Schwall-Sunk – Massnahmen

2017 | Umwelt-Vollzug Gewässerschutz

Schwall-Sunk – Massnahmen Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer

2017 | Umwelt-Vollzug Gewässerschutz

Schwall-Sunk – Massnahmen Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer

Herausgegeben vom Bundesamt für Umwelt BAFU Bern, 2017

Impressum Rechtlicher Stellenwert Herausgeber: Bundesamt für Umwelt (BAFU) Diese Publikation ist eine Vollzugshilfe des BAFU als Aufsichts- Das BAFU ist ein Amt des Eidg. Departements für Umwelt, behörde und richtet sich primär an die Vollzugsbehörden. Sie Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK). konkretisiert unbestimmte Rechtsbegriffe von Gesetzen und Verordnungen und soll eine einheitliche Vollzugspraxis fördern. Autoren (alphabetisch): Büsser Peter, Fischereibiologische Berücksichtigen die Vollzugsbehörden diese Vollzugshilfe, so Untersuchungen, Bern; Chaix Olivier, Integralia AG, Bern/Genf; können sie davon ausgehen, dass sie das Bundesrecht rechts- Essyad Khalid, BG Ingenieure & Berater AG, Bern; Meile Tobias, konform vollziehen; andere Lösungen sind aber auch zulässig, Basler & Hofmann West AG, Bern; Oppliger Silvia, Hunziker sofern sie rechtskonform sind. Das BAFU veröffentlicht solche Betatech AG, Bern; Tonolla Diego, Abteilung Wasser, BAFU, Vollzugshilfen (bisher oft auch als Richtlinien, Wegleitungen, Ittigen & eQcharta GmbH, Wädenswil; Zurwerra Andreas, Pronat Empfehlungen, Handbücher, Praxishilfen u. ä. bezeichnet) in Umweltingenieure AG, Brig seiner Reihe «Umwelt-Vollzug». Begleitgruppe (BG), Projektteam (PT) und externe Experten (EE) (alphabetisch): Auer Stefan, BOKU Wien (EE); Beck-Torres Natalie, BFE (BG; Caduff Ursin, Vertreter SWV, AXPO AG (BG); Estoppey Rémy, BAFU (BG + PT); Hauer Christoph, BOKU Wien (EE); Hohl Bernhard, BFE (PT); Huber-Gysi Martin, BAFU (BG); Kummer Manfred, BAFU (BG + PT); Lussi Stephan, BAFU (BG); Monney Judith, Kt. BE (BG); Nigg Urs, BAFU (BG); Peduzzi Sandro, Kt. TI (BG); Perraudin Romaine, Kt. VS (BG); Peter Armin, EAWAG (BG); Pfaundler Martin, BAFU (BG); Schmid David, Kt. GR (BG); Schmutz Stefan, BOKU Wien (EE); Schweizer Steffen, Vertreter SWV, KWO (BG + PT); Stern Lucien, Kt. GR (BG); Tonolla Diego, BAFU & eQcharta GmbH (BG + PT); Vetterli Luca, Vertreter Umweltverbände, Pro Natura (BG); Vollenweider Stefan, Wasser-Agenda 21 (BG); Weber Simona, BAFU (BG + PT); Weitbrecht Volker, VAW (BG); Zeiringer Bernhard, BOKU Wien (EE); Zuber Frédéric, Kt. VS (BG)

Zitierung: Tonolla D.; Chaix O.; Meile T.; Zurwerra A.; Büsser P.; Oppliger S.; Essyad K. 2017. Schwall-Sunk – Massnahmen. Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1701: 133 S.

Layout: Cavelti AG, medien. digital und gedruckt, Gossau

Titelbild: Dr. Markus Zeh

PDF-Download: www.bafu.admin.ch/uv-1701-d (eine gedruckte Fassung liegt nicht vor)

Diese Publikation ist auch in französischer und italienischer Sprache verfügbar.

© BAFU 2017

1 Deckblatt 103

2 Hilfstabelle (3 Teile) 105

2.1 Teil I – Defizitanalyse und Festlegung der Indikatoren 105

(vgl. Kap. 3.2)

2.2 Teil II – Neubewertung und Ursachenanalyse 107

(vgl. Kap. 3.2 & 3.3)

2.3 Teil III – Festlegung der Ziele und des hydrologischen 109

Anforderungsprofils (vgl. Kap. 3.4)

Anhang E – Mögliche Massnahmen, Steuerung von 111 Massnahmen und Bestimmung von Abflussganglinien

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Abstracts The current module of the implementation guide on «re- Le présent module de l’aide à l’exécution « Renaturation vitalization of water courses» outlines a procedure for des eaux » propose une méthode efficace pour répondre meeting the requirements of water protection legislation aux exigences de la législation sur la protection des eaux in relation to hydropeaking. It describes the individual dans le domaine des éclusées. Décrivant les diverses planning steps after the cantonal strategic planning étapes post-planification stratégique, il traite avant tout with focus on evaluation of alternatives and the choice de la phase d’étude de variantes et du choix de la meilof the best remediation measure. It describes not only leure mesure d’assainissement. Il détaille non seulement methods and indicators to be used to evaluate hydro- les méthodes d’analyse et les indicateurs permettant peaking impacts, but it also clarifies how to determine d’évaluer les tronçons de cours d’eau qui subissent des the extent of remediation measures and to proof their atteintes dues aux éclusées, mais explique également effectiveness. comment déterminer l’étendue des mesures requises et Keywords: Hydropeaking, Water protection legislation, vérifier leur l’efficacité. remediation measure, Hydropower, Watercourses Mots-clés : éclusées, loi sur la protection des eaux, mesure d’assainissement, exploitation de la force hydrau- Das vorliegende Modul der Vollzugshilfe «Renaturie- lique, cours d’eau rung der Gewässer» zeigt ein zweckmässiges Vorgehen auf, wie die Anforderungen der Gewässerschutzgesetz­ Il presente modulo dell’aiuto all’esecuzione «Rinaturaziogebung an Sanierungsmassnahmen im Bereich Schwall- ne delle acque» illustra un procedimento adeguato che Sunk erfüllt werden können. Es beschreibt die einzelnen consente di soddisfare i requisiti posti dalla legislazione Planungsschritte nach Vorliegen der kantonalen strate- sulla protezione delle acque nell’ambito dei deflussi digischen Planung. Insbesondere behandelt es die Phase scontinui. Descrivendo le diverse fasi post-pianificazione des Variantenstudiums und der Auswahl der Bestvari- strategica, tratta innanzitutto della fase di studio delle ante. Einerseits werden Methoden und Indikatoren zur varianti e di scelta della miglior misura di risanamento. Il

Beurteilung der Gewässerabschnitte, die durch Schwall- modulo non solo illustra i metodi di analisi e gli indicatori Sunk beeinträchtigt sind, dargelegt. Andererseits wird per la valutazione dei tratti di corsi d’acqua pregiudicaerklärt, wie das Ausmass der notwendigen Sanierungs- ti da deflussi discontinui, ma anche come determinare massnahme bestimmt und deren Wirkung kontrolliert l’entità delle misure di risanamento necessarie e a veriwerden kann. ficarne l’efficacia. Stichwörter: Schwall-Sunk, Gewässerschutzgesetz, Sa­- Parole chiave: deflussi discontinui, legge sulla protenierungsmassnahmen, Wasserkraftnutzung, Fliessge- zione delle acque, misura di risanamento, sfruttamento wässer idrico, corsi d’acqua

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Vorwort

Der umfassende Schutz der Gewässer und ihrer vielfälti- definiert die Methodik für die Erfolgskontrolle nach Umgen Funktionen sowie die nachhaltige Nutzung der Ge- setzung der Massnahmen. wässer durch den Menschen sind zentrale Ziele des Gewässerschutzrechts des Bundes. Bei der jüngsten Das BAFU dankt allen, die zum Gelingen der Publikation Änderung des Gewässerschutzgesetzes ging es genau beigetragen haben, insbesondere den Mitgliedern des darum: unter Berücksichtigung von berechtigten Schutz- Projektteams, der Arbeitsgruppe und den externen Ex- und Nutzungsinteressen ausgewogene Lösungen im Be- perten der BOKU Wien, die sich für praxistaugliche Löreich des Gewässerschutzes zu finden. Die Änderungen sungen eingesetzt haben. wurden im Dezember 2009 als Gegenvorschlag zur Volksinitiative «Lebendiges Wasser» vom Parlament beschlos- Franziska Schwarz sen, worauf die Volksinitiative zurückgezogen wurde. Vizedirektorin Bundesamt für Umwelt (BAFU) Die Revision von Gewässerschutzgesetz und -verordnung betreffend die Renaturierung der Gewässer, trat am Stephan Müller 1. Januar respektive 1. Juni 2011 in Kraft und stellt einen Chef der Abteilung Wasser weiteren Meilenstein im Schweizer Gewässerschutz dar. Bundesamt für Umwelt (BAFU) Sie hat zum Ziel, die Gewässer als Lebensraum aufzuwerten, damit sie naturnäher werden und einen Beitrag zur Erhaltung und Förderung der Biodiversität leisten. Die eingezwängten Gewässer müssen wieder mehr Raum erhalten und die negativen Auswirkungen der Wasserkraftnutzung sollen gedämpft werden.

Die vorliegende Vollzugshilfe «Renaturierung der Gewässer» soll die Kantone bei der Umsetzung dieser neuen gesetzlichen Bestimmungen unterstützen und einen schweizweit koordinierten und einheitlichen Vollzug des Bundesrechts ermöglichen. Die modular aufgebaute Vollzugshilfe umfasst alle relevanten Aspekte der Renaturierung der Gewässer in den Bereichen Revitalisierung von Fliess- und stehenden Gewässern, Auen, Wiederherstellung der freien Fischwanderung und des Geschiebehaushalts, Sanierung von Schwall-Sunk sowie die Koordination wasserwirtschaftlicher Vorhaben. Der Vollzug des Umweltrechts ist Aufgabe der Kantone. Deshalb wurde die Erarbeitung dieser Vollzugshilfe von Arbeitsgruppen mit kantonalen Vertretern begleitet.

Das vorliegende Modul ist der Erarbeitung und Bewertung von Massnahmen im Bereich Schwall-Sunk gewidmet. Es zeigt auf, welches die wichtigsten Vorgaben und Rahmenbedingungen für die Wahl von Massnahmen sind, wie diese bewertet werden können, welche Anforderungen an die Resultate der Bewertung gestellt werden, und

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Einleitung Änderung des Gewässerschutzrechts Umsetzung konkreter Massnahmen, zur Finanzierung, Die eidg. Räte haben am 11. Dezember 2009 Änderun- zum Datenmodell und den Anforderungen an die Daten gen des Gewässerschutzgesetzes vom 24. Januar 1991 gemäss Geoinformationsgesetz vom 5. Oktober 2007 (GSchG, SR 814.20), des Bundesgesetzes vom 21. Juni (GeoIG, SR 510.62) sowie ein über den Themenbereich 1991 über den Wasserbau (WBG, SR 721.100), des Ener- der Renaturierung hinausgehendes Modul zur Koordinagiegesetzes vom 26. Juni 1998 (EnG, SR 730.0) und des tion wasserwirtschaftlicher Vorhaben (Abb. 1). Bundesgesetzes vom 4. Oktober 1991 über das bäuerliche Bodenrecht (BGBB, SR 211.412.11) beschlossen. Modul Schwall-Sunk – Massnahmen Die Änderungen traten am 1. Januar 2011 in Kraft. Die Mit dem vorliegenden Modul «Schwall-Sunk – Mass- Parlamentsbeschlüsse betreffen die Renaturierung der nahmen» wird einerseits ein praxistaugliches und ein- Gewässer und geben zwei Stossrichtungen vor: heitliches Vorgehen der Kantone bei der Bewertung und Beurteilung der durch die Kraftwerksinhaber geprüften

• Die Förderung von Revitalisierungen (Wiederherstel- Massnahmen im Bereich Schwall-Sunk gefördert. Anlung der natürlichen Funktionen eines verbauten, kor- derseits wird dargelegt, worauf die Inhaber von Wasrigierten, überdeckten oder eingedolten oberirdischen serkraftanlagen bei der Erarbeitung und Bewertung der Gewässers mit baulichen Massnahmen) sowie Siche- Massnahmen und der einzureichenden Unterlagen achrung und extensive Bewirtschaftung des Gewässer- ten sollen. Das vorgeschlagene Vorgehen zur Festlegung raums. der Massnahmen und für die Erfolgskontrolle kann auch

• Die Reduktion der negativen Auswirkungen der Wasser- für die Bewertung von Neuanlagen angewendet werden. kraftnutzung durch die Verminderung der Auswirkungen von Schwall-Sunk unterhalb von Wasserkraftwerken, durch die Reaktivierung des Geschiebehaushalts sowie die Sanierung nach dem Bundesgesetz vom 21. Juni 1991 über die Fischerei (BGF, SR 923.0, Art. 10) wie z. B. die Wiederherstellung der Fischgängigkeit.

Die Änderung des Gewässerschutzgesetzes vom 11. Dezember 2009 erfordert u. a. Änderungen der Gewässerschutzverordnung vom 28. Oktober 1998 (GSchV, SR 814.201) in den betroffenen Bereichen. Die revidierte GSchV trat am 1. Juni 2011 in Kraft.

Vollzugshilfe «Renaturierung der Gewässer» Die vorliegende Publikation ist ein Modul der Vollzugshilfe «Renaturierung der Gewässer», welche die Kantone bei der Umsetzung der neuen gesetzlichen Bestimmungen unterstützen soll. Die Vollzugshilfe umfasst alle relevanten Aspekte in den Bereichen Revitalisierung Fliessgewässer, Revitalisierung stehende Gewässer, Auen, Wiederherstellung der freien Fischwanderung, Schwall-Sunk Sanierung, Wiederherstellung des Geschiebehaushalts sowie die Koordination wasserwirtschaftlicher Vorhaben. Sie ist modular aufgebaut und beinhaltet für die verschiedenen Bereiche Module zur strategischen Planung, zur

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Abb. 1 Übersicht Vollzugshilfe «Renaturierung der Gewässer». Rot eingefärbt: vorliegendes Modul. Die vorhandenen Module stehen auf der Website www.bafu.admin.ch/umsetzungshilfe-renaturierung zur Verfügung.

Revitalisierung Revitalisierung Auen Fischwanderung Schwall-Sunk Geschiebe­haushalt Fliessgewässer Stillgewässer

Strategische Planung

Umsetzung der Massnahmen

Finanzierung

Datenmodelle und Daten

Koordination wasserwirtschaftlicher Vorhaben

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1 Ausgangslage

1.1 Zweck, Adressaten und Aufbau wahl der Massnahmen und gibt Hinweise zur Absprades Moduls che zwischen dem Kraftwerksinhaber und den kantonalen Behörden. Zweck des Moduls • Kapitel 4 zeigt das Vorgehen für das Variantenstudium, Die Inhaber von Wasserkraftwerken sind verpflichtet, we- die Bewertung und die Wahl der Massnahmen und liefert sentliche Beeinträchtigungen durch kurzfristige künstli- Hinweise zur Koordination mit anderen, nicht Schwallche Änderungen des Wasserabflusses (Schwall-Sunk) Sunk bezogenen Gewässerschutzmassnahmen. bei bestehenden Anlagen mit geeigneten Massnahmen • Kapitel 5 zeigt das Vorgehen für die Erfolgskontrolle, zu beseitigen bzw. bei Neuanlagen zu verhindern. bestehend aus Umsetzungs- und Wirkungskontrolle. • Kapitel 6 listet die in den Kapiteln 2 – 5 zitierte Lite- Mit dem vorliegenden Modul soll ein praktisches Vorge- ratur auf. hen für die Erarbeitung und Bewertung der Massnahmen • Anhang A listet die relevanten rechtlichen Grundlagen aufgezeigt sowie die Anforderungen an die einzureichen- auf. den Unterlagen erläutert werden. Dadurch soll eine mög- • Anhang B liefert Informationen zur Festlegung der zu lichst einheitliche Erfüllung der rechtlichen Anforderun- untersuchenden Gewässerabschnitte und zur notwengen im Bereich Schwall-Sunk erreicht werden sowie eine digen morphologischen und hydrologischen Grundla- Gleichbehandlung aller Kraftwerksinhaber sichergestellt generhebung. werden, um die Wahl der geeignetsten Massnahmen nach • Anhang C beschreibt die Indikatoren für die Bewertung objektiven, nachvollziehbaren und wissenschaftlich ab- des IST-Zustandes, der Prognose und der Wirkungsgestützten Kriterien zu ermöglichen. Das vorgeschlagene kontrolle. Vorgehen zur Festlegung der Massnahmen und für die • Anhang D enthält eine Hilfstabelle zur Beurteilung der Erfolgskontrolle kann auch für die Bewertung von Neu- Gewässerabschnitte und zur Festlegung der Ziele. anlagen angewendet werden. • Anhang E liefert Informationen zu den möglichen schwalldämpfenden Massnahmen, zur Steuerung von Adressaten des Moduls Massnahmen und zur Bestimmung von repräsentativen Das Modul richtet sich primär an die mit der Bewertung Abflussganglinien. von Wasserkraftanlagen betrauten kantonalen Fachstel- • Anhang F liefert Informationen zu den Habitatmodellen, die aufgrund einheitlicher Kriterien die Massnahmen lierungen.

beurteilen und auswählen müssen, sowie an die Inha- • Anhang G erläutert in Form einer Checkliste die Anforber von Wasserkraftanlagen und an die beauftragten derungen an die einzureichenden Unterlagen. Umwelt- und Ingenieurbüros, welche die Varianten von • Anhang H enthält ein Glossar und eine Beschreibung Massnahmen (Detailierungsgrad gemäss Normenwerk der Abkürzungen. SIA, 112/2014, Modell Bauplanung, Phase 2 «Vorstudien») ausarbeiten. Aktualisierung des vorliegenden Moduls Die Aktualisierung des vorliegenden Moduls ist entspre- Aufbau des Moduls chend dem Stand des Wissens und den Erkenntnissen der Praxis nach Bedarf bis 2030 durch das BAFU vorgese-

• Kapitel 2 gibt einen Überblick über das gesamte Modul hen. Damit wird ein Lernprozess in Gang gesetzt. und dessen Anwendung und liefert Hinweise zur Koordination von Schwall-Sunk Massnahmen verschiedener Kraftwerke im selben Einzugsgebiet.

