwerte der Varianten V1, V2, V3 Die Parameterwerte für die Modelle, basierend auf Kubikmeterpreisen, sind in Tabelle 1 (für Varianten V1 und V2) und Tabelle 2 (für Variante V3) aufgeführt. Der über die ganze Schweiz pauschal ermittelte Kubikmeterpreis (V1) beträgt 720 [CHF m3] und liegt damit im obersten Drittel der kantonspezifischen Werte (V2). Die kantonsspezifischen

Tabelle 2. Parameterwerte (Spalten «Wert pro Volumen») der Variante V3, Kubikmeterpreise, differenziert nach Bauzone (Zeilen «öffentliche Nutzung» bis «Arbeitszone») und Wohnzweck (Block links «mit», Block rechts «ohne Wohnzweck»). Die Berechnungen basieren auf adressgenau verorteten Gebäudeversicherungsdaten aus zehn Kantonen mit einem Versicherungswert von 246 Mia. CHF (vgl. Bild 1). Die Tabelleneinträge sind nach den Kubikmeterpreisen für Gebäude mit Wohnzweck geordnet.

Kubikmeterpreise betragen zwischen 420 [CHF m3] (Jura) und 1040 [CHF m3] (Basel-Stadt, Genf), was einem Faktor von 2.5 entspricht. Generell weisen ländliche Kantone des Mittelandes und des Jurabogens eher tiefere Werte, städtisch geprägte Kantone eher höhere Werte auf. Die nach Nutzung (Bauzone und Wohnzweck ja / nein) differenzierten Kubikmeterpreise (V3) liegen zwischen 377 [CHF m3] (für Gebäude ausserhalb Bauzone und ohne Wohnzweck) und 954 [CHF m3] (für Gebäude in Zonen öffentlicher Nutzung und mit Wohnzweck), was einem Faktor 2.5 entspricht. Innerhalb der Gebäude mit Wohnzweck liegt der Faktor zwischen dem höchsten (Zonen öffentlicher Nutzung) und tiefsten (Arbeitszone) Kubikmeterpreise bei 1.9. Bei den Gebäuden ohne Wohnzweck beträgt der Faktor 2.2. In allen Bauzonentypen sind die Kubikmeterpreise für Gebäude mit Wohnzweck höher als für Gebäude ohne Wohnzweck, und zwar zwischen 17 % (Zonen öffentlicher Nutzung) und 58 % (ausserhalb Bauzonen). Alle hier für die Schweiz präsentierten Kubikmeterpreise (Parameterwerte der Varianten V1 bis V3) sind hoch im Vergleich zu Angaben in der internationalen Literatur (bspw. Arrighi et al., 2013; Fuchs et al., 2015). Diese Abweichung lässt sich mit im Vergleich zum Ausland hohem Ausbaustandard der Gebäude und hohen Baukosten erklären. Weiter werden für die Kubikmeterpreise der vorliegenden Studie Neubauwerte für komplette Gebäude (inkl. Kellergeschosse) in Beziehung gesetzt zu oberirdischen Gebäudevolumen (ohne Kellergeschosse). Dies führt zu einer systematischen Überschätzung insbesondere in der Schweiz, welche einen vergleichsweise hohen Anteil an unterirdischen Gebäudevolumen aufweist (Bresch, 2019). 3.2 Regressionsmodell V4 Das minimale adäquate Regressionsmodell (V4) auf Basis ausgewählter, adressgenauer Gebäudeversicherungsdaten aus zehn Kantonen lautet log 10 (Wert) = y + Wzweck × log 10 (Volumen) + Wzweck × Bzone + log 10 (Volumen) × Bzone Formel 1. Minimales adäquates Regressionsmodell (V4).

Tabelle 3. Parameterwerte (und deren Standardfehler, t- und p-Werte) der erklärenden Variablen und paarweisen Interaktionen im minimalen adäquaten Regressionsmodell (V4). Die drei erklärenden Variablen sind der Wohnzweck (Wzweck mit den Ausprägungen «ja» / «nein»), das oberirdische Gebäudevolumen (Volumen) in m3 und der Bauzonentyp (Bzone) in sieben Ausprägungen. Der Achsenabschnitt y steht für die Variablenkombination log10 (Volumen) = 0 (d. h. Volumen = 1 m3), Wohnzweck «nein» und Bauzonentyp «ausserhalb Bauzone». 88

wobei Wert für den Gebäudewert in [CHF] und y für den Achsenabschnitt steht, Wzweck (Wohnzweck mit den Ausprägungen «ja» / «nein») aus der GWS abgeleitet wird, Volumen dem oberirdischen Gebäudevolumen in [m3] und Bzone den

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harmonisierten Bauzonen des ARE entsprechen. Diese erklärenden Variablen (und ihre paarweisen Interaktionen) weisen die in Tabelle 3 aufgeführten Parameterwerte auf: Der Achsenabschnitt von 3.098 (= 1250 CHF) bezieht sich auf die Variablenkombination von log10 (Volumen) = 0, bzw. Volumen = 1 m3, Wzweck = «nein» und Bzone = «ausserhalb». Wenn ein identisches theoretisches Gebäude von einem Kubikmeter Volumen einen Wohnzweck hat, erhöht sich die Schätzung des monetären Gebäudewertes um einen Faktor zwischen 4.2 (10(0.793–0.174), in Bauzonen öffentlicher Nutzung) und 6.2 (100.793, ausserhalb von Bauzonen oder in Zentrumszonen). Mit steigendem Gebäudevolumen sinkt dieser Faktor zwischen Gebäuden mit und ohne Wohnzweck jedoch und fällt bei Gebäudevolumen zwischen 8200 m3 (Bauzonen öffentlicher Nutzung) und 102 000 m3 (außerhalb von Bauzonen) unter 1. Der Einfluss anderer Bauzonenkategorien als «ausserhalb» und deren Wechselwirkung mit dem Gebäudevolumen ist (mit entgegengesetzten Vorzeichen) ähnlich dem Einfluss des Wohnzweckes. In jedem Fall führt ein höheres Gebäudevolumen zu einem höheren Gebäudewert, aber bei Gebäuden mit Wohnzweck ist die Zunahme des Wertes geringer als die Volumenzunahme (Δ Wert / Δ Volumen < 1 , wobei das Verhältnis von Δ Volumen-0.350 für Gebäude ausserhalb

Bauzonen bis Δ Volumen-0.067 für Gebäude im Bauzonentyp «übrige» reicht). Bei Gebäuden ohne Wohnzweck hingegen steigt der Gebäudewert überproportional zur Zunahme des Volumens, sofern sich das Gebäude in einer Bauzone (aber nicht einer «Arbeitszone», dort gilt Δ Wert = Δ Volumen-0.033) befindet. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass vom Achsenabschnitt abweichende Variablenkombinationen im Allgemeinen zu einer Erhöhung des monetären Gebäudewertes führen. • Wzweck: Gebäude mit Wohnzweck haben einen höheren monetären Wert als Gebäude ohne Wohnzweck, zumindest unter einem Volumen von mehreren Tausend Kubikmetern. • Bzone: Gebäude in Bauzonen weisen einen höheren Neubauwert auf als vergleichbare Gebäude ausserhalb von Bauzonen, aber nur, wenn die Gebäude ein minimales Volumen von – je nach Bauzone und Nutzungszweck – mehreren Dutzend bis einigen Hundert Kubikmetern aufweisen. • Volumen: Höhere Gebäudevolumen führen zu höheren monetären Gebäudewerten und in fünf Bauzonentypen («Wohnzone», «Mischzone», «Zentrumszone», «Zone für öffentliche Nutzungen» und «übrige Bauzonen») steigt der monetäre Wert für Gebäude ohne Wohnzweck überproportional zur Veränderung des Volumens.

Die obige Feststellung zum Einfluss des Wohnzwecks auf den Gebäudewert in V4 korrespondiert mit dem Verhältnis der Parameterwerte von Gebäuden mit und ohne Wohnzweck in V3. Abgesehen vom Typ «Arbeitszone» stimmt die Parametrisierung von V3 und V4 auch in Bezug auf den Einfluss der Bauzonentypen überein. Hingegen stehen die in Variante V4 festgestellten, nicht proportionalen Beziehungen zwischen Δ Volumen und Δ Wert im Widerspruch zu den konstanten Wert-pro-Volumen-Verhältnissen, welche in den ersten drei Varianten verwendet werden. 3.2

Wiederherstellungswerte hochwasserexponierter Gebäude in der Schweiz Für jede der vier Schätzvarianten zeigt Tabelle 4 die je Kanton und über die ganze Schweiz aufsummierten monetären Werte der hochwasserexponierten Gebäude (Spalten «exponiert»). Zusätzlich werden die Wiederherstellungswerte aller Gebäude der Schweiz bzw. eines Kantons aufgeführt (Spalten «total») und wird der Anteil der exponierten Gebäudewerte angegeben (Spalten «%»). Aufsummiert über die ganze Schweiz, sind die Resultate der vier Methoden sehr ähnlich. Der geschätzte Wert aller Gebäude beträgt mit den ersten drei Varianten jeweils rund CHF 2700 Mia. mit der vierten Variante liegt dieser Wert gut 10 % tiefer bei CHF 2400 Mia. Auch der Wert der

Tabelle 4. Geschätzte Wiederherstellungswerte sämtlicher (Spalte «total») und der hochwasserexponierten (Spalte «exponiert») Gebäude pro Kanton (Zeilen «Zürich» bis «Jura») und über die ganze Schweiz, basierend auf vier Schätzvarianten (V1, V2, V3, V4). «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

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Bild 2. Räumliche Verteilung der hochwasserexponierten Gebäudewerte, aufsummiert auf regelmässige Hexagone von 10 km2 Fläche. Für jede der vier Schätzmethoden werden sechs Quantile farblich differenziert dargestellt. hochwasserexponierten Gebäude wird mit allen Varianten ähnlich hoch geschätzt. Er reicht von CHF 470 Mia. (V4) bis CHF 568 Mia. (V1, +20 %) und entspricht einem Anteil von 20 (V3, V4) bis 21 % (V1, V2). Grösser als auf gesamtschweizerischer Ebene sind die Unterschiede zwischen den vier Varianten auf Ebene der einzelnen Kantone. Zwar hat die Methode der Gebäudewertschätzung in den meisten Kantonen kaum einen Einfluss auf den Anteil der exponierten Werte, aber in einigen Kantonen ergeben sich je nach Methode markante Unterschiede in der Höhe der absoluten Gebäudewerte. Am deutlichsten zeigen sich diese Unterschiede zwischen der (auf kantonal differenzierten Werten basierenden) Variante V2 und den drei übrigen Schätzvarianten, und zwar insbesondere in den Kantonen mit vergleichsweise tiefen (Jura) bzw. hohen (Basel-Stadt, Genf) Kubikmeterpreisen. Innerhalb der drei nichtkantonsspezifischen Varianten (V1, V3, V4) fällt auf, dass V1 und V3 sehr ähnliche absolute Gebäudewerte ergeben, während das Regressionsmodell V4 in allen Kantonen für den Gesamtbestand wie auch für die hochwasserexponierten Gebäude zu tieferen Werten als mit den Schätzmethoden V1 und V3 führt. Betrachten wir bei den Resultaten nach Kantonen nicht die Unterschiede zwischen den Schätzmethoden, sondern die Unterschiede zwischen den Kantonen, zeigt sich beim Anteil der exponierten Gebäudewerte eine grosse Spanne. Mit jeder Variante weist der Kanton Nidwalden mit 48 bis 49 % die höchsten Expositionsanteile auf. Diese Anteile sind sieben bis acht Mal höher als die Expo90

sitionsanteile im Kanton Basel-Stadt, wo der Anteil der exponierten Gebäudewerte je nach Schätzmethode bei 6 oder 7 % liegt. Generell weisen die Innerschweizer Kantone, St. Gallen und das Wallis hohe Expositionsanteile auf, während die Anteile in den städtischen Kantonen BaselStadt und Genf, aber auch in Appenzell AR, Graubünden und einigen Westschweizer Kantonen vergleichsweise tief sind. Die obigen Feststellungen zu den Resultaten je Kanton widerspiegeln sich auch in Bild 2, welches die exponierten Gebäudewerte aufsummiert auf Hexagone von je 10 km2 Fläche in Quantilen darstellt. Mit allen vier Schätzmethoden zeigen die Hexagons mit den höchsten Expositionswerten sehr ähnliche räumliche Muster, mit einer Häufung der hohen Werte in der Nordschweiz, dem Rhonetal und dem südlichen Tessin. Alle vier Expositionsmuster entsprechen weitgehend der Besiedlungsstruktur der Schweiz (vgl. Bild 1), wobei die Exposition im Kanton Graubünden sowie in der Westschweiz vergleichsweise gering erscheint, was die für diese Kantone tiefen Expositionsanteile in Tabelle 4 bestätigt. Auch wenn die räumliche Verteilung der hohen Expositionswerte für alle vier Schätzmethoden sehr ähnlich ist, sind geringe Differenzen zwischen dem Muster von V2 (mit nach Kanton differenzierten Kubikmeterpreisen) und den drei anderen Verteilungsmustern erkennbar. So sind der Kanton Genf oder Zürich, welche beide vergleichsweise hohe kantonspezifische Kubikmeterpreise aufweisen, basierend auf V2 deutlich dunkler eingefärbt als auf

Basis der drei anderen Schätzmethoden. Kantone mit tiefen kantonsspezifischen Kubikmeterpreisen wie Jura oder Freiburg hingegen erscheinen in der Quantilenkarte der Variante V2 vergleichsweise hell. 4. Fazit und Ausblick Die vier untersuchten volumenbasierten Methoden zur Schätzung von Gebäudewerten ergeben – aufsummiert über Hexagons von 10 km2, die Kantone und die gesamte Schweiz – sehr ähnliche Expositionswerte und -muster. Wir schliessen daraus, dass volumenbasierte Schätzmethoden die exponierten Gebäudewerte bereits bei einer Aggregation über wenige Quadratkilometer robust quantifizieren und deshalb für regionale bis nationale Risikoanalysen geeignet sind. Für die Praxis besonders relevant erscheint uns die Feststellung, dass die auf pauschalen Angaben in öffentlichen KGV-Geschäftsberichten beruhenden Schätzmethoden (V1, V2) zu ähnlichen Resultaten führen, wie Methoden, welche für die Parametrisierung adressgenaue Daten zu den Gebäudewerten bedingen (V3, V4). Für Analysen auf regionaler und höherer Ebene kann demnach auf die sehr aufwendige Beschaffung und Bearbeitung von adressgenauen Gebäudewerten verzichtet werden. Je kleinräumiger das Analysegebiet und je höher die Auflösung der dargestellten Resultate aber sind, desto eher drängt sich der Einbezug von gebietsspezifischen, hochaufgelösten Daten auf, welche die Kantone und Gemeinden zunehmend zur Verfügung stellen. Unsere Erfahrung ist, dass dabei nicht die Kapazität der Rechenmaschinen

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


für die Datenverarbeitung limitierend wirkt, sondern vielmehr der personelle Aufwand zur Spezifikation der notwendigen Datenharmonisierung. Wie andere Studien (Fuchs, et al. 2015; Röthlisberger, et al. 2018) auch weisen unsere Resultate das Gebäudevolumen als wichtige Einflussgrösse für die Abschätzung von Gebäudewerten aus. Die Bemühungen, auf nationaler Ebene die nächste swissTLM3D-Generation mit gebäudespezifischen Angaben zum (oberirdischen) Gebäudevolumen zu ergänzen, sind vor diesem Hintergrund sehr begrüssenswert. Grosses Potenzial sehen wir zudem in der Nutzung von Daten zu unterirdischen Gebäudevolumen, welche heute für wenige, meist städtische Gebiete erhältlich sind. Die regelmässige Aktualisierung und dokumentierte Archivierung der verwendeten Daten schliesslich ermöglicht vergleichende Analysen über die Zeit. Bei der Aktualisierung der Datengrundlagen ist darauf zu achten, dass Daten, welche miteinander verrechnet werden und sich über die Zeit verändern (bspw. Gebäudevolumen und -werte), jeweils möglichst ähnliche Zeitstände aufweisen, selbst wenn dadurch nicht für alle Eingangsdaten die aktuellste Version verwendet werden kann. Der vorliegende Artikel stellt praxistaugliche Methoden für die objektgenaue Schätzung von monetären Gebäudewerten vor. Die gleichzeitig präsentierten, aus Daten der KGV abgeleiteten Parameterwerte ermöglichen eine robuste Quantifizierung (hochwasser-)exponierter Gebäudewerte und können damit zu einer Verbesserung regionaler bis nationaler Risikoanalysen in der Schweiz beitragen.

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Dank

A., Keiler, M. Natural Hazard Management from

Wir danken der Schweizerischen Mobiliar Ver-

a Coevolutionary Perspective: Exposure and

sicherungsgesellschaft für die Harmonisierung

Policy Response in the European Alps, Annals

der kommunalen Gefahrenkarten und den Kan-

of the American Association of Geographers,

tonalen Gebäudeversicherungen für die zur Ver-

107, 382–392, doi:10.1080/24694452.2016.1

fügung gestellten Daten. Markus Mosimann und

235494, 2017.

der WEL-Redaktion danken wir für die konstruk-

Jongman, B., Koks, E. E., Husby, T. G., Ward, P.

tiv kritische Durchsicht des Manuskripts.

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«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

91


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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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-

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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,

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nécessaire aux cours d’eau, 2001,

hydrauliques, 1999, CHF 50.–.

CHF 50.–.

ex-

Vorträge in Biel, CHF 40.–.

92

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


Wasserhaushalt der Schweiz im Jahr 2018 Einordnung und Besonderheiten Katharina Liechti, Martin Barben, Massimiliano Zappa

Wasserhaushalt der Schweiz Das Jahr 2018 war geprägt von der ausserordentlichen Sommertrockenheit. Die vielerorts rekordhohen Monatsniederschläge im Januar [1] und die Niederschläge im Dezember haben jedoch stark zum Ausgleich der Jahresbilanz beigetragen. So liegen der Jahresniederschlag und der Jahresabfluss lediglich rund 6 % unter den langjährigen Mittelwerten. Die Verdunstung übersteigt den Normwert um weniger als 10 % (Tabelle 1), was vor allem auf die fehlende Feuchtigkeit im Sommer zurückzuführen ist. Beträchtlich war im Jahr 2018 der Speicherverlust in den durch Gletscher beeinflussten Einzugsgebieten. So betrug der Anteil der Eisschmelze am gesamtschweizerischen Abfluss 3.6 %, was dem doppelten Normwert entspricht. Mit rund 44 % war auch der Beitrag der Schneeschmelze zum Gesamtabfluss höher als in der Referenzperiode (41.5 %). Regionale Unterschiede Vom Niederschlagsdefizit und dem damit verbundenen Abflussdefizit waren die Ostund Nordschweiz (Thur, Limmat, Hochrhein) am stärksten betroffen. Das Wallis und das Engadin hingegen verzeichneten durchschnittliche bis leicht überdurchschnittliche Niederschlags- und Abflusssummen. Zur leicht überdurchschnittlichen Abflusssumme in der Rhone trug vor allem die massive Gletscherschmelze bei, welche sich im grossen Speicherverlust widerspiegelt (Bild 1). In den von Gletschern wenig oder unbeeinflussten Gebieten ist der Speicherverlust zum einen dadurch zu erklären, dass die ergiebigen Niederschläge im Dezember, im Gegensatz zu 2017, vorwiegend in Form von Regen fielen und deshalb vergleichsweise wenig zum Schneewasserspeicher beitrugen. Zum anderen waren die Bodenfeuchte und die Grundwasserressourcen aufgrund der Trockenheit tiefer als zu Jahresbeginn.

Niederschlag 2018

Verdunstung 2018

[%] 45

55

65

75

85

[%]

95 105 115 125 135 145 155

45

Abfluss 2018

55

65

75

85

95 105 115 125 135 145 155

Speicheränderung 2018

[%] 45

55

65

75

85

[mm/a]

95 105 115 125 135 145 155

í -160 -120 -80 í -40

-20

0

20

40

60

80

120 160 200

Bild 1. Wasserbilanzkomponenten der Grosseinzugsgebiete. Prozentuale Abweichungen 2018 gegenüber der Normperiode 1981–2010 für den Niederschlag (ol), die Verdunstung (or) und den Abfluss (ul) sowie die absolute Speicheränderung 2018 gegenüber 2017 in mm (ur). Flussgebiet

P [mm/a]

R [mm/a]

E [mm/a]

dS [mm/a]

Ref

2018

Ref

2018

Ref

2018

Ref

2018

Rhein - Domat/Ems

1516

1470

1171

1095

349

406

-4

-31

Thur - Andelfingen

1416

1151

890

667

528

562

-2

-77

Birs - Münchenstein

1076

908

564

458

513

479

-2

-30

Aare - Bern

1708

1667

1333

1359

400

481

-25

-173

Aare - Bern bis Brügg

1414

1299

939

904

484

523

-10

-128

Aare - Brügg bis Brugg

1337

1190

838

770

506

526

-7

-106

Reuss - Mellingen

1743

1596

1298

1187

460

543

-16

-134

Limmat - Zürich

1869

1591

1404

1171

468

544

-3

-124

Rhône - Porte du Scex

1395

1453

1176

1332

335

345

-117

-224

Ticino - Bellinzona

1694

1503

1322

1179

367

424

5

-99

Tresa - Ponte Tresa Inn/En - Martina

1553 1129

1404 1177

1058 881

901 857

485 276

575 333

10 -29

-72 -13

Politische Schweiz - Inland

1392

1289

979

921

434

466

-21

-98

295 1274

282 1204

983

928

459

494

-15

-90

Zufluss aus dem Ausland Gesamtabfluss Hydrologische Schweiz

1426

1332

Tabelle 1. Natürlicher Wasserhaushalt der ganzen Schweiz und bedeutender Grosseinzugsgebiete für 2018 und die Normperiode 1981–2010 (mm pro Jahr). P: Niederschlag, R: Abfluss, E: Verdunstung, dS: Speicheränderungen. Siehe auch [2].

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

93


Jahresverlauf und Besonderheiten Ein nasser Jahresbeginn sorgte vielerorts für den niederschlagreichsten Januar seit Messbeginn [1]. In den Bergen fiel viel Schnee. Doch schon der mehrheitlich niederschlagsarme Februar sollte ein Vorbote für den weiteren Verlauf des Jahres werden. Der März brachte Schnee bis ins Flachland, doch der Abfluss blieb unterdurchschnittlich. Die Schneeschmelze im April und Mai sorgte dann für normale, im Wallis, Nordtessin und Graubünden gar für überdurchschnittliche Abflusswerte. Die Einzugsgebiete in der Nord- und Nordostschweiz, welche nur geringfügig von der Schneeschmelze profitieren konnten, wiesen bereits im April ein Abflussdefizit auf, welches sich im weiteren Verlauf des Jahres verstärkte und anhielt bis in den November (Bild 2). Im April fiel auf der gesamten Alpennordseite sehr wenig Niederschlag. Auch das Wallis und Nordbünden verzeichneten unterdurchschnittliche Niederschlagsmengen. Trotz Gewitteraktivität blieben auch die Niederschlagssummen für Mai und Juni unterdurchschnittlich [1]. Im Lauf des Sommers breitete sich mit dem Niederschlagsdefizit auch das Abflussdefizit aus. Anfangs waren vor allem der Osten, Norden und Süden von der Trockenheit betroffen, gegen Herbst dann auch die Westschweiz. Im Wallis zeigte sich der Einfluss der Gletscherschmelze. So hielt sich hier trotz fehlender Niederschläge das Abflussdefizit in den grossen Flüssen in Grenzen. Die Verdunstung war im April stärker als sonst, denn viele Flächen waren früh schneefrei, es war sehr warm, und in den Böden war noch ausreichend Feuchtigkeit vorhanden. Im Sommer war die Verdunstung trotz der grossen und anhaltenden Hitze gehemmt, da die Wasserverfügbarkeit ausgeschöpft war und kaum Regen fiel, der die Böden wieder hätte benetzen können. Literatur [1] MeteoSchweiz 2019: Klimabulletin Jahr 2018, Zürich. [2] Zappa, M., Liechti, K., Barben, M. (2017): Wasserhaushalt der Schweiz 2.0 – Eine validierte, modellgestützte Methode für die Bilanzierung der Wasserressourcen der Schweiz. «Wasser Energie Luft», 109(3), 203–212. Anschrift der Verfasser Dr. Katharina Liechti, Dr. Massimiliano Zappa Eidg. Forschungsanstalt WSL Zürcherstrasse 111, CH-8903 Birmensdorf kaethi.liechti@wsl.ch Dr. Martin Barben, Bundesamt für Umwelt, Abteilung Hydrologie, CH-3003 Bern-Ittigen

94

Bild 2. Niederschlag, Abfluss und Verdunstung im Jahresverlauf für die Grosseinzugsgebiete als Abweichung in Prozent gegenüber der Klimatologie 1981–2010. NB: Aufgrund der geringen absoluten Verdunstung in den Wintermonaten führen schon kleine Abweichungen von den Normwerten zu grossen prozentualen Änderungen. Bsp: Aare Januar 2018: 13.2 mm, Januar 1981–2010: 7.7 mm, Abweichung 171 %. «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


Trockenheit in der Schweiz: Vergleich der Jahre 2003, 2015 und 2018 Massimiliano Zappa, Katharina Liechti, Adam H. Winstral, Martin Barben

Zusammenfassung In den Jahren 2003, 2015 und 2018 haben sich ausserordentlich trockene Sommer ereignet. Dieser Beitrag vergleicht diese drei Trockenjahre, unter Einbezug von Modellergebnissen, aus unterschiedlichen Perspektiven. Die Auswertungen zeigen, dass sich die Trockenheit im Osten des Landes jeweils früher ausprägte als im Westen. Auch die Entspannung der Lage setzte im Osten früher ein als im Westen. Durch ihre Gletscher blieben die regionalen Abflussanomalien im Wallis und im Engadin unter denjenigen der anderen Grossregionen des Landes. Sowohl 2003 (Juni und August) als auch 2015 (Juli) bestand ein starker Zusammenhang zwischen Schmelzraten in den hohen Lagen und dem Auftreten einer Hitzewelle. 2018 sorgte vor allem der trockene und warme April für eine starke Ausschöpfung der Wasserressourcen, welche dann ab Mitte Juli wegen erneutem Regendefizit weiter schrumpften. Sowohl 2003 als auch 2018 kumulierte sich zwischen April und September in den Regionen unterhalb von 1300 m ü. M. ein starkes Abflussdefizit. Dieses Defizit beeinträchtigte unter anderem die Quellschüttungen, die Ökologie der Flüsse, die Seepegelstände, die Landwirtschaft, die Trinkwasserversorgung, die Wasserkraft und die Schifffahrt. Die Früherkennung von kritischen Trockenperioden und die Erarbeitung weiterer Grundlagen sind essenziell, um besser auf kommende Trockenheiten vorbereitet zu sein. 1.

