Editorial
Bereit für die nächste Flut
Vor etwa 20 Jahren hat für den Hochwasserschutz in der Schweiz ein neues Zeitalter begonnen. Das als Jahrhunderthochwasser apostrophierte Ereignis von 1987 hat die Grenzen des bis anhin ausgebauten technischen Hochwasserschutzes aufgezeigt und einer ganzheitlichen Betrachtungsweise den Weg geebnet. Nicht mehr Korrektion und Melioration sind die obersten Ziele, denn die Mehrzahl der grösseren Gewässer war 1987 verbaut, kanalisiert oder reguliert, ohne dass dadurch schwere Schäden verhindert werden konnten. Die Erfolg versprechende Strategie ist jetzt nicht mehr der Naturgewalt Wasser grundsätzlich entgegengesetzt, sondern flexibel, den lokalen Gegebenheiten angepasst und dem Wasser gegenüber nachgiebig, wenn das Schutzziel dadurch effizienter erreicht werden kann. Gefordert und vereinzelt bereits realisiert ist ein ganzheitliches Risikomanagement, das nebst den klassischen wasserbaulichen Aspekten alle natürlichen und anthropogenen Einflüsse auf ein Gewässer ebenso berücksichtigt wie die möglichen Nutzungen und Partikularinteressen am und um das Wasser.
Die Hochwasserereignisse der letzten Jahre haben Handlungsbedarf in verschiedenen Bereichen aufgezeigt:
– Die grossen Korrektionswerke aus der Pionierzeit sind, schon rein altersbedingt, teilweise dringend instandsetzungsbedürftig. Während der jüngeren Hochwasserepisoden sind schwer wiegende Schäden an Dämmen und Gebäuden oft nur durch glückliche Umstände oder behelfsmässige Sofortmassnahmen verhindert worden. Da Instandsetzungs- oder Ersatzmassnahmen unumgänglich sind, bietet sich in den nächsten Jahren die Chance, grössere kanalisierte Flussabschnitte mit vertretbaren Mehrkosten sicherheitstechnisch und gewässerökologisch aufzuwerten.
– Auch an gut erhaltenen, funktionstüchtigen Hochwasserschutzbauten müssen auf Grund der neueren Erfahrungen Sicherheitsüberprüfungen vorgenommen werden. Eine ausreichende Sicherheit kann vielfach durch lokale Massnahmen, wie die Anlage von Hochwasserentlastungen und Entlastungskorridoren, ohne grössere Eingriffe an den bestehenden Dämmen erreicht werden.
– Einzelne Schlüsselstellen, für die eine «weiche», naturnahe Lösung nicht realisierbar oder wenig Erfolg versprechend ist, müssen weiterhin mit «harten», technischen Massnahmen saniert werden. Dies betrifft vor allem Seeabflüsse, deren Kapazität für die Stabilisierung des Seewasserspiegels zu klein ist, aber auch Gewässereinleitungen in Seen mit ökologisch ungünstiger Geschiebeablagerung.
Die Gewährleistung einer möglichst umfassenden, integralen Hochwassersicherheit für alle Regionen ist eine anspruchsvolle ingenieurtechnische Aufgabe, die nur durch das interdisziplinäre Zusammenwirken eines breiten Spektrums von Fachrichtungen, vom klassischen Wasserbau über Ökologie und Raumplanung bis zu Rechtswissenschaft und Ökonomie, erfolgreich bewältigt werden kann.
Die nächsten lokalen Hochwasserereignisse werden mit grosser Wahrscheinlichkeit bald eintreten, möglicherweise in Regionen, die bisher nicht betroffen waren. Die meteorologischen Modelle sagen seit Jahren zunehmend häufigere und intensivere Niederschläge in unseren Klimazonen voraus. Investitionen in die Hochwassersicherheit sind deshalb nicht Luxus für Randregionen, sondern Grundlagen für das zukünftige Funktionieren einer hoch industrialisierten, vernetzten und ökologisch verantwortungsvollen Gesellschaft.
Aldo Rota
Inhalt
Standpunkt / Inhalt
Differenzierter Hochwasserschutz an der Engelberger Aa Hans Peter Willi, Josef Eberli Absolute Sicherheit im Hochwasserschutz gibt es nicht. In Nidwalden wurde das Konzept des differenzierten Hochwasserschutzes erfolgreich umgesetzt.
Hochwasserentlastung für den Thunersee
Ernst Spycher, Peter Schmocker, Martin Andres, Beat Aeschbacher
Die Abflusskapazität des Thunersees ist ungenügend. Häufige Überschwemmungen der Uferbereiche sind die Folgen. Ein Entlastungsstollen unter Thun wird ab 2009 Abhilfe schaffen.
