Sedimentdynamik-Studie Spöl
Auftraggeber: Schweizerischer Nationalpark
Partner: VAW
Laufzeit: Oktober 2013 - Januar 2014
Die Wasserkraftnutzung mittels Stauhaltung beeinflusst die Sedimentdynamik und die
damit verbundenen Prozesse flussabwärts. Durch die Regulierung der Restwassermenge
sind natürliche dynamische Prozesse während des Jahres nicht mehr oder nur noch
begrenzt möglich. Am Spöl (Abb. 1) wurde ein experimentelles Restwasserkonzept
umgesetzt, welches künstliche Flutungen verwendet um die Dynamik im System zu
erhalten.
Abb. 1: Canyonartige Strecke gegen Ende des untersuchten Abschnitts.
Die Korngrössenverteilung entlang des sechs Kilometer langen Abschnitts zeigte eine
deutliche Sortierung zugunsten von feinerem Material flussabwärts (siehe Abb. 2).
Einfluss darauf hatten auch der weitere Eintrag von Feinmaterial durch die zahlreichen
Schuttkegel entlang der untersuchten Strecke was durch die Abnahme der
Korngrössendurchmesser jeweils unmittelbar nach den Schuttkegeln nachgewiesen
werden konnte.
Abb. 2: Korngrössenverteilung entlang des Flussabschnitts resultierend aus Linienzahlproben. Die Punkte
beschreiben die einzelnen Probewerte, die Linien stehen für den durchschnittl. Wert der ersten Probe nach einem
Schuttkegel bis zum nächsten Kegel. Die Kegel sind durch die schwarzen Balken dargestellt
Die Betrachtung der Erosions- oder Depositionsprozesse über den Vergleich von Höhen-
modellen zwischen den Jahren 2003 und 2009, zeigte insgesamt einen Verlust von
Sediment über den gesamten Abschnitt (Massenbilanz). Dieser zeigt sich aber häupt-
sächlich im mittleren Flussabschnitt (Mittellauf), während es flussauf- und -abwärts auch
Deposition mit der Bildung neuer Kiesbänke gegeben hat (siehe Abb. 3).
Abb. 3: Höhenveränderungen des untersuchten Flussabschnitts zwischen 2003 und 2009.
Rot = Erosion, gelb = keine Veränderung, grün = Deposition (Karten: LiDAR 2009 © bfs swissphoto, DMT-AV
© Swisstopo).
Diese Ergebnisse konnten durch die Erstellung und Anwendung eines 1D Sediment-
transportmodels gestützt werden. Insgesamt liess sich mit dem Model abschätzen, dass
es im Minimum etwa 5m3/s Abluss braucht um eine Sedimentdynamik auszulösen (siehe
Abb. 4 oben), zwischen 10 und 30 m3/s kommt es dann zu verstärkten Sediment-
umlagerungen (siehe Abb. 4 unten). Bei Flutungen mit über 30 m3/s stellen sich kaum
noch positive Effekte ein (z.B. Bildung von neuen Kiesbänken, Pools etc.), es wird
lediglich noch mehr Material aus dem System ausgewaschen.
Abb. 4: Durchschnittliche Höhenveränderung pro Tag (Mean, rot) und Standartabweichung für einen stationären
(steady-state) Abfluss (oben), sowie für verschiedene Flutungsmengen (unten). Q = Abfluss.
Die Arbeiten, insbesondere die Modellierungen erfolgten in Zusammenarbeit mit der VAW,
im Rahmen einer Semesterarbeit von Matthias Pfäffli (ETH).
Weiterführende Literatur:
Pfäffli, M. (2013): Sediment dynamics modelling in the river Spöl in the Swiss National
Park. Semester project ETHZ. [pdf]
Referenzen
Fernerkundungs-
basiertes Monitoring
Seeentleerung
Unterstützung
Vollzugshilfe “Schwall
Sunk”
Monitoring Kander
und Simme
Faunistische Unter-
suchungen Ärlenbach
Restwassersanierung
Kander und Simme
Sedimentdynamik-
Studie Spöl
Restwasserkonzept
Auenlandschaft Trift
Konzept und Planung
Aufwertung Sandey
Auen
Defizitanalyse Sandey
Auen
Dynamisches
Restwasserregime Spöl