Aussergewöhnliches häuft sich In den letzten 50 Jahren wurde die Schweiz wiederholt von Hochwasserereignissen heimgesucht. Der Umgang mit der Hochwasserproblematik und deren Früherkennung beschäftigen Ämter und Forschende schon seit längerer Zeit. Die Trockenheit jedoch nahm bisher unter den Naturereignissen in der Schweiz eine eher untergeordnete Rolle ein. Der Sommer 2003 war ein erster Weckruf in Sachen möglicher Auswirkungen von kritischen Trockenperioden in der Schweiz [6]. Die aktuellen Klimaszenarien deuten auf eine Häufung solcher Situationen hin [11], was den Umgang mit Trockenheit zu einer der Kernaufgaben im Sinne der Anpassung an den Klimawandel in der Schweiz macht [3]. Nach 2003 [6,16] haben sich 2015 [4] und 2018 [5,7,10] weitere ausserordentlich trockene Sommer ereignet. Dieser Beitrag beleuchtet verschiedene Aspekte der drei genannten Sommer-Trockenheiten. Dafür werden die in Zappa et al. [17] erarbeiteten Grundlagen zum Was-

1

serhaushalt der Schweiz aus fünf Perspektiven ausgewertet: • Ein Vergleich der Hauptkomponenten des Wasserhaushaltes (Niederschlag, Abfluss, Verdunstung, Schneespeicher, «Niedrigwasserspeicher» und Bodenfeuchte) gegenüber ihrer monatlichen Klimareferenz als Integral für die gesamte hydrologische Schweiz, d. h. inklusiv die Zuflüsse aus dem Ausland [17]. • Ein Vergleich der Abflüsse des Rheins in Basel. Und damit verbunden ein Vergleich von beobachteten und simulierten Ganglinien zur Beurteilung der Eignung des verwendeten Modells. • Eine Betrachtung der Schneeressourcen [9]. • Ein räumlicher Vergleich der Anomalien des Abflusses für jeden Monat des Jahres in ausgewählten Grossregionen. • Eine Auswertung der monatlichen Abflussanomalien für die gesamte hydrologische Schweiz, aufgelöst nach Höhenstufen.

2.

Eignung des verwendeten Modells Sämtliche hier gezeigten Analysen basieren auf Modellexperimenten mit dem hydrologischen Modell PREVAH [15] in seiner räumlich expliziten Version [13,11]. Diese Version wurde im Rahmen der Studie CCHYDRO des BAFU [2] als Werkzeug für die Bereitstellung zeitlich und räumlich hoch aufgelöster Szenarien des Wasserkreislaufs für das 21. Jahrhundert für verschiedene Klimaregionen und Höhenstufen der Schweiz entwickelt und validiert [1,13,17]. Die Ergebnisse der Modellexperimente bestehen aus Gitterdaten (200 × 200 mGitterpunkte für die gesamte hydrologische Schweiz) und aus Zeitreihen der verschiedenen Komponenten des Wasserhaushaltes für die Jahre 1981 bis 2018. Gitterdaten stehen als Monatswerte zur Verfügungen, während die integrierten Zeitreihen für die Grosseinzugsgebiete und die ausgewählten Messstandorte des Bundesamtes für Umwelt als Tageswerte vorliegen. Letztere können jeweils zur Bestimmung der Modelleignung verwendet werden, indem die Modellergebnisse mit den entsprechenden Beobachtungen verglichen werden (Bild 1). Das hydrologische Modell kann den Jahresverlauf des Abflusses des Rheins in Basel (BAFU-Station 2289) gut bis sehr gut nachbilden. Während 2003 kaum Hochwasser stattfanden, gab es sowohl 2015 (Mai) als auch 2018 (Januar und Dezember) Phasen mit stark erhöhtem Abfluss, welche das Modell realitätsnah wiedergeben konnte. Auch die Niedrigwasserphasen wurden bezüglich des zeitlichen Auftretens und des Abflussvolumens vom Modell gut simuliert. Wenn man die durchschnittliche Niederigwasserkenngrösse NM7Q 1 (494.1 m3/s, Bild 1) der Auswertungsperiode für den Pegel in Basel beizieht, erkennt man, dass 2003 die akute Niedrigwasser-

Kleinstes 7-Tagesmittel des Abflusses innerhalb eines Niedrigwasserjahres (1. Mai bis 30. April).

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

95


Messung Modell NM7Q

0

500

Abfluss [m3/s]

1000 1500 2000 2500 3000 3500

Abfluss Rhein Basel, 2003

Feb

Mrz

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep

Okt

Nov

Dez

Jan

1000 1500 2000 2500 3000 3500

Abfluss Rhein Basel, 2015 Messung Modell NM7Q

0

500

Abfluss [m3/s]

Jan

Jan

Feb

Mrz

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep

Okt

Nov

Dez

Jan

Messung Modell NM7Q

0

500

Abfluss [m3/s]

1000 1500 2000 2500 3000 3500

Abfluss Rhein Basel, 2018

Jan

Feb

Mrz

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep

Okt

Nov

Dez

Jan

Bild 1. Vergleich der gemessenen (blau) und simulierten (rot) Abflussganglinien des Rheins in Basel (BAFU-ID 2289) für die drei von trockenen Sommern betroffenen Jahre 2003 (oben), 2015 (Mitte) und 2018 (unten). Die grüne Linie stellt die Niedrigwasserkenngrösse NM7Q dar, welche das kleinste 7-Tagesmittel des Abflusses innerhalb eines Niedrigwasserjahres (1. Mai bis 30. April) beschreibt (Durchschnittswert der Auswertungsperiode: 494.1 m3/s, Daten: BAFU). phase des Rheins zwischen Mitte September und Anfang Oktober knapp über zwei Wochen andauerte. 2015 dauerte diese Phase auch gut zwei Wochen ab Anfang November. Danach fiel der Abfluss auch Ende Dezember unter die NM7Q-Schwelle. 2018 bewegte sich der Abfluss des Rheins in Basel ab Anfang Oktober bis Anfang Dezember während gut sieben Wochen (mit einem kleinen Unterbruch) unter dem mittleren NM7Q-Wert. Während dieser Phase wurde die Schifffahrt im Rhein stark eingeschränkt. Das Modell konnte das unterschiedliche Abflussgeschehen gut wiedergeben, wobei das Modell für 2003 bereits Ende August einige Tage Abflusswerte unterhalb des NM7Q errechnete. 3. Vergleich zur Klimareferenz Die monatlichen Werte der Wasserhaushaltskomponenten und deren Abweichung von der Klimareferenz (1981–2010) 96

sind in Bild 2 dargestellt. Trotz überdurchschnittlichen Schneeressourcen Ende Januar, kam es 2003 und 2018 zu einem starken Abflussdefizit gleich nach Ende der Hauptphase der Schneeschmelze. 2003 konnte dies auch nicht der vom nassen Herbst 2002 gefüllte Niedrigwasserspeicher (siehe Box, Seite 97) verhindern. 2018 folgte auf einen ausserordentlich nassen Januar [7] mit Hochwasser (Bild 1) auch eine verfrühte, starke Schneeschmelze im April und damit ein rascher Rückgang der verfügbaren Wasserressourcen. 2015 war der Frühling eher nass und im Mai sorgten ergiebige Regenfälle dafür, dass bis Ende Juni keine Defizite an Wasserressourcen bestanden. 2003 lagen die Niederschlagsmengen zwischen Februar und September, mit Ausnahme des Julis, stets deutlich unter den Werten der Klimareferenz. 2018 begann die meteorologische Trockenheit im April [10]. Diese setzte sich bis Ende No-

vember fort, wobei im Mai (Westschweiz), August (Ostschweiz) und Oktober (Tessin) regional so viel Regen fiel, dass der Wert für die gesamte Schweiz nahe (Mai und August) resp. über (Oktober) demjenigen der Klimareferenz lag. Ein Hauptmerkmal der Trockenheit 2018 ist das frühe Ausapern in tiefen Höhenlagen. Dies und die warme Witterung [7,10] führte zu erhöhten Verdunstungswerten und zu einer frühen Austrocknung der Böden, welche schon Ende Mai deutlich ausgeprägter als die Klimareferenz war. Dieses Phänomen wurde durch die Hitzewelle und das Regendefizit in der zweiten Hälfte des Julis so weit verstärkt, dass die modellierte Bodenfeuchte bis Ende 2018 nie mehr den Bereich der Klimareferenz erreichte. 2003 folgte auf eine erste Hitzephase im Juni eine Hitzewelle im August [6]. Dazwischen sorgte etwas Regen im Juli für Feuchtigkeit im Boden, die dann der Verdunstung zur Verfügung stand. Das Bodenfeuchtedefizit wuchs bis Ende August, erholte sich aber bis Ende Dezember rascher und stärker als 2015 und 2018. Dasselbe gilt für die im Niedrigwasserspeicher gebundenen Wasserressourcen. 2015 begann die Trockenheit erst mit der Hitzewelle und dem gleichzeitigen Regendefizit zwischen Ende Juni und Ende Juli [3]. Im Vergleich zu den Jahren 2003 und 2018 entspannte sich die Lage aber im August und September relativ rasch, bevor ein erneutes Regendefizit von Oktober bis Dezember zu stark sinkenden Pegeln (Bild 1) und Wasserressourcen führte. Zu den Gemeinsamkeiten der drei Sommer-Trockenheiten zählen kaum unterbrochene Perioden mit Regendefizit, die akute Bodentrockenheit im Juli und die dadurch gehemmten Verdunstungswerte im selben Monat. Gemeinsam ist auch die Tatsache, dass in keinem der drei Jahre zu Jahresbeginn ein Defizit bestand. 4.

Schneeressourcen im Frühjahr Es gibt einen relevanten Zusammenhang zwischen den verfügbaren Schneeressourcen in den Einzugsgebieten der Schweizer Alpen und dem Verhalten des Niedrigwasserspeichers im Frühling und Sommer [8,9]. Eine Analyse der Schneeressourcen bietet darum zusätzliche Informationen für die Gegenüberstellung der Trockenheit in den drei untersuchten Jahren. Neben dem von Modellen berechneten Schneespeicher (Bild 2, or) werden am WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF seit einigen Jahren de-

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


300

250

● ●

● ●

mm

100

150

200

● ●

50

mm/Monat

0

0

1

2

3

4

5

6

8

9 10 1 12

2

3

250

4

5

6

7

8

9 10 1 12

Verdunstung , Schweiz 80

200

● ●

● ● ●

60

● ● ●

40

mm/Monat

150

100

1

Abfluss , Schweiz

mm/Monat

7

● ● ● ●

20

● ●

50

● ● ●

● ●

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 1 12

1

2

3

5

6

7

8

130

140

mm

150

160

90 70 60 50

120

40 1

2

3

4

9 10 1 12

Bodenfeuchte , Schweiz

mm

4

170

Niedrigwasserspeicher , Schweiz

30

Niedrigwasserspeicher Das hier verwendete Konzept des «Niedrigwasserspeichers» bezeichnet den dynamischen Teil des Grundwasserspeichers, der mit dem Gewässernetz interagiert, d. h. eine hydraulische Verbindung mit dem Flussbett hat. Dieser Speicher ist Teil der Struktur des verwendeten hydrologischen Modells [15]. Er kann leerlaufen und sagt nichts über den tatsächlichen Füllstand der mächtigen Grundwasserträger des Mittellandes aus, welche noch über ausreichend Wasser verfügen können.

Schneespeicher , Schweiz

400

350

Niederschlag , Schweiz

80

taillierte Auswertungen realisiert, welche das Wasseräquivalent der Schneedecke (SWE) durch räumliche Interpolation und Kombination von Messungen der Schneehöhe und der Schneedichte ermitteln [9]. Die Situation der Schneeressourcen wird in Bild 3 veranschaulicht. 2014/15 war für die Schweiz ein sehr durchschnittlicher Winter. Das SWE blieb immer nahe am Mittelwert. Die Betrachtung nach Höhenlage weist für den 1. April auf ein leichtes Defizit unterhalb von 2000 m ü. M. und auf einen Schneeüberschuss oberhalb hin. Der Winter 2002/03 galt bis Mitte Februar als eher schneereich. Danach setzte die Schmelze früh ein und weitere Schneeakkumulation in den tieferen Lagen blieb aus. Ab Anfang Mai war das SWE kleiner als die Referenz. Am 1. April 2003 war das SWE unterhalb von 2000 m ü. M. tiefer als im Jahr 2015, während oberhalb von 2000 m ü. M. überdurchschnittlich viel Schnee lag. Der Winter 2017/18 war sehr schneereich. Am

5

6

1981 bis 2010

7

8

9 10 1 12 2003

1

2

2015

3

4

5

6

7

8

9 10 1 12

2018

Bild 2. Monatswerte für den Niederschlag (ol), den Schneespeicher (or), den Abfluss (ml), die Verdunstung (mr), den Niedrigwasserspeicher (ul, siehe Box, links) und die Bodenfeuchte (ur). Die Boxplots fassen die Daten der Jahre 1981 bis 2010 zusammen. Die grauen Boxen umfassen die mittleren 50 % der Werte, die horizontale schwarze Linie markiert den Median. Die grüne (2003), blaue (2015) und rote (2018) Linie repräsentieren die Werte für die Einzeljahre.

Bild 3. Verlauf der geschätzten Schneeressourcen in der Schweiz. Links: Verlauf des täglichen Wasseräquivalents der Schneedecke (SWE) in Millimeter zwischen dem 1. November und dem 15. Juni. Rechts: Höhenverteilung der Schneeressourcen am 1. April. Die dünnen grauen Linien stellen den Verlauf aller Winter zwischen 1998/99 und 2017/18 dar. Die dickere graue Line ist die Referenz (Mittelwert aller Winter). Die grüne, blaue und rote Linie repräsentieren die Werte für die Winter 2002/03, 2014/15 und 2017/18. Daten und Darstellung: operationeller schneehydrologischer Dienst des SLF. «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

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1. Februar 2018 war das SWE sogar höher als im Lawinenwinter 1998/99. Noch am 1. April war die Schneedecke oberhalb 1400 m ü. M. die mächtigste im Vergleich mit allen anderen in Bild 3 gezeigten Wintern. Ein starker Wärmeüberschuss im April [10] schmolz nach und nach die Schneedecke. Anfang Juni lag das SWE im Bereich der Jahre 2003, 2015 und der Referenz. Das Verhalten der SWE-Abschätzungen vom SLF deckt sich mit den Erkenntnissen aus der Abflussmessung (Bild 1) und aus den Berechnungen des hydrologischen Modells (Bilder 2, 4 und 5). 5. Regionale Abflussanomalien Die in Bild 2 diskutierten Auslöser und Auswirkungen der Trockenheit wiederspiegeln sich auch im räumlichen Überblick der monatlichen Anomalien des Abflusses gegenüber der Klimareferenz (Bild 4). Wie bereits erwähnt, herrschte im Januar weder 2003, noch 2015 und 2018 Trockenheit. Im Gegenteil, es gab 2015 und vor allem 2018 grossräumig einen Abflussüberschuss. 2003 zeichnete sich aber die Trockenheit bereits ab März ab, vorerst mit stärkerem Fokus in der Nordwestschweiz. Das Abflussdefizit weitete sich schnell auch nach Osten aus und betraf bis Ende September die gesamte Schweiz. Nur in den stark vergletscherten Grossregionen (Wallis, Berner Oberland und Engadin) stieg das Abflussdefizit nicht allzu stark an. Wie bereits in früheren Studien erwähnt [16,7], ist dies eine Folge der verstärkten Gletscherschmelze, welche vor allem in den Tagen mit den grössten Hitzeüberschüssen stark zum Abfluss beitrug. Anders als 2018, vermochte die Schneeschmelze in den Jahren 2003 und 2015 nie den fehlenden Niederschlag zu kompensieren. Während die Trockenheit 2003 in der Westschweiz und im Tessin noch andauerte, sorgten in der Ostschweiz Regenfälle im Oktober für einen raschen Unterbruch der kritischen Lage. Im Tessin kam die Erlösung erst im November, während es in der Westschweiz bis Ende 2003 nur wenig Entspannung betreffend Abflussdefizit gab. Die Trockenheit 2015 begann erst im Juli und betraf bis Ende September vor allem die Nordostschweiz. Erst im Oktober verlagerte sich der Fokus auf Bild 4. Monatlicher Abfluss in den Jahren 2003, 2015 und 2018 im Jahresverlauf für Grossregionen der hydrologischen Schweiz. Dargestellt wird die Abweichung in Prozent gegenüber der Klimatologie 1981–2010. 98

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


die Westschweiz und auf die Einzugsgebiete im Tessin. Zeitgleich entspannte sich die Lage im Osten. Die Trockenheit 2018 wies ein spezielles Muster auf. Während in den Regionen des Mittellands die Trockenheit gleich nach dem nassen Januar begann, sorgte der warme April im Alpenraum für eine beschleunigte Schneeschmelze im April und Mai. Damit wird der dort errechnete Abflussüberschuss begründet. Wie schon 2015 war auch 2018 vorerst die Ostschweiz stärker betroffen als die Westschweiz. Nach dem Ende der Schneeschmelze erreichte die hydrologische Trockenheit, d. h. das Abflussdefizit, auch den Alpenraum. Somit war die Situation im August und September 2018 sehr ähnlich wie im Jahr 2003. 2018 blieb es dann bis Anfang Dezember trocken [6]. Die starken Regenfälle im Dezember sorgten wie im Jahr 2003 vor allem im Osten und im Alpenraum für Entspannung. Der Jura profitierte weniger vom erlösenden Regen. Aufgrund des Gletschereinflusses waren das Wallis und das Engadin weniger als andere Regionen von diesen drei trockenen Perioden betroffen. Dies gilt aber nur für das Wasser in den Hauptgerinnen, welche die Gletscherschmelze führen. Die gletscherfreien Teileinzugsgebiete im Wallis und Engadin litten ebenso unter der Trockenheit wie die benachbarten Regionen ohne grossen Gletschereinfluss. Beitrag aus unterschiedlichen Höhenlagen Weitere Hinweise zum räumlichen und zeitlichen Verlauf der Trockenheit in den drei hier untersuchten Jahren sind in Bild 5 dargestellt. Hier wird der Fokus auf den Verlauf der monatlichen Abflussanomalien in den Höhenzonen gelegt. Die Muster deuten in allen drei Fällen auf einen frühen Beginn der Schneeschmelze auf allen Höhenlagen oberhalb von 1400 m ü. M. hin. Die Phase der Schneeakkumulation wies noch keine nennenswerten Anomalien gegenüber der Klimareferenz auf, danach folgte jedoch eine Periode mit deutlich positiven Anomalien. Auch das Ende der Schneeschmelze ist verfrüht, wodurch oberhalb 1400 m ü. M. nach und nach lange Phasen mit deutlichen Abflussdefiziten auftreten. Oberhalb von 3300 m ü. M. bleiben die Abflussanomalien schwach negativ bis deutlich positiv bis zum Jahresende. Dies ist ein eindeutiges Zeichen der starken Eisschmelze aus diesen Höhenlagen. Die im Bild 5 hervorgehobenen Muster weisen darauf hin, dass sich die Trockenheit 2015 deutlich von den Ereignissen in den Jahren 2003 und 2018 unter-

scheidet. Der extrem trockene und heisse Juli war der Grund für den Abflussüberschuss ab 3000 m ü. M. und für das anhaltende Defizit in den tieferen Lagen, welches bis und mit Dezember monatlich 20 bis 40 mm betrug. Im Juli reichte die Hitzewelle bis über 4000 m ü. M. und verursachte dort aussergewöhnlich hohe Schmelzwassermengen aus Eis, Schnee und Firn. Die beiden Ereignisse in den Jahren 2003 und 2018 waren sehr ähnlich. Übereinstimmend mit Bild 3, dauerte 2003 die Schneeakkumulation in den höchsten Lagen rund zwei Monate weniger lange als 2018. Die Hitzephasen im Juni und August sind deutlich erkennbar. Die Hitze aktivierte die Schmelzprozesse oberhalb

von 3000 m ü. M. und löste dabei auch die Schmelze von Schneemassen aus, welche im Modell den «ewigen Schnee» darstellten. Es ist eine Reaktion des Modells auf die höheren Temperaturen [11]. Mit anderen Worten, das Modell hat vor den 90erJahren in den höchsten Lagen Schnee als Firn gespeichert, welcher nun wegen der Häufung von Hitzeperioden und der Verlagerung der Nullgradgrenze ähnlich wie die Gletscher schmilzt. Dies ist auch der Grund warum in Bild 2 der Schneespeicher des Modells im September 2003 grösser ist als 2015 und 2018. Die starken positiven Anomalien auf unterschiedlichen Höhenlagen zwischen April und August 2018 (Bild 5) sind auf die ausserordentlich hohen

6.

Bild 5. Monatlicher Abfluss in den Jahren 2003, 2015 und 2018 im Jahresverlauf für die gesamte hydrologische Schweiz, aufgelöst nach 100 m Höhestufen zwischen 400 und 4200 m ü. M. Dargestellt wird die Abweichung in mm pro Monat gegenüber der Klimatologie 1981–2010.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

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Schneevorräte oberhalb 1300 m ü. M. zurückzuführen (Bild 3). Zudem wirkt im April bereits der erwähnte Wärmeüberschuss [10], welcher für verstärkte Schmelzraten sorgt. Die Modellergebnisse deuten darauf hin, dass zwischen März und November 2018 unterhalb von 1300 m ü. M. im Vergleich zur Klimareferenz pro Monat mindestens 10 mm Abfluss zu wenig aufgetreten sind. Zwischen 700 und 1000 m ü. M. betrug das Defizit zwischen Juli und September, wie bereits 2003, mehr als 20 mm pro Monat. 7. Fazit Dieser Beitrag vergleicht die Trockenheit der Jahre 2003, 2015 und 2018, unter Einbezug von Modellergebnissen, aus unterschiedlichen Perspektiven. Es gab vor allem in der regionalen Betrachtung einige Ähnlichkeiten. So trat die Trockenheit jeweils zuerst stärker im Osten als im Westen des Landes auf und auch die Entspannung der Lage setzte im Osten früher ein als im Westen. Durch ihre Gletscher blieben die regionalen Abflussanomalien im Wallis und Engadin unter denjenigen der anderen Grossregionen des Landes. Sowohl 2003 (Juni und August) als auch 2015 (Juli) bestand ein starker Zusammenhang zwischen Schmelzraten in den hohen Lagen und dem Auftreten einer Hitzewelle. 2018 sorgte vor allem der trockene und warme April für eine starke Ausschöpfung der Wasserressourcen, welche dann ab Mitte Juli wegen erneutem Regendefizit weiter schrumpften. Sowohl 2003 als auch 2018 kumulierte sich zwischen April und September in den Regionen unterhalb von 1300 m ü. M. ein starkes Abflussdefizit. Der Bereich zwischen 400 und 800 Meter der hydrologischen Schweiz nimmt eine Fläche von rund 16 000 km2 ein. Bei einem Abflussdefizit von 10 mm, fehlen im schweizerischen Gewässernetz rund 160 Millionen m3 Wasser. Während des gesamten Sommers 2018 hat sich somit Monat für Monat ein ausserordentlich hohes Defizit akkumuliert. Dieses Defizit beeinträchtigte unter anderem die Quellschüttungen, die Ökologie der Flüsse, den Wasserstand der Seen, die Landwirtschaft, die Trinkwasserversorgung, die Wasserkraft und die Schifffahrt. In der Schweiz besteht nach wie vor wenig Erfahrung im Umgang mit kritischer Trockenheit [6]. Es ist deshalb umso wichtiger, den vom Bund empfohlenen Massnahmenkatalog zur Klimaanpassung auch im Sinne der Bewältigung von trockenen Perioden umzusetzen. Die Früherken100

nung von Trockenheit ist für die Fachleute und die Allgemeinheit eine grosse Hilfe im Umgang mit solchen Ereignissen. So wurde die von der WSL auch im Sommer 2015 und 2018 betriebene Informationsplattform zur Früherkennung von kritischer Trockenheit www.trockenheit.ch [14] rege genutzt und erwies sich als nützliches Werkzeug. Die Erarbeitung weiterer Grundlagen in den nächsten Monaten und Jahren ist essenziell, um eine bessere Vorbereitung auf kommende hydrologische Trockenheiten sicherstellen zu können.

dinger M., Jonas T. 2016. Importance of maximum snow accumulation for summer low flows in humid catchments, Hydrol. Earth Syst. Sci., 20, 859-874, https://doi.org/10.5194/hess-20859-2016. [9]

Jörg-Hess S., Fundel F., Jonas T., Zappa

M. 2014. Homogenisation of a gridded snow water equivalent climatology for Alpine terrain: methodology and applications, The Cryosphere, 8, 471-485, https://doi.org/10.5194/tc8-471-2014. [10] MeteoSchweiz, 2018. Hitze und Trockenheit im Sommerhalbjahr 2018 – eine klimatologische Übersicht Fachbericht MeteoSchweiz, 272, 38 pp.

Danksagung

[11] NCCS (Hrsg.) 2018. CH2018 – Klimas-

Wir danken der MeteoSchweiz und dem Bun-

zenarien für die Schweiz. National Centre for

desamt für Umwelt BAFU für die Bereitstellung

Climate Services, Zürich. 24 S. ISBN-Nummer

der Datengrundlagen. Diese Studie ist von der

978-3-9525031-0-2.

WSL-Initiative «Trockenheit 2018» mitfinanziert.

[12] Pfaundler M., Zappa M. 2006. Die mittleren

Die Initiative strebt eine rasche Beantwortung

Abflüsse über die ganze Schweiz – Ein optimier-

von spezifischen Fragen an, welche aus dem

ter Datensatz im 500 × 500 m Raster. «Wasser

extremen Trockenheits-Sommer 2018 hervor-

Energie Luft», Heft 4/2006: S. 291–298.

gegangen sind.

[13] Speich M., Bernhard L., Teuling AJ., Zappa M. 2015. Application of bivariate map-

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[14] Stähli M., Kruse S., Fundel F., Zappa M.,

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[17] Zappa M., Liechti K., Barben M. 2017.

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Bundesamt für Umwelt BAFU, (Hrsg.) 2019.

Hitze und Trockenheit im Sommer 2018. Auswirkungen auf Mensch und Umwelt. Bundesamt für

Anschrift der Verfasser

Umwelt BAFU, Bern. Umwelt-Zustand Nr. 1909.

Dr. Massimiliano Zappa, Dr. Katharina Liechti

[6]

Eidg. Forschungsanstalt WSL

BUWAL, BWG, MeteoSchweiz, 2004.

Auswirkungen des Hitzesommers 2003 auf die

Zürcherstrasse 111, CH-8903 Birmensdorf

Gewässer. Schriftenreihe Umwelt Nr. 369. Bern:

massimiliano.zappa@wsl.ch

Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft,

Dr. Adam H. Winstral

174 S.

WSL-Institut für Schnee-und Lawinenforschung

[7]

SLF, CH-7260 Davos Dorf

Liechti K., Barben M., Zappa M. 2019.

Wasserhaushalt der Schweiz im Jahr 2018

Dr. Martin Barben

– Einordnung und Besonderheiten. «Wasser

Bundesamt für Umwelt, Abteilung Hydrologie

Energie Luft», 111(2), 93–94.