Seeregulierung
Lukas Denzler
Die Seeregulierung mit Wehren ist komplex. Regulierreglemente legen deshalb genau fest, wie die Wehre in normalen Zeiten sowie im Hochwasserfall zu bedienen sind.
Wettbewerbe
Neue Ausschreibungen und Preise / Wohnüberbauung in St.Gallen: über Eck in der «Notkersegg»
Magazin
Zürcher Stadtwald / Hallwilersee / Neues Fussballstadion für Luzern / Strom in stillgelegter Öl-Pipeline / Baubeginn 2. Etappe der Glattalbahn / Naturgefahren: Objektschutz / Publikation: Géologie - Base pour l¹ingénieur / Kongresshaus Zürich: Zurück zum Start? / Stiftung Architektur Dialoge Basel / Leserbrief / In Kürze
Aus dem SIA
Ungerechtfertigter Honorarrückbehalt / Kurs: Claim Management / Besichtigung Letzigrund / Risikogerechte Sicherheitskonzepte im Ingenieurbau
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Seeregulierung
Bei der Regulierung der Seen sind verschiedenste Interessen zu berücksichtigen, die zum Teil widersprüchlich sind.
Oft geht es um den Konflikt zwischen den Seeanliegern und den Unterliegern. egulierreglemente legen deshalb genau fest, wie die Wehre zu bedienen sind. Derzeit laufen verschiedene Projekte, die eine höhere Ausflusskapazität aus den Seen und damit eine bessere Regulierung des Seespiegels zum Ziel haben und somit auch einen besseren Schutz vor Hochwasser bieten sollen.
In der Schweiz lassen sich mit Ausnahme des Boden- und des Walensees alle grösseren Seen regulieren. Mit der Seeregulierung wird versucht, den Seespiegel innerhalb einer bestimmten Bandbreite zu halten – nicht zu hoch, aber auch nicht zu tief. Bei hohem Seestand kommt es zu Überflutungen an den Seeufern, bei tiefem muss die Schifffahrt eingestellt werden, und steile Uferböschungen rutschen ab. Die Regulierung des Seespiegels erfolgt über ein Wehr. Dieses gibt den Ausfluss frei, wenn der See zu hoch liegt, und es drosselt, wenn der Seeabfluss zu gross wird. Nicht immer gelingt dies optimal. In Extremsituationen, wenn etwa die Zuflüsse sehr viel Wasser in den See leiten, kommt es zu Überschwemmungen, obwohl das Wehr vollständig geöffnet ist. Schuld daran ist in der Regel nicht das Wehr, sondern die zu geringe Abflusskapazität. Auf der anderen Seite gelangt bei sehr tiefem Wasserstand auch nur wenig Wasser in den Ausfluss. Dank dem Wehr ist es aber möglich, Wasser im See für trockene Perioden zu speichern und so einen relativ ausgeglichenen Abfluss zu gewährleisten.[1]
Seen als Rückhaltebecken
Bezüglich Hochwasserschutz haben Seen wichtige Funktionen: Sie halten Geschiebe zurück und wirken als Rückhaltebecken, wobei letzteres ausgleichend auf die Wasserführung unterhalb des Sees wirkt. Dies ist auch der Grund, weshalb Fliessgewässer im Rahmen der grossen Flusskorrektionen in Seen umgeleitet wurden. In der Schweiz sind dies: die Kander in den Thunersee (1711–1714), die Linth in den Walensee (1807–1816), die Aare in den Bielersee (1868–1891) und die Melchaa in den Sarnensee (1880). Doch Flussumleitungen lösen nicht nur Probleme, sie können auch unerwünschte Nebeneffekte haben. So wurde mit der Umleitung der Kander das Einzugsgebiet des Thunersees auf einen Schlag verdoppelt, und der Zufluss erhöhte sich um mehr als 60 Prozent. Damit verschärften sich die Probleme in Thun; Anpassungen beim Aareausfluss waren unumgänglich.[1]