• Kapitel 3 beschreibt das Vorgehen für die Defizit- und Ursachenanalyse, die Festlegung der Ziele, die Voraus-

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1.2 Rechtliche Grundlagen setzung festzulegen. Aufgrund der strategischen Planung

unterbreitet der Kanton den Anlageninhabern Vorschläge Wesentliche Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk für mögliche Sanierungsmassnahmen. Die Massnahmen Das Bundesgesetz über den Schutz der Gewässer vom sind bei kantonsübergreifenden Einzugsgebieten nicht 24. Januar 1991 (GSchG, SR 814.20) verpflichtet die nur innerhalb, sondern gemäss Artikel 46 Absatz 1 GSchV Inhaber von Wasserkraftwerken in Artikel 39a dazu, zwingend auch zwischen den Kantonen zu koordinieren. kurzfristige künstliche Änderungen des Wasserabflusses (Schwall-Sunk), welche die einheimischen Tiere und Die Inhaber von Anlagen, welche Massnahmen treffen Pflanzen sowie deren Lebensräume wesentlich beein- müssen, sind verpflichtet verschiedene Varianten von trächtigen, mit baulichen Massnahmen zu verhindern Massnahmen auszuarbeiten (Art. 41g Abs. 1 GSchV). Die oder zu beseitigen. Auf Antrag eines Inhabers kann dies Massnahmen sind im Einzugsgebiet des betroffenen Geauch mit betrieblichen Massnahmen geschehen. Eine wässers aufeinander und auf andere Gewässerschutzwesentliche Beeinträchtigung liegt gemäss Artikel 41e massnahmen abzustimmen (Art. 39a Abs. 3 GSchG in der Gewässerschutzverordnung vom 28. Oktober 1998 Verbindung mit Art. 46 Abs. 1 GSchV). Anschliessend (GSchV, SR 814.201) dann vor, wenn die Abflussmenge bestimmt der Kanton für jede Anlage die vorteilhaftesbei Schwall mindestens 1,5-mal grösser ist als bei Sunk te der von den Inhabern ausgearbeiteten Massnahmen und gleichzeitig die standortgerechte Menge, Zusam- (Bestvariante) und erteilt den Inhabern den Auftrag zur mensetzung und Vielfalt der pflanzlichen und tierischen Ausarbeitung des entsprechenden Bauprojektes. Vor dem Lebensgemeinschaften nachteilig verändert werden. Ist endgültigen Entscheid über das Sanierungsprojekt wird nur eine dieser Voraussetzungen erfüllt, liegt keine we- das BAFU angehört (Art. 41g Abs. 2 GSchV). Das BAFU sentliche Beeinträchtigung vor. Die Massnahmen richten prüft im Hinblick auf das Gesuch zur Entschädigung für sich nach dem Grad der Beeinträchtigung, dem ökologi- die Sanierungsmassnahme nach Artikel 17d Absatz 1 schen Potenzial des Gewässers, der Verhältnismässigkeit der Energieverordnung vom 7. Dezember 1998 (EnV, SR des Aufwandes, den Interessen des Hochwasserschutzes 730.01) auch, ob die Anforderungen nach Anhang 1.7

sowie den energiepolitischen Zielen zur Förderung erneu- Ziffer 2 EnV erfüllt sind. Für Einzelheiten zur Berecherbarer Energien (Art. 39a Abs. 2 GSchG). nung der anrechenbaren Kosten wird auf auf das Modul «Ökologische Sanierung bestehender Wasserkraftan- Die Pflicht, wesentliche Beeinträchtigungen durch lagen – Finanzierung der Massnahmen» (BAFU 2016) Schwall-Sunk zu verhindern oder zu beseitigen betrifft (nachfolgend Modul «Finanzierung» genannt) sowie auf sowohl Inhaber von bestehender Kraftwerke wie auch die Verordnung des Departements für Umwelt, Verkehr, Neuanlagen. Energie und Kommunikation vom 11. März 2016 über die Berechnung der anrechenbaren Kosten von betrieblichen Sanierung bestehender Anlagen Sanierungsmassnahmen bei Wasserkraftwerken (VKS- Bei bestehenden Anlagen oder einer Konzessionserneu- Wk, SR 730.014.1) verwiesen. erung ohne Ausbau richtet sich die Sanierungspflicht zur Beseitigung der bestehenden Beeinträchtigung durch Ausbauprojekte und Neuanlagen Schwall-Sunk nach Artikel 83a GSchG. Dieser legt fest, Bei einer Konzessionserneuerung mit Ausbau (z. B. Erdass die bestehenden schwallerzeugenden Anlagen in- höhung der turbinierten Wassermenge bei einem bestenert 20 Jahren nach Inkrafttreten der Revision nach den henden Speicherkraftwerk) oder einer Neukonzessionie- Vorgaben von Artikel 39a GSchG saniert werden müssen. rung (Neuanlage) muss die durch den Aus- oder Neubau Diese Sanierungsfrist läuft bis zum 31. Dezember 2030. bedingte Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk gestützt auf Art. 39a GSchG verhindert werden. Entsprechend Die Kantone sind laut Artikel 83b Absatz 1 GSchG ver- wird bei einem Ausbauprojekt nur der Teil der Massnahpflichtet, die notwendigen Massnahmen zur Beseitigung men entschädigt, welcher bereits bestehende Beeinder Beeinträchtigungen durch Schwall-Sunk bei beste- trächtigung durch Schwall-Sunk beseitigt (Art. 15abis des henden Anlagen zu planen und die Fristen zu deren Um- Energiegesetzes vom 26. Juni 1998 [EnG, SR 730.0]).

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Erfolgskontrolle bestehend aus Umsetzungs- und Bei der Sanierung bestehender Anlagen verfügt der Wirkungskontrolle Kanton (bei Grenzkraftwerken der Bund) auf Grund der Im Rahmen der Sanierung von bestehenden Anlagen kantonalen Planung die Sanierungspflicht, bevor mit der sind die Kraftwerksinhaber verpflichtet die Wirksamkeit Erarbeitung und Bewertung von Massnahmen durch den der getroffenen Schwall-Sunk Massnahmen, nach An- Kraftwerksinhaber (Konzessionär) angefangen werden ordnung der Behörde, zu prüfen (Art. 41g Abs. 3 GSchV). kann. Abbildung 2 gibt einen allgemeinen Überblick über Diese Wirkungskontrolle ist integraler Bestandteil der die durchzuführenden Schritte und zeigt die Rolle und Massnahmenplanung und ist bei der Projektierung, ins- Aufgaben der verschiedenen Akteure. Aus dieser Abbilbesondere auch für die Kostenschätzung, zu berücksich- dung ist auch zu entnehmen, dass eine enge Zusammentigen. Die Kantone sind verpflichtet, dem Bund alle vier arbeit zwischen der verschiedenen Akteure notwendig Jahre (erstmalig Ende 2018) Bericht über die durchge- und zielführend ist. führten Massnahmen (Umsetzungskontrolle) und deren Wirkung (Wirkungskontrolle) zu erstatten (Art. 83b Abs. Das vorliegende Modul behandelt den generellen Ablauf

3 GSchG). der verschiedenen Phasen der Schwall-Sunk Sanierung

(Abb. 2), ohne im Detail auf die kantonalen Verfahrens- Bei Neuanlagen ist die Durchführung einer Erfolgskon- abläufe einzugehen. Beispielsweise ist die Erteilung von trolle ebenfalls notwendig. Die Kraftwerksinhaber sind Konzessionen im Normalfall in der Kompetenz der Kannach Artikel 46 Absatz 1 des Bundesgesetzes über den tone, in einigen Fällen aber in der Kompetenz der Ge- Umweltschutz (USG, SR 814.01) verpflichtet, die zur meinden: Abb. 2 bildet den Normalfall ab, welcher für die Überprüfung der Wirksamkeit der Massnahme erforderli- Spezialfälle entsprechend anzupassen ist. chen Abklärungen durchzuführen. Die Ausgestaltung der Erfolgskontrolle richtet sich nach dem Verhältnismässigkeitsprinzip. Die Kantone wiederum müssen, über die getroffenen Massnahmen und deren Wirksamkeit für den Gewässerschutz informieren (Art. 50 GSchG, Art. 49 Abs. 2 GSchV).

Sollte die Erfolgskontrolle aufzeigen, dass mit der gewählten Massnahme die festgelegten Ziele nicht erreicht werden können, bleibt die Anordnung weitergehender Massnahmen zur Beseitigung bestehender wesentlicher Beeinträchtigungen im Gewässer vorbehalten.

1.3 Anwendungsbereich des Moduls

Das vorliegende Modul regelt die Erarbeitung und Bewertung von Massnahmen zur Beseitigung bzw. Verhinderung der wesentlichen Beeinträchtigungen durch Schwall-Sunk und die Inhalte der Erfolgskontrolle (Abb. 2, blau umrandet) sowie die Anforderungen an die einzureichenden Unterlagen. Nicht Gegenstand dieses Moduls sind die bauliche/betriebliche Projektierung von Massnahmen, deren Bewilligung, Entschädigung und Umsetzung.

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Abb. 2 Gesamtablauf. Blau umrandet: Gegenstand des vorliegenden Moduls. Die 3 Hauptschritte sind in den Abbildungen 3 und 4 Kapitel 2 näher erläutert. Bei Grenzkraftwerken tritt im Ablauf das Bundesamt für Energie (BFE) an die Stelle des Kantons. Graue Vierecke betreffen die Finanzierung und somit nur Sanierungsprojekte, grüne Vierecke betreffen Sanierungsprojekte sowie Neuanlagen.

Inhaber Kanton BAFU Swissgrid Phase 1: Kantonale Hauptschritt 1 und 2 Verfügung Sanierungspflicht Strategische Planung

Variantenstudium Vorschlag Massnahme Bei Bedarf

Phase 2: Vorschlag Massnahme prüfen Vorschlag Massnahme prüfen und Best-Variante festlegen

Auswahl und Projektierung Projektierung Sanierungsmassnahme; Erstellung

der Sanierungsmassnahme Bewilligungsdossier Entscheid und Bewilligung(en) Anhörung Sanierungsprojekt

Information Finanzplanung

Phase 3: Gesuch um Zusicherung Stellungnahme Antrag Entscheid

Entschädigungsgesuch Entschädigung (inkl. Eingang Zusicherung Zusicherung Wirkungskontrolle) Zusicherung Entschädigung Entschädigung

und Umsetzung Umsetzung Massnahme

Einhaltung der Vorgaben prüfen

Phase 4: Stellungnahme Antrag über die Höhe Zusammenstellung Kosten Kostenzusammenstellung der Entschädigung

Abrechnung Auszahlung Entscheid über Rechnungsstellung Höhe Auszahlung

Auszahlung

Wirkungskontrolle Wirkungskontrolle prüfen Hauptschritt 3

Phase 5: Wirkungskontrolle Prüfen Zusammenstellung Stellungnahme und Antrag über die Höhe Kosten Kostenzusammenstellung

Erfolgskontrolle der Entschädigung

Entscheid über Rechnungsstellung Höhe Auszahlung

Auszahlung

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2 Vorgehen zur Festlegung der

Massnahmen und Erfolgskontrolle 2.1 Einleitung Dieser Ablauf kommt ohne Änderungen zur Anwendung, wo nur ein Kraftwerk oder eine Gruppe von Kraftwerken Das vorliegende Modul konzentriert sich auf Massnahmen desselben Inhabers Schwall-Sunk in einem Einzugsgezur Beseitigung der wesentlichen Beeinträchtigung durch biet oder einer Fliessgewässerstrecke verursacht. Bei Schwall-Sunk bei bestehenden Anlagen bzw. dessen komplexeren Fällen, z. B. in einem Einzugsgebiet oder auf Verhinderung bei Neuanlagen. Andere Gewässerschutz­ einer Fliessgewässerstrecke mit mehreren Kraftwerken massnahmen (v. a. Revitalisierung von Gewässern und unterschiedlicher Inhaber, sind zusätzlich die Ausführun- Auen, Wiederherstellung der freien Fischwanderung und gen in Kapitel 2.4 zu berücksichtigen. des Geschiebehaushalts, Sicherung angemessener Restwassermengen, Hochwasser- und Grundwasserschutz) Als Grundlage für die Bewertung der Indikatoren (Anhang fliessen als Rahmenbedingung ein, wenn ein Koordinati- C) in den drei Hauptschritten sind die zu untersuchenden onsbedarf mit ihnen besteht, oder wenn sie als begleiten- Gewässerabschnitte (Anhang B) und Abflussganglinien de oder ergänzende Massnahmen zu den Schwall-Sunk (Anhang E) festzulegen. Anhang A fasst die relevanten bezogenen Massnahmen einbezogen werden (Kap. 4.4). rechtlichen Grundlagen zusammen und Anhang G erläutert die Anforderungen an die einzureichenden Unterla- Das hier vorgeschlagene Vorgehen zur Erarbeitung und gen pro Hauptschritt. Bewertung der Massnahmen orientiert sich am aktuellen Kenntnisstand in der komplexen Thematik Schwall- Hauptschritt 1: Zielsetzung (Kap. 3) Sunk. Es ermöglicht, dass trotz bestehender Wissens- Die Massnahmen zur Beseitigung bzw. Verhinderung lücken hinsichtlich der quantitativen und qualitativen der wesentlichen Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk Zusammenhänge von Abflussregime, der Morphologie müssen sich an definierten Zielen orientieren und auf sowie der Anforderungen an die aquatische und terres- deren Erfüllung abzielen. Bei der Sanierung bestehender trische Ökologie, künftige Zustände möglichst objektiv Anlagen knüpft die Zielsetzung an die strategische Pla- und transparent bewertet werden können. Dieser Ansatz nung der Kantone und an die Verfügung der Sanierungserfordert umfangreiche und solide gewässerökologische pflicht an, indem sie bei Bedarf deren Datengrundlage

sowie hydrologisch-hydraulische Grundlagen. Der Auf- aktualisiert und ergänzt. Der Hauptschritt 1 umfasst die wand ist jedoch durch die zu erwartenden hohen Kosten Arbeitsschritte: (i) Defizitanalyse, (ii) Ursachenanalyse, von Schwall-Sunk Massnahmen gerechtfertigt. (iii) Festlegung der Ziele, (iv) Vorauswahl der Massnahmen, (v) Absprache des Kraftwerksinhabers mit den kantonalen Behörden über den Inhalt des Variantenstudiums.

2.2 Überblick über das Vorgehen

Mit der Zielsetzung wird sichergestellt, dass die Daten- Zur Festlegung der Massnahmen und für die Erfolgskon- grundlage für das weitere Vorgehen den notwendigen Aktrolle schlägt das vorliegende Modul ein Vorgehen in drei tualitäts- und Vollständigkeitsgrad aufweist sowie dass Hauptschritten vor (Abb. 3 & 4): alle Vorgaben und Ziele für die Erarbeitung der Massnahmen definiert sind. 1. Zielsetzung.

2 Variantenstudium und Wahl der Massnahmen. Es wird den Kraftwerksinhabern empfohlen, die im Vari-

3 Umsetzung mit anschliessender Erfolgskontrolle. antenstudium weiter auszuarbeitenden Massnahmen so-

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wie allfällige Vorgaben und Rahmenbedingungen für das Bewertung und Wahl der geeignetsten Massnahme, (iii) Variantenstudium in Absprache mit dem Kanton festzu- Koordination mit anderen, nicht Schwall-Sunk bezogenen legen (Kap. 3.6). Gewässerschutzmassnahmen.