CH-3003 Bern-Ittigen

[8]

Jenicek M., Seibert J., Zappa M., Stau«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


Jahresbericht 2018 des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes

Rapport annuel 2018 de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

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Jahresbericht 2018

Inhalt / Contenu

Jahresbericht 2018 des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes / Rapport annuel 2018 de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux

Anhänge / Annexes: 1a

Bilanz per 31. Dezember 2018 mit Vorjahresvergleich / Bilan au 31 décembre 2018 avec comparaison année précedente

1b

Erfolgsrechnung 2018 und Budgets 2018–2020 / Compte des profits et pertes 2018 et budgets 2018–2020

1c

Anhang zur Jahresrechnung 2018 / Annexe au comptes 2018

1d

Verteilung Einnahmen / Ausgaben 2018 / Distribution recettes / dépenses 2018

2

Mitgliederstatistik / Effectifs des membres

3

Zusammensetzung Gremien per 31. Dezember 2018 / Membres des comités au 31 décembre 2018

4

Mitteilungen aus den Verbandsgruppen / Messages des groupes régionaux

5

Witterungsbericht und hydroelektrische Produktion 2018 / Méteo et production hydro-éléctrique 2018

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

Umschlagbild: Künstliches Hochwasser an der Saane, Staumauer Rossens (Bild: Forschungsgruppe Ökohydrologie – ZHAW)

102

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


1.

Tätigkeiten des Verbandes

1.1

Ausschuss, Vorstand, Hauptversammlung, Geschäftsstelle

Ausschuss Der geschäftsleitende Ausschuss des Vorstandes trat im Berichtsjahr zu zwei ordentlichen Sitzungen und zu einer zusätzlichen Klausur zusammen, traf diverse Absprachen zu laufenden Geschäften auf dem Zirkularweg und verabschiedete Positionen und Stellungnahmen des Verbandes. An der ersten ordentlichen Sitzung vom 17. April 2018 in Bern wurde die von der Revisionsstelle geprüfte Jahresrechnung 2017 und das Budget 2019 zu Händen von Vorstand und Hauptversammlung verabschiedet. Mit dem Budget genehmigte der Ausschuss auch den konkreten Vorschlag für eine Anpassung der Mitgliedertarife per Anfang 2019, welche eine stabile Finanzierung der mit zusätzlicher Fachexpertise verstärkten Geschäftsstelle ermöglicht. Zudem nahm sich der Ausschuss der Vorbereitung weiterer statutarischer Geschäfte für die Vorstandssitzung und die ordentliche Hauptversammlung an, insbesondere der Ersatzwahlen in Vorstand und Kommissionen. Darüber hinaus beriet der Ausschuss über das Vorgehen und die Positionen zu laufenden politischen Geschäften. Eine ergänzende Klausur vom 26. Juni 2018 im Glarnerland ermöglichte es dem Ausschuss zudem, die politischen Geschäfte und namentlich das Thema «Strommarktdesign» vertieft zu diskutieren und die gemeinsame Position zu schärfen. An der zweiten ordentlichen Sitzung vom 20. Dezember 2018 in Bern nahm der Ausschuss Kenntnis von der provisorischen Verbandsrechnung 2018. Darüber hinaus beschäftigte er sich an der Sitzung mit der Auswertung der Verbandstätigkeit des vergangenen Jahres sowie dem Ausblick auf das kommende Jahr. Die Zielsetzungen und das Arbeitsprogramm

für das Geschäftsjahr 2019 wurden diskutiert und verabschiedet. Und schliesslich behandelte der Ausschuss auch an dieser Sitzung aktuelle Stellungnahmen und Positionen. Vorstand Der Gesamtvorstand trat 2018 zu einer ordentlichen Sitzung zusammen und wurde auf dem Korrespondenzweg an diversen Stellungnahmen und Positionspapieren beteiligt. An der Sitzung vom 23. Mai 2018 in Olten nahm der Vorstand von den vielfältigen Verbandsarbeiten Kenntnis und befasste sich mit der Vorbereitung der statutarischen Geschäfte der Hauptversammlung. Dabei nahm er den Jahresbericht 2017 entgegen und genehmigte auf Antrag des Ausschusses und gestützt auf den Kontrollbericht der Revisionsstelle die Jahresrechnung 2017 und das Budget 2019, alles zu Händen der Hauptversammlung. Mit dem Budget diskutierte und verabschiedete der Vorstand explizit auch den konkreten Antrag zur Anpassung der Mitgliedertarife per Anfang 2019. An der gleichen Sitzung bzw. teilweise auf dem Zirkularweg befasste sich der Vorstand mit den vom Ausschuss vorbereiteten Ersatzwahlen in Vorstand und Kommissionen. Dabei nahm er Kenntnis von vier funktionsbedingten Rücktritten aus dem Vorstand, namentlich: Christian Plüss, Alpiq (Austritt Ausschuss und Vorstand), Anton Schleiss, LCH-EPFL (Austritt Ausschuss, aber weiterhin im Vorstand), Thomas Staffelbach, SBB (Austritt Vorstand) und Roman Derungs, GE (Austritt Vorstand), und er bestätigte die vom Ausschuss vorgeschlagene Neubesetzung zu Händen der Hauptversammlung: Jürg Speerli, HSR (neu in den Ausschuss), Alain Schenk, SBB (neu in den Vorstand), Alexander Schwery, GE (neu in den Vorstand) und Elmar Kämpfen, Hydro-Exploitation (neu in den Vorstand). Und schliesslich nahm der Vorstand auch von zwei Rücktritten aus den beiden Kommissionen Kenntnis, namentlich: Anton

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

Schleiss, LCH-EPFL (Austritt KOHS), und Christoph Busenhart, ewz (Austritt Hydrosuisse), und er wählte gemäss Anträgen des Ausschusses folgende Personen neu in die Kommissionen: Giovanni de Cesare, LCH-EPFL, und Markus Zumsteg, Kanton Aargau (beide neu in die KOHS) sowie Christof Oertli, ewz (neu in die Hydrosuisse). Die vollständige Liste der per 31. Dezember 2018 aktiven Vorstände und Kommissionsmitglieder, inklusive den von der Hauptversammlung bestätigten Neumitgliedern, kann dem Anhang 3 entnommen werden. Hauptversammlung Die 107. ordentliche Hauptversammlung vom 6./7. September 2018 führte nach Disentis in den Kanton Graubünden. Die im Kloster Disentis durchgeführte Versammlung wurde wie üblich von einer einleitenden Vortragsveranstaltung eröffnet. An historischer Stätte wurden die rund 110 Teilnehmenden im Namen des Bündner Gesamtregierungsgrats willkommen geheissen und lauschten anschliessend den Referaten zum Thema «Wasserkraft jenseits von Stromproduktion: Wasserspeicher und Ökologie». Die eigentliche Hauptversammlung wurde traditionsgemäss mit der Ansprache des Präsidenten eröffnet. Der vollständige Text der Rede findet sich zusammen mit dem Protokoll zur Hauptversammlung in «Wasser Energie Luft», 110. Jahrgang, Heft 4/2018, Seiten 281–290. Anschliessend konnten die vom geschäftsleitenden Ausschuss und vom Vorstand vorbereiteten statutarischen Geschäfte rasch und ohne Diskussion verabschiedet werden. Dabei nahm die Versammlung den Jahresbericht 2017 entgegen, genehmigte die Jahresrechnung 2017, entlastete die verantwortlichen Organe und verabschiedete das Budget 2019, inklusive der damit beantragten Anpassung der Mitgliedertarife per 1. Januar 2019. Unter dem Traktandum «Ersatzwahlen» wurden die abtretenden Vorstandsmitglieder vom 103

Jahresbericht 2018

Jahresbericht 2018 des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes


Jahresbericht 2018

Präsidenten verabschiedet und ihr vergangenes Engagement für den Verband herzlich verdankt. Anschliessend bestätigte die Versammlung sämtliche vom Vorstand vorgeschlagenen Mutationen in Vorstand und Ausschuss. Nach den statutarischen Geschäften gab es Gelegenheit, beim Apéro und Abendessen im Kloster den Austausch zu pflegen. Am Folgetag bot sich den interessierten Teilnehmenden die Möglichkeit, abgeschlossene Erneuerungs- und Ausbauvorhaben der Wasserkraft in der Region zu besichtigen, namentlich: das Kraftwerk Russein mit der erhöhten Staumauer Barcuns im Val Russein und das Kraftwerk Tschar in Obersaxen mit einer neuen oberen Stufe.

1.2 Kommissionsarbeit Die beiden Fachbereiche «Wasserkraft» sowie «Hochwasserschutz und Wasserbau» werden weiterhin von den entsprechenden Kommissionen begleitet. Es sind dies: die Kommission Hydrosuisse, die mit Vertretern der wichtigsten Wasserkraftproduzenten besetzt ist, und die Kommission Hochwasserschutz (KOHS), welche anerkannte Fachleute im Bereich Hochwasserschutz und Wasserbau vereint (vgl. die aktuelle Zusammensetzung der beiden Kommissionen per 31. Dezember 2018 im Anhang 3). Die wesentlichen Aktivitäten werden in der Regel von der Geschäftsstelle in Zusammenarbeit mit den beiden Kommissionsvorsitzenden vorangetrieben.

Geschäftsstelle Für die Geschäftsstelle war das Berichtsjahr erneut reich befrachtet. Die Arbeiten konnten aber mit der vom Ausschuss genehmigten, von der Hauptversammlung des Vorjahres zur Kenntnis genommenen und vom Geschäftsführer bereits auf Jahresbeginn erfolgreich besetzten neuen Stelle eines «Energiewirtschafters» personell verstärkt in Angriff genommen werden. Das Team besorgte die laufenden Geschäfte des Verbandes und der beiden Kommissionen, die Geschäfte des Verbandes Aare-Rheinwerke (VAR) und des Rheinverbandes (RhV), die Redaktion und Herausgabe der Fachzeitschrift «Wasser Energie Luft», inklusive der Akquisition von Artikeln und Inseraten, die Bewirtschaftung der Webseite sowie die Organisation rund eines Dutzends eigener Veranstaltungen. Darüber hinaus wurde – aufgrund des technischen Fortschritts unumgänglich – mit viel zusätzlichem Engagement des SWV-Teams eine neue Verwaltungssoftware (CRM-System) auf der Geschäftsstelle eingeführt. Die beiden Fachleute der Geschäftsstelle engagierten sich zudem in verschiedenen Experten- und Arbeitsgruppen sowie in Gremien von Partnerorganisationen für wasserwirtschaftliche Anliegen und setzten sich zusammen mit den Kommissionen über Stellungnahmen, Referate, Publikationen und Beantwortung von Medienanfragen für die Weiterentwicklung der Wasserwirtschaft und die Interessenvertretung der Wasserkraft ein (vgl. nachfolgende Abschnitte). Die personelle Zusammensetzung der Geschäftsstelle per 31. Dezember 2018 kann dem Anhang 3 entnommen werden.

Kommission Hydrosuisse Die Kommission Hydrosuisse hat sich auch im Berichtsjahr bestimmungsgemäss für die Wahrung der Interessen der Wasserkraftproduzenten, gute Rahmenbedingungen bezüglich Wasserkraftnutzung und den Know-how-Erhalt eingesetzt. Die wichtigsten Geschäfte sind nachfolgend zusammengefasst:

104

Strommarktdesign, Strom VG Im Hinblick auf die bevorstehende Revision des Stromversorgungsgesetzes (StromVG) und das vielzitierte neue «Strommarktdesign» hat sich die Kommission mit den Anforderungen an den Strommarkt aus Sicht der Wasserkraft auseinandergesetzt. Die, ausgehend vom bereits im Vorjahr erarbeiteten Positionspapier zur «Wettbewerbsfähigkeit der Wasserkraft» ,abgeleiteten Eckpunkte eines Marktdesigns dienten auch dem Ausschuss des SWV für seine Klausur zum Thema «Strommarktdesign». Gestützt auf diese Vorarbeiten, konnte dann auch die Stellungnahme zu der vom Bundesrat im Berichtsjahr in die Vernehmlassung gebrachten Revision zum StromVG rasch und zielgerichtet erarbeitet werden (vgl. www.swv.ch > Downloads > Positionen und Stellungnahmen). Neuregelung Wasserzinsen Der SWV hat mit Einbezug der Kommission und der für diesen Zweck gebildeten Arbeitsgruppe die Lobbyarbeit des federführenden Verbandes Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen (VSE) unterstützt. Nachdem der Bundesrat im Anschluss an die Vernehmlassung die von ihm selbst vorgeschlagene temporäre Senkung des Wasserzinsmaximums als «nicht mehrheitsfähig» beurteilte, hat er im Berichtsjahr mit der Botschaft zur Än-

derung des Wasserrechtsgesetzes (WRG) nun die Beibehaltung der heutigen Regelung bis 2024 vorgeschlagen. Der Ständerat hat diesen Verzicht auf die dringlich notwendige Reform in der Herbstsession des Berichtsjahrs bereits grossmehrheitlich gutgeheissen, und vom Nationalrat ist im neuen Jahr leider nicht viel mehr Reformwille zu erwarten. So kann bereits jetzt festgehalten werden, dass in diesem Geschäft bei viel Aufwand voraussichtlich keinerlei Ertrag resultiert. Eine interne Aufarbeitung ist für das kommende Jahr vorgesehen. Referenzzustand Umweltverträglichkeit Die vom heutigen SWV-Präsidenten eingereichte parlamentarische Initiative 16.452 bezweckt für die Umweltverträglichkeitsprüfung bei Neukonzessionierungen von Wasserkraftwerken eine gesetzliche Regelung, basierend auf dem Ist-Zustand statt dem historischen Zustand. Nachdem sowohl die Energiekommission des Nationalrates (UREK-N) wie auch die Schwesterkommission des Ständerates (UREK-S) das Eintreten beschlossen hatten, schickte die UREK-N im Berichtsjahr einen Vorentwurf für eine entsprechende Änderung des Wasserrechtsgesetzes (WRG) in die Vernehmlassung. Der SWV unterstützt den Mehrheitsvorschlag der UREK-N und hat mit Unterstützung der Hydrosuisse eine detaillierte Stellungnahme erarbeitet (vgl. www.swv.ch > Downloads > Positionen und Stellungnahmen). Energieeinbussen aus Restwasser Die bereits im Vorjahr lancierte SWV-eigene Untersuchung zu den bisherigen und künftigen Energieeinbussen aus Restwasserbestimmungen nach Gewässerschutzgesetz (GSchG) wurde im Berichtsjahr von der Geschäftsstelle zusammen mit einer Expertengruppe der Kraftwerksbetreiber und unter Einbezug der Kommission vorangetrieben. Nach umfangreichen Datenerhebungen und -analysen konnten die Auswertungen mit begleitendem Bericht bis zum Herbst abgeschlossen und anlässlich der 107. Hauptversammlung des SWV präsentiert werden. Der Bericht wurde Ende September sowohl als WELFachartikel wie auch als Studienkurzfassung auf der Webseite des SWV publiziert (vgl. www.swv.ch > Publikationen > Referate und Artikel) und mittels Medienmitteilung einer breiteren Öffentlichkeit zur Kenntnis gebracht. Gestützt auf die Untersuchung, hat der SWV-Präsident anschliessend eine Interpellation (Ip. 18.3983) eingereicht und damit den Bundesrat um

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Datenerhebung zu Kosten / Investitionen Die vom Bundesamt für Energie (BFE) im Auftrag der Energiekommission des Nationalrates (UREK-N) bereits im Vorjahr lancierte Datenerhebung zu Kosten und Investitionen der Wasserkraft wurde im Berichtsjahr von der Hydrosuisse über eine Expertengruppe mit einigem Koordinationsaufwand unterstützt. Die Ergebnisse und Erkenntnisse daraus wurden dann parallel zur Berichterstattung des BFE für eigene Publikationen genutzt, namentlich für einen Fachartikel im WEL und für zwei thematische Faktenblätter (vgl. auch www. swv.ch > Fachinformationen). Erneute Umfrage Wasserkraftpotenzial Vor dem Hintergrund der vom Bund in Angriff genommenen Aktualisierung der Energieperspektiven lancierte das BFE im Berichtsjahr eine neuerliche Umfrage zum Wasserkraftpotenzial. Nachdem sich die Wasserkraftbetreiber koordiniert über den SWV bei der letzten Potenzialstudie im Jahre 2012 stark engagiert hatten und sich das damals ausgewiesene Potenzial in der Zwischenzeit nicht relevant verändert hat, wurde auf ein erneutes detailliertes Zusammentragen von Datenmaterial verzichtet. Mit den hochaktuellen Ergebnissen der SWV-eigenen Untersuchung zu «Energieeinbussen aus Restwasserbestimmungen» (siehe oben) wurde aber ein sehr relevanter Beitrag zur Potenzialdiskussion beigesteuert. Die Ergebnisse der aktualisierten Potenzialstudie sollen an einem Workshop im neuen Jahr diskutiert werden. Begleitung Vollzug Marktprämie Seit der Inkraftsetzung der Energiestrategie 2050 bzw. der zugehörigen Gesetze und Verordnungen kümmert sich eine Expertengruppe der Wasserkraftbetreiber unter Federführung der Geschäftsstelle SWV und unter Einbezug der Hydrosuisse um die Begleitung und Unterstützung des Vollzugs der neuen Förderinstrumente, namentlich der Marktprämie. Es geht primär darum, möglichst einheitliche Anforderungen bei den Gesuchen zu erreichen und Hinweise auf Unklarheiten bzw. Schwierigkeiten koordiniert dem BFE als Vollzugsbehörde zukommen zu lassen. Revision Seilbahnreglement Für die in der Regel nicht eidgenössisch konzessionierten Klein-, Stand- und Schachtseilbahnen der Wasserkraftwerke

gelten die Vorschriften des entsprechenden interkantonalen Konkordates (IKSS). Dieses Reglement wird zurzeit von der IKSS, gestützt auf die aktuelle nationale und internationale Seilbahngesetzgebung, überarbeitet. Nachdem eine erste Vernehmlassung noch ohne Berücksichtigung des SWV oder von Kraftwerkgesellschaften durchgeführt wurde, konnte im Berichtsjahr die Mitwirkung erreicht werden. Die Geschäftsstelle des SWV hat mit einer Expertengruppe und unter Einbezug der Hydrosuisse den Vernehmlassungsentwurf analysiert und eine detaillierte Stellungnahme eingereicht (vgl. www.swv. ch > Downloads > Positionen und Stellungnahmen). Angesichts der zahlreichen Kritikpunkte wurde gegenüber der IKSS ein stärkerer Einbezug der Fachleute der Wasserkraftwerke bei der Revision gefordert und noch im Berichtsjahr von der IKSS auch in Aussicht gestellt. Vollzugshilfe Geschiebehaushalt Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) hat Ende November den seit Längerem erwarteten Entwurf für die «Vollzugshilfe zur Sanierung des Geschiebehaushaltes» in die Anhörung gebracht. Die Geschäftsstelle des SWV hat noch im Berichtsjahr mit der Analyse des Entwurfs begonnen und wird unter Einbezug der Hydrosuisse (und zusätzlich der Kommission für Hochwasserschutz) bis zum Termin im Februar 2019 eine detaillierte Stellungnahme einreichen. Studie Zukunft Wasserkraft Die Hydrosuisse unterstützt auf Empfehlung der Geschäftsstelle SWV eine Zukunftsstudie. Die Grundidee besteht darin, jenseits vom Tagesgeschäft Raum und Zeit für Überlegungen zur längerfristigen Zukunft der Wasserkraft zu schaffen. Darüber hinaus sollen aus der Studie konkrete Handlungsempfehlungen abgeleitet werden können. Im Berichtsjahr wurden die Zielsetzung und das Vorgehen konkretisiert und ein möglicher Auftragnehmer inklusive Zusatzfinanzierung identifiziert. Die Hauptarbeit ist für das Jahr 2019 vorgesehen, und die Erkenntnisse sollten an der nächsten Hauptversammlung präsentiert werden können. Durchführung Fachtagung Wasserkraft Mit Unterstützung der Hydrosuisse wurde am 13. November 2018 die siebte und damit bereits traditionelle «Fachtagung Wasserkraft» in Olten durchgeführt. Mit 163 interessierten Teilnehmenden fand auch diese Durchführung grossen Anklang und stiess inhaltlich auf sehr gute Reso-

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nanz. Das inzwischen etablierte Treffen der Fachwelt der Wasserkraft entspricht offenbar weiterhin einem Bedürfnis und soll auch künftig als jährlicher Austausch zu technischen Entwicklungen angeboten werden. Publikation neue Faktenblätter Im Berichtsjahr wurden unter Einbezug der Hydrosuisse zwei SWV-Faktenblätter zu den Themen «Kosten der Wasserkraftproduktion» und «Investitionen in die Wasserkraft» erarbeitet und in deutscher und französischer Sprache über die SWV-Webseite publiziert. Zusammen mit der auch als Faktenblatt publizierten Kurzfassung zur Studie über die «Energieeinbussen aus Restwasserbestimmungen» stehen damit inzwischen neun Faktenblätter zu relevanten Themen der Wasserkraft zur Verfügung (vgl. www.swv.ch > Fachinformationen). Kontakte zu Partnerorganisationen Anlässlich der Kommissionssitzungen informieren sich die Mitglieder standardmässig über die laufenden Geschäfte von Partnerorganisationen mit Vorstandssitz des SWV, namentlich: Verein für umweltgerechte Energie (VUE), Arbeitsgemeinschaft Alpine Wasserkraft (AGAW) und Wasser-Agenda 21 (WA21) (vgl. Abschnitt 1.6). Austausch zu aktuellen Themen An den Kommissionssitzungen werden, teilweise gestützt auf Inputs eingeladener Referenten oder von Kommissionsmitgliedern, Erkenntnisse zu aktuellen Themen vertieft diskutiert oder mindestens ausgetauscht. Im Berichtsjahr betraf dies unter anderem: «Neue Kraftwerksverträge mit Swissgrid bzgl. Re-Dispatch», «Schonender Fischabstieg an Wasserkraftwerken» und – ausgelöst durch einen Zwischenfall anlässlich von Korrosionsschutzarbeiten bei den Engadiner Kraftwerken – die «Belastung mit PCB» Kommission Hochwasserschutz Die Kommission für Hochwasserschutz, Wasserbau und Gewässerpflege (KOHS) hat sich im Berichtsjahr bestimmungsgemäss für Beiträge zur Sicherung der fachlichen Qualität und des Standes der Technik in Hochwasserschutz und Wasserbau engagiert. Die wichtigsten Geschäfte sind nachfolgend zusammengefasst: Durchführung KOHS-Tagung 2018 Die traditionelle Wasserbau-Tagung der KOHS wurde am 20. März 2018 zum Thema «Geschiebehaushalt im 21. Jahr105

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eine Stellungnahme zu den erarbeiteten Erkenntnissen gebeten.


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hundert» in Olten durchgeführt. Mit rund 220 interessierten Teilnehmenden stiess die Veranstaltung einmal mehr auf viel Resonanz in der Fachwelt. Vorbereitungen KOHS-Tagung 2019 Parallel zur Durchführung der 2018er-Tagung begann die entsprechende Arbeitsgruppe der KOHS bereits mit inhaltlichen Vorbereitungen für die Tagung 2019. Diese wieder am traditionellen Januartermin in Olten vorgesehene Tagung ist dem Thema «Bau und Bewirtschaftung von Geschieberückhaltebecken» gewidmet. Durchführung KOHS-Weiterbildungskurse Die neue Serie wasserbaulicher Weiterbildungskurse widmet sich dem Thema «Zukunftsfähige Entwicklung von Wasserbauprojekten». Nach Abschluss der vom BAFU finanzierten Vorbereitung von Kursprogramm und Kursdokumentation wurden im Berichtsjahr die ersten beiden Kurse mit den jeweils maximal zugelassenen 28 Teilnehmenden durchgeführt, und zwar: am 14./15. Juni in Wislikofen im Kanton Aargau und am 20./21. September in Solothurn. Für die Jahre 2019 und 2020 sind je zwei bis drei weitere Durchführungen in verschiedenen Regionen geplant. Arbeitsgruppe Geschieberückhaltebecken Mit dieser internen Arbeitsgruppe will die Kommission einen Überblick über die bestehenden Erfahrungen für das Design von Geschieberückhaltbecken in Bezug auf die unterschiedlichen Prozesse beim Feststofftransport gewinnen. Anlässlich der nächsten KOHS-Tagung 2019 soll mit einem einleitenden Referat über die bisherigen Erkenntnisse informiert werden. Austausch diverse aktuelle Themen Anlässlich der Kommissionssitzungen informieren sich die Mitglieder jeweils über aktuelle Aktivitäten. Anhand von Kurzreferaten wird zudem über relevante Wasserbauprojekte oder Geschäfte informiert und diskutiert, im Berichtsjahr waren das unter anderem: die «Neuregelung der Wasserzinsen und die Position des SWV», «Anhörungsentwurf der Vollzugshilfe zur Sanierung Geschiebehaushalt» und «Schweizer Hochwasserrekorde und das erneuerte Verzeichnis grosser Hochwasserabflüsse». 1.3

Fachzeitschrift «Wasser Energie Luft» Im bereits 110. Jahrgang der Fachzeitschrift «Wasser Energie Luft» wurden wiederum vier Ausgaben herausgege106

ben. Diese umfassten total 304 paginierte Seiten (Vorjahr 313 Seiten) und enthielten neben Nachrichten aus der Wasser- und Energiewirtschaft eine grosse Vielfalt fundierter Fachartikel aus Wissenschaft und Praxis: Heft 1/2018 brachte neben der bereits traditionellen Auswertung der «Unwetterschäden in der Schweiz im Jahre 2017» unter anderem Beiträge zur «Durchleitung von Trübeströmen in Speicherseen», zur «Simulation von Murgängen» sowie als Schwerpunktthema zwei Beiträge zum «Hochwasserschutz Sihltal/Zürich». Heft 2/2018 beinhaltete unter anderem die Resultate einer SWV-eigenen Untersuchung zu «Ersatzinvestitionen in die Wasserkraft», einen Beitrag zu «Künstliche Hochwasser an der Saane» sowie als Schwerpunkt drei Beiträge zu «Mehrzweckspeicher». Darüber hinaus wurde in der zweiten Ausgabe wie üblich auch der SWV-Jahresbericht 2017 in deutscher und französischer Sprache veröffentlicht. Heft 3/2018 publizierte unter anderem Fachbeiträge zu einem «Absenkversuch Limmat», zu den Erkenntnissen aus dem Forschungsprojekt «Geschiebe- und Habitatsdynamik», zur sogenannten «BeNI-Rampe für die ökologische Längsvernetzung», zur Methodik «Probabilistische Dammbruchanalyse» und zum «Wasserhaushalt 2017». Heft 4/2018 beinhaltete unter anderem die SWV-eigene Untersuchung «Energieeinbussen aus Restwasserbestimmungen», eine Situationsanalyse zur «Betonquellung bei Talsperren» und eine Übersicht über «Schweizer Hochwasserrekorde». Darüber hinaus wurde mit der vierten Ausgabe wie üblich das Protokoll der 107. Hauptversammlung in deutscher und französischer Sprache publiziert. Sammelbände WEL und Onlinezugriff Weiterhin produziert der SWV die Ausgaben eines Jahres als gedruckte Sammelbände. Die lückenlose Reihe dieser gebundenen Jahresausgaben geht zurück bis zum 1. Jahrgang aus dem Jahre 1908. Seit der Ausgabe 4/2010 werden zudem sämtliche Ausgaben der Zeitschrift auch auf der Onlineplattform Issuu veröffentlicht und können damit über die Plattform bzw. auch über die Webseite des SWV kosten-

los digital gelesen werden. Ein direkter Onlinezugriff für Abonnenten und Mitglieder auf pdf-Files der Zeitschrift ist für 2019 vorgesehen. 1.4