Dieses Nadelöhr beschäftigt Thun und den Kanton Bern bis heute. So ist der Thunersee in den letzten acht Jahren gleich zwei Mal massiv über die Ufer getreten (im Mai 1999 und im August 2005). Laut Bernhard Schudel, der im Kanton Bern beim Wasserwirtschaftsamt für die Seeregulierung zuständig ist, bereitete der Thunersee vor diesen beiden Ereignissen während 30 Jahren relativ wenig Probleme. Gemäss Statistik der Höchstwasserstände am Thunersee wurde zwischen 1975 und dem Ereignis von 1999 die Marke der Hochwassergrenze lediglich drei Mal erreicht, aber kaum überschritten. «Bei den Fliessgewässern hat sich die Einsicht durchgesetzt, dass diese mehr Raum benötigten», sagt Schudel. «Aber eigentlich müsste auch den Seen mehr Raum zugestanden werden.» Mittels Seeregulierung kann der Seespiegel zwar meistens innerhalb einer bestimmten Bandbreite gehalten werden. Bei Extremereignissen ist der Speicher des Thunersees jedoch rasch gefüllt. Der Schwankungsbereich des Seespiegels ist nämlich auf 1.3 m beschränkt. Der mittlere Sommerwasserspiegel liegt jedoch lediglich 50 bis 60cm unter der Hochwassergrenze. Ist der Speicher voll, dann steigt der Seespiegel trotz vollständig geöffneter Schleusen so lange an, bis der Abfluss gleich gross ist wie die Summe aller Zuflüsse.[2]
Seeanlieger versus Unterlieger
Bei der Seeregulierung liege der Hauptkonflikt heute genau gleich wie früher bei den unterschiedlichen Interessen der Seeanlieger und der Unterlieger, erklärt Schudel. Während die Seeanlieger bei hohem Seestand möglichst viel Wasser ablassen wollen, fürchten sich die Menschen am Unterlauf vor zusätzlicher Hochwassergefahr. In ihren Augen ist ein See, der über die Ufer tritt, zwar unangenehm, aber weit weniger gefährlich als reissende Wassermassen, die Leib und Leben bedrohen. Seeregulierreglemente sollen diesen Konflikten vorbeugen. Sie halten genau fest, wie die Wehre zu bedienen sind. Sind verschiedene Kantone betroffen, so ist das Regulierreglement durch den Bundesrat zu genehmigen. Früher stand der Hochwasserschutz unangefochten im Zentrum. Auch heute noch ist der Schutz vor Überschwemmungen zentral. Doch weitere Anliegen wie etwa der Natur- und Landschaftsschutz, der Tourismus, die Fischerei, das Grundwasser und die Stromproduktion sind hinzugekommen. Nicht selten handelt es sich dabei um widersprüchliche Interessen, die gegeneinander abgewogen werden müssen. Würde beispielsweise der Seespiegel über eine längere Zeit auch nur 10 bis 20cm tiefer gehalten, so würde sich das auf die Lebensräume im Uferbereich auswirken. Dies zeigt, wie komplex Hochwasserschutz ist, und auch, dass es sich dabei um eine hochpolitische Angelegenheit handelt.
Anders als der Thuner- und der Brienzersee verfügen die Jurarandseen (Bieler-, Neuenburger- und Murtensee) über ein beträchtliches Speichervolumen von 460 Mio. m3. Der Pegelstand von diesen zusammenhängenden Seen wird im Regulierwehr Port beim Ausfluss der Aare bei Biel reguliert. Je nachdem, wie die Wehrschützen gestellt werden, fliesst mehr oder weniger Wasser die Aare hinunter. Die Abflussmenge wird durch den Regulierdienst des Wasserwirtschaftsamtes des Kantons Bern festgelegt. Die Umsetzung erfolgt in normalen Zeiten durch die Betreiberin des Flusskraftwerks, das sich gleich neben dem Regulierwehr befindet. Bei Hochwasser wird das Kraftwerk ausser Betrieb genommen, und das Senken und Heben der Wehrschützen erfolgt direkt durch Mitarbeitende des Wasserwirtschaftsamtes in Bern.
Mit der ersten Juragewässerkorrektion in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde die Aare, die früher bei Aarberg parallel zum Bielersee Richtung Solothurn floss, über den Hagneckkanal in den Bielersee umgeleitet. In Biel wurden provisorische Wehranlagen errichtet. Diese genügten jedoch bald nicht mehr. In den Jahren 1936 bis 1939 wurde in Port bei Biel im Nidau-Büren-Kanal ein neues Regulierwehr errichtet. Zusätzlich zur Regulierung der Seestände dient es auch als Brücke für den Verkehr. Die Schleuse ist für bis zu 50 m lange Schiffe passierbar, und das beim Regulierwehr vorhandene Gefälle wird seit 1995 zur Stromproduktion genutzt.