Hauptschritt 2: Variantenstudium und Wahl der Nach Abschluss des Hauptschrittes 2 liegt ein konkreter Massnahmen (Kap. 4) Massnahmenvorschlag vor (Bestvariante für Projektie- Der Wahl der geeignetsten Massnahme geht ein gründli- rung), welcher dem Kanton und bei Bedarf dem BAFU zur ches Variantenstudium von möglichen Massnahmen vo- Prüfung vorgelegt wird (Abb. 2). raus. Die Erarbeitung und die Bewertung der Varianten von Massnahmen richten sich nach den Vorgaben der Die darauf folgende Projektierung der baulichen oder ggf. im vorangehenden Hauptschritt definierten Ziele. Der betrieblichen Massnahmen, deren Bewilligung, Entschä- Hauptschritt 2 umfasst die Arbeitsschritte: (i) Erarbeitung digung und Umsetzung sind nicht Bestandteil des vorlieder Varianten von Massnahmen gemäss Absprache, (ii) genden Moduls (Abb. 2 & 3).

Abb. 3 Schema des Vorgehens zur Festlegung der Massnahmen und Erfolgskontrolle. Der Beschrieb zum jeweiligen farbig dargestellten Arbeitsschritt ist in den entsprechenden Kapiteln und Anhängen zu finden.

Hauptschritt 1: Zielsetzung Kapitel Anhang Defizitanalyse 3.2 Situationsanalyse Ursachenanalyse 3.3 B–E Zieldefinition Festlegung der Ziele 3.4 Vorauswahl der Massnahmen 3.5 E Absprache des Kraftwerksinhabers mit den kantonalen Behörden 3.6 D

MN Definition Hauptschritt 2: Variantenstudium und Wahl der Massnahmen Kapitel Anhang Variantenstudium 4.2 B, C, E, F Vorgehen zur Wahl der Massnahmen 4.3 – Koordination mit anderen Gewässerschutzmassnahmen 4.4 D Spezialfälle 4.5 –

Projektierung der Massnahmen

Entscheid und Bewilligung Sanierungs-/Bauprojekt Nicht Bestandteil des Gesuch um Zusicherung einer Entschädigung vorliegenden Moduls

Umsetzung der Massnahmen

Hauptschritt 3: Erfolgskontrolle Kapitel Anhang Anforderungen an die Berichterstattung durch die Kantone 5.2 – Wirkungskontrolle Umsetzungskontrolle 5.3 – Wirkungskontrolle 5.4 B, C

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Abb. 4 Vorgehen des vorliegenden Moduls, schematisch dargestellt.

Hauptschritt 3: Defizitanalyse Hauptschritt 1: Zustand nach Ist-Zustand Erfolgskontrolle Zielsetzung Nachbesserung Defizit gemessen an den Indikatoren > Kapitel 5 Indikatoren > Kapitel 3 End-Zustand Ist-Zustand M1 wird nachgebessert Ursachenanalyse

Wirkungskontrolle von M1 PSchwall Indikatoren und Sunk

über- nicht Morphologie erfüllt troffen erfüllt Wasserqualität ? Andere: ...

Bisherige, gemäss Indikatoren

Neue, gemäss vor- Prognose Messung Festlegung der Ziele

strat. Planung liegendem Modul Zustandsklassen der Zustand Indikatoren Indikatoren nach Umsetzung Massnahme Wahl der Indikatoren Q

PHydraulische Modellierung Expertenworkshop

M1 wird umgesetzt Hilfsmittel PHabitatmodellierung Hydrologisches Anforderungsprofil t

? Andere: ... Vorauswahl Massnahmen Wahl der Massnahmen Wahl der Werkzeuge P Indikatoren Massnahme M1

PPPositiver Verhältnismässig P Teskits P M2 Einfluss P Hochwasserschutz Driftversuche ? Andere: ... M4 offensichtlich P Positiver Einfluss erneubarer Energien unverhältnismässig

Wahl der Versuche Absprache mit Kanton Kosten-Wirkungs-Analyse

• Ziele: … Indikatoren

• Zu untersuchende

Gesamtwirkung M2 Massnahmen: M1, M2 M3 Zustand - Koordination: … gemäss Prognose - Andere Vorgaben: ... Kosten [CHF]

Hauptschritt 2: Wirkung der Massnahmen Variantenstudium und Differenz zwischen Beschrieb der Varianten Wahl der Massnahmen Prognose- und Zielzustand Prognostizierter Zustand > Kapitel 4 Prognose nach Umsetzung der Massnahmen Beckenvolumen: …

Ausgestaltung: …

Steuerung: ….

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Hauptschritt 3: Erfolgskontrolle (Kap. 5) nierungsprojekte die Differenz zwischen prognosti- Die Zielerreichung ist mittels einer periodisch durchführ- ziertem Zustand (mit Schwall-Sunk Massnahmen) und baren Erfolgskontrolle zu überprüfen. Diese setzt sich aus Zielzustand zu berücksichtigen. Bei Neuanlagen wird, Umsetzungs- und Wirkungskontrolle zusammen. Erstere im Rahmen des Konzessionsverfahrens, eine Prognoüberprüft, ob die verfügten Massnahmen wie geplant umge- se des Zustandes nach Bau der Anlage mit und ohne setzt wurden und Letztere überprüft, ob die durch die Kraft- Schwall-Sunk Massnahme gemacht. werksinhaber umgesetzten Massnahmen die gewünschte • Die Wahl der geeignetsten Massnahmen (Bestvarianökologische Wirkung entfalten. Werden mit den umgesetz- te; Kap. 4.3) erfolgt für Sanierungsprojekte wie auch ten Massnahmen die festgelegten Ziele nicht erreicht, kön- für Neuanlagen unter Berücksichtigung der Kriterien nen vom Kanton zusätzliche Massnahmen verfügt werden. gemäss Artikel 39a Absatz 2 GSchG. Bei Sanierungsprojekten ist die offizielle Anhörung des BAFU durch den Kanton spätestens vor dem endgültigen Entscheid

2.3 Unterschiede im Vorgehen bei Sanierun- über das Sanierungsprojekt vorgesehen (Abb. 2). Bei

gen bestehender Anlagen und Neuanlagen Neuanalgen erfolgt der Einbezug von Kanton und BAFU im Rahmen des Konzessionsverfahrens. Das vorliegende Vorgehen kann bei der Sanierung be- • Auch im Spezialfall einer Konzessionserneuerung mit stehender Anlagen sowie bei Neuanlagen (Neukonzessi- Ausbau ist die durch den Ausbau bedingte Beeinonierungen) angewendet werden. Die wesentlichen Un- trächtigung durch Schwall-Sunk gestützt auf Art. 39a terschiede im Vorgehen sind: GSchG zu verhindern. Für die Ermittlung der ökologische Gesamtwirkung sind zwei Prognosen notwendig,

• Bei der Sanierung bestehender Anlagen muss die we- eine zur Wirkung der Schwall-Sunk Massnahmen ohne sentliche Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk be- Ausbau und eine zur Wirkung der Schwall-Sunk Massseitigt werden, bei Neuanlagen muss eine wesentli- nahmen mit Ausbau (Kap. 4.5). che Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk verhindert • Sowohl im Rahmen der Sanierung von bestehenden werden. Bei Neuanlagen beruht die Bestimmung der Anlagen als auch bei Massnahmen bei Neuanlagen wesentlichen Beeinträchtigung auf der Prognose der sind die Kraftwerksinhaber zu einer Erfolgskontrolle Indikatoren nach Bau der Anlage. verpflichtet.

• Bei bestehenden Anlagen sind Defizit- und Ursachenanalyse (Kap. 3.2 & 3.3) sowie die Vorauswahl der Massnahmen (Kap. 3.5) in der Regel schon im Rah- 2.4 Koordination der Kraftwerke im men der strategischen Planung der Kantone erfolgt Einzugsgebiet und werden nur bei Bedarf ergänzt oder aktualisiert. Danach werden die Ziele festgelegt (Kap. 3.4), welche Wenn mehrere Kraftwerke an einer Fliessgewässermit den Schwall-Sunk Massnahmen zu erfüllen sind. strecke oder im gleichen Einzugsgebiet ihr Wasser tur- Bei Neuanlagen wird empfohlen, alle diese Arbeits- binieren und damit eine wesentliche Beeinträchtigung schritte im Rahmen des Konzessionsverfahrens ge- verursachen, müssen die Schwall-Sunk Massnahmen im mäss vorliegendem Modul durchzuführen, wobei die Einzugsgebiet des betroffenen Gewässers aufeinander Defizit- und Ursachenanalyse als Referenz der allfälli- abgestimmt werden (Art. 39a Abs. 3 GSchG). Diese Koorgen nicht Schwall-Sunk bedingten Beeinträchtigungen dinationspflicht obliegt in erster Linie den Kantonen, gilt im IST-Zustand (vor Bau der Anlage) dient. für Sanierungsprojekte wie auch für Neuanlagen und ist

• Die Absprache zwischen Kraftwerksinhaber(n) und auch bei kantonsübergreifenden Situationen zu gewährkantonaler Behörde (Kap. 3.6) wird für die Sanierung leisten. Bei landesübergreifenden Situationen erfolgt die bestehender Anlagen empfohlen. Bei Neuanlagen ist Koordination durch das Bundesamt für Energie (BFE). dieser Schritt Teil des Konzessionsverfahrens.

• Zur Ermittlung der ökologische Gesamtwirkung im Rahmen des Variantenstudiums (Kap. 4.2) ist für Sa-

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Fallunterscheidung auch den Betrieb der Kraftwerke aufeinander abzustim- Es können grundsätzlich drei Fälle unterschieden werden men. Die Palette der möglichen Lösungsansätze ist somit (Abb. 5): im Vergleich zu Fall A grösser.

1 Fall A: Einfacher Fall mit einem Kraftwerk. Fall C: Mehrere Kraftwerke, mehrere Inhaber

2. Fall B: komplexer Fall mit mehreren Kraftwerken, wel- Der Fall C (mehrere Kraftwerke mit verschiedenen Inhache aber alle demselben Inhaber gehören. bern) ist sowohl technisch als auch ökonomisch und ju- 3. Fall C: komplexer Fall mit mehreren Kraftwerken, wel- ristisch komplex. Auch die Koordination der Planung (terche verschiedenen Inhabern gehören. minlich, organisatorisch, geographisch, technisch, usw.) ist anspruchsvoll. In diesem Fall wird auf das integrale Abb. 5 Vorgehen gemäss dem Modul «Koordination wasserwirt- Beeinflussung eines Gewässers durch Schwall-Sunk verursachende schaftlicher Vorhaben» (BAFU 2013) verwiesen. Kraftwerke in einem Einzugsgebiet: die drei möglichen Fälle. Dem Kanton obliegt die Koordinationspflicht. Zur Schaf- Fall A Fall B Fall C fung einer einheitlichen Projektorganisation und -leitung im ganzen Einzugsgebiet kann er unter anderem auch einen federführenden Kraftwerksinhaber bestimmen.

Einzugsgebietsgrenze

Kraftwerk Inhaber A Kraftwerke Inhaber B, C, D Nicht durch Schwall-Sunk beeinflusste Gewässerstrecke Schwall-Sunk beeinflusste Gewässerstrecken

Fall A: Einfacher Fall mit einem Kraftwerk Im Fall A kann das Vorgehen gemäss Abbildung 3 direkt und ohne zusätzliche Arbeitsschritte angewendet werden.

Fall B: Mehrere Kraftwerke, ein Inhaber Wenn alle Kraftwerke demselben Inhaber gehören (Fall B), können diese ökonomisch und juristisch als ein einziges System betrachtet werden. Organisatorisch wird dieses System wie Fall A behandelt und das Vorgehen gemäss Abbildung 3 kommt ohne Änderungen zur Anwendung.

Technisch gesehen sind das Variantenstudium und das Vorgehen zur Wahl der Massnahmen in diesem Fall jedoch komplexer als in Fall A, denn es besteht die Möglichkeit, nicht nur die baulichen Massnahmen, sondern

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3 Zielsetzung

3.1 Überblick Das Vorgehen für Sanierungsprojekte und Neuanlagen

erfolgt gemäss Abbildung 6. Anhang G Teil II erläutert Die Festlegung der Ziele einer Massnahme bildet die die Anforderungen an die einzureichenden Unterlagen für Ausgangslage für das Variantenstudium von Massnah- diesen Hauptschritt 1. men zur Beseitigung bzw. Verhinderung der wesentlichen Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk und für die Wahl Überprüfung der Datengrundlagen bei Sanierungsder geeignetsten Massnahmen (Kap. 4). Voraussetzung projekten für eine präzise Zielsetzung ist, dass deren Datengrund- Bei jedem Sanierungsprojekt ist zu überprüfen, ob die lage den notwendigen Aktualitäts- und Vollständigkeits- Sanierungsverfügung und die dazugehörige strategische grad aufweist. Am Schluss der nachfolgend aufgeführten Planung der Kantone detailliert und umfassend genug ist Arbeitsschritte der Zielsetzung – (i) Defizitanalyse, (ii) Ur- (d. h. ob alle Indikatoren der Grundbewertung gemäss Mosachenanalyse, (iii) Festlegung der Ziele, (iv) Vorauswahl dul «Sanierung Schwall-Sunk – Strategische Planung» der Massnahmen, (v) Absprache des Kraftwerksinhabers [Baumann et al. 2012; nachfolgend Modul «Strategische mit den kantonalen Behörden – sind alle Vorgaben und Planung» genannt] erhoben wurden) sowie ob klar genug Ziele für die Erarbeitung der Massnahmen definiert. ist, worauf die festgestellten Beeinträchtigungen zurück-

Abb. 6 Defizit-, Ursachenanalyse und Festlegung der Ziele bei Sanierungsprojekten und Neuanlagen.

Sanierungsprojekt Neuanlage

Ja Nein Frage 1

Erhebung IST-Zustand Erhebung gemäss Modul «Schwall-Sunk Massnahmen» Defizitanalyse Ergänzung/Aktualisierung Nein Frage 2

Falls Ursache(n) unklar gemäss Modul «Schwall-Sunk Massnahmen»

Ja Prognose Zustand (gemäss Modul «Schwall-Sunk Massnahmen») nach Bau der Anlage ohne Schwall-Sunk Massnahmen Ursachenanalyse Nein gemäss Modul «Schwall-Sunk Frage 3 Massnahmen» Ja

Festlegung der Ziele (gemäss Modul «Schwall-Sunk Massnahmen») für Ist-Zustand bzw. aktualisierten Ist-Zustand zur Beseitigung (Sanierung) respektive Verhinderung (Neuanlage) der wesentlichen Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk

Frage 1: Haben sich Morphologie, Geschiebehaushalt, Abflussregime oder Wasserqualität seit der kantonalen strategischen Planung Schwall-Sunk am untersuchten Gewässerabschnitt massgeblich verändert? Frage 2: Sind die Indikatoren gemäss Modul «Strategische Planung» (Baumann et al. 2012) abschliessend beurteilt (d. h. Grundbewertung mit allen Indikatoren durchgeführt)? Frage 3: Sind die Schwall-Sunk bedingten Beeinträchtigungen eindeutig erkannt?

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zuführen sind und ob die Rahmenbedingungen seit der gemein weniger sensitiv als Fische und Makroinverteb­ Datenerhebung unverändert sind (z. B. Morphologie wurde raten, weshalb sich in der Defizitanalyse aufgrund des verbessert, Geschiebehaushalt wurde saniert, Kraftwerks- heutigen Wissenstandes kein eigener Indikator für die betrieb wurde verändert). Treffen diese drei Bedingungen Bemessung ihrer Beeinträchtigung findet. Die Defizitanazu, so kann auf die Defizit- und Ursachenanalyse nach vor- lyse setzt voraus, dass auch für pflanzliche Organismen liegendem Modul verzichtet werden und es kann direkt zur keine wesentlichen Beeinträchtigungen mehr bestehen, «Festlegung der Ziele» (Kap. 3.4) übergegangen werden. wenn die Indikatoren für die tierischen Organismengrup- Dies ist schriftlich festzuhalten, beispielsweise durch Aus- pen der Fische und des Makrozoobenthos sowie für den füllen des Deckblattes sowie von Teil 1 und 2 der Hilfsta- aquatischen Lebensraum einen ausreichenden Zustand belle im Anhang D. Wenn nicht, wird mit der nachfolgenden anzeigen. Aktualisierung bzw. Ergänzung der Defizit- und Ursachenanalyse weitergefahren (Kap. 3.2 & 3.3). Indikatorenset für die Defizitanalyse Für die Defizitanalyse stehen das Indikatorenset aus dem Auch wenn die Datengrundlagen im Rahmen der Defi- Modul «Strategische Planung» und das Indikatorenset zit- und Ursachenanalyse nicht ergänzt oder auf den aus dem vorliegenden Modul «Schwall-Sunk – Massneusten Stand gebracht werden müssen, wird im Rah- nahmen» zur Verfügung. Im vorliegenden Modul wurden men der Festlegung der Massnahmen insbesondere im bestehende Indikatoren nach aktuellem Wissenstand Hinblick auf die Prognose der Wirkung der Massnahmen überarbeitet und mit neuen Indikatoren ergänzt, welche eine Neuerhebung, zumindest der hier vorgeschlagenen sich zur Prognose eignen (vgl. z. B. Bruder 2012, Auer et Kernindikatoren, notwendig sein. al. 2014, Habersack & Hauer 2014; Abb. 7).