Publikationen, Medienarbeit, Referate Im Berichtsjahr wurden von der Geschäftsstelle SWV oder in Zusammenarbeit die folgenden Publikationen erstellt: • Festschrift «Der Rheinverband 1917 bis 2017 – Hundert Jahre Wasserwirtschaft am Alpenrhein», publiziert als SWV-Verbandsschrift Nr. 70 sowie in gekürzter Fassung als Fachartikel in «Wasser Energie Luft», Fachzeitschrift des SWV, 110. Jahrgang, Heft 2/2018, Seiten 29–33; • Fachartikel «Ersatzinvestitionen in die Schweizer Wasserkraft», publiziert in «Wasser Energie Luft», Fachzeitschrift des SWV, 110. Jahrgang, Heft 2/2018, Seiten 85–92; • Fachartikel «Energieeinbussen aus Restwasserbestimmungen – Stand und Ausblick», publiziert in «Wasser Energie Luft», Fachzeitschrift des SWV, 110. Jahrgang, Heft 4/2018, Seiten 233–245, sowie in gekürzter Version als Studienkurzfassung auf der Webseite des SWV. Darüber hinaus wurden seitens Präsidium, Geschäftsstelle und Kommissionen zahlreiche Medienanfragen beantwortet, die teilweise auch in publizierten Beiträgen resultierten. Zu nennen sind unter anderem: • Beitrag über «Fischschutz und Sanierungskosten der Wasserkraft» in der SRF-Sendung «Rundschau» vom 16. Mai 2018; • Diverse Presse- und Radiobeiträge zur Studie «Energieeinbussen aus Restwasserbestimmungen», national u. a. in der «Neuen Zürcher Zeitung» vom 3. Oktober 2018; • Diverse Anfragen und Beiträge zu den «Auswirkungen der Sommertrockenheit auf die Wasserwirtschaft», u. a. in der SRF-Sendung «10vor10» vom 24. Oktober 2018. An verschiedenen öffentlichen Veranstaltungen hat die Geschäftsstelle zudem mit Referaten über die Situation und die Perspektiven der Schweizer Wasserwirtschaft, namentlich der Wasserkraftproduktion, informiert und damit auch Einfluss auf die Debatten genommen. Zu nennen sind insbesondere: • Referat zum Thema «Wasserzinse: Reformbedarf – Position der Wasserwirtschaft» anlässlich des Vortragsabends des Rheinverbands mit Podi-

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1.5 Veranstaltungen Der SWV hat im Berichtsjahr die folgenden eigenen Tagungen und Kurse mit insgesamt rund 800 Teilnehmenden durchgeführt (die Veranstaltungen der drei Verbandsgruppen sind separat in den Mitteilungen im Anhang 4 zusammengestellt): • 20.3. KOHS-Tagung in Olten • 7.6. SWV-Forum Powertage in Zürich • 14./15.6. KOHS-Kurs 5.1 in Wislikofen • 6./7.9. SWV-Hauptversammlung in Disentis • 20./21.9. KOHS-Kurs 5.2 in Solothurn • 13.11. Hydrosuisse-Tagung in Olten Die Programme vieler dieser Veranstaltungen stehen auf der Webseite des SWV als PDF-Dateien zur Verfügung. Mitarbeit in externen Gremien und Projekten Zwecks Dialog mit verschiedenen Akteuren im Bereich der Wasserwirtschaft, wurde auch im Berichtsjahr die Zusammenarbeit mit anderen Verbänden und Institutionen gepflegt, unter anderem mit folgenden Gruppierungen:

stützung der neuen AGAW-Studie «Wasserkraft und Flexibilität» im Vordergrund. Schweizerisches Talsperrenkomitee Der SWV ist traditionell in der Technischen Kommission des «Schweizerischen Talsperrenkomitees» (STK) vertreten. Auch die Mitarbeit in verschiedenen Fachausschüssen wurde weitergeführt, namentlich in der Arbeitsgruppe «Talsperrenüberwachung», die unter anderem die jährlichen STK-Tagungen vorbereitet. Ebenfalls wurde mit Beteiligung des SWV über die Arbeitsgruppe «Öffentlichkeitsarbeit» wiederum ein Bildkalender zu Stauanlagen für das Jahr 2019 produziert. Wasser-Agenda 21 Der SWV ist bei dieser Akteursplattform des Bereiches Wasser im Vorstand, in der Arbeitsgruppe «Dialog Wasserkraft» und im Lenkungsausschuss der neu gegründeten «Plattform Sanierung Wasserkraft» engagiert. Im Berichtsjahr standen diverse Veranstaltungen zum Erfahrungsaustausch bezüglich Umsetzung des Gewässerschutzgesetzes im Vordergrund. Parallel dazu ist die Wasser-Agenda 21 daran, zehn Jahre nach ihrer Gründung die eigene Strategie und Organisation zu überprüfen. Verein für umweltgerechte Energie Als Gründungsmitglied im «Verein für umweltgerechte Energie» (VUE) stellt der SWV über seine Kommission Hydrosuisse das Vorestamdsmitglied der Kategorie Wasserkraft. Auch der VUE ist knapp 20 Jahre nach seiner Gründung daran, seine Ziele und Strategien in einer im Umbruch stehenden Energiewirtschaft zu überdenken. Auf Anfang 2019 ist dazu ein breit angelegter Zukunftsworkshop mit Beteiligung der Mitglieder geplant.

1.6

Arbeitsgemeinschaft Alpine Wasserkraft Die Kontakte zur «Arbeitsgemeinschaft Alpine Wasserkraft» (AGAW) werden über die Geschäftsstelle weiterhin im Rahmen der Einsitznahme im Vorstand wahrgenommen und dabei die Beziehungen über die Landesgrenzen hinweg nach Deutschland, Österreich und Südtirol gepflegt. Im Berichtsjahr stand die inhaltliche Unter-

Beirat und Moderation Powertage Der SWV ist über die Geschäftsstelle weiterhin im Beirat der alle zwei Jahre durchgeführten Powertage vertreten und übernimmt traditionell das Patronat und die Moderation für das Fachforum vom dritten Tag. Im Berichtsjahr wurden die Powertage vom 5. bis 7. Juni 2018 vorbereitet und das Forum vom dritten Tag zum Thema «Kraftwerk Schweiz» vom SWV durchgeführt. Begleitgruppen Forschungsprojekte Der SWV ist über die Geschäftsstelle in verschiedenen Begleitgruppen zu Forschungsprogrammen und -projekten des Bundes involviert. Im Berichtsjahr waren das namentlich die Begleitgruppen für das

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Forschungsprogramm «Wasserbau und Ökologie 2017–2021» sowie für das Forschungsprojekt «Hydro-CH 2018 – Wasserspeicher». Weitere Engagements der Geschäftsstelle oder von Delegierten des SWV betreffen die Mitwirkung in Ad-hoc-Arbeitsgruppen sowie Begleit- und Expertengruppen, namentlich der Bundesverwaltung oder von Forschungsstellen. Dabei ergab sich immer wieder auch die Gelegenheit zur Pflege des informellen Austausches mit diversen Akteuren der Wasserwirtschaft. 1.7

Geschäftsführungen und Kontakte Verbandsgruppen Die Geschäftsstelle des SWV führt weiterhin auch die Geschäfte vom Verband AareRheinwerke (VAR) und vom Rheinverband (RhV). Der Kontakt zur Tessiner Verbandsgruppe Associazione Ticinese di Economia delle Acque (ATEA) erfolgt durch die Vertretung des Geschäftsführers des SWV im ATEA-Vorstand. Die Aktivitäten in den drei Verbandsgruppen sind in den Mitteilungen in Anhang 4 zusammengefasst. 2.

Jahresrechnung 2018, Budget 2020 Die Jahresrechnung 2018 mit Bilanz und Erfolgsrechnung, die von der Hauptversammlung bereits genehmigten Budgets 2018 und 2019 sowie der Voranschlag 2020 zu Händen der Hauptversammlung 2019 sind im Anhang 1a–1c zusammengestellt. Die Rechnung wurde am 12. März 2019 von der OBT AG nach dem Standard der eingeschränkten Revision geprüft und für gut befunden. Der Revisionsbericht wurde von Ausschuss und Vorstand zur Kenntnis genommen. Erfolgsrechnung 2018 Die Erfolgsrechnung ist geprägt von den ausserhalb des Budgets beschlossenen Sonderausgaben, die aber über Rückstellungen und Reserven finanziert werden konnten. Es betrifft dies die Aufwendungen für die Einführung einer neuen Verwaltungssoftware (CRM-System) auf der Geschäftsstelle und die Überbrückungsfinanzierung für die zusätzlichen Personalkosten für den neuen Mitarbeitenden. Unter Verwendung der hauptsächlich im Vorjahr gebildeten Rückstellungen EDV und unter Auflösung von Allgemeinen Reserven schliesst die Rechnung mit einem Aufwandüberschuss von CHF 1433.94, welcher als Vortrag dem aktiven Vereinsvermögen belastet wird.

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Jahresbericht 2018

umsdiskussion vom 28. Februar 2018 in Landquart; • Referat zum Thema «Situation und Perspektiven der Schweizer Wasserkraft» anlässlich Energie-Apéro Schwyz vom 9. April 2018 in Schwyz; • Referat zum Thema «Wasserzins – ökonomische Logik versus politische Realität» anlässlich der VSE-Tagung zur Zukunft der Wasserkraft vom 27. Juni 2018 in Olten; • Referat zum Thema «Energieeinbussen aus Restwasserbestimmungen – Stand und Ausblick» anlässlich der 107. Hauptversammlung des SWV vom 6. September 2018 in Disentis; • Referat zum Thema «Wasserkraft in der Schweiz – Zukunftsperspektiven» anlässlich der Vortragsreihe der Seniorenuniversität Bern vom 30. November 2018 in Bern. Die PDF-Dateien der meisten Referate und Publikationen sind auf der Webseite zum Herunterladen aufgeschaltet.


Jahresbericht 2018

Bilanz per 31.12.2018 Die Bilanz zeigt das um die Verwendung von Rückstellungen EDV und die Auflösung von allgemeinen Reserven reduzierte Verbandsvermögen. Mit Rückstellungen und Reserven in der Höhe von CHF 1 045 817.– sowie dem aktiven Vereinsvermögen von zusätzlichen CHF 403 086.– ist die finanzielle Stabilität des Verbandes weiterhin ungebrochen. Das grossmehrheitlich aus Eigenkapital bestehende Vermögen ist zwecks Risikoverteilung bei verschiedenen Finanzinstituten angelegt. Verteilung Einnahmen und Ausgaben 2018 Die anteilmässige Verteilung der Einnahme- und Ausgabeposten kann den Grafiken im Anhang 1d entnommen werden. Im Berichtsjahr wurden 82 % der Einnahmen durch Mitgliederbeiträge generiert, die zu 4/5 aus der Wasserkraftproduktion stammen. Weitere Einnahmeposten sind die Deckungsbeiträge aus Tagungen und Kursen mit 11 %, die Beiträge für die Geschäftsführungen bei den Verbandsgruppen VAR und RhV mit 4 % sowie der aus Abos und Inseraten generierte De-ckungsbeitrag für die Fachzeitschrift WEL mit 3 %. Ausgabenseitig im Vordergrund sind die Personalkosten der Geschäftsstelle mit einem Anteil von 75 %,

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gefolgt von den Kosten für Raumaufwand und Verwaltung mit 14 % (ohne Einführung neues CRM) und den Entschädigungen für die Verbandsgremien mit 5 %. Eigene Studien und Projekte wurden mit 4 % der Ausgaben unterstützt. Der Rest von 2 % summiert verschiedene kleinere Ausgaben. Budget 2020 (Vorschlag) Das in Anhang 1b dargestellte Budget 2020 zu Händen der Hauptversammlung 2019 setzt die Fortführung der Tätigkeiten im bisherigen Umfang und unveränderte Tarife für Mitgliederbeiträge voraus. Das Budget zielt auf ein ausgeglichenes Ergebnis und rechnet bei einem Ertrag von CHF 1 092 570.– und einem Aufwand von CHF 1 091 000.– mit einem leichten Ertragsüberschuss von CHF 1570.–. Das Budget entspricht damit in etwa dem laufenden Jahr mit wenigen kleineren Abweichungen. 3.

Mitgliederbestand des Verbandes und seiner Gruppen Gegenüber dem Vorjahr ist ein leichter Zuwachs bei Einzel- und Kollektivmitgliedern zu verzeichnen. Der Mitgliederbestand betrug per Ende 2018 (vgl. detaillierte Zusammenstellung und Entwicklung der letzten zehn Jahre in Anhang 2):

• •

348 Einzelmitglieder 216 Kollektivmitglieder, davon: 31 öffentliche Körperschaften 82 Wasserkraftbetreiber, 19 Verbände/Vereine, 75 Industrie/Ingenieurunternehmen 9 Forschungsinstitute Über die Unternehmen mit eigener Wasserkraftproduktion sind 280 Zentralen mit einer jährlichen Produktionserwartung von ca. 33 000 GWh und damit über 90 % der schweizerischen Wasserkraftproduktion im SWV vertreten. Bestand aller Verbandsgruppen Zusammen mit den drei Verbandsgruppen VAR, RhV und ATEA (vgl. Mitteilungen im Anhang 4) vereint der Verband damit insgesamt 861 Mitgliedschaften, davon 476 Einzel- und 385 Kollektivmitglieder. 4. Gremien des Verbandes Die Mitglieder der leitenden Gremien des Verbandes, der Geschäftsstelle, der beiden Fachkommissionen sowie der Verbandsgruppen per Ende Berichtsjahr sind in Anhang 3 namentlich aufgeführt.

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1.

Activités de l’Association

1.1

Bureau, comité, assemblée générale, secrétariat

Bureau En 2018, le bureau exécutif du comité s’est réuni en deux séances ordinaires ainsi qu’une session complémentaire, a pris plusieurs décisions concernant les affaires courantes par voie de circulation et a adopté des prises de positions et avis de l’Association. Lors de la première séance ordinaire du 17 avril 2018 à Berne, le bureau a adopté les comptes 2017 vérifiés par l’organe de révision, ainsi que le budget 2019 à l’intention du comité et de l’assemblée générale. En plus du budget, le bureau a également approuvé la proposition concrète d’ajuster les montants de cotisation des membres au début de 2019, permettant un financement stable du secrétariat renforcé par des compétences techniques supplémentaires. En outre, le bureau s’est consacré à diverses tâches prévues par les statuts pour l’assemblée générale, en particulier les élections complémentaires pour le comité et les commissions. De plus, le bureau a examiné les procédures et les positions sur des sujets politiques actuels. Une session complémentaire organisée le 26 juin 2018 dans la région de Glaris a permis au bureau d’intensifier les discussions sur les affaires politiques, notamment sur le thème «Conception du marché de l’électricité» et d’affiner la position commune. Lors de la deuxième séance ordinaire du 20 décembre 2018 à Berne, le bureau a pris connaissance du bilan financier provisoire pour l’exercice 2018. En outre, le bureau a évalué les activités de l’Association lors de l’année écoulée et les perspectives pour l’année à venir. Les objectifs et les activités pour l’année 2019 ont été discutés et adoptés. Enfin, lors de cette séance, le bureau a également examiné des prises de positions et des avis actuels.

Comité En 2018, le comité en entier s’est réuni en une séance ordinaire et a été impliqué sur diverses prises de position et documents argumentaires par voie de correspondance. Lors de la séance du 23 mai 2018 à Olten, le comité a pris connaissance des divers travaux de l’Association et s’est consacré à la préparation des obligations statutaires de l’assemblée générale. A cet effet, il a accepté le rapport annuel 2017 et a approuvé les comptes 2017 et le budget 2019 à l’intention de l’assemblée générale sur la base du rapport annuel de l’organe de révision et de la proposition du bureau. Avec le budget, le comité a également explicitement examiné et approuvé la demande concrète d’ajuster les montants de cotisation des membres à partir du début 2019. Lors de la même séance, respectivement en partie par voie de correspondance, le comité s’est occupé des élections complémentaires pour le comité et les commissions. Le comité a pris connaissance de quatre retraits en son sein, motivés par la fonction, à savoir: Christian Plüss, Alpiq (retrait du bureau et du comité), Anton Schleiss, LCH-EPFL (retrait du bureau, mais toujours au comité), Thomas Staffelbach, CFF (retrait du comité), et Roman Derungs, GE (retrait du comité). Le comité a adopté à l’intention de l’assemblée générale les nouvelles nominations proposées par le bureau, à savoir: Jürg Speerli, HSR (nouveau au bureau), Alain Schenk, CFF (nouveau au comité), Alexander Schwery, GE (nouveau au comité), et Elmar Kämpfen, Hydro-Exploitation (nouveau au comité). Enfin, le comité a également pris connaissance de deux retraits des deux commissions, à savoir: Anton Schleiss, LCH-EPFL (retrait de la CIPC), et Christoph Busenhart, ewz (retrait d’Hydrosuisse), et a élu les personnes suivantes proposées par le bureau nouvellement dans les commissions: Giovanni de Cesare, LCH-EPFL, et Markus Zumsteg, canton d’Argovie (tous deux nouveaux dans la CIPC) et Christof Oertli, ewz (nouveau dans Hydrosuisse).

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La liste complète des membres du comité et des commissions au 31.12.2018, y compris les nouveaux membres confirmés par l’assemblée générale, peut être consultée à l’annexe 3. Assemblée générale La 107ème assemblée générale de l’ASAE s’est déroulée du 6 au 7 septembre 2018 à Disentis dans le canton des Grisons. Comme de coutume, l’assemblée générale a été ouverte par une conférence d’introduction à l’Abbaye de Disentis. Sur le site historique, les quelque 110 participants ont été chaleureusement accueillis au nom de l’ensemble du Conseil d’Etat du canton des Grisons, puis ont assisté aux présentations sur le thème «La force hydraulique au-delà de la production électrique – réservoir d’eau et écologie». L’assemblée générale proprement dite a été ouverte selon la tradition avec le discours du président. Le texte complet de l’allocution ainsi que le procès-verbal de l’assemblée générale se trouvent dans la revue «Eau énergie air», 110ème année, n° 4/2018, pages 281–290. Les points à l’ordre du jour en vertu des statuts, préparés par le bureau et le comité, ont ensuite été adoptés rapidement et sans désaccords. L’assemblée a réceptionné le rapport annuel 2017, approuvé les comptes 2017, déchargé les organes responsables et adopté le budget 2019, y compris l’ajustement demandé des montants de cotisations des membres au 1 janvier 2019. A l’ordre du jour sous le point «Elections complémentaires», les membres sortants du comité ont été congédiés par le président et chaleureusement remerciés pour leur engagement en faveur de l’Association. Par la suite, l’Assemblée a confirmé toutes les mutations au comité et au bureau, proposées par le comité. Une fois les obligations statutaires remplies, les participants ont été invités à un apéritif et ont eu l’occasion de poursuivre les échanges lors du repas du soir à l’Abbaye.

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Jahresbericht 2018

Rapport annuel 2018 de l’Association suisse pour l’aménagement des eaux


Jahresbericht 2018

Le lendemain, les participants intéressés ont eu la possibilité de visiter des projets achevés de rénovation et d’expansion hydroélectriques dans la région, notamment la centrale Russein avec le barrage surélevé de Barcuns dans le Val Russein ainsi que la centrale Tschar à Obersaxen avec un nouveau palier de chute supérieur. Secrétariat L’année sous revue a été de nouveau bien chargée pour le secrétariat. Les travaux ont toutefois pu être intensifiés en termes de ressources humaines avec le nouveau poste de «gestionnaire en énergie» approuvé par le bureau, acté par l’assemblée générale de l’année précédente et pourvu avec succès par le directeur dès le début de l’année. L’équipe s’est occupée des affaires courantes de l’ASAE et des deux commissions spécialisées, des activités des groupes régionaux Aare-Rheinwerke (VAR) et Rheinverband (RhV), de la rédaction et de la publication de la revue spécialisée «Eau énergie air», y compris l’acquisition des articles et des annonces, de la maintenance du site internet ainsi que de l’organisation d’une douzaine d’événements. De plus, en raison des inévitables progrès techniques, un nouveau logiciel de gestion (système CRM) a été introduit au secrétariat avec une bonne dose d’engagement supplémentaire de la part de l’équipe de l’ASAE. En outre, les deux spécialistes du secrétariat ont représenté les intérêts de la force hydraulique et son développement dans divers groupes de travail et groupes d’experts, ainsi que dans les organes d’organisations partenaires, tout en s’engageant ensemble avec les commissions par des prises de position, des présentations, des publications et des réponses aux médias (cf. sections suivantes). La composition du secrétariat au 31 décembre 2018 est indiquée à l’annexe 3. 1.2 Travail des commissions Les disciplines «Force hydraulique» et «Protection contre les crues et aménagement hydraulique» sont toujours suivies par les commissions compétentes, à savoir la commission Hydrosuisse, composée de représentants des principaux producteurs hydroélectriques, ainsi que la commission pour la protection contre les crues (KOHS/CIPC), composée d’experts reconnus dans le domaine de la protection contre les crues et l’aménagement hydraulique (cf. la composition actuelle des deux commissions au 31.12.2018 à l’annexe 3). 110

Les principales activités sont en général initiées par le bureau en collaboration avec les deux présidents de commission. Commission Hydrosuisse Conformément aux dispositions, la commission Hydrosuisse a continué durant l’exercice 2018 à préserver les intérêts des producteurs d’énergie hydraulique, les bonnes conditions-cadres générales concernant l’utilisation de l’énergie hydraulique et le savoir-faire requis. Les affaires les plus importantes sont résumées ci-dessous: Conception du marché de l’électricité Compte tenu de la révision à venir de la Loi sur l’approvisionnement en électricité (LApEI) et de la nouvelle «conception du marché de l’électricité» souvent citée, la commission s’est penchée sur les exigences du marché de l’électricité du point de vue de l’énergie hydraulique. Les fondements d’une conception de marché dérivée de la prise de position établie l’an dernier sur la «Compétitivité de l’énergie hydraulique» ont également été utilisés par le bureau de l’ASAE lors de sa séance supplémentaire sur le thème «Conception du marché de l’électricité». Sur la base de ces travaux préliminaires, une prise de position sur la révision de la Loi sur l’approvisionnement en électricité, soumis à une consultation publique par le Conseil fédéral au cours de l’exercice sous revue, a ensuite pu être élaborée rapidement et de manière ciblée (voir www.swv.ch > Téléchargements > Prises de position). Redevance hydraulique L’ASAE, avec la participation de la Commission et du groupe de travail constitué à cet effet, a soutenu les travaux de lobbying de la compétente Association des Entreprises électriques Suisses (AES). Après que le Conseil fédéral ait estimé que la réduction temporaire, proposée par lui-même, du plafond de la redevance hydraulique était «non éligible à une majorité», celui-ci a proposé cette année avec le Message sur la modification de la loi sur les forces hydrauliques (LFH) de maintenir la réglementation actuelle jusqu’en 2024. Lors de la session d’automne 2018, le Conseil des Etats a déjà approuvé à une large majorité de renoncer à la réforme urgente et nécessaire et, malheureusement, il est peu probable que le Conseil national fasse preuve de plus de volonté de réformes au cours de cette année. Ainsi, on peut déjà affirmer que beaucoup d’efforts auront été investis dans cette opération avec probablement

pas de retour. Un retraitement interne est prévu cette année. Etat de référence lors d’études d’impact L’initiative parlementaire 16.452 déposée par le président actuel de l’ASAE vise à établir une réglementation légale pour le renouvellement de concession des centrales hydroélectriques en fonction du statut actuel plutôt que de la situation historique. Après que la Commission de l’énergie du Conseil national (CEATE-N) et la commission sœur du Conseil des Etats (CEATE-E) eurent décidé d’ouvrir la procédure, la CEATE-N a envoyé en consultation au cours de l’année un avant-projet d’amendement correspondant de la Loi sur les forces hydrauliques (LFH). L’ASAE soutient la pro-position majoritaire de la CEATE-N et a préparé une prise de position détaillée avec le soutien de Hydrosuisse (voir www.swv.ch > Téléchargements > Prises de position). Pertes d’énergie dues aux débits résiduels L’enquête lancée l’année précédente par l’ASAE sur les pertes d’énergie passées et futures résultant de la réglementation relative aux débits résiduels en vertu de la Loi sur la protection des eaux (LEaux), a été avancée durant l’année sous revue par le secrétariat en collaboration avec un groupe d’experts des exploitants de centrales et avec la participation de la Commission. Après une collecte et une analyse approfondies des données, les évaluations avec rapport d’encadrement ont pu être achevés à l’automne et présentés à la 107ème assemblée générale annuelle de l’ASAE. Le rapport a été publié à la fin du mois de septembre sous forme d’article dans le bulletin WEL et de résumé sur le site internet de l’ASAE (cf. www.swv.ch > Publications > Présentations et articles) et a été porté à l’attention du grand public par le biais de communiqués de presse. Sur la base de l’enquête, le président de l’ASAE a ensuite soumis une interpellation (Ip 18.3983) demandant au Conseil fédéral de lui prendre position sur les conclusions. Données sur coûts et investissements La collecte de données sur les coûts et les investissements de la production hydroélectrique lancée par l’Office fédéral de l’énergie (OFEN) et mandatée par la Commission de l’énergie du Conseil national (CEATE-N) a été soutenu au cours de l’année sous revue par Hydrosuisse par un certain effort de coordination à travers un groupe d’experts. Les résultats et les conclusions qui en découlent ont ensuite été utilisés parallèlement au communiqué