Höchstens 850 m³/s in Murgenthal
Die Juragewässerkorrektion war politisch eine langwierige Angelegenheit. Die unterhalb des Bielersees an der Aare gelegenen Kantone Solothurn und Aargau befürchteten, dass die Jurarandseen-Kantone Bern, Neuenburg, Freiburg und Waadt das Wasser einfach möglichst schnell aus ihrem Gebiet ableiten wollten. Um dies zu verhindern, vereinbarten die Kantone, den Ausfluss aus dem Bielersee in die Aare in guten wie in schlechten Zeiten nicht über einen bestimmten Wert ansteigen zu lassen. Entscheidend ist dabei der Abfluss der Aare bei der Messstelle in Murgenthal an der Grenze Bern-Aargau. An dieser Stelle darf die Abflussmenge höchstens 850 m³/s betragen. Wenn die Emme, die bei Solothurn – also noch vor Murgenthal – in die Aare mündet, Hochwasser führt, dann muss der Abfluss in die Aare beim Regulierwehr Port vorübergehend gedrosselt werden – auch wenn die Pegelstände am Bielersee am Steigen sind. Strömt gleichzeitig viel Wasser durch die Aare in den Bielersee, so dreht sich die Fliessrichtung des Zihlkanals um. Das Wasser läuft dann nicht wie üblich vom Neuenburger- in den Bielersee, sondern in umgekehrter Richtung zurück in den Neuenburger- und den Murtensee. Dieser Vorgang benötigt jedoch Zeit. Im August 2005, als in kurzer Zeit sehr viel Wasser in den Bielersee strömte, reichte die Kapazität des Zihlkanals nicht aus, um eine rasche Entspannung der Hochwassersituation am Bielersee herbeizuführen.[2]
Normalerweise erfolgt die Regulierung der Jurarandseen anhand eines so genannten Linienreglementes. Für jeden Tag im Jahr ist für jeden möglichen Seestand ein bestimmter Sollabfluss definiert. Dies ergibt in einem Diagramm zahlreiche, parallel verlaufende Linien. Die oberen entsprechen dem Verlauf des Seespiegels in nassen Jahren, die unteren in trockenen Jahren. Das Linienreglement gewährleistet eine Regulierung in gedämpfter Form und vermeidet abrupte Sprünge bei Seestand und Abfluss. Bei drohendem Hochwasser werden jedoch weitere Parameter berücksichtigt. Wichtige Informationen liefern dann die Abteilung Hydrologie des Bundesamtes für Umwelt mit den Abflussdaten und -prognosen der Gewässer sowie die Wetterdienste mit den Niederschlagsprognosen. Hinzu kommen spezielle Pegelmessungen an den Seen. «Die Entscheidungen zur Regulierung beruhen einerseits auf Berechnungen, andererseits spielt auch die Erfahrung eine wichtige Rolle», sagt Bernhard Schudel. Bedeutsam ist unter anderem auch, ob die Böden wassergesättigt sind. Im Frühjahr spielt beim Thunersee der Verlauf der Nullgradgrenze (Schneeschmelze) eine entscheidende Rolle, während beim Regulierwehr Port am Bielersee stets ein besonderes Augenmerk auf die Emme zu richten ist. Glücklicherweise dauern die Hochwasserspitzen der Emme in der Regel nicht lange an.
Vorausschauende Seeregulierung
Der Hochwasserentlastungsstollen in Thun schafft eine neue Situation. Durch die deutlich erhöhte Abflusskapazität erweitert sich der Handlungspielraum bei Hochwasserereignissen, und das aktuelle Regulierreglement muss an die neuen Gegebenheiten angepasst werden (vgl. Beitrag «Hochwasserentlastung für den Thunersee», Seite 8). Doch zuerst ist eine intensive Diskussion mit den Interessengruppen zu führen. Lässt sich der See nämlich innerhalb kurzer Zeit absenken, so wächst der Druck, dies auch zu tun, wenn grössere Niederschläge mit Überschwemmungsgefahr vorausgesagt werden. Das Stichwort dazu heisst vorausschauende Seeregulierung. Beim Hochwasser im Mai 1999 hätte laut Schudel eine frühzeitige Absenkung des Seespiegels praktisch nichts genützt. Bedingt durch die Schneeschmelze waren die Wassermassen so riesig, dass der See einfach etwas später über die Ufer getreten wäre. Beim Hochwasser vom August 2005 handelte es sich hingegen um ein kurzes, aber sehr intensives Ereignis. Nach neuesten Erkenntnissen hätte in diesem Fall freie Speicherkapazität im Thunersee eine gewisse Wirkung gehabt. Überschwemmungen hätten nicht verhindert werden können, die Schäden wären aber geringer ausgefallen. Als Sofortmassnahme hat der Regierungsrat des Kantons Bern im März dieses Jahres deshalb beschlossen, dass der Seespiegel des Thunersees im Sommer 10cm tiefer gehalten wird. Die Massnahme ist jedoch befristet, weil Änderungen des Regulierreglementes eine Umweltverträglichkeitsprüfung erfordern.TEC21, Mo., 2006.09.04
Literatur
[1] Vischer, Daniel: Die Geschichte des Hochwasserschutzes in der Schweiz. Berichte des BWG, Bern, 2003.
[2] Bau-, Verkehrs- und Energiedirektion des Kantons Bern, Wasserwirtschaftsamt:
– Regulierwehr Port – Das Kernstück der Juragewässerkorrektion, Bern, 2006.
– Regulierung der Jurarandseen bei Hochwasser, Bern, 2006.
– Möglichkeiten und Grenzen der Seeregulierung am Thuner See, Bern 2002.
04. September 2006 Lukas Denzler