Neue Indikatoren im Vergleich zum Modul

3.2 Defizitanalyse «Strategische Planung»

Die Kernindikatoren «Hydrologische Kenngrössen», «Ha- Sinn und Zweck der Defizitanalyse bitateignung Fische», «Habitateignung Makrozoobenthos» Die Defizitanalyse (IST-Zustand) bestimmt die Art und und «Drift» wurden neu in das vorliegende Modul aufgedas Ausmass der bestehenden biologisch-strukturellen nommen, da sie Schwall-Sunk sensitiv sind. Beeinträchtigungen. Eine aussagekräftige Defizitanalyse gibt anhand von Indikatoren Hinweise zum aktuellen Der neue Kernindikator «Hydrologische Kenngrössen» Zustand der Gewässerökologie, im Prinzip – aber nicht umfasst die vier massgebenden hydrologischen Kennausschliesslich – in Bezug auf die Auswirkungen von grössen der Schwall-Sunk Abflussganglinie: (i) Schwall­ Schwall-Sunk. abfluss, (ii) Sunkabfluss, (iii) Pegelanstiegsrate, (iv) Pegelrückgangsrate. Der Indikator «Mindestabfluss» vom Modul «Strategische Planung» wird über die Kenngrösse 3.2.1 Indikatoren Sunkabfluss berücksichtigt.

Abiotische und biotische Indikatoren Der neue Zusatzindikator «Äussere Kolmation» wird nur Die umfassenden gewässerökologischen Untersuchungen in Einzelfällen mit hoher Schwall-Sunk bedingter Trübung der Defizitanalyse stützen sich auf mehrere biotische und und festgestellter Problematik der fortschreitenden äusabiotische Indikatoren. Mit diesen wird überprüft, ob die seren Kolmation zur Erhebung empfohlen. Er beschreibt standortgerechte Menge, Zusammensetzung und Vielfalt die Limitierung der Bewohnbarkeit der Habitate und kann der pflanzlichen und tierischen Lebensgemeinschaften mit entsprechendem Aufwand mittels Modellierungen gemäss Artikel 41e Buchstabe b GSchV nachteilig ver- auch prognostiziert werden. ändert wurden (bestehende Anlagen) oder werden können (Neuanlagen). Pflanzen bzw. pflanzliche Lebensgemeinschaften reagieren auf hydrologische Veränderungen all-

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Abb. 7 Indikatorenset für die Defizitanalyse (vgl. Anhang C). Mit einem Klick auf die Indikatoren gelangen Sie direkt zum jeweiligen Kapitel.

Kurzbezeichnung Indikator Modul Defizitanalyse «Strategische

(IST-Zustand) Hauptänderungen bzgl. Modul «Strategische Planung» Planung» bzw. Ziele neuer Indikatoren Definition gewässerspezifischer Zielwerte der hydrologi- A2 Hydrologische Kenngrössen schen Kenngrössen über Wechselwirkung mit anderen Indikatoren

F2* Stranden von Fischen Wertefunktionen, Fischarten und -Entwicklungsstadien

Wertefunktion, Laichgrubenkartierung, Laichgruben- F3* Laichareale der Fische und Brutboxentests

F6 Habitateignung Fische Modellierung Habitateignung Fische

B5 Habitateignung Makrozoobenthos Modellierung Habitateignung Makrozoobenthos

Q1* Wassertemperatur Messstandort, Prognose

Fischarten, Verzicht auf Wertefunktion, vormals: F4* Jungfischvorkommen «Reproduktion der Fischfauna»

B1* Biomasse und Diversität Makrozoobenthos Bewertung Biomasse und Diversität, nur EPT-Taxa

B3 Längenzonation Makrozoobenthos

B4 EPT-Familien Makrozoobenthos

Definition gewässerspezifischer Schwellenwerte gestützt D1 Drift auf Schwallversuche

F1* MSK-Modul Fische Befischungsmethodik, Interpretation

B2* MSK-Modul Makrozoobenthos Erhebungsmethodik, Interpretation

H1* Innere Kolmation Erhebungsmethodik

H2 Äussere Kolmation Quantifizierung Bewohnbarkeit Habitate

Kernindikatoren Breitbandindikatoren X* Indikator überarbeitet Schwall-Sunk sensitive Indikatoren Zusatzindikatoren X Neuer Indikator

Der Indikator «Fischereiliche Produktivität» vom Modul achtet (z. B. auf Grund von Besatz mit Jungfischen). Aus «Strategische Planung» wurde in Rahmen der strate- diesem Grund erscheint dieser Indikator nicht mehr im gischen Planung von vielen Kantonen und von Fache- vorliegenden Modul und es kann auf dessen Erhebung xperten als nicht besonders Schwall-Sunk sensitiv und verzichtet werden. zum Teil sogar als problematisch bei der Bewertung er-

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Kernindikatoren Referenzstrecke zur Erhebung empfohlen. In diesen Fäl- Als Kernindikatoren werden diejenigen Indikatoren be- len können die zwei Breitband­indikatoren («MSK-Modul zeichnet, welche Schwall-Sunk sensitiv und gut prognos- Fische» und «MSK-Modul Makrozoobenthos») ebenfalls tizierbar (oder mindestens semi-quantitativ abschätzbar) Hinweise auf eine Schwall-Sunk bedingte Beeinträchtisind. Es handelt sich um die sechs Indikatoren: (i) «Hyd- gung geben. rologische Kenngrössen», (ii) «Stranden von Fischen», (iii) «Laichareale der Fische», (iv) «Habitateignung Fische», Zusatzindikatoren (v) «Habitateignung Makrozoobenthos», (vi) «Wasser- Die «Innere Kolmation» und «Äussere Kolmation» wurtemperatur». Mindestens fünf von sechs Kernindika- den als Zusatzindikatoren klassiert, da Schwall-Sunk in toren sollten im Hinblick auf die Prognose zur Wirkung der Regel nicht die Hauptursache von Kolmation darstellt der Massnahmen und für den Variantenvergleich (Kap. 4) und sie somit nicht besonders Schwall-Sunk sensitiv sind erhoben werden. Wobei der Indikator A2 «Hydrologische (Habersack & Hauer 2014). Deren Erhebung empfiehlt Kenngrössen» nicht weggelassen werden kann, da die- sich in Einzelfällen in Einzugsgebieten mit hoher Trübung ser in direkter Wechselwirkung mit weiteren Indikatoren und damit in Zusammenhang mit Kolmationsprozessen. steht (Anhang C Indikator A2) sowie für die Festlegung Sie dienen dem Prozessverständnis und sollten nach der Ziele (Kap. 3.4) und von repräsentativen Abflussgang­ Möglichkeit vergleichend zu einer Referenzstrecke beurlinien (Anhang E) ausschlaggebend ist. Durch die Wech- teilt und ergänzend eingesetzt werden. selwirkung mit den fünf anderen Kernindikatoren handelt es sich bei A2 «Hydrologischen Kenngrössen» um einen Reduziertes Indikatorenset Syntheseindikator der Zielerreichung. Mit dem Indikator Soweit für die Defizitanalyse die Anwendung eines re- A2 alleine kann aber keine abschliessende Aussage zum duzierten Indikatorensets ausreichend ist und die Erhe- Zustand des Gewässers und einer allfälligen wesentli- bung des gesamten Indikatorensets unverhältnismässig chen Beeinträchtigung gemacht werden. wäre (z. B. bei klaren und einfachen Fällen bei kleinen Kraftwerken), ist es möglich die Erhebung und Analyse in

Die Wahl der Indikatoren muss klar, nachvollziehbar do- Absprache mit dem Kanton zu vereinfachen, indem bekumentiert und gewässerspezifisch sein. Es wird emp- gründet auf gewisse Indikatoren verzichtet wird. fohlen, die Wahl im partizipativen Prozess vorzunehmen.

Schwall-Sunk sensitive Indikatoren und Breitband­ 3.2.2 Bestimmung der wesentlichen indikatoren Beeinträchtigung Sechs Indikatoren aus dem Modul «Strategische Planung» wurden neu in zwei Klassen aufgeteilt: nicht Schwall-Sunk Die Bestimmung der wesentlichen Beeinträchtigung gesensitive sogenannte Breitbandindikatoren («MSK-Mo- mäss der Methode des Moduls «Strategische Planung» dul Fische» und «MSK-Modul Makrozoobenthos») und ist bei Vollständigkeit der Indikatoren (d. h. alle Indika- Schwall-Sunk sensitive Indikatoren («Jungfischvorkom- toren gemäss Schnelltest oder Grundbewertung) und men», «Biomasse und Diversität Makrozoobenthos», ausreichender Datenlage für Sanierungsprojekte unver- «Längenzonation Makrozoobenthos» und «EPT-Familien ändert möglich. Makrozoobenthos»). Zu den Schwall-Sunk sensitiven Indikatoren kommt zudem neu der Indikator «Drift». Diese Definition der wesentlichen Beeinträchtigung Indikatoren gehören nicht zu den Kernindikatoren, da sie Eine wesentliche Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk nach heutigem Wissensstand nicht ausreichend prognos- liegt vor, wenn die Abflussmenge bei Schwall mindestens tizierbar sind. Die Erhebung der Schwall-Sunk sensiti- 1,5-mal grösser ist als bei Sunk und die standortgerechte ven Indikatoren wird empfohlen, die Breitbandindikato- Menge, Zusammensetzung und Vielfalt der pflanzlichen ren hingegen werden nur bei ausreichendem oder gutem und tierischen Lebensgemeinschaften nachteilig verän- Zustand der abiotischen Einflussfaktoren Wasserqualität dert werden (Art. 41e GSchV). Letzteres ist der Fall, wenn und Morphologie oder bei einer zur Verfügung stehenden die Mehrheit der Kernindikatoren einen mässigen Zu-

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stand oder ein Kernindikator einen unbefriedigenden oder trächtigungen bekannt sind, können die massgebenden schlechten Zustand aufweist. Dies gilt für Sanierungen hydrologischen Kenngrössen der Abflussganglinie iden- und Neuanlagen. Bei Neuanlagen beruht die Bestimmung tifiziert werden, welche die von den Indikatoren angezeigder wesentlichen Beeinträchtigung auf der Prognose der ten Beeinträchtigungen verursachen. Kernindikatoren nach Bau der Anlage. In Fällen, in denen die Hälfte der Kernindikatoren einen mässigen Zustand Nicht Schwall-Sunk bezogene Ursachen aufweist, soll der Indikator A2, infolge der Wechselwir- Auch andere, nicht Schwall-Sunk bezogene Ursachen kung mit den fünf anderen Kernindikatoren, geringer ge- (z. B. kein ausreichender morphologischer Zustand, keiwichtet werden. ne ausreichende Wasserqualität), die für die Beeinträchtigung mitverantwortlich sind, sollen erkannt werden. Diese neue Definition der wesentlichen Beeinträchtigung Denn es ist auch denkbar, z. B. punktuelle morphologiist präziser aber nicht strenger als die Definition ge- sche Massnahmen zur Schaffung von Larven und Jungmäss Modul «Strategische Planung». Nicht strenger, da fisch-Rückzugsorten mit Bereichen geringer Fliessgeeinzelne Indikatoren weiterhin einen mässigen Zustand schwindigkeit und Abflusstiefe unter Schwallbedingungen aufweisen können. Präziser, da sich die Bestimmung der ins Variantenstudium gemäss Kapitel 4.2 einfliessen zu wesentlichen Beeinträchtigung auf die sechs Kernindi- lassen (vgl. Anhang E Teil «Bauliche Massnahmen») oder katoren stützt, welche schwall-spezifische Beeinträchti- Schwall-Sunk Massnahmen mit morphologische Revitaligungen anzeigen und verglichen mit anderen Indikatoren sierungsmassnahmen abzustimmen um eine noch bessenicht zusätzlich von der Wasserqualität beeinflusst wer- re ökologische Wirkung zu erzielen. den. Auch die Gewässermorphologie hat keinen direkten Einfluss auf die Kernindikatoren oder wird bei deren Be- Hilfsmittel für die Ursachenanalyse wertung mitberücksichtigt. Die morphologische und hydrologische Grundlagenerhebung gemäss Anhang B dient zur Interpretation der Defizite und zur Festlegung der Ursachen.

3.3 Ursachenanalyse

Teil 1 und 2 der Hilfstabelle im Anhang D stellen beispiel- Sinn und Zweck der Ursachenanalyse haft das Vorgehen dar, wie anhand der Zustandsklasse Die Ursachenanalyse stellt einen Bezug zwischen den der Indikatoren der Bezug zu den Defiziten im Gewässer Defiziten des Fliessgewässers und den Ursachen her. gemacht werden kann. Die vorgeschlagene Matrix kann Eine Ursachenanalyse ist notwendig, damit die Ursachen fallspezifisch, wie am Beispiel gezeigt, zur Bestimmung der Schwall-Sunk bedingten Beeinträchtigungen mög- der Ursachen herbeigezogen werden. Sie hat einen relativ lichst eindeutig erkannt werden und somit entsprechen- allgemeingültigen Charakter und kann aus diesem Grund de Ziele für die Massnahmen abgeleitet und festgelegt das interdisziplinäre Expertenwissen und die Erfahrunwerden können. gen der Fachleute nicht ersetzen.

Schwall-Sunk bezogene Ursachen Fehlen Informationen, um die Ursachen plausibel zu er- Die bestehenden Beeinträchtigungen, gemessen an den klären, sind diese durch die Erhebung und Beurteilung Indikatoren der Defizitanalyse (Kap. 3.2), geben erste von zusätzlichen Indikatoren, die Anwendung von Test- Hinweise bezüglich möglicher Ursachen. Mit einer Ur- Kits (vgl. Anhang C Indikator F3*), usw. zu bestimmen. sachenanalyse wird genauer geprüft, worauf die Beeinträchtigungen der einzelnen Indikatoren zurückzuführen Ausnahmefall: Entlassung aus Sanierungspflicht sind. Dabei geht es darum zu verstehen, welche hydro- Ergibt die Ursachenanalyse, dass keine der vorgefundelogisch-hydraulischen, gewässermorphologischen oder nen Beeinträchtigungen im Gewässer Schwall-Sunk bewasserqualitativen Eigenschaften des betrachteten Ge- dingt sind, sondern andere Ursachen haben, gibt es für wässerabschnitts die Zustandsklasse der Indikatoren die Kraftwerksinhaber die Möglichkeit einer Entlassung bedingen. Erst wenn die Schwall-Sunk bedingten Beein- aus der Sanierungspflicht. In einem solchen Fall wird die

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fragliche Kraftwerksanlage durch den Kanton aus der Übergeordnetes Ziel der Schwall-Sunk Massnahmen Sanierungspflicht für Schwall-Sunk entlassen. Es wird Das gesetzlich festgelegte Ziel gemäss Art. 39a Absatz dem Kanton empfohlen, vor der Entlassung aus der Sa- 1 GSchG besteht darin, die wesentliche Beeinträchtigung nierungspflicht Rücksprache mit dem BAFU zu nehmen. durch Schwall-Sunk bei bestehenden Anlagen zu beseiti- Dem Konzessionär werden die Untersuchungskosten gen bzw. bei Neuanlagen zu verhindern. durch Swissgrid erstattet. Festlegung der konkreten Ziele für einzelne Indikatoren Für jeden berücksichtigten Kernindikator, der ein wesent- 3.4 Festlegung der Ziele liches Defizit anzeigt (mässiger bis schlechter Zustand), müssen konkrete Ziele (= Zustandsklassen für Zielzu- Sinn und Zweck der Zielfestlegung stand) festgelegt werden, welche mit den Schwall-Sunk Sobald die Defizite erfasst und deren Ursachen bekannt Massnahmen zu erfüllen sind um die wesentlichen Besind, müssen die Ziele festgelegt werden, welche mit den einträchtigungen zu beseitigen bzw. zu verhindern (vgl. Schwall-Sunk Massnahmen zu erfüllen sind. Diese Ziele Definition der wesentliche Beeinträchtigung, Kap. 3.2.2). bilden die Grundlage für das Variantenstudium und die Wahl der Massnahmen gemäss Kapitel 4. Folgende vier Grundsätze sollen bei der Festlegung der Ziele für die einzelnen Kernindikatoren beachtet werden: Vorgehen zur Festlegung der Ziele Das Vorgehen zur Festlegung der Ziele erfolgt gemäss Abbildung 8 und ist nachfolgend beschrieben sowie in Teil 3 der Hilfstabelle im Anhang D exemplarisch illustriert.

Abb. 8 Allgemeines Vorgehen zur Festlegung der Ziele, schematisch dargestellt.