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Potentiel de l’énergie hydraulique Dans le contexte de la mise à jour des perspectives énergétiques par la Confédération, l’OFEN a lancé une nouvelle enquête sur le potentiel de l’énergie hydraulique au cours de l’année sous revue. Après le fort engagement des opérateurs de centrales hydrauliques lors de la dernière étude de potentiel coordonnée par l’ASAE en 2012, et que le potentiel identifié à l’époque n’ait guère changé de manière significative entre-temps, le renoncement à une nouvelle collecte détaillée de données a été décidé. Cependant, les résultats très actuels de la propre enquête de l’ASAE sur les «Pertes d’énergie dues à la détermination du débit résiduel» (cf. ci-dessus) ont contribué de manière très pertinente à la discussion sur le potentiel de l’énergie hydraulique. Les résultats de l’enquête actualisée sur le potentiel seront discutés lors d’un atelier au cours de la nouvelle année. Suivi de la prime de marché Depuis l’entrée en vigueur de la stratégie énergétique 2050 respectivement des lois et des ordonnances correspondantes, un groupe d’experts en matière de gestion des centrales hydrauliques, sous la conduite du secrétariat de l’ASAE et en association avec Hydrosuisse, s’est penché sur le suivi et le soutien nécessaire jusqu’à présent de la mise en œuvre des nouveaux instruments d’encouragement, à savoir la prime de marché. L’objectif principal est d’atteindre des exigences les plus uniformes possible dans les sollicitations et d’apporter des détails de manière coordonnée sur les incertitudes et les difficultés à l’OFEN agissant en tant qu’autorité de gestion. Réglementation remontées mécaniques Les réglementations du concordat intercantonal des téléphériques et téléskis (CITT) s’appliquent aux petites remontées mécaniques, funiculaires et ascenseurs inclinés des centrales hydrauliques qui ne sont en général pas sous concession fédérale. Ces règlements sur les remontées mécaniques sont actuellement révisés par la CITT en se basant sur la législation nationale et internationale des remontées mécaniques. Après une première consultation sans prise en compte de l’ASAE ou des centrales hydroélectriques, l’Association a été impliquée lors du deuxième cycle de con-

sultation au cours de l’année sous revue. Accompagné par un groupe d’experts et avec la participation d’Hydrosuisse, le secrétariat de l’ASAE a analysé le projet de consultation et a présenté une prise de position détaillée (cf. www.swv.ch > Téléchargements > Prises de position). Compte tenu des nombreuses critiques, la CITT a été invitée à associer plus étroitement à la révision des experts issus des centrales hydroélectriques, perspectives offertes par la CITT au cours de l’année. Assainissement du charriage À la fin du mois de novembre, l’Office fédéral de l’environnement (OFEV) a mis en consultation le projet tant attendu concernant «l’aide à l’exécution de l’assainissement du régime de charriage». Le secrétariat de l’ASAE a commencé l’analyse du projet au cours de l’année sous revue et présentera une prise de position détaillée avec la participation d’Hydrosuisse (ainsi que la CIPC) avant la date limite de février 2019. Etude sur l’avenir de la force hydraulique Sur la recommandation du secrétariat de l’ASAE, Hydrosuisse s’est aventurée dans l’élaboration d’une étude sur le futur. L’idée de base est de s’octroyer de l’espace et du temps en dehors des activités quotidiennes afin d’imaginer l’avenir de l’énergie hydraulique sur le long terme. En outre, des recommandations concrètes d’action devraient si possible être tirées de l’étude. Au cours de l’année sous revue, les objectifs et la procédure ont été spécifiés et un mandataire potentiel ainsi qu’un financement supplémentaire ont été identifiés. Les principaux travaux sont prévus pour 2019 et les résultats devraient être présentés à la prochaine assemblée générale annuelle. Symposium sur l’énergie hydraulique Le septième «Symposium sur l’énergie hydraulique» a eu lieu le 13 novembre 2018 à Olten avec le soutien de la commission Hydrosuisse. Avec 163 participants, cette édition a de nouveau été bien accueillie et a rencontré un franc succès. Ce rendezvous dorénavant bien établi des spécialistes de l’énergie hydraulique répond de toute évidence à des besoins et devrait de nouveau être proposé comme échange annuel des développements techniques à l’avenir. Nouvelles fiches d’information Au cours de l’exercice 2018, deux fiches d’information de l’ASAE ont été développées avec la participation d’Hydrosuisse

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sur les thèmes «Coûts de la production hydraulique» et «Investissements dans l’énergie hydraulique». Ces fiches ont été publiées en allemand et en français sur le site internet de l’ASAE. Ainsi, avec le résumé de l’étude sur les «Pertes d’énergie dues à la détermination du débit résiduel», neuf fiches d’information sur des thèmes pertinents de l’énergie hydraulique sont maintenant disponibles (cf. www.swv.ch > Informations techniques). Contact avec organisations partenaires A l’occasion des séances de la commission, les membres sont informés sur les affaires actuelles des organisations partenaires pour lesquelles l’ASAE siège, à savoir: l’Association pour une énergie respectueuse de l’environnement (VUE), le Groupe de travail Energie hydraulique alpine (AGAW) et l’Agenda 21 pour l’eau (cf. section 1.6). Echanges sur diverses thématiques Durant les séances de la commission, des connaissances sur des thèmes actuels sont également approfondies, du moins échangées, appuyées en partie par les inputs donnés par des conférenciers invités ou des membres de la commission. En 2018, les thèmes suivants ont notamment été traités: «Nouveaux contrats de centrales avec Swissgrid en matière de redispatching», «Dévalaison piscicole en douceur aux centrales hydrauliques» et, suite à l’incident lors des travaux de protection contre la corrosion dans les centrales hydrauliques de l’Engadine, les «Charges en PCB». Commission Protection contre les crues Cette année encore, la Commission pour la protection contre les crues, la construction hydraulique et l’entretien des cours d’eau (CIPC) s’est engagée pour des contributions visant à assurer la qualité et l’état des techniques en matière de protection contre les crues et l’aménagement hydraulique. Les principales activités sont résumées ci-dessous: Symposium annuel CIPC 2018 Le traditionnel symposium annuel de la commission CIPC a eu lieu le 20 mars 2018 à Olten sur le thème du «Régime de charriage au 21ème siècle». Avec environ 220 participants intéressés, l’événement a suscité une fois de plus un vif intérêt auprès des experts. Symposium annuel CIPC 2019 Parallèlement à la réalisation du symposium 2018, les préparatifs sur le contenu 111

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de l’OFEN pour des propres publications, à savoir un article spécialisé dans la revue WEL et deux fiches thématiques (cf. aussi www.swv.ch > Infos techniques).


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du symposium 2019 avaient déjà débuté par le biais du groupe de travail correspondant de la commission. Cet événement, prévu traditionnellement au mois de janvier à Olten, est consacré au thème «Construction et exploitation des bassins de rétention de matériaux charriés». Cours de formation CIPC 5ème série La nouvelle série de cours de formation continue en hydraulique est consacrée au thème «Développement durable des projets d’aménagement hydraulique». Après la fin des travaux préparatoires du programme et de la documentation du cours financés par l’OFEV, les deux premiers cours ont eu lieu en 2018, avec chaque fois un maximum de 28 participants: les 14 et 15 juin à Wislikofen dans le canton d’Argovie et les 20 et 21 septembre à Soleure. Pour les années 2019 et 2020, deux ou trois cours supplémentaires sont prévues par année dans différentes régions. Groupe de travail rétention de matériaux Avec ce groupe de travail interne, la Commission souhaite obtenir un aperçu d’expériences existantes en matière de conception des bassins de rétention par rapport aux différents processus impliqués dans le transport des sédiments. A l’occasion du prochain symposium CIPC 2019, une présentation d’introduction informera sur les résultats jusqu’à présent. Echanges sur diverses thématiques Lors des séances de la commission, les membres sont informés sur les activités actuelles. Sur la base de courtes présentations, des projets d’aménagement hydraulique ou des affaires pertinentes sont présentés et discutés, notamment cette année sur «La nouvelle réglementation de la redevance hydraulique et la position de l’ASAE», «Projet de consultation concernant l’aide à l’exécution pour l’assainissement du régime de charriage» et «Crues records en Suisse et le relevé actualisé des débits de crue». 1.3

Revue spécialisée «Eau énergie air» Au cours de la 110ème année de publication de la revue spécialisée «Eau énergie air», quatre nouveaux numéros ont été publiés. Les 304 pages (313 pages l’année précédente) rassemblent des informations sur les politiques hydrauliques et énergétiques ainsi que divers articles spécialisés issus de la recherche et de la pratique.

112

Numéro 1/2018 Outre l’évaluation désormais traditionnelle sur les «Dommages causés par les intempéries en Suisse en 2017», la revue met l’accent notamment sur des contributions au sujet du «Transit des écoulements de boue dans les lacs de retenue», de la «Simulation des laves torrentielles» et, comme thème central, deux contributions sur la «Protection contre les crues Sihltal / Zurich». Numéro 2/2018 Contient entre autres les résultats de l’enquête propre de l’ASAE sur les «Investissements de remplacement dans l’énergie hydraulique», une contribution sur les «Crues artificielles sur la Sarine» et, comme thème central, trois contributions sur les «Réservoirs à buts multiples». Finalement ce deuxième numéro comprend comme à l’accoutumée la version française et allemande du rapport annuel 2017 de l’ASAE. Numéro 3/2018 Comporte notamment des articles spécialisés sur un «Essai d’abaissement de la Limmat», sur les conclusions du projet de recherche «Dynamique de charriage et de l’habitat», sur la prénommée «Rampe BeNI pour la mise en réseau écologique longitudinale», sur la méthodologie «Analyse probabiliste de la rupture de barrage» et sur le «Régime des eaux 2017». Numéro 4/2018 Contient notamment l’enquête propre de l’ASAE sur les «Pertes d’énergie dues aux déterminations des eaux résiduelles», une analyse de la situation concernant «La dilation du béton dans les barrages» et un aperçu sur les «Crues records en Suisse». Finalement, ce dernier numéro publie comme à son habitude en français et en allemand le protocole de la 107ème assemblée générale. Enfin, l’ASAE publie les publications d’une année dans un recueil d’articles sur papier, qui rassemble tous les numéros sortis depuis la première année en 1908. De plus, l’ensemble des numéros de la revue depuis le numéro 4/2010 est publié sur la plateforme en ligne Issuu et peut être consulté gratuitement sous forme numérique sur le site de l’ASAE. Un accès direct en ligne pour les abonnés et les membres en format PDF est prévu pour 2019.

1.4

Publications, relations publiques et présentations En 2018, le secrétariat de l’ASAE a publié de manière autonome ou en collaboration avec des organisations partenaires les contributions suivantes: • Brochure commémorative «Association Rheinverband de 1917 à 2017 – Cent ans d’aménagement hydraulique sur le Rhin alpin», publiée sous forme d’Ouvrage de l’Association n° 70 et dans une version abrégée dans la revue WEL, 110ème année, numéro 2/2018, pages 29 à 33; • Article spécialisé «Investissements de remplacement dans l’énergie hydraulique suisse», publié dans la revue WEL, 110ème année, numéro 2/2018, pages 85–92; • Article spécialisé «Pertes d’énergie dues aux déterminations des eaux résiduelles – état et perspectives» publié dans la revue WEL, 110ème année, numéro 4/2018, pages 233–245, ainsi qu’en version abrégée sous forme de résumé sur le site internet de l’ASAE. En outre, du côté de la présidence, du secrétariat et des commissions, de nombreuses demandes des médias ont été répondues, donnant lieu également à des publications, notamment: • Contribution sur la «Protection des poissons et coûts d’assainissement de l’énergie hydraulique» dans l’émission de la SRF «Rundschau» le 16 mai 2018; • Diverses contributions de presse et de radio à l’étude «Pertes d’énergie dues aux déterminations des eaux résiduelles» sur le plan national, par exemple dans la «NZZ» du 3 octobre 2018; • Diverses demandes et contributions sur les «Effets de la sécheresse estivale pour l’aménagement des eaux», par ex. dans l’émission de la SRF «10vor10» du 24 octobre 2018. Lors de diverses manifestations publiques sur le thème de l’énergie hydraulique, le secrétariat a donné des présentations sur la situation et les perspectives de l’énergie hydraulique suisse, en particulier sur la production hydroélectrique, informant et influençant ainsi les débats. On rappellera en particulier: • Présentation sur le thème «Redevance hydraulique: nécessité d’une réforme – Position de l’aménagement hydraulique» à l’occasion de la soirée Rheinverband avec une table ronde le 28 février 2018 à Landquart;

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Présentation sur le thème «Situation et perspectives de l’énergie hydraulique suisse» à l’occasion d’EnergieApéro Schwyz le 9 avril 2018 à Schwyz; • Présentation sur le thème «Redevance hydraulique – logique économique vs réalité politique» à l’occasion de la conférence VSE sur l’avenir de l’énergie hydraulique le 27 juin 2018 à Olten; • Présentation sur le thème «Pertes d’énergie dues aux déterminations des eaux résiduelles – état et perspectives» lors de la 107ème assemblée générale de l’ASAE le 6 septembre 2018 à Disentis; • Présentation sur le thème «Force hydraulique en Suisse – Perspectives d’avenir» à l’occasion de la série de conférences donnée à l’Université des aînés de Berne le 30 novembre 2018 à Berne. Les fichiers en format pdf de la plupart des propres présentations et publications sont disponibles au téléchargement sur le site internet. 1.5 Manifestations Au cours de l’année sous revue, l’ASAE a organisé ses propres symposiums et cours avec environ 800 participants (les événements des trois groupes d’associations sont énumérés séparément dans les communications à l’annexe 4): • 20.03. Symposium CIPC à Olten • 07.06. Forum ASAE à Zurich • 14/15.06. Cours CIPC 5.1 à Wislikofen • 06/07.09. Assemblée générale ASAE à Disentis • 20/21.09. Cours CIPC 5.2 à Soleure • 13.11. Symposium Hydrosuisse à Olten. Les programmes de la plupart de ces manifestations sont également disponibles sur le site internet de l’ASAE sous forme de fichiers pdf. 1.6

Collaboration avec des organisations externes et projets Afin d’encourager le dialogue avec les différents acteurs actifs dans le domaine de l’aménagement des eaux, l’ASAE a continué en 2018 à entretenir des collaborations avec d’autres associations et institutions, en particulier les suivantes: Groupe de l’Energie hydraulique alpine Les contacts avec l’AGAW (Arbeitsgemeinschaft Alpine Wasserkraft) sont de nouveau assurés par le secrétariat de l’ASAE qui siège au sein du comité du groupe de travail. Ils permettent d’entretenir des relations avec les régions limitrophes en Alle-

magne, Autriche et au Sud-Tyrol. Au cours de l’année sous revue, l’accent a été mis sur le contenu de la nouvelle étude AGAW «Force hydraulique dans l’espace alpin». Comité suisse des barrages L’ASAE est traditionnellement représentée dans la commission technique (TECO) du CSB. La collaboration au sein de plusieurs comités spécialisés, notamment le groupe de travail sur la sécurité des barrages, qui prépare entre autres le symposium annuel de la CSB, a également été poursuivie. Le calendrier des barrages 2018 de nouveau été publié et la nouvelle édition pour 2019 est en cours de préparation, avec la participation de l’ASAE via le groupe de travail sur les relations publiques. Agenda 21 pour l’eau L’ASAE est représentée au sein du comité de cette plateforme d’acteurs actifs dans le domaine de l’eau, dans le groupe de travail «Dialogue énergie hydraulique» et dans le comité de pilotage de la «Plateforme d’assainissement de l’énergie hydraulique» récemment créée. Au cours de l’exercice écoulé, l’accent a été mis sur différents événements visant à l’échange des expériences concernant la mise en œuvre de LEaux. Dans le même temps, l’Agenda 21 pour l’eau est en train de revoir sa stratégie et son organisation, dix ans après sa création.

Groupes d’accompagnement de projets L’ASAE est impliquée par son secrétariat dans divers groupes d’accompagnement pour des programmes et projets de recherche. En 2018, il s’agissait notamment des groupes de soutien pour le programme de recherche «Aménagement hydraulique et écologie 2017–2021», ainsi que pour le projet de recherche «Hydro-CH 2018 – réservoir d’eau». L’ASAE s’implique dans d’autres engagements au travers de son secrétariat ou à travers des délégués en participant à des groupes de travail spécialisé, notamment des groupes d’accompagnement ou des groupes d’experts pour l’administration fédérale ou des stations de recherche. Ce faisant, ces engagements sont toujours de bonnes occasions de créer des échanges informels avec les différents acteurs de l’aménagement des eaux. 1.7

Directions et contacts avec les groupes régionaux Le secrétariat de l’ASAE s’est de nouveau chargé de la gestion des activités de l’Association Aare-Rheinwerke (VAR) et du Rheinverband (RhV). Le contact avec l’Associazione ticinese di economia delle acque (ATEA) a été assuré par la représentation du directeur de l’ASAE au sein de son comité. Les activités des trois groupes régionaux sont résumées dans les communiqués disponibles à l’annexe 4.

Association pour l’Energie respecteuse de environnement Membre fondateur de l’association pour énergie respectueuse de l’environnement (VUE), l’ASAE est représentée au sein du comité dans la catégorie énergie hydraulique à travers sa commission Hydrosuisse. Tout juste 20 ans après sa création, l’association VUE doit également reconsidérer ses objectifs et ses stratégies dans un secteur de l’énergie en mutation. Au début de 2019, un vaste atelier dédié à son avenir est prévu avec la participation des membres.

2. Comptes 2018, budget 2020 Les comptes 2018 avec bilan et compte d’exploitation, les budgets 2018 et 2019 déjà adoptés par l’assemblée générale, ainsi que les prévisions pour le budget 2020 destinées à l’assemblée générale 2019, sont récapitulés à l’annexe 1a–1c. Le 12 mars 2019, le cabinet OBT AG a soumis les comptes à un contrôle restreint selon les standards et les a approuvés. Le comité et le bureau ont pris connaissance du rapport de révision.

Journées de l’énergie (Powertage) L’ASAE est représentée par son secrétariat dans le conseil consultatif des journées de l’énergie organisées tous les deux ans et est traditionnellement en charge du patronat et de la modération du 3ème jour du forum. Au cours de l’année sous revue, les journées de l’énergie du 5 au 7 juin 2018 ont été préparées et le forum du 3ème jour sur le thème de «Centrale Suisse» a été organisé par l’ASAE.

Compte d’exploitation 2018 Le compte d’exploitation se caractérise par les frais supplémentaires décidés hors budget, qui ont toutefois pu être financés par des provisions et des réserves. Cela concerne les coûts liés à la mise en place d’un nouveau logiciel de gestion (système CRM) au secrétariat et au financement transitoire des coûts de personnel supplémentaires du nouvel employé. Sur la base des provisions en frais informatiques constitués principalement l’année précédente et de la libération de réserves générales,

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les comptes ont été clôturés avec un excédent de dépenses de CHF 1433.94, qui sera inscrit comme report à la fortune de l’Association. Bilan au 31.12.2018 Le bilan montre une réduction de la fortune de l’Association en raison de l’utilisation des provisions en frais informatiques et de la libération de réserves générales. Avec des provisions et des réserves d’un montant de CHF 1 045 817.–, ainsi qu’une fortune active de CHF 403 086.– supplémentaire, la stabilité financière de l’Association reste intacte. La majeure partie de la fortune issue des fonds propres est investie dans diverses institutions financières en raison de la diversification des risques. Répartition des recettes et dépenses 2018 Le graphique de l’annexe 1d détaille la répartition des recettes et des dépenses. Durant l’exercice, 82 % des revenus ont été générés par les contributions des membres, dont les 4/5 proviennent des entreprises ayant leur propre production d’énergie hydraulique. Les autres postes sont les gains provenant des conférences et des cours qui représentent 11 % des recettes, l’administration des Groupes régionaux VAR et RhV avec un total de 4 % des recettes, ainsi que la marge brute générée par les abonnements et les publicités pour le magazine spécialisé WEL avec 3 %. En

114

termes de dépenses, les frais de personnel du secrétariat représentent bien sûr la plus grande part avec 75 % des dépenses, suivis des charges pour le loyer du bureau et l’administration à hauteur de 14 % (sans l’introduction du nouveau CRM) ainsi que les indemnisations pour les organes de l’Association avec 5 %. Des études et des projets propres ont été soutenus par 4 % des dépenses. Les 2 % restants englobent diverses petites dépenses. Budget 2020 (proposition) Le budget 2020 représenté à la figure 1b aux mains de l’assemblée générale 2019 se base sur la poursuite des activités décrétées et des niveaux de cotisation inchangés. Le budget prévoit un résultat équilibré, avec des recettes de CHF 1 092 570.– et des dépenses de CHF 1 091 000.– pour un petit excédent de CHF 1570.–. Le budget correspond donc approximativement à l’année en cours avec quelques minimes différences. 3.

Effectif des membres de l’Association et des sections Par rapport à l’année précédente, une légère augmentation du nombre des membres collectifs et des membres individuels a été enregistrée. Fin 2018, l’effectif des membres de l’ASAE s’élève aux nombres suivants (cf. récapitulation détaillée et évolution des dix dernières années à l’annexe 2):

• •

348 membres individuels 216 membres collectifs, dont: 31 collectivités de droit public 82 producteurs énergie hydraulique 19 fédérations / associations 75 industries et bureaux d’ingénieur 9 instituts de recherche. Sur les entreprises qui ont leur propre production d’électricité, on compte environ 280 centrales ayant une production moyenne escomptée de 33 000 GWh. Ainsi, plus de 90 % de la production d’énergie hydraulique suisse est représentée à l’ASAE. Effectif des groupes régionaux Avec les membres des trois groupes régionaux Verband Aare-Rheinwerke (VAR), Rheinverband (RhV) et Associazione ticinese di economia delle acque (ATEA) (cf. communiqués à l’annexe 4), l’ASAE regroupe au total 861 membres, dont 476 à titre individuel et 385 à titre collectif. 4. Organes de l’Association Les membres des organes dirigeants de l’Association, du secrétariat, des deux commissions spécialisées ainsi que des groupes régionaux au 31.12.2018 sont énumérés à l’annexe 3.

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Anhang 1a: Bilanz per 31. Dezember 2018 mit Vorjahresvergleich / Annexe 1a: Bilan au 31 décembre 2018 avec comparaison année précedente

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Jahresbericht 2018

Anhang 1b: Erfolgsrechnung 2018 und Budgets 2018–2020 / Annexe 1b: Compte des profits et pertes 2018 et budgets 2018–2020

Anhang 1c: Anhang zur Jahresrechnung 2018 / Annexe 1c: Annexe au comptes annuels 2018 In der Jahresrechnung angewandte Grundsätze: Die vorliegende Jahresrechnung wurde gemäss den Vorschriften des Schweizer Gesetzes, insbesondere der Artikel über die kaufmännische Buchführung und Rechnungslegung des Obligationenrechts (Art. 957 bis 962), erstellt. Weitere vom Gesetz verlangte Angaben: Vollzeitstellen: Die Anzahl der Vollzeitstellen im Jahresdurchschnitt lag im Berichtsjahr bei 3.8 (Vorjahr: 3.0); Verbindlichkeiten mit Laufzeiten von über einem Jahr: CHF 84 411.60 (Vorjahr: CHF 132 646.80) für Miete Büroräumlichkeiten (bis 30.9.2020). 116

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Jahresbericht 2018

Anhang 1d: Verteilung Einnahmen / Ausgaben 2018 / Annexe 1d: Distribution recettes / dépenses 2018

Verteilung Einnahmen

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

82 % 11 % 4% 3%

Verteilung Ausgaben Personalaufwand: Verbandsgremien: Raumaufwand: Verwaltung: Studien/Projekte: Verschiedenes:

75 % 5% 7% 7% 4% 2%

Verteilung Ausgaben

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Jahresbericht 2018

Anhang 2: Mitgliederstatistik SWV / Annexe 2: Effectifs des membres ASAE Mitgliederbestand SWV per 31. Dezember 2018 und Vergleich Vorjahre / Effectifs des membres l’ASAE au 31 décembre 2018 et comparaison avec les années précédentes

1)

Bei den «Wasserkraftbetreibern» handelt es sich um «Unternehmen mit eigener Wasserkraftproduktion»; die ausgewiesene Zahl entspricht der Anzahl Gesellschaften; die einzelnen Kraftwerke von Gruppen sind damit nur ausgewiesen, sofern die Mitgliederbeiträge auf die einzelnen Werke aufgeteilt sind; insgesamt sind 280 Zentralen und 91 % der schweizerischen Wasserkraftproduktion im SWV vertreten.

