Bewertung des potenziellen Strandungsrisikos für Gewässerorganismen bei Schwall und Sunk hinsichtlich langfristiger morphologischer Veränderungen von alpinen Flüssen

Abstract

ZusammenfassungSchwall-Sunk ist eine der größten wasserkraftbedingten Störungen natürlicher Prozesse in Fluss(öko)systemen. Die künstlichen Abflussschwankungen, die durch die bedarfsgerechte Stromerzeugung verursacht werden, sind für ihre Auswirkungen auf aquatische Ökosysteme bekannt. Davon betroffen sind vor allem jene Arten und Lebensstadien, die nicht in der Lage sind, ihre Lebensraumwahl an schnelle Anstiege und Abstiege des Abflusses anzupassen. Bisher wurde das Strandungsrisiko sowohl experimentell als auch numerisch hauptsächlich mit variablen Schwall-Sunk-Szenarien über stabile bzw. sich nicht verändernde Flussabschnitte/-strukturen untersucht. Es besteht daher ein Wissensdefizit, wie sich einzelne, bestimmte Schwall-Sunk-Ereignisse hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das Strandungsrisiko unterscheiden, wenn sich die Flussmorphologie langfristig ändert. Die vorliegende Arbeit geht genau auf dieses Wissensdefizit ein, indem sie morphologische Veränderungen über einen Zeitraum von 20 Jahren und die damit verbundene Variabilität der lateralen Sunkgeschwindigkeit als Parameter für das Strandungsrisiko untersucht. Zwei alpine Kiesbettflüsse, die über Jahrzehnte von Schwall-Sunk betroffen waren, wurden mithilfe eines eindimensionalen instationären Modellierungsansatzes getestet. Die Ergebnisse der morphologischen Entwicklung zeigten unterschiedliche Ergebnisse für den Zeitraum 1995–2005. Die Bregenzerach wies über die verschiedenen ausgewählten Teilmesszeiträume hinweg eine kontinuierliche Anlandung (Hebung des Flussbetts) auf. Im Gegensatz dazu zeigte der Inn eine kontinuierliche Eintiefung (Erosion des Flussbetts). Das Strandungsrisiko zeigte bei beiden Flüssen in Bezug auf einzelne Querschnitte eine hohe Variabilität. Auf der Abschnittsebene wurden jedoch für keinen der beiden Flussabschnitte signifikante Änderungen des Strandungsrisikos durch die sich verändernde Morphologie berechnet. Die vorliegende Studie zeigt somit, dass das quantifizierte Strandungsrisiko von Gewässerorganismen eine Funktion der bereits allgemeinen morphologischen (Kiesbank‑)Eigenschaften des betroffenen Flusses ist und dass sowohl die morphologische Entwicklung als auch die Entwicklung der Korngrößen einen Einfluss auf das potenzielle Strandungsrisiko von Wasserorganismen haben und berücksichtigt werden sollten. Dies gilt es vor allem auch bei Neukonzessionierungen von Wasserkraftanlagen in mehrfach beanspruchten Flusssystemen zu berücksichtigen.