Gesetzlich festgelegtes Ziel Ökologisches Ziel

Konkrete Ziele (= Zustandsklassen für Zielzustand) für Kernindikatoren Biotische und abiotische Differenzierung

Zielwerte der hydrologischen Kenngrössen für Kernindikatoren

Ausgeprägte Ereignisse Wiederkehrende Ereignisse Hydrologische Übersetzung und (95 %-Quantil) (60 %-Quantil) Operationalisierung

Hydrologisches Anforderungsprofil für künftige Abflussganglinie (vgl. Anhang D)

Wahl der Massnahme

Baulich und/oder betriebliche Massnahmen inkl. Steuerung (vgl. Anhang E)

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1. Die Ziele beziehen sich auf die massgebenden hyd- dann, wenn die Habitateignung für Fische oder Makrooinrologischen Kenngrössen der Schwall-Sunk Abfluss- vertebraten gemäss den Indikatoren F6 und B5 unzureiganglinie: (i) Schwallabfluss, (ii) Sunkabfluss, (iii) Pe- chend ist oder geeignete Strukturen für die Verlaichung gelrückgangsrate, (iv) Pegelanstiegsrate. bei Sunk fehlen. Lokale Massnahmen morphologischer 2. Die Ziele berücksichtigen soweit möglich das natürli- Natur sind nicht mit Revitalisierungen gemäss Gewäsche Abflussregime und dessen saisonalen Variabilität. serschutzgesetzgebung (Art. 38a GSchG) gleichzuset-

3 Die Ziele berücksichtigen die Leitarten sowie deren zen. Letztere sind mit den Schwall-Sunk Massnahmen

Entwicklungsstadien, die Morphologie des Gewässers zu koordinieren, aber nicht Teil dieser. (Orientierung an vorhandenen Gewässerabschnitten, welche einen möglichst guten morphologischen Beeinträchtigungen verursacht durch ausgeprägte und Zustand haben; vgl. Anhang B) und das ökologische immer wiederkehrende Schwall-Sunk Ereignisse Potenzial (d. h. je höher das ökologische Potenzial Bei der Definition der Zielwerte der hydrologischen Kenneine Gewässers desto höher sollten die Ziele gesetzt grössen sind zu unterscheiden (Tab. 1): werden).

4 Die Ziele berücksichtigen den IST-Zustand bzw. den a) Beeinträchtigungen, die bereits durch wenige, dafür

aktualisierten IST-Zustand aufgrund von realisierten, ausgeprägte Schwall-Sunk Ereignisse in ökologisch geplanten oder vorgesehenen Gewässerschutzmass- besonders kritischen Perioden (z. B. Laichperiode) hernahmen (z. B. Revitalisierung, Hochwasserschutz, vorgerufen werden. Zur Beseitigung dieser Beeinträch- Wiederherstellung der freien Fischwanderung und des tigungen ist ein hoher Häufigkeitsgrad der Einhaltung Geschiebehaushalts, Sicherung angemessener Rest­ des Zielwerts der hydrologischen Kenngrösse notwenwassermengen) und anderen Projekten im Einzugs- dig (95%-Quantil). gebiet, die Einfluss auf die Wirkung der Massnahmen haben können (z. B. neue Kraftwerksanlagen). b) Beeinträchtigungen, welche durch regelmässige, immer wiederkehrende aber weniger ausgeprägte Schwall- Zu erreichende Zielwerte der hydrologischen Kenn­ Sunk Ereignisse verursacht werden. Zur Beseitigung grössen und hydrologisches Anforderungsprofil dieser Beeinträchtigungen ist eine etwas weniger häu- Sind die Ziele für die einzelnen Kernindikatoren anhand fige Einhaltung des Zielwerts genügend (60%-Quantil). der Zustandsklassen definiert, können die dafür erforderlichen Zielwerte der hydrologischen Kenngrössen festge- Ein Beispiel für den Fall (a) ist eine 95%-ige Einhaltung legt werden. Gestützt auf diese Zielwerte und dem daraus eines Zielwerts des Sunkabflusses, während der saisonal resultierenden hydrologischen Anforderungsprofil (vgl. kritischen Periode der Laichentwicklung, um sicherzustel- Hilfstabelle Teil 3 Anhang D) können die Massnahmen len, dass zumindest ein Teil der Brut dauerbenetzt bleibt. zur Erreichung der künftigen Abflussganglinie erarbeitet Ein Beispiel für den Fall (b) ist eine 60%-ige Einhaltung werden. eines Zielwerts des Schwallabflusses zur Beschränkung der Wasserwechselzone während der Periode der Jung- Ansatzpunkte für die möglichen Massnahmen sind die fischentwicklung. Zwar ist das Strandungsrisiko in der Anhebung des Sunkabflusses, die Senkung des Schwall­ Wasserwechselzone grundsätzlich vorhanden, doch ist abflusses, die Verlangsamung der Pegeländerungsraten beispielsweise unter Einhaltung von kleinen Pegelrück- und gegebenenfalls die Reduktion der Anzahl Schwälle. gangsraten, trotz einer nur 60 % Einhaltung nicht mit er- Die zu erreichenden Zielwerte können saisonal variieren, heblichen Verlusten der Jungfischpopulation zu rechnen.

so müssen z. B. bestimmte Zielwerte nur während der Laichperiode bzw. Schlüpfungsperiode der Leitfischart eingehalten werden. Ergänzend oder alternativ können auch lokale Massnahmen morphologischer Natur für die Erreichung der Ziele notwendig und sinnvoll sein (vgl. Anhang E Teil «Bauliche Massnahmen»). Beispielweise

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Präzisierungen zu den Zielen und Zielwerten A2 (Anhang C) eignet sich, um mittels Expertise sicherzu- Die zu erreichenden Ziele müssen genügend präzis um- stellen, dass die Überschreitungen massvoll sind. schrieben sein, damit eine Überprüfung der Wirksamkeit möglich ist und die kantonale Behörde gestützt darauf Genaue Hinweise zur Bestimmung der Zielwerte für die eine allfällige Nachbesserung verlangen kann (Kap. 5). verschiedenen hydrologischen Kenngrössen sowie zur Auswertung und Darstellung befinden sich im Anhang C Die in Tabelle 1 angegebenen Quantile sind als allge- (Indikator A2). Der Bezug zur Steuerung von Massnahmen meine Richtwerte zu verstehen. Es ist zu beachten, dass und deren Optimierung ist in Anhang E (Teil «Steuerung diese Quantile immer im gewässerökologischen Einzelfall von Massnahmen») dargestellt. und nicht schematisch nach Tabelle 1 festgelegt werden sollen.

Für die hydrologischen Kenngrössen sind, je nach festgelegtem Quantil, Überschreitungen der Zielwerte an 5 % resp. 40 % der Tage für die berücksichtigte Periode zulässig (Ausnahmefälle). Um die Anstrengungen zur Beseitigung bzw. Verhinderung der Beeinträchtigungen durch Schwall- Sunk aber nicht zu gefährden, sind die Überschreitungen stets fallspezifisch und gewässerökologisch zu begutachten. D. h., dass der Schwallabfluss, der Sunkabfluss oder die Pegeländerungsrate während der Ausnahmefälle nur geringfügig vom definierten Zielwert abweichen dürfen. Die Darstellung der Summenhäufigkeit gemäss Indikator

Tab. 1 Ansätze zur gewässerspezifischen Festlegung von Zielwerten der hydrologischen Kenngrössen. Das Quantil beschreibt den geforderten Häufigkeitsgrad der Einhaltung des Zielwertes. Der massgebende Indikator zeigt an, mit welchem prognostizierbaren Indikator (Kernindikator) die hydrologischen Kenngrössen (für Details siehe Anhang C Indikator A2) in Wechselwirkung stehen. Bei der Temperaturamplitude und -änderungsrate wird, methodisch bedingt, ein 90 % und nicht ein 95%-Quantil benutzt (vgl. Anhang C Indikator Q1*).

Massgebender Ansätze zur gewässerspezifischen Festlegung von Zielwerten der hydrologischen Kenngrössen Quantil Kernindikator Stabilität dm Laichgruben 95 % F3* Beschränkung Wasserwechselzone 60 % F2*, B5, F6 Beschränkung Temperaturamplitude 90 % Q1* Allgemeine Reduktion Drift (aus Driftversuchen) 60 % D1/A2 Keine Katastrophendrift (aus Driftversuchen) 95 % D1/A2 Verlaichung und Laichentwicklung (verhindern Trockenfallen) 95 % F3* Ausreichende Habitateignung Makrozoobenthos 60 % B5 Ausreichende Habitateignung Fische (nach Entwicklungsstadien) 60 % F6 Reduktion Stranden (nach Entwicklungsstadien) 95 % F2* Reduktion Temperaturänderungsrate 90 % Q1* … gewässerspezifisch weitere Ansätze nach Fachexperten

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Allgemeines Beispiel Schwallabfluss. Entsprechend werden für diese hydro- Aus der Defizitanalyse anhand der Indikatoren geht logischen Kenngrössen Zielwerte festgelegt: hervor, dass eine Beeinträchtigung des Gewässers besteht, weil die Jungfischdichte der Bachforelle unge- • F2* für die Periode März/April (Bachforelle, larval): nügend ist. Die Ursachenanalyse kommt zum Schluss, Pegelrückgangsrate < 0,3 cm/min, 95%-Quantil. D. h. dass diese Beeinträchtigung nicht morphologischer die Pegelrückgangsrate sollte während dieser Perio- Natur ist, da bevorzugte Jungfischhabitate vorhanden de nur in maximal 5 % der Schwall-Sunk Ereignisse wären. Jedoch sind Schwall-Sunk spezifische Ursa- diesen Wert überschreiten. chen bekannt: eine reduzierte «Habitateignung für Fi- • F2* für die Periode April bis September (Bachforel­- sche» (angezeigt durch den Kernindikator F6) und ein le, juvenil): Pegelrückgangsrate < 3 cm/min, 95%- erhöhtes Risiko des «Strandens von Fischen» (ange- Quantil. zeigt durch den Kernindikator F2*). Für diese zwei • F6 für die Periode April bis September (Bachforelle, Schwall-Sunk sensitiven und prognostizierbaren Indi- juvenil): Schwallabfluss < 20 m3/s, 60%-Quantil. katoren F2* und F6 werden Ziele festgelegt (z. B. Zu- D. h. während dieser Periode soll die Schwallspitze standsklasse gut). in mindestens 60 % der Schwall-Sunk Ereignisse diesen Wert nicht überschreiten um sicherzustellen, Die massgebende hydrologische Kenngrösse für den dass der Flächenverlust an geeignetem Habitat Indikator F2* ist die Pegelrückgangsrate. Für den Indi- < 20 % betragen wird (Zustandsklasse gut gemäss kator F6 ist es im untersuchten Gewässerabschnitt der Wertefunktion Indikator F6).

Fallbeispiel: Kraftwerke Oberhasli (KWO) haltebecken und eine Rückhaltekaverne mit entspre- Liegen wie beispielweise in der Hasliaare die Schwall- chender Steuerung). An der Hasliaare sind zur Sunk bedingten Ursachen der festgestellten Beein- Beseitigung der Beeinträchtigung von Jungfischen aber trächtigungen (hauptsächlich Strandung der Fische auch morphologische Massnahmen wünschenswert die und Biomasse der Makroinvertebraten) in der Pegelan- darauf zielen sollten Jungfischhabitate zu schaffen. stiegs- und rückgangsrate, müssen in erster Linie diese Diese werden in separaten Untersuchungen entwickelt, zwei hydrologischen Kenngrössen mittels einer Mass- da die Beeinträchtigungen nicht Schwall-Sunk bedingt nahme verbessert werden (gebaut wurde ein Rück- sind [Bieri et al. 2013, Schweizer et al. 2013 (1) – (4)].

3.5 Vorauswahl der Massnahmen Sinn und Zweck der Massnahmenvorauswahl

Bei der Vorauswahl der Massnahmen handelt es sich um Sanierungsprojekte eine Grobtriage der möglichen und weiterzuverfolgenden Bei Sanierungsprojekten muss dieser Arbeitsschritt nur Massnahmen, die zur Erreichung der Ziele führen sollen. durchgeführt werden, wenn sich die Rahmenbedingungen Dies geschieht aufgrund der gewässer- und einzugsgeseit der Sanierungsverfügung verändert haben (z. B. die bietsspezifischen sowie technischen Rahmenbedingun- Morphologie wurde verbessert, der Geschiebehaushalt gen und einer groben Kostenschätzung zur Ausgrenzung wurde saniert, der Kraftwerksbetrieb wurde verändert) offensichtlich unverhältnismässiger Massnahmen. Bei oder wenn die zu treffenden Massnahmen vom Kanton, dieser Triage handelt es sich noch nicht um die Prioriaus Zeitgründen oder aufgrund fehlender Grundlageda- sierung und Wahl der konkreten Massnahmen auf Grund ten, in der Sanierungsverfügung nicht bestimmt werden von vertieften Kosten-Wirkungs-Analysen; diese erfolgt konnten. erst im Kapitel 4.

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Vorgehen bei der Massnahmenvorauswahl Abb. 9 Im vorliegenden Arbeitsschritt geht es grundsätzlich darum Grobtriage für die Vorauswahl der weiterzuverfolgenden (i) alle potenziellen Massnahmen zu berücksichtigen, (ii) die Massnahmen. machbaren Massnahmen zu identifizieren und (iii) die offensichtlich unverhältnismässigen Massnahmen zu verwerfen.

Geschätzte gewässer- Eine Auflistung und kurze Beschreibung möglicher baulicher und betrieblicher Massnahmen ist als Hilfestellung zu Punkt (i) im Anhang E (Teil «Mögliche Massnahmen») entökologische Gesamtwirkung halten. Möglicherweise sind seit der Erarbeitung des vorliegenden Moduls neue Lösungswege entwickelt worden, die im spezifischen Fall berücksichtigt werden können. Es wird empfohlen, dass bei der Massnahmenvorauswahl, wo Kosten der Massnahmen sinnvoll und insbesondere bei kleineren Anlagen, auch die Möglichkeit des Rückbaus beurteilt wird. Ebenfalls wird Offensichtlich Zu überprüfende, Offensichtlich verhältnismässige weiterzuverfol- unverhältnismässige geraten, auch betriebliche Massnahmen bei der Mass- Massnahme gende Massnahme Massnahme (nicht nahmenvorauswahl zu berücksichtigen, da diese flexible weiterverfolgen) und verhältnismässige Lösungen darstellen können.

Punkt (ii) klärt, welche der potenziellen Massnahmen Abschätzung der gewässerökologischen Gesamtwirkung durch grobe Beurteilung der technischen Rahmenbe- Die Abschätzung der ökologischen Gesamtwirkung erdingungen (z. B. notwendige Mindestbetriebswasser- folgt anhand einer (gutachterliche) Beurteilung der Vermenge von Turbinen, Anlauf- und Ausschaltzeit der besserung des ökologischen Zustandes gestützt auf den Turbinen) sowie den gewässer- und einzugsgebiets- Zustandsklassen der Indikatoren. spezifischen Rahmenbedingungen (z. B. Hochwasserschutz, räumliche Gegebenheiten wie Gewässernetz, Abschätzung der Kosten Siedlungsgebiete oder Infrastrukturen, Schutzbestim- Die zu erwartenden Baukosten (ohne Planung, Landbemungen) überhaupt umsetzbar sind. Es wird empfohlen, darf und betriebliche Auswirkungen) sind standortspezibereits bei der Massnahmenvorauswahl die Aspekte fisch, können aber mit Erfahrungswerten vergleichbarer der nachhaltigen Entwicklung wie z. B. die Auswirkung Bauten und Bauteilen unter Berücksichtigung der lokalen einer Sanierungsmassnahme auf die Energieprodukti- Gegebenheiten grob abgeschätzt werden (z. B. Bieri 2012, on, auf den Hochwasserschutz, auf den Erholungswert Rückhaltebecken KWO1, Rückhaltebecken Tierfehd und eines Gewässers oder auf die Landschaftsästhetik ein- Linthal2). Im Rahmen des Variantenstudiums und Wahl der fliessen zu lassen. Massnahmen (Kap. 4) sind die Kosten der Massnahmen genauer zu ermitteln, um die Optimierung der Massnah- In Punkt (iii) werden Massnahmentypen (z. B. unterirdi- menvarianten nachweisen zu können und eine transpasche und oberirdische Speichervolumen, Direktableitun- rente und objektive Wahl der Bestvariante zu ermöglichen. gen) hinsichtlich der grob abgeschätzten gewässerökologischen Gesamtwirkung und Kosten beurteilt. Dabei Abschätzung von Speichervolumen gilt es aufzuzeigen, welche Massnahmentypen auf Grund Sieht die Massnahme einen Rückhalt des Wassers z. B. deren Wirkung und Kosten im Vergleich zu anderen offen- durch Rückhaltebecken oder -kavernen vor, gilt zwingend sichtlich in einem Missverhältnis stehen (Abb. 9) oder mit zu beachten, dass die Wirkung der Massnahme vom Beweiteren Rahmenbedingungen absolut nicht zu vereinba- triebsregime des Kraftwerks sowie vom zur Verfügung

ren sind und deswegen a priori eliminiert werden. Es wird 1 Genaue Kosten nicht in frei zugänglicher Literatur festgehalten. Austausch davon ausgegangen, dass es nur in wenigen Ausnahme- von Erfahrungswerten im Rahmen zweckdienlicher, bilateraler Zusammenarbeit zwischen Kraftwerksinhaber möglich. fällen keine verhältnismässigen Massnahmen gibt. 2 Gleiche Anmerkung wie 1.