Mitgliederbestand SWV per 31.12.2018 nach Anzahl

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Mitgliederbestand SWV per 31.12.2018 nach Beiträgen

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


Schweizerischer Wasserwirtschaftsverband (SWV / ASAE) Ausschuss und Vorstand (Amtsperiode 2017-2020) Präsident: Albert Rösti, Nationalrat, Uetendorf Vizepräsident: Jörg Huwyler, Axpo, Baden Mitglieder Ausschuss: Martin Roth, ewz, Zürich Mauro Salvadori, Alpiq, Lausanne Jürg Speerli, HSR, Rapperswil Andreas Stettler, BKW, Bern Weitere Mitglieder / Autres membres: Jérôme Barras, SIG, Genève Robert Boes, VAW-ETHZ, Zürich Lionel Chapuis, Groupe E, Granges-Paccot Heinz Duner, Andritz Hydro, Kriens Laurent Filippini, Kt. Tessin, Bellinzona 3 Michelangelo Giovannini, V&P, Chur 2 Elmar Kämpfen, Hydro Exploitation, Sion Werner Leuthard, EnDK, Aarau Sandro Pitozzi, RKGK, Bellinzona Michael Roth, EKW, Zernez Alain Schenk, SBB Energie, Zollikofen Anton Schleiss, EPFL, Lausanne Alexander Schwery, GE, Birr Michel Schwery, EnAlpin, Visp Oliver Steiger, Axpo, Baden 1 Felix Vontobel, Repower, Poschiavo 1

VAR /

2

RhV /

3

ATEA

Kommission Hydrosuisse (Amtsperiode 2017–2020) Vorsitz: Andreas Stettler, BKW, Bern Mitglieder: Guido Conrad, KHR, Thusis Beat Imboden, Alpiq, Sion Edy Losa, AET, Bellinzona Dominique Martin, VSE, Aarau Christof Oertli, ewz, Sils i.D. Michel Piot, SWV, Baden Roger Pfammatter, SWV, Baden Michael Roth, EKW, Zernez Mauro Salvadori, Alpiq, Lausanne Felix Vontobel, Repower, Poschiavo Hans-Peter Zehnder, Axpo, Baden Kommission Hochwasserschutz (Amtsperiode 2017–2020) Vorsitz: Jürg Speerli, HSR, Rapperswil Mitglieder: Tony Arborino, Kanton Wallis, Sion Robert Bänziger, Bänziger Ing., Niederhasli Robert Boes, VAW-ETHZ, Zürich

Therese Bürgi, BAFU, Bern Giovanni de Cesare, LCH-EPFL, Lausanne Laurent Filippini, Kt.Tessin, Bellinzona Lukas Hunzinger, Flussbau AG, Bern Martin Jäggi, Berater Flussbau, Ebmatigen Mario Koksch, BAFU, Bern Roger Kolb, Niederer + Pozzi, Uznach Dieter Müller, AF-Consult, Baden Matthias Oplatka, Kt. Zürich, Zürich Roger Pfammatter, SWV, Baden Pascale Ribordy, Ct. Fribourg, Fribourg Dieter Rickenmann, WSL, Birmenstorf Christoph Rüedlinger, B & H, Zürich Carlo Scapozza, BAFU, Bern Simon Scherrer, Hydrologie, Reinach Anton Schleiss, LCH-EPFL, Lausanne Sandrine Schmidt, Ct. Jura, Delémont Stefania Soldati, VIB, Bellinzona Benno Zarn, HZP, Domat / Ems Markus Zimmermann, NDR GmbH, Thun Markus Zumsteg, Kt. Aargau, Aarau Vertretung in Organisationen Vorstand Wasser-Agenda 21: Roger Pfammatter, SWV Vorstand AGAW: Roger Pfammatter, SWV Vorstand VUE: Michael Roth, EKW, Zernez Geschäftsstelle Geschäftsführer: Roger Pfammatter Mitarbeitende: Doris Hüsser, Abos / Buchhaltung / Personal Manuel Minder, WEL / Verbandsschriften Michel Piot, Energiewirtschafter Sonja Ramer, Assistenz / Administration Ständige Geschäftsstelle: Rütistrasse 3a, CH-5401 Baden Telefon 056 222 50 69 info@swv.ch / www.swv.ch Kontrollstelle OBT AG, Brugg: Andreas Thut

Verband Aare-Rheinwerke (VAR) Ausschuss (Amtsperiode 2019–2022) Präsident: Oliver Steiger, Axpo, Baden Vizepräsident: Tom Fürst, Alpiq Hydro Aare, Boningen Weitere Mitglieder: Erwin Heer, Schluchseewerk, Laufenburg Beat Karrer, ED, Laufenburg

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

Walter Meyer, Eniwa, Aarau David Rhyner, BKW, Bern Jean-Philippe Royer, EdF, F-Mulhouse Geschäftsstelle Ständige Geschäftsstelle: Rütistrasse 3a, CH-5401 Baden Telefon 056 222 50 69 info@swv.ch / www.aare-rheinwerke.ch

Rheinverband (RhV) Vorstand (Amtsperiode 2018–2022) Präsident: Michelangelo Giovannini, V&P, Chur Vizepräsident: Manfred Trefalt, Stadtwerke, Feldkirch Weitere Mitglieder: Guido Conrad, KHR, Thusis Daniel Dietsche, Tiefbauamt, St. Gallen Gian Jegher, Widmer Ingenieure, Chur Elija Kind, AfU, FL-Vaduz Peter Müller, AEV Graubünden, Chur Dieter Vondrak, Land Voralberg, Bregenz Reto Walser, Bänziger Partner, Oberriet Geschäftsstelle Ständige Geschäftsstelle: Rütistrasse 3a, CH-5401 Baden Telefon 056 222 50 69 info@swv.ch / www.rheinverband.ch

Associazione Ticinese di Economia delle Acque (ATEA) Comitato (Periodo 2016–2020) Presidente: Laurent Filippini, UCA, Ct. Ti, Bellinzona Vice-presidente: Carmelo Rossini, Mauri & Ass., Pregassona Membri: Fabrizio Bazzuri, CMAPS, Lugano –Figino Giovanni Ferretti, AIL, Lugano David Grassi, OFIMA, Bellinzona Roger Pfammatter, SWV, Baden a Graziano Sangalli, AET, Bellinzona Michele Tadè, AGE SA, Chiasso Mauro Veronesi, UPAAI, Ct. TI, Bellinzona a

ASAE

Segretaria Paola Spagnolatti c/o UCA, Ct. TI Via F. Zorzi 13, CH-6501 Bellinzona

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Jahresbericht 2018

Anhang 3: Zusammensetzung Gremien des Verbandes per 31. Dezember 2018 / Annexe 3: Composition des comités de l’association au 31 décembre 2018


Jahresbericht 2018

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

Verband Aare-Rheinwerke (VAR) Gründung: 4. Dezember 1915 Verbandsgremien (Die vollständige Zusammensetzung der Gremien des Verbandes kann dem Anhang 3 entnommen werden.) Ausschuss Unter dem Vorsitz des Präsidenten Oliver Steiger, Axpo, hat der Ausschuss an seiner ordentlichen Sitzung vom 4. April 2018 getagt. Dabei wurden der Jahresbericht und die Rechnung 2017 sowie das Budget 2019 behandelt und zu Händen der Generalversammlung 2018 verabschiedet. Im Rahmen der anstehenden Gesamterneuerungswahlen 2018–2021 wählte der Ausschuss die Kommission für Betriebsfragen in unveränderter Zusammensetzung einstimmig für eine weitere Amtsperiode. Zudem nahm der Ausschuss Kenntnis von der Bereitschaft sämtlicher Ausschussmitglieder, sich ebenfalls für eine weitere Amtsperiode zur Verfügung zu stellen. Und schliesslich liess sich der Ausschuss über die laufenden Geschäfte der Kommission für Betriebsfragen orientieren. Ergänzend zur Sitzung wurde der leitende Ausschuss auf dem Korrespondenzweg über die laufenden Geschäfte informiert bzw. in Entscheidungen einbezogen. Generalversammlung Die 100. Generalversammlung wurde am Mittwoch, 6. Juni 2018, beim Kraftwerk Kembs auf französischem Boden abgehalten. Die Versammlung genehmigte sämtliche Anträge des Ausschusses. Damit wurden namentlich der Jahresbericht und die Erfolgsrechnung 2017 mit Bilanz per 31.12.2017 sowie das Budget 2019 genehmigt und die Organe entlastet. Im Rahmen der Gesamterneuerungswahlen wurden die Ausschussmitglieder in corpore einstimmig wiedergewählt und auch die Revisionsstelle OBT AG für eine weitere Amtsperiode bestätigt. Im Anschluss an die Versammlung gab der Gastgeber einen Überblick über die EDFeigenen Kraftwerke am Rhein, bevor dann das Ausleitkraftwerk Kembs mit seinem Wehrkraftwerk in zwei Gruppen besichtigt und der Austausch beim abschliessenden Mittagessen am französischen Rhein fortgeführt wurde.

Geschäftsstelle Die mit der Geschäftsführung des VAR betraute Geschäftsstelle des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes (SWV) hat in Zusammenarbeit mit dem Ausschuss und der Kommission sämtliche Verbands- und Kommissionsgeschäfte vorangetrieben. Dazu gehört unter anderem auch die jährliche Abrechnung mit Ausgleich der Kosten für die Geschwemmselbeseitigung durch die Kraftwerke an der Aare gemäss dem vereinbarten Etappenplan. Revision Die Revisionsstelle OBT AG, Brugg, prüfte die Verbandsrechnung 2018 am 12. März 2019 auf der Geschäftsstelle in Baden und bestätigte die korrekte Rechnungsführung. Mitgliederkraftwerke Der Mitgliederbestand des VAR besteht unverändert aus 29 Mitgliedsunternehmen mit insgesamt 33 Wasserkraftwerken an Hochrhein, Aare, Reuss und Limmat (siehe untenstehende Tabelle). Abflüsse und Elektrizitätserzeugung Die Jahresmittel der Abflüsse waren in allen Einzugsgebieten unterdurchschnittlich und erreichten mit 97 % (Aare), 87 % (Rhein), 86 % (Reuss) und 78 % (Limmat) leicht bis deutlich weniger als die langjährigen Mittelwerte. Dieses Muster passt sehr gut mit den beobachteten Niederschlagsmengen zusammen, welche im Berichtsjahr ausgesprochen unterdurchschnittlich waren und sich ebenfalls durch eine Mengenabnahme von Westen nach

Osten auszeichneten. Gemäss den Pegelmessungen des Bundes erreichte die Wasserführung in den vier Flüssen die folgenden Werte: Aare bei Murgenthal (Pegelmessstation LH 2063, Einzugsgebiet 10 119 km2, Vergletscherung 1.7 %): • Jahresmittel: 276 m3/s (Vorjahr: 220 m3/s) • Einordnung im langjährigen Mittel 1935–2016: 97 % (Vorjahr: 77 %) Rhein bei Rheinfelden (Pegelmessstation LH 2091, Einzugsgebiet 34 526 km2, Vergletscherung 1.1 %): • Jahresmittel: 903 m3/s (Vorjahr: 909 m3/s) • Einordnung im langjährigen Mittel 1935–2016: 87 % (Vorjahr: 88 %) Reuss bei Mellingen (Pegelmessstation LH 2018, Einzugsgebiet 3382 km2, Vergletscherung 1.8 %): • Jahresmittel: 126 m3/s (Vorjahr: 134 m3/s) • Einordnung im langjährigen Mittel 1935–2016: 86 % (Vorjahr: 96 %) Limmat bei Baden (Pegelmessstation LH 2243, Einzugsgebiet 2396 km2, Vergletscherung 0.7 %): • Jahresmittel: 82.2 m3/s (Vorjahr: 96.6 m3/s) • Einordnung im langjährigen Mittel 1951–2016: 78 % (Vorjahr: 96 %)

Mitglieder-Kraftwerke VAR per Ende 2018. 120

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


Kommission Betriebsfragen Von der Kommission werden je nach Fragestellung zusätzliche Unterkommissionen oder Arbeitsgruppen bestellt, die an die Kommission rapportieren. Die wichtigsten von der Kommission unter dem Vorsitz von Christoph Busenhart, ewz, behandelten Geschäfte bzw. durchgeführten Aktivitäten sind nachfolgend zusammengefasst beschrieben. Betriebsleiterversammlung Die traditionelle Betriebsleiterversammlung fand am 22. März 2018 mit knapp 50 Teilnehmenden zum ersten Mal nicht mehr in Gippingen, sondern im Landhotel Hirschen in Erlinsbach statt. Das Landhotel

liegt auf der Grenze zwischen den Kantonen Aargau und Solothurn, praktisch auf dem Flächenschwerpunkt des Verbandsgebietes, und bietet deutlich modernere Infrastruktur. Unter dem Titel «Industrie 4.0 – Was bedeutet der Trend für die Wasserkraft?» berichteten externe und interne Referenten von ihren Erfahrungen, namentlich mit folgenden Referaten und Kurzbeiträgen: 1) Was verbirgt sich hinter dem Trend Industrie 4.0? (Jürg Meier, HSR); 2) Wie bereitet sich die Zulieferindustrie vor? (Christian Widmer, Andritz Hydro AG); 3) Digitalisierung Instandhaltung (David Rhyner, BKW); 4) Einsatz Smartphone als PNG (Patrick Obrist, ED); 5) Kennzahlen-Monitoring (Tiziano Bottinelli / Philipp Wunnerlich, ewz). Anschliessend an diese Hauptbeiträge wurde wiederum über den Stand des Projekts Fischabstieg informiert. Wie üblich rundete ein gemeinsames Mittagessen den Anlass ab. Verzicht auf Exkursion Auf eine Exkursion für aktive und ehemalige Betriebsleiter und Mitarbeiter der Kraftwerksgesellschaften wurde im Berichtsjahr mangels spannender Bauprojekte im VAR-Gebiet verzichtet (die Besichtigung des im Umbau begriffenen Kraftwerks Dietikon ist an der GV 2019 vorgesehen). Fortsetzung Pilotprojekte Fischabstieg Das Berichtsjahr stand im Zeichen der Bereinigung der Pflichtenhefte mit den Behörden von Bund und Kantonen. Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) hatte mit Schreiben von Ende März 2018 die eingereichten Pflichtenhefte für die beiden Pilotstandorte Bannwil und Wildegg-Brugg

mit Auflagen genehmigt. Letztere betreffen unter anderem: Klärung der Weiterverwendung angeschaffte Materialien; Klärung des Patentschutzes bei technischen Lösungen; Präzisierung der Rechte und Pflichten der Begleitgruppe; Ausdehnung Forschungsbeirat auf verhaltensbiologische Untersuchungen; Ergänzung um Prüfung betriebliche Optimierungen. Die entsprechend präzisierten Pflichtenhefte und Finanzierungsgesuche wurden bis Ende Mai 2018 für die beiden Standorte nochmals eingereicht. Die für die Finanzierung der Projekte und damit für den eigentlichen Projektstart seitens Kraftwerke / VAR entscheidenden «Zusicherungsverfügungen» des BAFU sind Ende Oktober 2018 für beide Standorte eingetroffen. Damit konnte nach rund vierjähriger Vorbereitungszeit mit den Behörden auf Ende des Berichtsjahres mit den konkreten Arbeiten für den Projektstart (Ausschreibungen, usw.) begonnen werden. Eine Startsitzung des sogenannten Projektausschusses mit Vertretern von Bund, Kantonen, Kraftwerksbetreibern und VAR ist nun auf den Zeitpunkt «Projektstart plus ca. 5 Monate», also bis ca. Mitte 2019, vorgesehen. Der bisherige zeitliche Ablauf seit der ersten VAR-Projektskizze zur «Fortsetzung des Forschungsprojekts Fischabstieg» vom August 2014 ist in der untenstehenden Abbildung schematisch dargestellt. Austausch zu diversen Themen Angesichts obiger Schwerpunkte wurde im Berichtsjahr auf die vertiefte Bearbeitung weiterer Themen innerhalb der Kommission verzichtet. Zwecks Informationsaustausch zwischen den Kraftwerksgesellschaften auf dem Radar bleiben die

Schematische Übersicht über den zeitlichen Ablauf des Forschungsprojekts. «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

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Jahresbericht 2018

Die Elektrizitätserzeugung der VAR-Kraftwerke widerspiegelt die unterdurchschnittlichen Abflussmengen recht gut: im Vergleich zum mehrjährigen Mittelwert erreichten die Kraftwerke zwischen 96 % (Aare) und 84 % (Limmat) der Produktion. Die Bruttoproduktion aller 33 VARKraftwerke zusammen betrug total 7342 GWh (Vorjahr: 7594 GWh) und erreichte damit rund 92 % des 10-jährigen Mittelwerts (Vorjahr: 94 %). Dass der trockene Sommer mit teilweise sehr tiefen Abflussmengen nicht stärker zu Buche schlug liegt daran, dass die erste Jahreshälfte eher nass ausgefallen ist und eine übers Jahr besser ausgeglichene Verteilung der Wasserführung für die Elektrizitätserzeugung vorteilhaft ist. Als produktionsmindernde Sondereffekte zu beachten sind die zeitweiligen Ausserbetriebnahmen von Maschinengruppen bei den Kraftwerken Albbruck-Dogern und Wettingen (Retrofit) sowie beim Kraftwerk Dietikon (Neubau).


Jahresbericht 2018

Themen: Sanierungen nach Gewässerschutzgesetz, Umsetzung der Stauanlagenverordnung, das laufende Projekt der Bundesbehörden zur Ermittlung von Extremhochwasser an Aare und Rhein sowie aufgrund der laufenden Arbeiten zur Sanierung des Lettenwehrs auch die Zürichseeregulierung mit ihrem Einfluss auf die Elektrizitätserzeugung an der Limmat. Aufgrund politischer Vorstösse im Kanton Aargau neu auf den Radar gekommen ist zudem das Thema Mikroplastik und die Frage, ob und wie damit seitens Kraftwerke zu verfahren ist.

Rheinverband (RhV) Gründung: 15. Dezember 1917 Verbandsgremien (Die vollständige Zusammensetzung der Gremien des Verbandes kann dem Anhang 3 entnommen werden). Vorstand Der Vorstand des Rheinverbandes trat im Berichtsjahr am 28. Februar und am 29. August 2018 zu je einer Sitzung zusammen. In der Wintersitzung wurden die Jahresrechnung 2017 und die Budgets 2019/2020 zu Händen der GV 2018 verabschiedet; darüber hinaus befasste sich der Vorstand mit den Vorbereitungen für die GV mit Jubiläumsanlass (siehe unten). In der Herbstsitzung wurde die Ausgestaltung des Vortragsprogramms Winter/ Frühjahr 2019 behandelt. Generalversammlung mit Jubiläumsanlass Die nur alle zwei Jahre stattfindende GV wurde am Freitag, 25. Mai 2018, in Lustenau durchgeführt und mit dem Jubiläumsanlass «100 Jahre Rheinverband» kombiniert. Anlässlich des statutarischen Teils wurden die Jahresrechnungen 2016 und 2017 inkl. Kontrollstellenberichte und die Budgets der Jahre 2019 und 2020 genehmigt. Zudem fanden Gesamterneuerungswahlen des Vorstandes statt: dabei wurde Peter Müller, AEV, als Nachfolger für den abtretenden Lucien Stern, ebenfalls AEV, neu in den Vorstand gewählt und die übrigen Vorstandsmitglieder sowie die Revisionsstelle für die anstehende Amtsperiode 2018–2022 wiedergewählt. Im Anschluss an die statutarischen Geschäfte wurde dann das hundertjährige Bestehen des Verbandes gefeiert. Nach einer Fahrt mit der Dampfbahn «Rheinbähnle» bis zur Rhein-Vorstreckung im Bodensee, wurden die rund 75 Teilnehmenden in die Lo122

kalitäten des Vereins «Rhein-Schauen» in Lustenau zum Abendessen mit Rahmenprogramm geladen. Geschäftsstelle Die mit der Geschäftsführung betraute Geschäftsstelle des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbandes (SWV) hat in Absprache mit dem Vorstand die Verbandsgeschäfte vorangetrieben. Mitglieder Der Verband verzeichnete im Berichtsjahr 4 Eintritte (3 Einzelmitglieder und 1 Kollektivmitglied) und 7 Austritte (Einzelmitglieder) mit folgendem Mitgliederbestand per Ende 2018: Einzelmitglieder: 82 Kraftwerke: 10 Firmen: 23 Politische Körperschaften: 42 Verbände: 5 Total: 162 Vortragsreihe Im Winterhalbjahr 2018 wurden neben der GV mit Jubiläumsanlass die folgenden vier Vortragsveranstaltungen durchgeführt: • Auswirkungen des Klimawandels auf den Alpenrhein, Manfred Stähli, Eidg. Forschungsanstalt WSL, Birmensdorf • Wasserzins – wie weiter? Positionen und Diskussion, Fadri Ramming, Regierungskonferenz der Gebirgskantone, Chur, Roger Pfammatter, Schweiz. Wasserwirtschaftsverband, Baden, Moderation: Michelangelo Giovannini, Rheinverband • Pumpspeicherkraftwerk Lagobianco, Robert Ferrari, Repower AG, Poschiavo • Speicherseen und Hochwasserrückhalt am Alpenrhein, Benno Zarn, Hunziker, Zarn und Partner AG, Domat / Ems An dieser Stelle wird der Einsatz der Vorstandsmitglieder bezüglich der Zusammenstellung der Vortragsreihe und vor allem der jeweiligen Sponsoren für die geselligen Apéro herzlich verdankt.

Associazione Ticinese di Economia delle Acque (ATEA) Fondazione: 27 novembre 1915

Assemblea generale La 103.ma Assemblea generale si è svolta mercoledì 13 giugno 2018 a Lostallo presso la nuova Scuola elementare. La successiva presentazione e visita alla Swiss Lachs-Salmon Farm è stata curata dai gestori dello stabilimento, sigg. Hofmann e Flett e dallo Studio AF Toscano, ingg. Dolfini e Ferro, referenti per il progetto e la realizzazione della struttura. Presso il nuovo stabilimento realizzato in Mesolcina nel 2016 vengono allevati salmoni destinati al mercato svizzero. L’impianto concepito in maniera innovativa dispone di una vasca circolare suddivisa in settori per le varie classi di età e di peso. I pesci, continuamente sottoposti alla corrente dell’acqua, dallo stadio di avannotto raggiungono il peso di 2 a 3 kg nel giro di 20 mesi circa prima di essere condizionati per lo smercio e il consumo. Questo progetto raccoglie aspetti interessanti in termini tecnici, di ingegneria civile e impiantistica e in materia ambientale; inoltre è un interessante esempio di innovazione economica alle nostre latitudini, sfruttando anche condizioni favorevoli in termini di disponibilità e di qualità di acqua. Comitato Il comitato è stato impegnato nell’organizzazione dell’Assemblea e in funzione delle attività proposte nel corso dell’anno. Soci A fine 2018 l’associazione contava 106 soci suddivisi per categorie: Amministrazioni comunali e cantonali 20 Consorzi 17 Aziende 5 Uffici ingegneria 15 Soci individuali 46 Associazioni 3 Totale 106 Manifestazioni 18 aprile 2018: visita alla micro centrale OFIMA di Borgnone e aperitivo conclusivo a Palagnedra. 28 settembre 2018: escursione sul Fiume Po, diga ENEL di Isola Serafini, Piacenza, Italia; visita alla nuova conca di navigazione e al passaggio per pesci recentemente messi in servizio. Le manifestazioni proposte hanno raccolto un buon successo con la partecipazione di numerosi membri e ospiti.

Assamblea e comitato (Per la composizione del comitato vedere appendice 3)

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Witterungsbericht 2018 Gemäss Klimabulletin von MeteoSchweiz kann die Witterung des Jahres 2018 wie folgt zusammengefasst werden: • Der Winter brachte bei normalen Temperaturen reichlich Schnee in den Bergen mit Niederschlagsmengen deutlich über der Norm; in vielen Gebieten im Wallis und in Graubünden erreichten die Schneemengen das Doppelte der normalen Werte. • Der Frühling startete kühl mit landesweiten Märztemperaturen deutlich unter der Norm; nach markanter Erwärmung folgte dann aber der zweitwärmste April und der fünftwärmste Mai seit Messbeginn; beide Monate waren überdies extrem regenarm. • Der Sommer brachte bei viel Sonnenschein weiter anhaltende Regenarmut und Rekordwärme; selbst der bisher alles überragende Hitzesommer 2003 wurde durch die hohen Monatstemperaturen leicht übertroffen. • Der Herbst blieb warm und zeigte sich auf der Alpennordseite weiter ausgesprochen niederschlagsarm, während auf der Alpensüdseite grosse Niederschlagsmengen verzeichnet wurden, ein grosser Teil bereits als Schnee. • Der Winterbeginn brachte dann auf der Alpennordseite erstmals seit vielen Monaten wieder überdurchschnittliche Niederschlagsmengen; gegen Weihnachten lag in den Bergen verbreitet eine Schneedecke im Bereich der Norm oder etwas darüber. Insgesamt bestätigt das Berichtsjahr die Tendenz zu einer deutlicheren Ausprägung von Extremen, sowohl bei der Temperatur wie auch bei Niederschlagsereignissen.

schüsse verzeichnet, die verbreitet Werte zwischen 1.2 bis 2.3 °C über der Norm 1981–2010 erreichten.

Neuer Temperaturrekord Das landesweite Jahresmittel der Temperatur brachte gegenüber der Norm 1981– 2010 einen Wärmeüberschuss von 1.5 °C (Vorjahr: 0.8 °C) und im Vergleich zur langjährigen WMO-Klima-Normperiode 1961– 1990 einen solchen von 2.3 °C (Vorjahr: 1.7 °C). Im landesweiten Mittel bedeutet das einen neuen Rekord seit Messbeginn im Jahre 1864 (Bild 1). Bezüglich räumlicher Verteilung der Jahresmitteltemperaturen und Temperaturüberschüsse sind keine grösseren Abweichungen von der Norm zu verzeichnen (vgl. Bild 2). In allen Regionen wurden Temperaturüber-

Bild 2. Räumliche Verteilung der Jahresmitteltemperatur 2018 in °C (links) und der Abweichungen in °C zur Normperiode 1981–2010 (rechts).

Sommerliche Regenarmut Die Jahresniederschläge erreichten im Vergleich zur Norm 1980–2010 nördlich der Alpen verbreitet 80 bis 95 %, auf der Alpensüdseite regional bis 115 % und im Wallis sogar bis 150% (Bild 3). In der Ostschweiz entwickelte sich die sommerliche

Regenarmut zu einem Jahrhundertereignis: die Region erhielt von April bis November gerade mal 59 % der Normmengen und verzeichnete ein Niederschlagsdefizit von drei normalen Sommermonaten. Über die Schweiz gemittelt, lag die Niederschlagsmenge von April bis November bei 69 %; niederschlagsärmer waren nur die entsprechenden Perioden der Jahre 1921 (68 %) und 1962 (60 %).

Bild 1. Abweichung der Jahrestemperatur in der Schweiz gegenüber dem Durchschnitt der WMO-Klima-Normperiode 1961–1990. Die schwarze Kurve zeigt den Verlauf, gemittelt über 20 Jahre.

Bild 3. Räumliche Verteilung der Niederschlagsmengen 2018 in mm (links) und in Prozent des Normwertes 1981–2010 (rechts).

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Jahresbericht 2018

Anhang 5: Witterungsbericht und Hydroelektrische Produktion 2018 / Annexe 5: Méteo et production hydroéléctrique 2018


Jahresbericht 2018

Hydraulische Produktion 2018 Gemäss der vom Bundesamt für Energie (BFE) geführten Statistik der Wasserkraftanlagen der Schweiz (WASTA) verfügte die Schweiz am 31. Dezember 2018 über 658 Wasserkraftzentralen mit einer maximal möglichen Leistung ab Generator von mehr als 300 kW. Diese verfügen über eine installierte Leistung ab Generator von 15 480 MW bzw. eine jährliche Produktionserwartung von 36 449 GWh. Zusätzlich produzieren rund 900 Kleinstkraftwerke – Kraftwerke kleiner als 300 kW – mit einer Leistung von 65 MW rund 300 GWh/Jahr (Quelle: BFE Statistik Kleinstwasserskraftwerke 2019). Im Berichtsjahr sind bei Kraftwerken mit einer Leistung über 300 kW folgende Veränderungen zu verzeichnen (Quelle: BFE WASTA 2019): Leistung und Produktionserwartung Mit den Inbetriebnahmen (+ 31 MW bzw. + 94 GWh) und unter Berücksichtigung von Stilllegungen (–2 MW bzw. –9 GWh) sowie Wertberichtigungen (+157 MW bzw. + 37 GWh, u. a. Mutationen bei den Kraftwerken Linth-Limmern und Amsteg sowie Berichtigungen aufgrund Restwasserdotierungen vor allem im Kanton Wallis) stieg im Berichtsjahr die Leistung ab Generator um netto 186 MW auf 15 480 MW und die mittlere Produktionserwartung

um 122 GWh auf neu 36 449 GWh (ohne Umwälzbetrieb, Pumpenergie für die Saisonspeicherung nicht abgezogen, nur Schweizer Hoheitsanteil). In Betrieb gesetzte Zentralen Insgesamt wurden 11 Wasserkraftanlagen nach Neubau bzw. Umbau und Ausbau in Betrieb gesetzt. Das neue Kraftwerk Gletsch-Oberwald, mit einer Leistung von 15 MW bzw. einer Produktionserwartung von 42 GWh, ist das mit Abstand grösste umgesetzte Projekt. Im Bau befindliche Zentralen Aktuell befinden sich 26 Wasserkraftwerke im Bau bzw. Umbau. Zum einen ist der Bau des Pumpspeicherkraftwerks Nant de Drance zu erwähnen, welches der Schweiz einen Leistungszuwachs von rund 900 MW bringen wird. Zum anderen führt der Aus- und Neubau verschiedener Laufund Speicherkraftwerke in den nächsten zwei bis drei Jahren zu einem erwarteten Produktionszuwachs von rund 200 GWh/ Jahr. Künftige Änderungen der Produktionserwartung aufgrund von Energieminderproduktionen durch Restwasserbestimmungen oder Stilllegungen und andere Wertberichtigungen sind dabei nicht berücksichtigt. Rund 60 Prozent dieses voraussichtlichen Zuwachses resultiert

aus vier Vorhaben: dem Schweizer Anteil des im Bau stehenden Gemeinschaftskraftwerks Inn (Engadin), dem Neubau der Kraftwerke Gere-Oberwald (Goms) und Mitlödi (Glarnerland) sowie der Effizienzsteigerung durch die Maschinenerneuerung beim Rheinkraftwerk Albbruck-Dogern (Hochrhein). Tatsächliche hydraulische Produktion Die tatsächliche hydraulische Produktion sämtlicher Wasserkraftanlagen betrug im Kalenderjahr 2018 gemäss Elektrizitätsstatistik des BFE 37 428 GWh (Vorjahr: 36 666 GWh), was einer Zunahme um 2 % entspricht bzw. nach Abzug des Verbrauchs der Speicherpumpen von 3987 GWh (Vorjahr: 4160 GWh) total 33 441 GWh (Vorjahr: 32 506 GWh). Damit lag die Produktion der Wasserkraftanlagen rund 900 GWh über dem Vorjahr. Insbesondere im zweiten Quartal wurden aufgrund warmer Temperaturen und weit überdurchschnittlicher Schnee- und Gletscherschmelze sowohl aus Lauf- als auch aus Speicherkraftwerken 20 % mehr Strom produziert als im Vorjahr, während im dritten und vierten Quartal als Folge der in einzelnen Regionen extremen Trockenheit die Produktion deutlich tiefer ausfiel als im Vorjahr (siehe Tabelle 1).