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und kostenintensiv sein. Um einen unnötigen Planungs- Fallbeispiel: Kraftwerke Oberhasli (KWO) aufwand zu vermeiden, wird für die Sanierung bestehen- Die Kraftwerke Oberhasli (KWO) haben als potenziell der Anlagen empfohlen, dass sich die Kraftwerksinhaber machbare Massnahmen einerseits eine Direktablei- und die kantonalen Behörde vor dem Variantenstudium tung des turbinierten Wassers in den Brienzersee (Kapitel 4) über dessen Inhalt (sowie allfällige Vorgaben anderseits ein Speichervolumen zwischen Kraftwerk und Rahmenbedingungen) abstimmen. Grundlage dafür und Rückgabe in die Hasliaare erachtet. Die Direkt­ bilden die Resultate aus der Defizit- und Ursachenanaableitung im 16 km langen Stollen zwischen der be- lyse sowie die Festlegung der Ziele und die begründete stehenden Wasserrückgabe und dem Brienzersee Vorauswahl der weiterzuverfolgenden Massnahmen (Kap. wäre selbst bei einer Ausnutzung des bestehenden 3.2 – 3.5). Gefälles zur Stromproduktion mit offensichtlich unverhältnismässig hohen Kosten und zudem ausge- Im Rahmen dieser Abstimmung soll auch die Koordination prägten landschaftlichen Eingriffen durch Deponie- mit weiteren Gewässerschutzmassnahmen (v. a. Revitarung des Ausbruchmaterials verbunden. Unter lisierung von Gewässern und Auen, Wiederherstellung Berücksichtigung des Kosten-Wirkungs-Verhältnis- der freien Fischwanderung und des Geschiebehaushalts, ses und der landschaftlichen Rahmenbedingungen Sicherung angemessener Restwassermengen, Hochwaskonzentrierten sich die weiteren Abklärungen nach ser- und Grundwasserschutz) sowie mit anderen Proder Grobtriage auf Massnahmenvarianten mit ver- jekten (z. B. neue Kraftwerksanlagen) im Einzugsgebiet schiedenen Speichervolumen bis maximal 100 000 m3 berücksichtigt werden (siehe dazu Kap. 2.4 & 4.4 sowie und eine Optimierung der Steuerung der Rückgabe- Anhang D «Deckblatt»). Die Aspekte der nachhaltigen organe [Schweizer et al. 2013 (3) – (4)]. Entwicklung können ebenfalls in die Auswahl der weiterzuverfolgenden Massnahmen einfliessen.

stehenden Speichervolumen und der Art und Flexibili- Es wird ausserdem angeraten, schon an dieser Stelle tät der Speichersteuerung abhängt. Das erforderliche die weiteren Beteiligten und Betroffenen (NGO’s, Grund- Speichervolumen ist über die gezielte Steuerung des stückbesitzer, Landwirtschaftskreise, Gemeinden, usw.) Beckenauslasses (vgl. Anhang E Teil «Steuerung von zu einem Informationsprozess einzuladen, damit sie Massnahmen») – gestützt auf die Defizite, Ursachen Kenntnis von der Sachlage, von den Zielen und von der und festgelegten Ziele – zu optimieren und nicht nur auf allgemeinen Stossrichtung der Massnahmen erhalten Überlegungen zum Schwall-Sunk Verhältnis zu basieren. und ihre Anliegen einbringen können. Dies trifft insbeson- Artikel 39a Absatz 1 GSchG verlangt die Verhinderung dere dann zu, wenn der Landbedarf der möglichen Mass- bzw. Beseitigung einer wesentliche Beeinträchtigung und nahmen gross ist oder Fruchtfolgeflächen betroffen sind. nicht die Einhaltung eines bestimmten Schwall-Sunk Ver- Konkrete Vorschläge zur Identifikation der betroffenen hältnisses. Mit diesem Ansatz, kann es durchaus sein, Akteure, der Formen des Einbezugs und dessen Planung dass wesentlich kleinere Volumen notwendig sind, um die finden sich in zwei Dokumente die von der Arbeitsgruppe Beeinträchtigungen zu beseitigen bzw. verhindern. Dies Dialog Wasserkraft der Wasser-Agenda 21 redigiert wurhat einen unmittelbaren Einfluss auf die Machbarkeit und den (Wasser-Agenda 21 2012 & 2013). Ganz allgemein Verhältnismässigkeit der Massnahme. wird bezüglich Partizipation auch auf die Praxisanleitung Einzugsgebietsmanagement, Teil 8 «Partizipation» (BAFU 2012) und bezüglich Verfahren bei Massnahmen,

3.6 Absprache des Kraftwerksinhabers mit die der Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) unterstellt

den kantonalen Behörden sind, auf das UVP-Handbuch, Richtlinie des Bundes für die Umweltverträglichkeitsprüfung, Modul 3 «Verfahren» Sinn und Zweck der Absprache (BAFU 2009) verwiesen. Die Arbeiten zur Massnahmenerarbeitung, zur Bewertung der Varianten und zur Wahl der Bestvariante können zeit-

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4 Variantenstudium und Wahl der

Massnahmen

4.1 Überblick 4.2 Variantenstudium

In diesem Hauptschritt geht es darum, Varianten von Detaillierter Beschrieb der Varianten Massnahmen bezüglich deren Eignung zur Erreichung Voraussetzung für die Prognostizierung der Wirkung der definierten Ziele (Kap. 3.4) zur Beseitigung bzw. der Massnahmen und eine Abschätzung der Kosten ist Verhinderung der wesentlichen Beeinträchtigungen zu ein genauer Beschrieb der Anlage (technische Spezifierarbeiten und zu bewerten. Die Massnahmen müssen kationen, Speicher, Fassungen, Rückgabe, Betrieb gegeeignet sein, die geforderte ökologische Verbesserung mäss Konzession mit allfälligen Einschränkungen) und erzielen und dem Stand der Technik entsprechen. Weiter der Massnahmen (Massnahmentyp, Standort, Umfang, richten sich die im Variantenstudium erarbeiteten Mass- usw.). Um die einzugsgebietsspezifische und technische nahmen nach den in Artikel 39a Absatz 2 GSchG genann- Machbarkeit sowie die Kosten ausreichend beurteilen zu ten Kriterien. Dabei hat die Wahl der Massnahmen unter können, beinhaltet der Beschrieb auch eine Vordimensio- Berücksichtigung des Grades der Beeinträchtigung und nierung der massgebenden Bauteile, quantifiziert den alldem ökologischen Potenzial des Gewässers sowie der fälligen Landbedarf der Massnahmen und permanenter Verhältnismässigkeit des Aufwandes, den Interessen des Materialablagerungsstandorte und zeigt den eventuellen Hochwasserschutzes und der energiepolitischen Ziele zur Einfluss der Massnahme auf den Betrieb (Elektrizitäts- Förderung der erneuerbaren Energien zu erfolgen. Eben- produktion). falls sollen die Schwall-Sunk bezogenen Massnahmen im Rahmen ihrer Erarbeitung im Einzugsgebiet des be- Vorgehen zur Ermittlung der ökologischen Wirkung der troffenen Gewässers aufeinander und mit weiteren, nicht Schwall-Sunk Massnahmen Schwall-Sunk bezogenen Gewässer­schutz­mass­nahmen, Um die ökologische Wirkung der Massnahmen zu ermitabgestimmt werden (Art. 39a Abs. 3 GSchG in Verbin- teln, ist als erstes eine Prognose des Zustandes des bedung mit Art. 46 Abs. 1 GSchV). troffenen Gewässers nach Umsetzung der Schwall-Sunk Massnahmen notwendig. Die Beurteilung dieses Zustan- Aufgrund der detaillierten Untersuchung und Bewertung des ermöglicht dann einen Vergleich mit den definierten der Massnahmen gemäss der nachfolgend aufgeführten Zielen und somit die Ermittlung des Grades der Zielerrei-

Arbeitsschritte – (i) Variantenstudium, (ii) Wahl der Mass- chung. Anschliessend werden die Zielerreichungsgrade nahmen, (iii) Koordination mit anderen Gewässerschutz- zu einem Gesamtzielerreichungsgrad pro Massnahme massnahmen – wird die geeignetste Massnahme defi- aggregiert. Dieser entspricht der ökologischen Gesamtniert (Bestvariante), welche dem Kanton und, bei Bedarf wirkung einer Massnahme und wird für die Wahl der gevom Kanton dem BAFU, zur Prüfung vorgelegt wird (Abb. eignetsten Massnahme unter anderem mit den Kosten 2). Die kantonalen Behörden wählen dann die Bestvari- verglichen (Kap. 4.3). Die Aggregation darf nicht dazu ante für die Projektierung. führen, dass einzelne, limitierende Faktoren ausgemittelt werden. Solche sind bei der Beurteilung der Massnahmen Anhang G Teil III erläutert die Anforderungen an die ein- durch Fachexperten einzuschätzen. zureichenden Unterlagen für diesen Hauptschritt 2. Prognose des Zustandes nach Umsetzung der Massnahmen Zur Prognose des Zustandes nach Umsetzung der Massnahmen eignen sich insbesondere die sechs Kernindikatoren: «Stranden von Fischen», «Laichareale der

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Fische», «Habitateignung Fische», «Habitateignung Modellierungen Makrozoobenthos; «Wassertemperatur, «Hydrologische Der Aufwand für die hydraulischen Modellierungen soll Kenngrössen». sich grundsätzlich an der Komplexität eines Einzugsgebietes richten (Anzahl Schwallverursacher, vorhandene Der Zustand im Schwall-Sunk beeinträchtigten Gewäs- und künftige Morphologien, Länge und Grösse sowie ser nach Umsetzung der Schwall-Sunk Massnahmen wird ökologische Bedeutung und ökologisches Potenzial des mittels geeigneter Modellierungswerkzeuge wie numeri- Gewässers, usw.). sche und gegebenenfalls physikalische Modelle prognostiziert (Anhang F). Ergänzend können Tests im Gewässer Ein- oder zweidimensionale, instationäre (= zeitabhängiselbst durchgeführt werden (Schwallversuche, Test-Kits, ge) hydraulische Modelle kommen in komplexen Einzugsusw.), wobei solche Tests nur zeitlich limitiert erfolgen gebieten und Gewässersystemen zum Einsatz. In solchen und Kurzzeiteffekte abbilden können. Aber auch Exper- Fällen, und insbesondere wenn sich der Schwall von mehtenbeurteilungen mittels Gutachten, Quervergleichen und reren Kraftwerken überlagert, ist es wesentlich, folgende Analogieschlüssen sind Möglichkeiten. Punkte abzuklären: die Wellenausbreitungsgeschwindigkeiten, die fliessende Retention (Abschwächung des Für den Aufbau von Prognosemodellen sind ausführliche Schwalls), evtl. das Aufstellen von Wellen (Verstärkung Daten zum Schwall-Sunk beeinträchtigten Gewässer des Schwalls) oder die zeitliche und örtliche Überlage- und zu den Abflussganglinien notwendig. Die Angaben rung von Schwällen. Für den Betrieb solcher Modelle ist zur Schwall-Sunk Strecke mit den entsprechenden Ge- eine Eichung mit vorhandenen Abflussdaten massgebend. wässerabschnitten werden anhand von Untersuchungsstrecken mittels der Grundlagenerhebung (Anhang B), im Detaillierte zweidimensionale oder gar dreidimensionale Normallfall schon im Rahmen der Bewertung des IST-Zu- Modellierungen sind im Rahmen der Habitatmodelliestandes (Kap. 3), erfasst. Sind am betroffenen Gewässer rungen oder Detailfragen notwendig, sind jedoch sehr nebst Schwall-Sunk Massnahmen auch andere hydrolo- aufwändig. Es wird deshalb vorgeschlagen, nicht jeden gische und/oder morphologische Änderungen vorgese- einzelnen Gewässerabschnitt im durch Schwall-Sunk

hen (z. B. Restwassersanierungen, Geschiebesanierung, beeinträchtigten Gewässer detailliert zu modellieren, Revitalisierungen oder Hochwasserschutzprojekte), so sondern pro vorhandenem oder vorgesehenem Morphomüssen diese ebenfalls im Modell integriert werden. Die logie-Typ (Kanal, Flusslauf mit Kiesbänken, verzweigter Prognose für den Zustand nach Massnahmen erfolgt so- Flusslauf, usw.) repräsentative Untersuchungstrecken mit unter Berücksichtigung des künftigen Zustands (inkl. auszuwählen. Für jede Massnahme werden dann die andere Änderungen). Die Bestimmung von repräsenta- ausgewählten Untersuchungsstrecken modelliert (Getiven Abflussganglinien für das Gewässer kann gemäss wässerabschnitte a – c in Tab. 2). Die Resultate aus dem Anhang E erfolgen. eindimensionalen Modell können die hydraulischen Randbedingungen (v. a. Wasserspiegel und Abflüsse) liefern. Anhang F liefert Hinweise zu den wichtigsten Aspekten, welche bei der Wahl von geeigneten Modellierungswerk- Die Modellierungen in den ausgewählten Untersuchungszeugen berücksichtigt werden sollten und erwähnt aktu- strecken für die Situation nach Umsetzung der Schwallelle Beispiele von Modellierungen im Zusammenhang mit Sunk Massnahmen liefern als Ergebnis die Daten zur Schwall-Sunk. Indikatorspezifische Grundlagen, welche Beurteilung des Zustandes der prognostizierbaren Infür die Modellierung notwendig sind wie beispielswei- dikatoren. Es sind dies grundsätzlich Wassertiefen und se Präferenzkurven für Fische und Makroinvertebraten Fliessgeschwindigkeiten im modellierten Gewässerab- sowie Informationen zu Test-Kits (vgl. Indikator F3*) für schnitt sowie unter Einbezug von Korngrössen die Stabi- Versuche im Gewässer können dem Anhang C entnom- lität des Substrates. Daraus ableitbar sind die benetzten men werden. und trockenfallenden Flächen bei Schwall-Sunk sowie die Habitateignungen bei verschiedenen Abflüssen und die Stabilität der Laichgruben.

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Beurteilung des Zustandes nach Umsetzung der Ermittlung des Grades der Zielerreichung der Mass- Massnahmen nahmen Der prognostizierte Zustand nach Umsetzung der Die Zielerreichung der einzelnen in Kapitel 3.4 festge- Schwall-Sunk Massnahmen wird mit Hilfe von Werte- legten Ziele wird ermittelt, indem der prognostizierte funktionen beurteilt. Die Definition der Wertefunktionen Zustand im betroffenen Gewässer nach Umsetzung der für die einzelnen Indikatoren kann dem Anhang C ent- Schwall-Sunk Massnahmen mit den definierten Zielzunommen werden. ständen verglichen wird. Der Grad der Zielerreichung wird für jede Massnahme, für jeden Gewässerabschnitt und Für alle Indikatoren, welche in der Zielfestlegung (Kap. pro Indikator berechnet («Zielerreichungsgrad» in Tab. 2). 3.4) berücksichtigt wurden, wird aufgrund des (model- Der berechnete Wert entspricht der Differenz zwischen lierten) Prognosezustandes der Untersuchungsstrecke der prognostizierten Zustandsklassen und der in den Zieder künftige Zustand der Indikatoren mittels Wertefunk- len festgelegten Zustandsklassen. tion bewertet und für die entsprechenden Gewässerabschnitte übernommen. Diese Zustandsbewertung liefert Ermittlung der Gesamtwirkung der Massnahmen für jede Massnahme Zustandsklassen für die einzelnen Um die einzelnen Massnahmen miteinander vergleichen Indikatoren pro Gewässerabschnitt («Prognosezustand zu können ist eine Aggregation der einzelnen Zielerreinach Umsetzung der Massnahmen» in Tab. 2), welche der chungsgrade zu einem Gesamtzielerreichungsgrad (= Ge- Ermittlung des Grades der Zielerreichung dienen. samtwirkung) notwendig. Zuerst erfolgt die Aggregation

Tab. 2 Ökologische Gesamtwirkung der Massnahmen. Die Tabelle soll all jene Indikatoren enthalten, welche bei der Zielfestlegung gemäss Kapitel 3.4 definiert wurden. Dieses Beispiel berücksichtigt 3 Gewässerabschnitte (a – c) und 3 Massnahmen (M1–M3). Tabelle 2: e Gesamtwirkung der Ökologische Gesamtwirkung der Massnahmen. Massnahmen.

Prognosezustand nach Umsetzung der Tabelle 2: Ökologische Gesamtwirkung der Massnahmen. Prognosezustand nach Umsetzung der Zielerreichungsgrad Zielerreichungsgrad Ist-Zustand Ziel-Zustand Ist-Zustand MassnahmenZiel-Zustand Massnahmen (Δ Prognosezustand - Zielzustand) (Δ Prognosezustand - Zielzustand) Prognosezustand nach ikatorenset (Beispiel) Relevantes Indikatorenset (Beispiel) Gewässer- Gewässer- Ist-Zustand Gewässer- Ziel-Zustand Gewässer- Massnahmen (Δ Prognosezustand - Zielzustand) Gewässerabschnitt Gewässerabschnitt Gewässerabschnitt Gewässerabschnitt abschnitt abschnitt abschnitt abschnitt M1 M2 M3 M1 M2 M3 Relevantes Indikatorenset (Beispiel) a b c a b c a b cGewässer- a b b cc a ab bc c aGewässer- aa bb cc aa bb cc aa bb cc a b c a b c a b c Gewässerabschnitt Gewässerabschnitt abschnitt abschnitt n F2* Stranden von

1 Fischen

1 2 3 4 4 3 4 3a1 4b1 4c2 4 a3 3 b4 3 4c 3 a3 0 b4 0 c3-1 a4 1 b4 0 c4 0 a3 0 b3-1 c3-1 a0 b0 -1 b -1 c April) Bachforelle larval (März, April) F2* Stranden von Fischen 1 1 2 3 4 4 3 4 3 4 4 4 3 3 3 0 0 -1 1 0 0 0 -1 -1 n F2* Stranden Bachforelle von 1 larval

1 Fischen2

(März, April) 3 4 4 3 4 41 31 42 4 3 3 4 4 44 30 40 40 30 40 40 30 40 40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 bis September) Bachforelle juvenil (April bis September) F2* Stranden von Fischen 1 1 2 3 4 4 3 4 4 3 4 4 3 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 e F6 Habitateignung Bachforelle 2 Fische juvenil 2 bis (April 2 September) 4 3 3 3 4 32 42 42 3 4 4 3 3 33 3-1 4 1 3 0 4 0 4 1 3 0 4 0 3 0 3 0 -1 1 0 0 1 0 0 0 0 bis September) Bachforelle juvenil (April bis September) F6 Habitateignung Fische 2 2 2 4 3 3 3 4 3 4 4 3 4 3 3 -1 1 0 0 1 0 0 0 0 össen A2 Hydrologische Bachforelle juvenil

1 Kenngrössen

(April 2 bis 3 September) 4 4 4 3 4 31 32 43 4 4 4 4 4 44 3-1 4 0 3-1 3-1 4 0 4 0 4 0 4 0 4 0 -1 0 -1 -1 0 0 0 0 0

ozoobenthos B5 Hydrologische A2 Habitateignung

3 Makrozoobenthos

4 5 Kenngrössen 4 4 5 3 4 513 324 435 5 44 4 44 4 45 5 33-1 44 0 35 0 33-1 44 0 45 0 44 0 44 0 45 0 -1 -1 00 0 -1 -1 -1 00 00 00 00 00

dikatoren ggf. weitere B5 relevante Indikatoren Habitateignung Makrozoobenthos 3 4 5 4 4 5 3 4 5 3 4 5 4 4 5 -1 0 0 -1 0 0 0 0 0

Zielerreichungsgrad ggf. weitere relevante Indikatoren Zielerreichungsgrad pro Gewässerabschnitt (Summe pro Gewässerabschnitt der obigen Indikatoren) -3 1 -2 0 Indikatoren) 1 obigen -1 der (Summe 0 -1 -1 -3 1 -2 -1 1 0 0 -1 -1

Gesamtwirkung Gesamtwirkung = Gesamtzielerreichungsgrad (Summe über die= Gesamtzielerreichungsgrad Zielerreichungsgrad pro Gewässerabschnitte) (Summe Gewässerabschnitt über die (Summe Gewässerabschnitte) 0 obigen der -2 Indikatoren) -3 -4 1 -2 -1 10 0 0 -2 -1 -1

Gesamtwirkung =Gesamtkosten in CHF 10'000'000 Gesamtzielerreichungsgrad (Summe über dieGesamtkosten 15'000'000 in CHF 13'000'000 Gewässerabschnitte) 10'000'000 -4 15'000'000 0 13'000'000

Zustands- Gesamtkosten Zustands-in CHF 10'000'000 15'000'000 13'000'000 Zustand Zustand Zielerreichung Zielerreichung klasse klasse sehr gut 5 sehr gut Ziel übertroffen 1 5 Zustands- Ziel übertroffen 1 Zustand Zielerreichung gut 4 gut Ziel erfüllt 0 4 klasse Ziel erfüllt 0 mässig 3 mässig Ziel nichtsehr erfüllt gut -1 53 Ziel nicht Ziel erfüllt übertroffen -1 unbefriedig. 2 unbefriedig. gut 42 Ziel erfüllt 0 schlecht 1 schlecht mässig 31 Ziel nicht erfüllt -1 unbefriedig. 2 schlecht 1

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der Zielerreichungsgrade der Indikatoren pro Gewäs- für Ausgleichsbecken bei der Erarbeitung der Schwallserabschnitt und dann die Aggregation der Gewässerab- Sunk Regelung im Gewässerschutzgesetz bekannt war schnitte. (200 – 400 ha, vgl. BBl 07.492, 2008, S. 8070)

Die Aggregation pro Gewässerabschnitt für jede Mass- Nachfolgend wird beschrieben, wie diese Kriterien bei nahme erfolgt mittels Aufsummierung der Zielerrei- der Wahl der Massnahmen zu berücksichtigen sind (Kap. chungsgrade der einzelnen Indikatoren. Diese Aggregati- 4.3.1 – 4.3.3) und eine Hilfestellung gegeben, wie die Krion liefert ein Zielerreichungsgrad pro Gewässerabschnitt terien bei der Wahl der Bestvariante gegeneinander ab- (Tab. 2). Die Aggregation über die Gewässerabschnitte gewogen werden können (Kap. 4.3.4). zu einer Gesamtwirkung pro Massnahme erfolgt ebenfalls mittels Aufsummierung der Zielerreichungsgrade der einzelnen Gewässerabschnitte (Tab. 2). Einzelne li- 4.3.1 Verhältnismässigkeit des Aufwandes mitierende Faktoren bleiben in Tab. 2 trotz Ermittlung der Gesamtwirkung sichtbar und sind bei der Beurteilung der Kosten-Wirkung-Analyse Massnahmen durch Fachexperten einzuschätzen. Zur Beurteilung der Verhältnismässigkeit des Aufwandes ist eine Kosten-Wirkungs-Analyse durchzuführen. Dabei Sollte sich in komplexen Fällen diese Methode als nicht ausreichend erweisen, können auch differenziertere Me- Abb. 10 thoden zur Anwendung kommen, welche beispielweise Gesamtwirkung – Kosten zur Bestimmung der besten eine zusätzliche Gewichtung der Gewässerabschnitte Mass­nahme. oder von limitierenden Faktoren berücksichtigen (z. B. in Die Y-Achse quantifiziert die ökologische Gesamtwirkung der Funktion ihrer Länge, ihrer Gerinnegrösse/Strahlerzahl Massnahmen (in diesem Beispiel M1–M6), gemessen am Gesamt­ oder ihres ökologischen Potenzials). Welches Vorgehen zielerreichungsgrad gemäss Tabelle 2; wobei Ziel erfüllt = 0, Ziel auch immer gewählt wird, für die Nachvollziehbarkeit ist übertroffen = positive Werte, Ziel nicht oder nur teilweise erfüllt = es wichtig, dieses zu begründen sowie genau zu doku- negative Werte. Die X-Achse quantifiziert die Gesamtkosten der mentieren und zu beschreiben. Unabhängig vom Vorge- Massnahmen. Die horizontalen Balken zeigen die Kostenvariabilität hen wird empfohlen die ermittelte Gesamtwirkung unter (+/– 20 %) der Massnahmen und die vertikale Balken die Variabilität Berücksichtigung des Prognosezustandes der einzelnen der Gesamtwirkung (als Bsp. +/– 1 Punkt). Die besten Massnahmen Indikatoren und Abschnitte durch erfahrene Fachexper- liegen oben links (M2, M6), die schlechtesten unten rechts (M5). ten validieren zu lassen.

4.3 Vorgehen zur Wahl der Massnahmen

Ökologische Gesamtwirkung

Nachdem im Variantenstudium die ökologische Gesamt- M2 M4 wirkung der Massnahmen ermittelt wurde, müssen die erarbeiteten Varianten zur Wahl der geeignetsten Mass-

(= Gesamtzielerreichungsgrad) nahme (Bestvariante) hinsichtlich der Kriterien Grad der Beeinträchtigung und ökologisches Potenzial des Ge- –4 wässers, Verhältnismässigkeit des Aufwandes, Interes- M5

sen des Hochwasserschutzes sowie der Zielen zur Förde- –6 rung erneuerbarer Energien gegeneinander abgewogen 5 10 15 20 25 30 35 40

und priorisiert werden. Als weitere Kriterien können der Gesamtkosten (Mio. CHF) Landbedarf im Allgemeinen und der Verlust von Kulturland im Besonderen in die Massnahmenwahl einflies­ Ziel übertroffen Ziel erfüllt Ziel nicht oder nur teilweise erfüllt sen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Landbedarf

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wird die ökologische Gesamtwirkung der Massnahmen, Beurteilung der Verhältnismässigkeit welche im Rahmen des Variantenstudiums (Kap. 4.2, Tab. Eine Massnahme gilt grundsätzlich als verhältnismässig, 2) ermittelt wurde, mit den Kosten der Massnahmen in wenn sie zur Erreichung der angestrebten Ziele geeignet, Bezug gesetzt (Abb. 10). erforderlich und zumutbar ist. Die Verhältnismässigkeitsprüfung ist immer ein Abwägen zwischen Aufwand und Eine erste grobe Kostenschätzung hat im Normalfall Nutzen im konkreten Einzelfall. Die Verhältnismässigkeit schon bei der Vorauswahl der weiterzuverfolgenden des Aufwandes kann anhand der Kosten-Wirkungs-Ana- Massnahmen stattgefunden (Kap. 3.5), welche dem Aus- lyse folgendermassen überprüft werden: schluss von klar unverhältnismässigen Massnahmen diente. Für die Wahl der Massnahmen werden alle vorher- • Die Massnahme muss geeignet sein, um die angesehbaren Kosten der Massnahmen, welche massgeblich strebten Ziele zu erreichen. zu den Gesamtkosten beitragen, genauer ermittelt. Dabei → Die Prüfung dieses Prinzips erfolgt in der Abbildung sind, sofern für die Massnahme von Bedeutung, auch die 10 anhand der ökologische Gesamtwirkung: geeig- Kosten des Landbedarfs einzubeziehen. Eine noch de- nete Massnahme sind M2, M4 und M6. tailliertere Kosten­zusam­men­stellung erfolgt dann in der • Die Massnahme muss ausserdem erforderlich sein Mass­nahmen­umsetzungs­phase (Abb. 2) und ist Gegen- («Übermassverbot»). Es gilt, die geforderten Ziele mit stand des Moduls «Finanzierung» (BAFU 2016). den mildesten Mitteln zu erreichen (in sachlicher, zeitlicher, räumlicher, finanzieller und personeller Hinsicht). Die Ermittlung der Gesamtwirkung und die Kostenschät- Vorliegend steht die Überprüfung der Erforderlichkeit zung der Massnahmen sind mit Unsicherheiten behaf- der finanziellen Mittel («mildest = kostengünstigst») im tet. Es wird deshalb angeraten, die Massnahmen einer Vordergrund. Sensitivitätsanalyse zu unterziehen, d. h. folgende Frage → Die Prüfung dieses Prinzips erfolgt in der Abbildung zu beantworten: wie verändert sich das Verhältnis der 10 mittels Vergleich der Kosten der verschiedenen verschiedenen Massnahmen zueinander (deren Position Massnahmenvarianten (sachliche Erforderlichkeit). in der Abb. 10), wenn derer Gesamtwirkung bzw. deren Von den Massnahmen, mit welchen die geforderten

Kosten über- oder unterschätzt werden? Um diese Frage Ziele erreicht werden können (M2, M4, M6), sind zu beantworten wird für den Kosten-Parameter vorge- M2 und M6 wesentlich kostengünstiger als M4. schlagen, eine Veränderung von +/– 20 % zu berück- M4 scheidet demzufolge in finanzieller Hinsicht als sichtigen. Ist eine deutliche Unterscheidung zwischen nicht erforderlich, und somit auch als nicht verhältverschiedenen Massnahmen aufgrund der Kostenverän- nismässig, aus. derung nicht mehr möglich (mehrere Massnahmen bewe- • Eine Massnahme ist zumutbar, wenn die Zweck-Mitgen sich im gleichen Kostenrahmen), müssen die Kosten tel-Relation ausgewogen ist. Deshalb kann eine geeigdetaillierter ermittelt werden. Als Beispiel sieht man im nete und erforderliche Massnahme unverhältnismässig Abbildung 10, dass sich die horizontale Balken der Kos- sein, wenn z. B. die Kosten im Vergleich zur Wirkung ein tenvariabilität (+/– 20 %) der Massnahmen M1, M2, M3 unausgewogenes Verhältnis aufweisen oder der damit und M6 überschneiden. Da die zwei Massnahmen M2 verbundene Eingriff in die Rechtsstellung von Privaten und M6 auch aufgrund der ökologische Gesamtwirkung im Vergleich zum verfolgten öffentlichen Interesse sehr nahe beieinander liegen und als Bestvariante in Frage schwer wiegt. kämen, müssen die Kosten dieser zwei Massnahmen ge- → Bei der Prüfung der Zumutbarkeit kann daher in nauer definiert werden, um eine Wahl treffen zu können. der Abbildung 10 z. B. die Massnahme M2 oder M6 Eine Sensitivitätsanalyse für die Gesamtwirkung ist sehr ausscheiden – obwohl beide Massnahmen geeiganspruchsvoll und von erfahrenen Fachexperten durch- net und erforderlich sind. zuführen. Im Beispiel (Abb. 10) wurde eine Variabilität der Gesamtwirkung aller Massnahmen von +/– 1 Punkt Die Verhältnismässigkeit wird bei der Wahl der Massangenommen. nahmen berücksichtigt, indem jede Massnahme, je nach

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Beurteilung obigen Kriterien, als verhältnismässig oder die Behebung der wesentlichen Beeinträchtigung, das unverhältnismässig klassifiziert wird. Die Beurteilung der Ausmass der Massnahmen wird jedoch aufgrund der Ge- Verhältnismässigkeit soll nachvollziehbar begründet und samtinteressenlage bestimmt. festgehalten werden.

Es kann sich erweisen, dass eine ökologisch optimale 4.3.2 Grad der Beeinträchtigung und bauliche Massnahme (beste Gesamtwirkung) im konkre- ökologisches Potenzial ten Einzelfall als unverhältnismässig bezeichnet werden muss und der Wasserkraftwerksinhaber nicht einwilligt, Der Grad der Beeinträchtigung und vor allem das ökobetriebliche Massnahmen zu treffen. In solchen Aus- logische Potenzial werden bei der Festlegung der Ziele nahmefällen kann bei Sanierungsprojekten auch eine berücksichtigt (Kap. 3.4) und fliessen somit auch indirekt gewässerökologische Verbesserung ohne vollständige in die Beurteilung der ökologischen Gesamtwirkung der Beseitigung der wesentlichen Beeinträchtigung ausrei- Massnahmen ein (Tab. 2). Dies erfolgt zum Beispiel, inchend sein (d. h. es können auch Massnahmen ausge- dem die Ziele, welche die Massnahmen zu erfüllen haben, wählt werden, die die Ziele nur teilweise erfüllen, z. B. M3 bei mittlerem oder grossem ökologischem Potenzial eines in Abb. 10). Wenn es gar keine verhältnismässige bauli- Gewässers entsprechend höher angesetzt werden. che Massnahme gibt, kann eine Anlage im Ausnahmefall aus der Sanierungspflicht entlassen werden, ohne dass Das ökologische Potenzial wird in drei Kategorien einge- Massnahmen umgesetzt werden. In diesen Fällen gilt die teilt: gering, mittel und gross. Der Grad der Beeinträchti- Anlage nicht als saniert. gung, gleich für alle Massnahmen, wird in drei Kategorien eingeteilt: mässig, stark und sehr stark. Wie diese zwei Bei der Konzessionserneuerung von Anlagen, die nicht Kriterien beurteilt werden, ist fallspezifisch und nachvollvollständig saniert werden konnten, hat die Konzessi- ziehbar zu erläutern. onsbehörde unter anderem die folgenden Grundsätze zu beachten: Das ökologische Potenzial wird bei der Wahl der Massnahmen berücksichtigt, indem zum Beispiel eine Mass-

• Bei der Konzessionserneuerung muss der Gesuchstel- nahme, welche eine höhere Gesamtwirkung aufweist ler grundsätzlich das geltende Recht einhalten. Dazu aber teurer ist als andere (z. B. M6 im Vergleich zu M2 in gehört auch Artikel 39a GSchG. Abb. 10), aufgrund des grossen ökologischen Potenzials

• In der Umweltverträglichkeitsprüfung ist aufzuzeigen, des Gewässers, als Massnahmen durchaus gerechtferwelche Beeinträchtigung des Gewässers durch Schwall tigt und als Bestvariante auszuwählen ist.

und Sunk besteht und ob es verhältnismässige, bauliche Massnahmen gibt, um diese zu beheben. Aufgrund von Artikel 39a GSchG sind auch bei der Konzessions- 4.3.3 Interessen des Hochwasserschutzes erneuerung betriebliche Massnahmen nur auf Antrag und energiepolitische Ziele des Inhabers der Wasserkraftanlage möglich. Interessen des Hochwasserschutzes Kann die wesentliche Beeinträchtigung nicht mit verhält- Die Interessen des Hochwasserschutzes werden benismässigen baulichen Massnahmen behoben werden, rücksichtigt, indem der Einfluss der Massnahme auf den entscheidet die Konzessionsbehörde aufgrund einer Ge- Hochwasserschutz von Fachexperten gutachterlich absamtinteressenabwägung über das Konzessionserneue- geschätzt oder falls erforderlich rechnerisch bestimmt rungsgesuch (Art. 39 WRG, Art. 9 Abs. 2 BGF). Dabei wird. Der Einfluss wird in drei Klassen eingeteilt: positiv, kann die Behörde zum Schluss kommen, dass eine Kon- neutral (kein Einfluss), negativ. zessionserteilung nur möglich ist, wenn die Auswirkungen von Schwall und Sunk durch betriebliche Massnahmen Wie der Einfluss auf den Hochwasserschutz abgeschätzt reduziert werden. Ziel der betrieblichen Massnahmen ist wird, ist fallspezifisch und nachvollziehbar zu erläutern.