Tabelle 1. Hydraulische Produktion in GWh sämtlicher Lauf- und Speicherkraftwerke sowie in Summe für das Kalenderjahr 2018 und das hydrologische Jahr 2017/2018 im Vergleich zur Vorjahresperiode (Quelle: BFE Elektrizitätsstatistik 2018). Bild 4. Hydraulische Produktion von Schweizer Wasserkraftwerken mit einer Leistung über 300 kW in TWh zwischen 1950 und 2018; rot: mittlere Produktionserwartung, blau: effektive Produktion (jeweils ohne Umwälzbetrieb und ohne Abzug der Pumpenergie für die Saisonspeicherung); grün: Differenz der erwarteten zur effektiven Produktion.

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«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


Nachrichten Informationen aus der Wasser- und Energiewirtschaft

P ol iti k Politi UREK-N für Verankerung des Ist-Zustandes bei UVP von Konzessionserneuerungen Gestützt auf die Vernehmlassungsergebnisse beabsichtigt die Umweltkommission des Nationalrates für Umweltverträglichkeitsprüfungen bei Konzessionserneuerungen von Wasserkraftwerken den Ist-Zustand als Referenz gesetzlich zu verankern. Die Kommission beabsichtigt die Regelungen für Umweltverträglichkeitsprüfungen bei Konzessionserneuerungen von Wasserkraftwerken zu präzisieren. Neu soll vom Ist-Zustand zum Zeitpunkt der Konzessionserneuerung ausgegangen werden. Der entsprechende Entwurf wurde von der Kommission mit 14 zu 9 Stimmen bei einer Enthaltung verabschiedet und setzt damit die parlamentarische Initiative von Nationalrat Rösti (16.452) um. Eine Minderheit befürwortet hierbei die zusätzliche Regelung, dass in solchen Fällen nach Möglichkeit und soweit dies verhältnismässig sei, Massnahmen zugunsten von Natur und Landschaft vereinbart oder angeordnet werden. Die Ergebnisse aus der Vernehmlassung sind auf der Internetseite der Kommission verfügbar. Rhonekorrektion Die Kommission hat zum Gesamtkredit von CHF 1022 Millionen für die Realisierung der zweiten Etappe der 3. Rhonekorrektion (18.097) eine erste Diskussion geführt. Die 3. Rhonekorrektion der Kantone Wallis und Waadt ist das grösste Hochwasserschutzprojekt der Schweiz. Es verhindert mögliche Hochwasserschäden im Umfang von mehr als 10 Milliarden Franken. Die FK-N hat der UREK-N und dem Nationalrat bereits am 11. April einstimmig beantragt, den Gesamtkredit anzunehmen. Auch die UREK-N anerkennt die grosse Bedeutung der 3. Rhonekorrektion, möchte aber in Anbetracht der beträchtlichen Höhe des Gesamtkredits von der Verwaltung noch weitere Abklärungen sehen. Insbesondere sollen detailliertere Zahlen zur Beteiligung der betroffenen zwei Kantone aufgezeigt werden.

Die Kommission hat am 29. und 30. April 2019 unter dem Vorsitz von Nationalrat Roger Nordmann (S, VD) in Bern getagt. (UREK-S)

UREK-S für bessere Warnung vor Naturgefahren und die Reduktion von Plastikverschmutzung Die Umweltkommission des Ständerates beantragt ihrem Rat mit 5 zu 3 Stimmen eine Motion der UREK-N (18.4099) anzunehmen, die sich mit der Warnung und Alarmierung von Naturgefahren befasst. Zudem beantragt die Kommission einstimmig, dem Nationalrat zu folgen und die Motion 18.3712 zur Reduktion von Plastikverschmutzung abzunehmen. Durch Naturgefahren verursachte Schäden können mit einer optimierten Alarmierung und Intervention erheblich reduziert werden. Die Kommission betont, dass das Risiko von Ereignissen mit Elementarschäden in Milliardenhöhe nicht versichert werden kann und allfällige Kosten letztlich durch die Allgemeinheit getragen werden müssen. Mit der Annahme der Motion erhalte der Bundesrat die Aufgabe, das System zur Warnung von Naturgefahren zu konsolidieren und in den Bereichen Trockenheit und Massenbewegungsgefahren auszubauen. Für die Aufrechterhaltung und Weiterentwicklung der entsprechenden Systeme verlangt die Motion vom Bundesrat die Bereitstellung des erforderlichen finanziellen und personellen Ressourcenbedarfs. Plastikverschmutzung reduzieren Im Weiteren beantragt die Kommission ihrem Rat einstimmig, dem Entscheid des Nationalrates zu folgen und die Motion «Weniger Plastikmüll in Gewässern und Böden» (18.3712) der UREK-N in modifizierter Form anzunehmen. Sie verschärft hierbei die Motion, um der Umweltverschmutzung insbesondere durch Mikroplastik noch umfassender entgegentreten zu können. Konkret beauftragt sie den Bundesrat, gemeinsam mit den betroffenen Branchen Massnahmen zu prüfen und zu ergreifen, um der Belastung der Umwelt durch Kunststoffe umfassend und unter Einbezug der Hauptemissionsquellen ef-

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fizient entgegenzutreten. Die Kommission ist sodann der Auffassung, dass die Problematik der zunehmenden Plastikbelastung in Böden und Gewässern auch durch Förderung von Forschung angegangen werden kann. Die Kommission hat am 1. und 2. April 2019 unter dem Vorsitz von Ständerat Roland Eberle (V/TG) und teilweise in Anwesenheit von Bundesrätin Simonetta Sommaruga in Bern getagt. (UREK-S)

Ene E ne r g iewi i ewi r ts t s c haf t Stromverbrauch 2018 um 1.4 % gesunken Im Jahr 2018 lag der Stromverbrauch in der Schweiz mit 57.6 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh) unter dem Niveau des Vorjahres (-1.4 %). Die Landeserzeugung (nach Abzug des Verbrauchs der Speicherpumpen) betrug 63.5 Mrd. kWh. Der physikalische Stromexportüberschuss lag bei 1.6 Mrd. kWh. Der Landesverbrauch lag 2018 bei 61.9 Mrd. kWh. Nach Abzug der Übertragungs- und Verteilverluste von 4.3 Mrd. kWh ergibt sich ein Stromverbrauch von 57.6 Mrd. kWh. Das sind 1.4 % oder 836 Millionen kWh (entspricht etwa dem Jahresverbrauch von 167 200 Haushalten) weniger als 2017 (58.5 Mrd. kWh). Die Veränderungen gegenüber dem Vorjahr betrugen -0.1 % im ersten, -1.4 % im zweiten, -2.0 % im dritten und -2.3 % im vierten Quartal 2018. Obwohl wichtige Einflussgrössen wie die Wirtschafts- und Bevölkerungsentwicklung verbrauchssteigernd wirkten, sank der Stromverbrauch in der Schweiz. Dies dank der geringeren Anzahl der Heizgradtage sowie der Effizienzsteigerungen: • Wirtschaftsentwicklung: Das Bruttoinlandprodukt (BIP) nahm 2018 gemäss den ersten provisorischen Ergebnissen um 2.5 % zu (Quelle: Staatssekretariat für Wirtschaft, SECO). • Bevölkerungsentwicklung: Die Bevölkerung der Schweiz nahm 2018 gemäss den provisorischen Ergebnissen 125


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ben der Eidgenössischen Zollverwaltung (EZV) 2067 Mio. Franken (6.13 Rp./kWh). Für die handelsbasierten Stromimporte fielen Ausgaben von 1790 Mio. Franken an (5.52 Rp./kWh). Somit ergab sich im Jahr 2018 für die Schweiz ein positiver Aussenhandelssaldo von 277 Mio. Franken (2017: negativer Aussenhandelssaldo von 217 Mio. Franken) [Quelle: EZV/swissimpex; Stand: 1.4.2019]. (BFE)

Quelle: Bundesamt für Energie * Die Angaben zur Wohnbevölkerung 2018 des Bundesamts für Statistik (BFS) sind provisorisch. des Bundesamtes für Statistik (BFS) vom 9. April 2019 um 0.7 % zu. • Witterung: 2018 nahmen die Heizgradtage gegenüber dem Vorjahr um 10.6 % ab. Da in der Schweiz gegen 10 % des Stromverbrauchs für das Heizen verwendet werden, wirkt diese Entwicklung stark verbrauchsdämpfend. Zu den Bestimmungsfaktoren der Stromverbrauchsentwicklung werden die jährlichen Ex-Post-Analysen des Energieverbrauchs weitere Aufschlüsse liefern können (Publikation im Oktober 2019). Inländische Elektrizitätsproduktion Die Elektrizitätsproduktion (Landeserzeugung) stieg 2018 um 9.9 % auf 67.5 Mrd. kWh (2017: 61.5 Mrd. kWh). Nach Abzug des Verbrauchs der Speicherpumpen von 4.0 Mrd. kWh ergibt sich eine Nettoerzeugung von 63.5 Mrd. kWh. In allen vier Quartalen lag die Landeserzeugung über dem entsprechenden Vorjahreswert (+14.2 %, +16.3 %, +2.3 %, +7.4 %). Die Wasserkraftanlagen (Laufkraftwerke und Speicherkraftwerke) produzierten 2.1 % mehr Elektrizität als im Vorjahr (Laufkraftwerke +6.0 %, Speicherkraftwerke -1.0 %). Im Sommer 2018 stieg die Produktion der Wasserkraftwerke im Vergleich zum Vorjahr um 5.4 % (Lauf-kraftwerke +5.6 %, Speicherkraftwerke +5.2 %), in den beiden Winterquartalen sank die Pro126

duktion um 2.2 % (Laufkraftwerke +6.9 %, Speicherkraftwerke -7.0 %). Die Stromproduktion der schweizerischen Kernkraftwerke stieg um 25.2 % auf 24.4 Mrd. kWh (2017: 19.5 Mrd. kWh). Dies ist vor allem auf die Wiederinbetriebnahme des Kernkraftwerks Beznau I (ganzjährig) sowie die höhere Verfügbarkeit des Kernkraftwerks Leibstadt zurückzuführen. 2018 lag die Verfügbarkeit des schweizerischen Kernkraftwerkparks bei 83.9 % (2017: 67.1 %). An der gesamten Elektrizitätsproduktion waren die Wasserkraftwerke zu 55.4 % (davon Laufkraftwerke 25.0 %, Speicherkraftwerke 30.4 %), die Kernkraftwerke zu 36.1 % sowie die konventionell-thermischen und neuen erneuerbaren Anlagen zu 8.5 % beteiligt. Exportüberschuss Bei physikalischen Importen von 31.0 Mrd. kWh und physikalischen Exporten von 32.6 Mrd. kWh ergab sich 2018 ein Exportüberschuss von 1.6 Mrd. kWh (2017: Importüberschuss von 5.6 Mrd. kWh). Im ersten und im vierten Quartal (Winterquartale) importierte die Schweiz per Saldo 5,1 Mrd. kWh (2017: 8,7 Mrd. kWh), im zweiten und dritten Quartal exportierte sie per Saldo 6,7 Mrd. kWh (2017: 3,1 Mrd. kWh). Der Erlös aus den handelsbasierten Stromexporten betrug gemäss den Anga-

68 Prozent des Stroms aus Schweizer Steckdosen stammt aus erneuerbaren Energien Der Strom aus Schweizer Steckdosen stammte 2017 zu rund 68 % (2016: 62 %) aus erneuerbaren Energien: Zu 60 % aus Grosswasserkraft und zu rund 7 % aus Photovoltaik, Wind, Kleinwasserkraft und Biomasse. 15 % stammten aus Kernenergie und etwa ein Prozent aus Abfällen und fossilen Energieträgern. Für 16 % des gelieferten Stroms sind Herkunft und Zusammensetzung nicht überprüfbar. Dies zeigen die Daten zur Stromkennzeichnung 2017. Die Daten zum Schweizer Stromliefermix (Strommix ab Steckdose, siehe Kasten) werden jährlich erhoben und auf «stromkennzeichnung.ch» im Stromkennzeichnungs-Cockpit veröffentlicht. Die heute publizierten Daten geben Aufschluss über die Stromlieferungen 2017. Dabei zeigt sich folgendes Bild: • 60.5 % des im Jahr 2017 gelieferten Stroms wurden in Grosswasserkraftwerken produziert (2016: 55.9 %). Die gelieferte Wasserkraft wurde zu 80 % (2016: 85.9 %) in der Schweiz produziert. • 15.1 % (2016: 16.9 %) des gelieferten Stroms wurden in Kernkraftwerken produziert. Dies ist tiefer als der Anteil der Kernenergie am Schweizer Produktionsmix (32 %). Die gelieferte Kernenergie stammte zu 93.6 % (2016: 91.8 %) aus der Schweiz. • 16.1 % (2016: 19.4 %) des gelieferten Stroms stammten aus nicht überprüfbaren Energieträgern. Dieser konstant hohe Anteil ist darauf zurückzuführen, dass stromintensive Unternehmen auf dem europäischen Markt Strom aus fossilen und nuklearen Quellen beschaffen, ohne Zukauf von entsprechenden Herkunftsnachweisen. • Der Anteil neuer erneuerbarer Energieträger (Sonne, Wind, Biomasse und Kleinwasserkraft) nimmt weiter zu, von 5.9 % (2016) auf 7.2 % im Jahr 2017.

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Entwicklung der Stormkennzeichnungen 2005 bis 2017 (Quelle: Cockpit Stromkennzeichnung Schweiz, Stand März 2019). Davon wurden rund 91 % in der Schweiz produziert und knapp drei Viertel durch die kostendeckende Einspeisevergütung (KEV) gefördert. • In geringen Mengen stammte der 2017 gelieferte Strom aus Abfällen (0.8 %) und fossilen Energieträgern (0.4 %). Bisher war es möglich in der Stromkennzeichnung «nicht überprüfbare Energieträger» (sogenannten Graustrom) auszuweisen, wenn keine Herkunftsnachweise vorhanden waren. Seit dem 1. Januar 2018 gelten das neue Energiegesetz und die zugehörige Energieverordnung. Sie schreiben vor, dass die Angabe von nicht überprüfbaren Energieträgern ab dem Tarifjahr 2018 nicht mehr zulässig ist. Dies wird erstmals im Stromcockpit 2018, welches im Frühjahr 2020 publiziert wird, ersichtlich sein. Auch für den Verbrauch von Bahnstrom und für die Verluste durch (Pump-) Speicherung müssen neu Herkunftsnachweise entwertet werden. Die Herkunftsnachweis-Erfassungspflicht gilt neu nicht nur für Anlagen, die Strom ins Netz einspeisen, sondern grundsätzlich für alle ans Netz angeschlossenen Anlagen (Ausnahmen: Anlagen mit einer Anschlussleistung von höchstens 30 kVA oder einem jährlichen Betrieb von maximal 50 Stunden), auch wenn diese den produzierten Strom vollständig vor Ort selber verbrauchen.

Produktionsmix ist nicht gleich Liefermix In der Schweiz wird Strom zu 59.6 % aus Wasserkraft, zu 31.7 % aus Kernkraft, zu 2.7 % aus fossilen und 6 % aus neuen erneuerbaren Energien produziert (= Schweizer Produktionsmix 2017). An die Schweizer Steckdosen wird aber nicht nur Strom aus Schweizer Produktion geliefert: Es herrscht ein reger Handel mit dem Ausland, bei dem Strom exportiert und importiert wird. Deshalb stimmt der Schweizer Produktionsmix nicht mit der durchschnittlichen Zu-sammensetzung des gelieferten Stroms (= Schweizer Liefermix) überein. Um über den Liefermix jedes Stromversorgers Transparenz zu schaffen und den Konsumentinnen und Konsumenten so einen informierten Entscheid für ein bestimmtes Stromprodukt zu ermöglichen, sind die schweizerischen Stromversorgungsunternehmen seit 2005 gesetzlich verpflichtet, Herkunft und Zusammensetzung des gelieferten Stroms offenzulegen. Die Deklaration erfolgt jeweils rückwirkend, basierend auf den Daten des vorangegangenen Kalenderjahres. Seit 2006 müssen diese Zahlen allen Kundinnen und Kunden mit den Stromrechnungen bekanntgegeben werden. Seit 2013 werden die Daten zusätzlich auf der Internet-Plattform «stromkennzeichnung.ch» veröffentlicht.

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Produktion der Wasserkraftwerke im Jahr 2018 Im Jahr 2018 produzierten die Laufwasserkraftwerke 16 908 GWh und damit 962 GWh mehr als im Vorjahr, die Speicherkraftwerke mit 20 520 GWh genau 200 GWh mehr gegenüber dem Kalenderjahr 2017. Die monatliche Verteilung der Produktion der Lauf- und Speicherkraftwerke fiel in diesen beiden Jahren allerdings sehr unterschiedlich aus. Laufwasserkraftwerke Die winterlichen Niederschlagmengen von Dezember 2016 bis Februar 2017 erreichten im landesweiten Mittel nur die Hälfte der Norm 1981–2010. Über den Jahresverlauf vermochten die Niederschläge aber zumindest auf der Alpennordseite einigermassen zu normalisieren: So erreichten sie nördlich der Alpen verbreitet 70 bis 90 Prozent, lokal auch 100 bis 110 Prozent. Die Alpen erhielten meist 90 bis 115 Prozent, die Alpensüdseite vielerorts 80 bis 95 Prozent des normalen Jahresniederschlags. Dies führte dazu, dass sich nach geringer Stromproduktion in den Monaten Januar und Februar die Mengen normalisierten und einem typischen Jahresverlauf folgten. Im Winter 2017/2018 erreichten die Niederschlagsmengen verbreitet über 130 Prozent der Norm. Im Wallis stiegen die Werte in vielen Gebieten und in Graubünden regional auf über 200 Prozent, auf der Alpensüdseite gebietsweise bis 150 Prozent. Gleichzeitig endete der Frühling als viertwärmster seit Messbeginn 1864 – der April übertraf die Norm um 3.9 Grad. Die Kombination aus viel Schnee und hohen Temperaturen führte in den Monaten April bis Juni zu rekordhoher Produktion, so dass alleine im 2. Quartal 2018 die Produktion 1014 GWh höher lag als im Vorjahresquartal. Nach einem extrem regenarmen April und einem verbreitet regenarmen Mai brachte der Sommer eine weiter anhaltende Regenarmut. Im Mittel über die ganze Schweiz erreichte die Niederschlagssumme von Juni bis August nur 71 Prozent der Norm. Einzelne Mess-Standorte in den Zentral- und Ostalpen mit über 100-jährigen Messreihen registrierten beim Juniniederschlag ein Rekorddefizit. Über die ganze Schweiz gemittelt, lag die Niederschlagsmenge von April bis November 2018 bei 69 Prozent der Norm, was zu tiefer Produktion zwischen August und November 2018 führte. 127

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Was s e r kr af tnut zung


Nachrichten Bild 1. Monatliche Verteilung der Produktion 2017 und 2018 im Vergleich zur Periode 1990–2018 (SWV, Datenquelle BFE).

Bild 2. Monatliche Strompreise Swissix 2004–2019 (SWV, Datenquelle: ENTSO-E).

Bild 3. Füllstände der Stauseen 2017 und 2018 im Vergleich zur Periode 2000–2018 (SWV, Datenquelle, BFE). 128

Speicherkraftwerke Die Produktion aus Speicherkraftwerken wird unter Berücksichtigung hydrologischer Verhältnisse nach ökonomischen Grundsätzen optimiert. Anfang 2017 lagen die Strompreise (Bild 2) auf einem Mehrjahreshoch weshalb sehr viel Strom produziert wurde, was dazu geführt hat, dass die Füllstände der Stauseen auf minimalem Niveau lagen (Bild 3). Aufgrund der geringen Wasserverfügbarkeit in den Speicherseen und der auch deutlich nachlassenden Strompreise rutschte die Produktion im Februar 2017 auf ein Minimum ab. Sie verlief dann mehrheitlich entlang des Musters eines Normjahres und nahm vor allem im November und Dezember nochmals erheblich zu, als die Preise einen starken Anstieg verbuchten. Im Jahr 2018 verzeichnete die Produktion vor allem in den Monaten Mai und Juni aufgrund hoher Zuflüsse in den Bergen aus der Schneeschmelze sehr hohe Werte. Gleichzeitig konnten die Speicherseen gut gefüllt werden, so dass sie ab Mai zum ersten Mal seit längerer Zeit wieder deutlich über dem Durchschnitt lagen. Unterdurchschnittliche Produktion im zweiten Halbjahr sorgte dafür, dass die Füllgrade der Speicherseen trotz Trockenheit auf einem durchschnittlichen Niveau gehalten bzw. in den Monaten November und Dezember auf hohe Werte gefüllt werden konnten. (SWV) Die hier abgebildeten und weitere Grafiken zur Schweizer Wasserkraftproduktion finden sich in aktualisierter Form auf der Webseite des SWV: www.swv.ch > Fachinformationen > Grafikmaterial.

Statistik Wasserkraft Schweiz per 1. Januar 2019 Gemäss der aktualisierten Wasserkraftstatistik des Bundes (WASTA) waren am 1. Januar 2019 in der Schweiz 658 Wasserkraft-Zentralen mit einer Leistung grösser 300 kW in Betrieb (1.1.2018: 650 Anlagen). Die erwartete Energieproduktion stieg gegenüber dem Vorjahr um 122 GWh/a auf 36 449 GWh/a (Vorjahr: 36 327 GWh/a). Der grösste Anteil der Zunahme erfolgte aufgrund des neu in Betrieb gesetzten Laufwasserkraftwerks Gletsch-Oberwald im Kanton Wallis. Gemäss dem neuen Energiegesetz soll die durchschnittliche jährliche Wasserkraftproduktion bis 2035 auf 37 400 GWh ansteigen (Richtwert). Mit einem jährlichen

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Eine detailliertere Auswertung der Wasserkraftsstatistik durch den SWV findet sich im Anhang zum ebenfalls im vorliegenden Heft publizierten SWV-Jahresbericht (vgl. dieses Heft, Seite124).

KWO baut Ersatzstaumauer an der Grimsel Anfang Juni 2019 fahren an der Grimsel im Berner Oberland die Baumaschinen auf: Die Staumauer Spitallamm, eine von zwei Mauern, die den Grimselsee stauen, wird neu gebaut. Der Verwaltungsrat der Kraftwerke Oberhasli AG hat den Bauentscheid gefällt. Für den Ersatzbau der Spitallamm Mauer rechnet die KWO mit Kosten von 125 Millionen Franken. Die Bauarbeiten werden voraussichtlich sechs Jahre dauern. Die bereits bestehende, stufenförmige Bogenstaumauer Spitallamm, in der Nähe des Grimsel-Hospiz, ist über 90 Jahre alt und sanierungsbedürftig. Nun wird sie durch eine neue Staumauer, die unmittelbar vor der alten zu stehen kommt, ersetzt. Der

Verwaltungsrat der Kraftwerke Oberhasli AG hat im März 2019 den Bauentscheid gefällt und den entsprechenden Kredit von rund 125 Millionen Franken freigegeben. Grosser Teil der Wertschöpfung bleibt im Kanton Bern Den Auftrag für den Bau der neuen, rund 113 Meter hohen, doppelt gekrümmten Bogenmauer geht an die Arbeitsgemeinschaft Grimsel bestehend aus der Frutiger AG aus Thun, der Implenia Schweiz AG mit Sitz in Dietlikon im Kanton Zürich und der Ghelma AG Baubetriebe aus Meiringen. Die drei Firmen haben das wirtschaftlich und technisch attraktivste Angebot eingereicht. Die Hauptverantwortung innerhalb der Arbeitsgemeinschaft Grimsel trägt Frutiger mit einem Anteil von 42.5 Prozent. Ebenfalls 42.5 Prozent hält Implenia und die restlichen 15 Prozent Ghelma. Die KWO rechnet damit, dass bis zu 70 Prozent der Wertschöpfung im Kanton Bern bleiben werden. Bei einem Grossprojekt dieser Art ist dies bemerkenswert, da viel Spezialwissen und Erfahrung für den Bau einer Staumauer nötig sind. Neubau wirtschaftlich und technisch sinnvollste Variante Die alte, 114 Meter hohe Spitallammsperre an der Grimsel wurde zwischen 1925 und 1932 zeitgleich mit jener an der Seeuferegg gebaut. Seit längerer Zeit weist die Spitallamm Staumauer aber irreversible Verformungen auf, die auf eine sogenannte «Bauwerkstrennung» in der Mauer zurückzuführen sind. Ein Neubau ist die wirtschaftlich und technisch sinnvollste Lösung, besser als ein Teilabbruch und eine Sanierung der bestehenden Mauer, wie eingehende Abklärungen der KWO

ergeben haben. Die jetzige Spitallamm Staumauer bleibt bestehen und wird später geflutet. Ein Stollen neben der alten Mauer sorgt für den hydraulischen Ausgleich des Wasserspiegels. Für die Kraftwerke Oberhasli ist es zentral, das Wasser aus dem Grimselsee, dem Herzstück des Kraftwerksystems, uneingeschränkt über die gesamte Dauer der Bauarbeiten für die Stromproduktion nutzen zu können. Vorbereitungsarbeiten an der Grimsel starten im Sommer Eine Baustelle im Hochgebirge auf rund 1900 Meter über Meer ist für alle Beteiligten anspruchsvoll – vor allem wegen der schwierigen Wetterbedingungen und der Logistik. Gebaut wird daher voraussichtlich jeweils in den Monaten Mai bis Oktober. Anfang Juni 2019 beginnen nun die Vorbereitungsarbeiten für den Staumauerbau. In einem ersten Schritt richten die Arbeiter die Zufahrtswege beziehungsweise Baustellenplätze ein. Zudem wird ein neuer Erschliessungsstollen von der Seeuferegg Staumauer unter dem Grimselnollen hindurch zur neuen Spitallamm Staumauer ausgebrochen. Gegen Ende des Sommers 2019 soll der seitliche Aushub für die neue Mauer beginnen. Ein grosser Teil der Zuschlagstoffe für den Beton wird lokal an der Gerstenegg, vor der Staumauer des Räterichsbodensees, aufbereitet, wo sich eine alte Deponie für das Ausbruchsmaterial von früheren Arbeiten im Grimselgebiet befindet. Dies ist ökologisch und logistisch sinnvoll, weil Transportfahrten per Lastwagen somit kurz bleiben. Weitere Informationen rund um die Ersatzstaumauer Spitallamm sowie Bildmaterial gibt’s unter www.grimselstrom.ch. (KWO)

Visualisierung der vorgeschalteten neuen Mauer (Bild: KWO). «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

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Zubau in der Grössenordnung des Jahres 2018 kann dieser Richtwert, nach Einschätzung des BFE gut erreicht werden. Die Wasserkraft hat auf der Basis der mittleren Produktionserwartung einen Anteil von rund 57 % an der Stromproduktion in der Schweiz. Die Kantone mit der grössten Produktionserwartung sind das Wallis mit 9746 GWh/a (26.7 %), Graubünden mit 7938 GWh/a (21.7 %), Tessin mit 3561 GWh/a (9.7 %) und Bern 3336 GWh/a (9.1 %). (BFE)


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K l i ma Treibhausgasemissionen 2017 leicht tiefer als im Vorjahr Die Treibhausgasemissionen beliefen sich im Jahr 2017 in der Schweiz auf 47.2 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente, 1 Million Tonnen weniger als 2016. Dies geht aus dem Inventar des Bundesamtes für Umwelt BAFU hervor. Die Abnahme im Vergleich zum Vorjahr ist vor allem auf den verminderten Brennstoffverbrauch im Gebäude- und Industriesektor zurückzuführen. Die Emissionen lagen 2017 insgesamt rund 12 Prozent tiefer als 1990. Das Bundesamt für Umwelt BAFU hat das schweizerische Treibhausgasinventar für die Jahre 1990–2017 am 15. April 2019 beim UNO-Klimasekretariat eingereicht. Das Inventar liefert ein umfassendes Bild über die im Kyoto-Protokoll geregelten Treibhausgasemissionen der Schweiz. Gebäudesektor: 26 % weniger Emissionen als 1990 Die Treibhausgasemissionen des Gebäudesektors betrugen im Jahr 2017 12.6 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente (CO2-eq). Die Emissionen lagen 2017 um 26 Prozent unter dem Wert von 1990; etwa auf dem gleichen Niveau wie 2015. Die Abnahme von 0.6 Millionen Tonnen gegenüber dem Vorjahr ist zur Hälfte auf die verbesserte Energieeffizienz von Gebäuden und den Ersatz von Öl- und Gasheizungen durch Wärmepumpen und erneuerbare Energien zurückzuführen. Die andere Hälfte des Rückgangs ist dem milden Winter ge-

schuldet. Der deutliche Witterungseinfluss auf die Emissionen zeigt, dass der Gebäudesektor nach wie vor zu einem wesentlichen Anteil mit fossilen Brennstoffen beheizt wird. Wird der Effekt der Witterung herausgerechnet, zeigt sich für den Sektor eine Abnahme der Emissionen um rund 0.3 Millionen Tonnen pro Jahr. Dieser Trend ist allerdings zu gering, um das Reduktionsziel von 40 Prozent bis 2020 zu erreichen. Industriesektor: 18 % weniger Emissionen als 1990 Die Industrie stiess im Jahr 2017 10.7 Millionen Tonnen CO2-eq aus und damit 18 Prozent weniger als 1990. Die Emissionen gingen gegenüber 2016 geringfügig um 0.2 Millionen Tonnen zurück. Etwa die Hälfte des Rückgangs ist auf verminderte fossile Fernwärmeproduktion wegen des warmen Winters zurückzuführen. Aktuell hat der Industriesektor das Reduktionsziel von minus 15 Prozent bis 2020 bereits erreicht. Die Emissionen im Industriesektor stagnieren allerdings in den letzten Jahren. Für eine weitere Abnahme bis 2020 – und darüber hinaus – bedarf es weiterer Massnahmen. Verkehrssektor: 1 % mehr Emissionen als 1990 2017 betrug der Ausstoss des Verkehrssektors 15 Millionen Tonnen CO2-eq, 1 Prozent mehr als 1990. Gegenüber dem Vorjahr haben die Emissionen um rund 2 Prozent abgenommen. Die Abnahme ist etwa je hälftig auf die weitere Verminderung des Tanktourismus und den Zuwachs an Biotreibstoffen zurückzuführen. Die Beimischung von Biotreibstoffen hat in den letzten Jahren markant zugenommen

und erreichte 2017 einen Anteil von deutlich über 2 Prozent. Seit 2008 nehmen die Emissionen – vor allem wegen des rückläufigen Tanktourismus vom Ausland in die Schweiz – stetig ab. Auch haben effizientere Fahrzeuge zu sinkenden CO2Emissionen pro Kilometer geführt. Diese Emissionseinsparungen werden jedoch grösstenteils durch die Zunahme der zurückgelegten Kilometer wieder ausgeglichen. Insgesamt zeigen die Nutzung von Biotreibstoff sowie Abgasvorschriften für Fahrzeuge einen positiven Effekt. Dennoch wird der Verkehrssektor das Ziel von minus 10 Prozent bis 2020 nach heutiger Einschätzung klar verfehlen. Übrige Emissionen: Landwirtschaft und synthetische Treibhausgase Die Emissionen der Landwirtschaft liegen seit 2000 weitgehend unverändert bei etwa 6.5 Millionen Tonnen CO2-eq und damit rund 10 Prozent tiefer als 1990. Der Ausstoss synthetischer Treibhausgase, wie zum Beispiel Kältemittel, ist seit 1990 massiv gestiegen, blieb aber gegenüber 2016 stabil bei rund 1.7 Millionen Tonnen. Seit dem 1. Januar 2019 regelt das Montrealer Protokoll 18 wichtige synthetische Treibhausgase. Mit der Umsetzung des Protokolls, auch durch die Schweiz, wird in den nächsten Jahren ein deutlicher Rückgang der Emissionen dieser Gase erwartet. Die vorgesehene Emissionsreduktion in diesem Bereich von rund 10 Prozent bis 2020 dürfte dennoch knapp verfehlt werden. (BAFU)

Entwicklung der gesamten Treibhausgasemissionen in der Schweiz seit 1990, inklusive Ziel nach CO2-Gesetz für das Jahr 2020 (Quelle: BAFU, 2019). 130

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108. Hauptversammlung SWV / 108e Assemblé générale de l’ASAE Zukunft der Schweizer Wasserkraft / Avenir de l’énergie hydraulique suisse 5./6. September 2019, Martigny/VS

conformément aux statuts après les présentations. Ensuite, nous terminerons la journée avec un apéritif et un dîner dans les vignobles. Durant l’excursion du deuxième jour, nous aurons l’occasion de visiter sous la conduite d’un expert la centrale de pompage-turbinage Nant de Drance, prête à être mise en service. Programm / Programme Donnerstag, 5. September 2019 / Jeudi, 5 septembre 2019 12:30 Eintreffen Teilnehmende / Arrivé des Participants 13:00 Start zur Tagung / Debut du symposium 16:00 Ende Tagungsteil / Fin du symposium 16:15 Hauptversammlung SWV / Assemblée générale ASAE 18:00 Abfahrt Busse / Départ des bus 18:30 Apéro und Abendessen in Vétroz / Apéritif et dîner à Vétroz Traktanden HV 1. Präsidialansprache 2. Traktanden 3. Protokoll der 107. Hauptversammlung vom 6.9.2018 in Disentis 4. Jahresbericht 2018 5. Jahresrechnung 2018, Revisionsbericht, Entlastung der Organe 6. Budget 2020 7. Ersatzwahlen Vorstand 8. Nächste Hauptversammlung 9. Mitteilungen, Verschiedenes

Der Schweizerische Wasserwirtschaftsverband (SWV) lädt Mitglieder, Gäste und Interessierte ganz herzlich zur 108. Hauptversammlung nach Martigny im Kanton Wallis ein. Der Tagungsteil steht unter dem Titel «Zukunft der Schweizer Wasserkraft» und thematisiert künftige Chancen und Risiken der Wasserkraftproduktion. Im Anschluss an die Referate findet die eigentliche Hauptversammlung mit den statutarischen Geschäften statt. Abschliessend lassen wir den Tag bei einem Apéro und Abendessen im Weinberg ausklingen. An der Exkursion vom zweiten Tag können wir unter kundiger Führung das vor der Inbetriebnahmne stehende Pumpspeicherwerk Nant de Drance besichtigen. / L’Association suisse pour l’aménagement des eaux (ASAE) a le plaisir d’inviter ses membres, invités et intéressés à la 108ème Assemblée générale annuelle à Martigny dans le canton du Valais. La partie symposium s’intitule «Avenir de l’énergie hydraulique suisse» et se concentre sur les opportunités et les risques futurs de la production hydroélectrique. L’assemblée proprement dite se tiendra

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Ordre du jour AG Allocution présidentielle Ordre du jour Procès-verbal de la 107e AG du 6.9.2018 Rapport annuel 2018 Comptes annuels 2018, rapport de révision, décharge aux organes Budget 2020 Elections partielles du comité Prochaine assemblée générale Communications, Divers

Freitag, 6. September 2019 / Vendredi, 6 septembre 2019 08:00 Start zur Exkursion in Martigny 16:00 Ende der Exkursion in Martigny Das detaillierte Tagungsprogramm ist diesem Heft als Flyer beigelegt bzw. kann der Webseite entnommen werden. / Pour les détails voir le programme adjoint dans la présente revue ou sur le site web. Tagungssprachen / Langues Die Referate werden in Deutsch oder Französisch gehalten. Es ist keine Simultanübersetzung vorgesehen. / Les conférences seront présentées en allemand où français. La traduction simultanée n’est pas prévue. Kosten / Frais Für Einzelmitglieder und Vertreter von Kollektivmitgliedern des SWV gelten vergünstigte Tarife / Membres de l’ASAE profitent des tarifs préférentiels: Tagung inkl. Abendessen / Symposium y inclus Dîner Mitglieder / Membres CHF 240.– Nichtmitglieder / Non-membres CHF 310.– Studenten / Etudiants CHF 120.– HV / AG CHF 0.– Exkursion / Excursion CHF 110.– Die Preise verstehen sich zzgl. MwSt. / Les prix sont hors TVA. Anmeldung / Inscription Ab sofort und bis zum 9. August 2019 über unsere Webseite. / Par le site web jusqu’au 9 août 2019. www.swv.ch Berücksichtigung der Anmeldungen nach Eingang (mit Vorzug für Mitglieder). / Les inscriptions seront considerées par ordre d’arrivée (préférence pour les membres). Hotelreservation / Réservation hôtel Zimmer sind durch die Teilnehmenden zu buchen. Ein Kontingent ist bis zum 15. Juli 2019 vorreserviert in den Hotels Vatel und Martigny. / Un certain nombre de chambre est préréservé jusqu'au 15 juillet 2019 dans les hôtel Vatel et Martgny.

Die Unterlagen für die Hauptversammlung werden den stimmberechtigten Mitgliedern nach der Anmeldung zugestellt bzw. können von interessierten Mitgliedern auch auf dem Sekretariat bestellt werden. / Les documents pour l’assemblée seront envoyés aux membres avec droit de vote après l’inscription et peuvent être commander par tous les membres intéressés au secrétariat.

«Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden

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Nachrichten

Ve r anstaltunge n


Nachrichten

Kommission Hochwasserschutz, Wasserbau und Gewässerpflege (KOHS)

Cours de formation continue CIPC 5.4 Développement prospectif des projets d’aménagement des eaux Jeudi/vendredi, 19/20 septembre 2019 St.-Légier / VD

La Commission de protection contre les crues (CIPC) de l’ASAE, en collaboration avec l’Office fédéral de l’environnement (OFEV), organise cette cinquième série de cours de formation continue dans le domaine de l’aménagement hydraulique. Public cible Le cours est destiné aux responsables actifs ou en devenir de grands projets d’aménagement hydraulique. Objectif, contenu Le cours de deux jours orientés vers la pratique a pour objectif de donner un aperçu appro-fondi des différents aspects du développement de projets d’aménagement hydraulique, ainsi que de mieux faire comprendre l’interdisciplinarité nécessaire aujourd’hui. Après la formation, les participants savent comment développer un projet d’aménagement hydraulique durable et auront appris à connaître différents outils de manière pratique. Ils auront également la possibilité d’échanger lors des ateliers et de l’excursion avec des experts reconnus. Jour 1 - Introduction et aperçu - Facteurs de succès pour le démarrage - Environnement et conditions limites des projets d’aménagement - Atelier: Planification des projets d’aménagement hydraulique fondée sur les risques 132

Jour 2 - Exigences en matière d’écologie et impacts sur les projets d’aménagement hydraulique - Gestion de la conservation des infrastructures hydrauliques défis - Entretien des cours d’eau et maintenance des ouvrages de protection au quotidien - Visite d’un projet d’aménagement hydraulique spécifique dans la région Pour plus de détails, veuillez consulter le programme du cours sur le site internet. Langue Le cours se déroulera en français. Documentation du cours La documentation du cours, comprenant les polycopiés et le texte des diapositives, sera distribuée à tous les participants au début du cours. Coûts Pour les membres de l’ASAE, des tarifs réduits sont appliqués: Membres ASAE: CHF 650.Non-membres ASAE: CHF 750.Le prix comprend la documentation du cours, le déjeuner et le souper du premier jour, le déjeuner du deuxième jour, les pauses café, le transport pour l’excursion; hors TVA 7.7 % et tous les frais éventuels d’hébergement. Inscription Dès maintenant sur le site internet de l’ASAE: www.swv.ch Le nombre de participants est limité à 28 personnes. Prise en compte des inscriptions selon leur ordre d’arrivée.

Fachtagung Wasserkraft 2019 / Journée Technique Force hydraulique 2019 Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserkraftwerken VIII / Construction, exploitation et entretien des centrales hydroélectriques VIII Dienstag, 12. November 2019, Olten / Mardi, 12 novembre 2019, Olten

den Austausch aktueller technischer Entwicklungen rund um die Wasserkraftnutzung und ist immer auch ein ausgezeichneter Treffpunkt der Fachwelt. / Sur l’initiative de la commission Hydrosuisse de l’ASAE, le symposium a pour objectif de faciliter les échanges en matière de développements techniques actuels liés à l’utilisation de l’énergie hydraulique. Zielpublikum / Publique cible Angesprochen werden insbesondere Ingenieure und technische Fachleute von Wasserkraftbetreibern, Beratungsbüros und der Zulieferindustrie. / Le symposium est destiné en particulier aux ingénieurs et aux spécialistes des exploitations hydrauliques, des bureaux de conseil et des activités induites. Zielsetzung, Inhalt / But, contenu Die Fachtagung bezweckt den Austausch zu aktuellen Entwicklungen aus Forschung und Praxis in den Bereichen Wasserbau, Stahlwasserbau, Maschinenbau, Elektrotechnik sowie Projektvorbereitung und -abwicklung. Das detaillierte Tagungsprogramm ist diesem Heft als Flyer beigelegt bzw. kann der Webseite entnommen werden. Tagungssprachen sind Deutsch und Französisch. / Le symposium a pour objectif de faciliter les échanges en matière de développements techniques actuels liés à l’utilisation de l’énergie hydraulique. Pour les détails voir le programme adjoint dans la présente revue ou sur le site web. Kosten / Frais Für Einzelmitglieder und Vertreter von Kollektivmitgliedern des SWV gelten vergünstigte Tarife / Membres de l’ASAE profitent des tarifs préférentiels: Mitglieder / Membres CHF 150.– Nichtmitglieder / Nonmembres CHF 230.– Studenten / Etudiants CHF 75.– Inkl. Mittagessen und Pausenkaffee; zzgl. MwSt. / Sont inclus le repas de midi et les pauses, hors TVA. Anmeldung / Inscription Einschreibung über unsere Webseite: / Inscriptions par le site web: www.swv.ch Die Anmeldungen werden nach Eingang berücksichtigt. Als Anmeldebestätigung gilt die automatisch generierte AntwortMail auf die Online-Anmeldung. / Les inscriptions seront considerées par ordre d’arrivée. Après l’inscription en ligne une confirmation est envoyée automatiquement par courrier électronique.

Die von der Kommission Hydrosuisse des SWV durchgeführte Fachtagung bezweckt «Wasser Energie Luft» – 111. Jahrgang, 2019, Heft 2, CH-5401 Baden


Perso one ne n

Grafenort 18./19.6.2019 KOHS-Weiterbildungskurs Wasserbau 5.3: Vorausschauende Entwicklung von Wasserbauprojekten (d) Kommission Hochwasserschutz (KOHS) des SWV zusammen mit dem BAFU. www.swv.ch

Grand Prix d’Hydrotechnique de la SHF décerné au professeur Anton Schleiss Lors du Symposium HydroES 2019 – Hydro Energy & Sustainability, la Société Hydrotechnique de France a décerné le 29 janvier 2019 à Grenoble le Grand Prix d’Hydrotechnique 2018 au professeur Anton Schleiss pour son engagement dans la formation des jeunes ingénieurs des docteurs au sein du Laboratoire de Constructions Hydrauliques de I’EPFL ainsi son expertise reconnue au meilleur niveau international dans les domaines de la modélisation physique et numérique appliqués aux projets de barrages et d’installations hydro-électriques.

Martigny 5./6.9.2019 108. Hauptversammlung SWV: Tagung und Besichtigung Pumpspeicherwerk Nant de Drance (f/d) www.swv.ch

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. www.swv.ch

Baden 30./31.10.2019 Talsperrentagung 2019: Sicherheit und Betrieb von Wehranlagen (d/f) Schweiz. Talsperrenkomitee (STK). www.swissdams.ch

Wädenswil 8.11.2019 Zertifikatslehrgang (CAS) Gewässerrenaturierung: Grundlagen, Felduntersuchungen, Projekte (d/e) Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften (ZHAW). weiterbildung.zhaw.ch Olten 12.11.2019 8. Hydrosuisse-Fachtagung Wasserkraft 2019: Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserkraftwerken (d/f) Kommission Hydrosuisse des SWV. www.swv.ch

Professeur Anton Schleiss avec professeur Olivier Métais, président de la SHF

• Olten 21.1.2020 KOHS-Wasserbautagung 2020: Schwemmholz-Management (d/f) Kommission Hochwasserschutz (KOHS) des SWV. www.swv.ch

L ite i te r atur • Die Themen der «Wasserwirtschaft» 5/2019 (Tagungsband zum Talsperrensymposium des DTK) • Das Leipziger Neuseenland zwischen Bergbausanierung, Wasserwirtschaft und Regionalentwicklung Andreas Berkner • Wasserbau im Einklang mit der Natur im neuen Fränkischen Seenland Theodor Strobl

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Soziale Akzeptanz der geplanten Talsperre Trift in einem landschaftlich wertvollen Gebiet in den Schweizer Alpen Elke Kellner Die geotechnische Sanierung des Speichers Borna Vinzent Sturm, Helge Beuermann Handlungskonzept für den Umgang mit bestehendem Gehölz auf Stauhaltungsdämmen Saskia Grauduschus, Katja Last Wasserqualität in als Speicher genutzten Tagebauseen Martin Schultze, Elisa Brode, FriedrichCarl Benthaus, Karsten Rinke 25 Jahre Kooperation mit der Landwirtschaft – ein Erfolgsmodell für das Einzugsgebietsmanagement von Trinkwassertalsperren Friedrike Mürkens Speichersystem der Pleisse im Südraum Leipzig Henriette Salewski, Axel Bobbe Speicherpotenzial- und Standortanalyse für grosse Hochwasserrückhaltebecken Stefan Schmid, Stefan Kissauer, Martin Schmid, Verena Streit Planung und Umsetzung eines Hochwasserrückhaltebecken-Verbundsystems Marc Krüger, Georg Johann, Mechthild Semrau, Torsten Bockholt Planung und Bau des ökologisch durchgängigen Hochwasserrückhaltebeckens Neuwürschnitz Matthias Höhne, Holger Haufe, Ingo Berndt, Mirko Salzmann Planung eines Hochwasserrückhaltebeckens aus Sicht des Auftraggebers – Bewältigung der Schwierigkeiten oder Verzicht Andreas Rudolf, Joachim Schimrosczyk Polder Löbnitz – ein länderübergreifendes Hochwasserschutzprojekt Axel Bobbe Dam Monitoring 4.0 Volker Bettzieche Gekoppelte experimentelle und numerische Analyse von Staumauern mittels 3-dimensionaler Mehrphasenund Mehrfeldmodelle Tom Lahmer, Long Nguyen-Tuan, Volker Bettzieche 3-D-FE-Modelle für Zuverlässigkeitsnachweise von Staumauern Kristina Aldermann, Uwe Beetz, Barbara Tönnis

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Age nda


Stellenangebote Nachrichten

3-D-Visualisierung von vorhandenen Staubauwerken zur holistischen Planung und Überwachung Richard Gronsfeld, Hartmut Malecha, Marielle Laudenberg, Joachim Klubert Digitales Bauen mit Building Information Modeling – der digitale Zwilling Sven Oettinghaus Anlagenwissen im Instandhaltungsprozess digitalisieren Nico Friedemann Value Engineering, der Weg zu innovativen Lösungen Imran Sevis

Talsperren unter Bergsenkung – ein Praxisbeispiel zur Sanierung in NRW Patricia Schüll, Udo Peters Innovation bei einer Sperre auf aktiver Verwerfung und starker Stauseeverlandung Martin Wieland Lösungsvorschläge für die Sanierung eines alten Stauhaltungsdamms am Baldeneysee Katja Last, Kai Reinhardt Konzessionserneuerung Laufwasserkraftwerk Dietikon an der Limmat Andrea Balestra, Alfredo Scherngell

Projektleiterin / Projektleiter Naturgefahren und Wasserbau

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Bauingenieur FH/ETH m/w im Wasserbau in Chur baldmöglichst bzw. nach Übereinkunft Aufgaben x Bearbeitung von anspruchsvollen Wasserbauprojekten im Bereich Gewässerrevitalisierung, Naturgefahren/Hochwasserschutz und Wildbachverbau von der Konzeption bis zur Realisierung Profil x Abschluss als Bauingenieur FH/ETH (BSc/MSc) m/w x Idealerweise einige Jahre Berufserfahrung im Bereich Wasserbau/Flussbau x Gute mündliche und schriftliche Ausdrucksweise x Selbstständige und unkomplizierte Persönlichkeit mit Freude an Teamarbeit

Angebot x Vielseitige und herausfordernde Wasserbauprojekte in interdisziplinärem Umfeld x Aktive Mitwirkung bei der Gestaltung von Flusslandschaften in der Südostschweiz x Attraktive Anstellungsbedingungen mit flexiblen Arbeitszeiten x Gute Einarbeitung und Betreuung durch erfahrenes Team x Interessante Weiterbildungsmöglichkeiten und Entwicklungsperspektiven Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung info@eichenberger-revital.ch / www.eichenberger-revital.ch

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Abflussveränderungen im Südharz – Quantifizierung, mögliche Ursachen und Konsequenzen für die Bewirtschaftung der Talsperre Neustadt Markus Möller, Roland Mauden Die Erweiterung der Hochwasserentlastungsanlage der Talsperre Malter Holger Haufe, Stefan Heinze, Bernd Findeisen Eine neue Dichtung für die Talsperre Rosshaupten Andreas Bauer, Frank Kleist, Theodor Strobl Talsperre Lichtenberg: Erneuerung des Dichtungsanschlusses Asphaltaussendichtung/Komplexbauwerk unter Einstaubedingungen Ingo Lux, Dominik Fiedler, Mirko Salzmann, Christian Schmutterer, Richard Stanulla Moderne Injektionssysteme für die Instandsetzung von Dammkonstruktionen Holger Graeve Polymerische Geomembranen zur Überbrückung von Diskontinuitäten in Dammoberflächen Alberto Scuero, Giovanna Lilliu, Gabriella Vaschetti, Vanja Verdel Wasserkraft in Deutschland – aktuelle Zahlen und Entwicklungen Rita Keuneke Quo vadis – Wasserkraftnutzung in Deutschland? Marcus Lau, Angela Markert Bewertung von Talsperren-Erhöhungsoptionen in der Schweiz Helge Fuchs, David Felix, Michelle Müller-Hagmann, Robert Boes Erhöhung der nutzbaren Arbeitswassermenge am PSW Hohenwarte II Michael Liebal, Marco Müller Talsperrensicherheit und Folgen bei Überschreiten der Bemessungsannahmen Reinhard Pohl Kosteneffizienter Umgang mit Sediment unter neuen Regelwerken Michael Detering, Laura Bolsenkötter Joana Küppers Umgang mit Schwemmgut an Talsperren Robert Boes, Lukas Schmocker The new ICOLD Bulletin on RCCDams Francisco Ortega Der Damm-Komplex am Oberen Atbara im Sudan Frank Zöllner, Yannick Scheid Wasserkraftanlage Laúca in Angola Jürgen Horn

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Gewässerökologie www.oeplan.ch | 071 722 57 22 | info@oeplan.ch

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Revitalisierung

an Fliessgewässern und Seeufern Varianten- und Machbarkeitsstudien Ausführungsplanung und Umsetzung

Hydrografie

Gewässerentwicklung Entwicklungsziele und Initiierung Unterhaltskonzepte und Pflegepläne Erfolgskontrolle und Monitoring

Begleitplanungen Landschaftsgestaltung Aquatisch, terrestrische Ökologie (UBB, UVB) Boden (Bodenschutzkonzepte, BBB) Naherholung und Besucherlenkung

Hydrografie mittels terrestrischen Messmethoden und Echolot: Erfahren, kompetent und engagiert im Einsatz an Flüssen und Seen

Wir arbeiten in einem interdisziplinären Team aus Kulturingenieuren, Landschaftsarchitekten und Umweltfachleuten. Mit über 30 Jahren Erfahrung bieten wir ihnen kreative und nachhaltige Lösungen.

Gewässerpflege

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Stahlwasserbau

Impressum

Taucharbeiten

«Wasser Energie Luft» 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

perrottet.com

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

T.S.M. Perrottet AG Tel. +41 (0)26 673 11 62

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

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Werkstofftechnik

Taucharbeiten

Wasserbau

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Ihr Unternehmen fehlt in diesem Verzeichnis? Infos unter: SWV «Schweizerischer Wasserwirtschaftsverband» Rütistr. 3a CH-5401 Baden Tel. 056 222 50 69 manuel.minder@swv.ch

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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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