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Die Berücksichtigung dieser Einflüsse kann dazu füh- Massnahmen oder Massnahmen mit einer geringeren ren, dass kostspieligere Massnahmen oder Massnah- ökologischen Wirkung ausgewählt werden. men mit einer geringeren ökologischen Wirkung ausgewählt werden.

4.3.4 Wahl der geeignetsten Massnahme

Energiepolitische Ziele zur Förderung erneuerbarer (Bestvariante) und Prüfung durch Behörden Energien Die energiepolitischen Ziele zur Förderung erneuerba- Wahl der Bestvariante rer Energien werden berücksichtigt, indem der allfällige Die Wahl der geeignetsten Massnahme (Bestvariante) Einfluss der Massnahme auf die Elektrizitätsproduktion erfordert eine Interessenabwägung hinsichtlich der Kriin kWh abgeschätzt wird. Der Einfluss wird in drei Klas- terien Grad der Beeinträchtigung, ökologisches Potenzial sen eingeteilt: Mehrproduktion, neutral (keine Mehr- bzw. des Gewässers, Verhältnismässigkeit des Aufwandes, Minderproduktion), Minderproduktion. Als Rahmenbedin- Interessen des Hochwasserschutzes sowie der Ziele zur gung ebenfalls zu beachten ist der Einfluss auf die sai- Förderung erneuerbarer Energien (Tab. 3). Dazu ist besonale Energiespeicherung sowie auf die Bereitstellung sonders in komplizierteren Fällen, eine Gesamtsicht der von Systemdienstleistungen (Flexibilität der Produktion). Problematik, Erfahrung und Experten-Know-how not- Diese Einflüsse werden in drei Klassen eingeteilt: positiv, wendig. neutral (kein Einfluss), negativ. Bei der vorzunehmenden Interessenabwägung handelt Wie der Einfluss auf die Produktion, auf die saisonale es sich um ein Werturteil, welches im Einzelfall gefällt Speicherung und auf die Flexibilität der Produktion einer werden muss und welches sich daher nur bis zu einem Wasserkraftanlage abgeschätzt wird, ist fallspezifisch gewissen Grad schematisieren lässt. Gleichwohl ist die und nachvollziehbar zu erläutern. Die Berücksichtigung Wahl der Bestvariante in jedem Fall nachvollziehbar zu dieser Einflüsse kann dazu führen, dass kostspieligere dokumentieren und zu erläutern.

Tab. 3 Wahl der geeignetsten Massnahme (Bestvariante) unter Berücksichtigung der ökologische Gesamtwirkung und zusätzlicher Kriterien gemäss Art. 39a Abs. 2 GSchG. Dieses Beispiel berücksichtigt die 3 zielerfüllende Massnahmen gemäss Abbildung 10 (M2, M4, M6).

Zielerfüllende Massnahme

Ökologische Gesamtwirkung (0 = Ziel erfüllt; > 0 = Ziel übertroffen) 0 0 2

Gesamtosten (CHF) 15 000 000 25 000 000 16 000 000

Weitere zu berücksichtigende Kriterien gemäss Art. 39a, Abs. 2 GSchG, Buchstabe: a) Grad der Beeinträchtigung (mässig, stark, sehr stark) Sehr stark Sehr stark Sehr stark b) Ökologisches Potenzial (gering, mittel, gross) Gross Gross Gross

Verhältniss­- Unverhältniss- Verhältniss­- c) Verhältnissmässigkeit des Aufwandes (verhältnissmässig, unverhältnissmässig) mässig mässig mässig

d) Interessen des Hochwasserschutzes (positiv, neutral, negativ) Neutral Neutral Neutral e) […] Förderung erneuerbarer Energien    e.1) Einfluss auf Produktion (Mehrproduktion, neutral, Minderproduktion) Minderproduktion Mehrproduktion Neutral    e.2) Einfluss auf saisonale Energiespeicherung (positiv, neutral, negativ) Neutral Positiv Negativ    e.3) Einfluss auf die Flexibilität der Produktion (positiv, neutral, negativ) Neutral Positiv Neutral

Gesamtbeurteilung für die Auswahl der geeignesten Massnahme (Bestvariante) 2. Wahl 3. Wahl Bestvariante

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Das Beispiel in Tabelle 3 zeigt eine mögliche Vorgehens- freien Fischwanderung und des Geschiebehaushalts, die weise für die Abwägung der in Art. 39a Abs. 2 GSchG ge- Revitalisierung von Gewässern und Auen, die Sicherung nannten Kriterien. Dabei zeigt sich, dass die Massnahme angemessener Restwassermengen sowie der Hochwas- M6 als Bestvariante gewählt werden könnte, da sie alle ser- und Grundwasserschutz müssen soweit erforder- Ziele am besten erfüllt. Das heisst sie hat die beste öko- lich mit den Schwall-Sunk Massnahmen koordiniert und logische Gesamtwirkung in einem Gewässer mit grossem aufeinander abgestimmt werden (vgl. dazu das Modul ökologischen Potenzial, ist verhältnismässig, hat einen Koordination wasserwirtschaftlicher Vorhaben, BAFU neutralen Einfluss auf den Hochwasserschutz und be- 2013). Die Schwall-Sunk Sanierung braucht aufgrund einflusst die energiepolitischen Ziele zur Förderung er- der Komplexen Thematik manchmal längere Fristen als neuerbarer Energien nur unwesentlich negativ. die übrigen Sanierungen. Dies darf aber nicht dazu führen, dass letztere aufgeschoben oder verzögert werden. Bei der Wahl der geeignetsten Massnahme soll auch be- Ausserdem sind auch andere realisierte, geplante oder rücksichtigt werden, dass ein ausreichender Spielraum vorgesehene Projekte wie z. B. neue Kraftwerksanlagen, für die Steuerung der Massnahme vorhanden bleibt, z. B. die Einfluss auf die Wirkung der Massnahmen haben könum künftige morphologische Aufwertungen oder Ände- nen, zu berücksichtigen. rungen im Kraftwerkbetrieb auffangen zu können. Zusammenhänge zwischen anderen Gewässerschutz- Weiter ist auch die Anpassungsfähigkeit der Massnahme massnahmen und Schwall-Sunk Massnahmen auf geänderte Rahmenbedingungen zu berücksichtigen. Andere Gewässerschutzmassnahmen können vorbe- Dabei ist zu beurteilen, wie geeignet die Massnahmen reitend wirken, d. h. vor der Umsetzung von Schwallsind, wenn sich die Art und Weise des Betriebes (z. B. Sunk bezogenen Massnahmen (z. B. eine Revitalisieaufgrund von Veränderungen auf dem Strommarkt) oder rung oder morphologische Verbesserungen im Rahmen die Rahmenbedingungen ändern würden. eines Hochwasserschutzprojektes) oder unterstützend und ergänzend wirken, d. h. die positive Wirkung von Prüfung durch Behörde Schwall-Sunk Massnahmen erhöhen (z. B. das Schaffen

Der Kanton bestimmt für jede Anlage die geeignetste der von punktuellen Strukturen im Gewässer zur Schaffung vom Inhaber ausgearbeiteten Massnahme (Bestvariante) von Jungfisch-Rückzugsorten mit Bereichen geringer und gibt dem Inhaber die Genehmigung zur Ausarbeitung Fliessgeschwindigkeit und Abflusstiefen unter Schwalldes entsprechenden Sanierungs- bzw. Bauprojektes. bedingungen). Aus diesem Grund wird die Ursachenanalyse (Kap. 3.3 und Teil 2 Hilfstabelle Anhang D) nicht Bei Sanierungsprojekten ist die Anhörung des BAFU nur auf Schwall-Sunk bezogene Ursachen beschränkt. durch den Kanton erst vor dem endgültigen Entscheid Die Resultate der Ursachenanalyse dienen somit auch über das Sanierungsprojekt vorgesehen (Art. 41g Abs. 2 als Grundlage für den Einbezug von anderen Gewässer- GSchV). Es wird jedoch empfohlen, dass der Kanton bei schutzmassnahmen in der Ausarbeitung der Schwall- Bedarf das BAFU bereits in der Phase der kantonalen Sunk Massnahmen. Prüfung der Varianten von Massnahmen einbezieht, um allfällige Unklarheiten und Uneinigkeiten zu klären, bevor Koordination durch Kanton die detaillierte Projektausarbeitung auf Stufe Bauprojekt Die Koordination der verschiedenen Gewässerschutznach SIA in Angriff genommen wird (Abb. 2). massnahmen obliegt den Kantonen (Art. 46 Abs. 1 GSchV). Es wird empfohlen, die anderen geplanten Gewässerschutzmassnahmen sowie andere Projekte (z. B.

4.4 Koordination mit anderen Gewässer- neue Kraftwerksanlagen) im Einzugsgebiet des vom

schutzmassnahmen Schwall-Sunk betroffenen Gewässers im Rahmen der Absprache zwischen Kanton und Kraftwerksbetreiber Andere nicht Schwall-Sunk bezogene Gewässerschutz- abzustimmen (Kap. 3.6). Im Rahmen des vertieften Varimassnahmen wie beispielweise die Wiederherstellung der antenstudiums sollen diese Massnahmen einbezogen und

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deren vorbereitende, unterstützende oder ergänzende wird bei einem Ausbauprojekt nur der Teil der Massnah- Wirkung auf die zu analysierenden Schwall-Sunk Mass- men entschädigt, welcher bereits bestehende Beeinnahmen untersucht werden, um Synergien bzw. Konflikte trächtigung durch Schwall-Sunk beseitigt (Art. 15abis des frühzeitig zu entdecken. Energiegesetzes vom 26. Juni 1998 [EnG, SR 730.0]).

Bei Ausbauprojekten kann die Ermittlung der ökologische

4.5 Spezialfälle: Ausbauprojekte, Gesamtwirkung sowie der Kosten gemäss vorliegendem

Schwall-Ausleitkraftwerke, Restwasser­ Modul erfolgen, es sind jedoch zwei Prognosen not­wendig: sanierung noch ausstehend, Rückhaltebecken zur Pumpspeicherung 1. Wirkung und Kosten (A) der Schwall-Sunk Sanierung ohne Ausbau (grüner Pfeil in Abb. 11). Ausbauprojekte 2. Wirkung und Kosten (B) der Schwall-Sunk Sanierung Bei einer Konzessionserneuerung mit Ausbau (z. B. Er- mit Ausbau (grauer Pfeil in Abb. 11). Die Wahl der Vahöhung der turbinierten Wassermenge bei einem beste- riante zur Sanierung erfolgt so, dass trotz Ausbau, henden Speicherkraftwerk) muss die durch den Ausbau dieselbe Wirkung wie durch die reine Sanierungsbedingte Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk gestützt massnahme erreicht wird (i. d. R. keine wesentliche auf Artikel 39a GSchG verhindert werden. Entsprechend Beeinträchtigung mehr durch Schwall-Sunk).

Abb. 11 Ermittlung der Wirkung und Kosten bei Ausbauprojekte. Der grüne Pfeil zeigt den reinen Sanierungsanteil bzgl. dem IST-Zustand (Kosten zu Lasten Swissgrid), der orangene Pfeil zeigt den ausbaubedingten Anteil (Kosten zu Lasten Kraftwerksinhaber).

Ausbauprojekt

Ökologische Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk

Zustand Ausbauprojekt Zusätzliche Sanierung Aufgrund Ausbau. Entspricht Kosten (B–A) zu Lasten KW-Inhaber und Wirkung Ausbau Ist-Zustand vor Restwassersanierung

Ist-Zustand Gesamte Schwall-Sunk Sanierung des Reine Schwall-Sunk Sanierung. Ausbauprojektes. Entspricht Kosten (B) Entspricht Kosten (A) zu Lasten Swissgrid und Wirkung Ausbau und Sanierung und Wirkung Sanierung

Keine wesentliche Beeinträchtigung = Sanierungspflicht

Keine hydrologische Beeinträchtigung, d.h. natürliches Abflussregime

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Um den ausbaubedingten Anteil der Kosten (B – A) zu Entscheid über das Sanierungsprojekt bereits die Verbestimmen, wird die Differenz gebildet (oranger Pfeil in hältnismässigkeit (das schliesst auch die Notwendigkeit Abb. 11). Die Kosten (A) des reinen Sanierungsanteils be- der Massnahme mit ein) zu beurteilen. Die Kenntnis über züglich dem IST-Zustand gehen zu Lasten Swissgrid, die die abzugebende Restwassermenge ist dafür eine Vor- Kosten des ausbaubedingte Anteils (B – A) zu Lasten des aussetzung. Kraftwerksinhabers. Führt der Umstand, dass die definitiven Restwasser- Schwall-Ausleitkraftwerke mengen noch nicht bekannt sind zu Mehrkosten bei der Bei der Beurteilung solcher Ausleitkraftwerke zur Sanie- Planung, stellt sich die Frage der Anrechenbarkeit dierung von Schwall-Sunk sind dem Vorhaben theoretische, ser Kosten (anrechenbar sind nur Kosten, die unmittelbar jedoch realisierbare Massnahmen gegenüberzustellen, für die wirtschaftliche und zweckmässige Ausführung – mit welchen die gewünschte ökologische Wirkung (keine schliesst auch die Projektierung mit ein – der Massnahwesentliche Beeinträchtigung) ebenfalls erreicht werden men erforderlich sind). könnte. Rückhaltebecken zur Pumpspeicherung Die einmalige Kostenbeteiligung an den Gesamtkosten Gemäss Artikel 39a Absatz 4 GSchG dürfen Ausgleichbedes Schwall-Ausleitkraftwerkes beeinflusst dessen vor- cken, die in Anwendung von Artikel 39a Absatz 1 GSchG aussichtliche Wirtschaftlichkeit. Im Gegenzug verpflich- erstellt werden, zur Pumpspeicherung genutzt werden, tet die Kostenbeteiligung den Kraftwerksinhaber dazu, ohne dass eine Konzessionsänderung erforderlich ist. das Schwall-Ausleitkraftwerk so zu betreiben, dass im sanierten Gewässerabschnitt effektiv keine wesentliche Voraussetzung für die Benutzung des Speichervolumens Beeinträchtigung mehr besteht und durch die Ausleitung für Pumpspeicherung ist, dass die festgelegten Ziele und auch keine solche in einem anderen Abschnitt geschaf- entsprechenden Zielwerte der hydrologischen Kenngrösfen wird. Voraussetzung für solche Schwall-Ausleitkraft- sen (Kap. 3.4) immer eingehalten werden, ansonsten werke ist, dass diese Schwall-Sunk optimiert und nicht darf das Rückhaltebecken nicht zur Pumpspeicherung

energieoptimiert ausgelegt werden. Das Variantenstu- betrieben werden. Wenn grössere Speichervolumen gedium soll auch aufzeigen, welche möglichen negati- baut werden als notwendig, um die wesentliche Beeinven ökologischen Auswirkungen der Bau eines solches trächtigung zu beseitigen (z. B. um Pumpspeicherung zu Schwall-Ausleitkraftwerk mit sich bringen kann, z. B. gewährleisten), gehen die zusätzlichen Kosten zu Lasten durch Verlängerung der Restwasserstrecke, Bauten im des Kraftwerksinhabers. Gewässer, Unterbindung von Fischgängigkeit oder Hochwasser- und Geschiebedynamik. All diese Faktoren sind Grundsätzlich ist anzumerken, dass sich oben genannte bei der Beurteilung der ökologischen Gesamtwirkung und und allfällige zusätzliche Sonderfälle nicht in jedem Fall bei der Wahl der Bestvariante zu berücksichtigen. generalisieren lassen. Die Abgrenzung der Finanzierung ist folglich im Einzelfall mit dem Kanton und dem Bund Restwassersanierung noch ausstehend festzulegen. Wenn ein materieller Zusammenhang mit der Restwassersituation gegeben ist (z. B. Sunkabfluss hängt von der Restwasserdotation ab), muss die Restwassersanierung spätestens zum Zeitpunkt der Erstellung des Entschädigungsgesuchs definitiv entschieden sein (vgl. Modul «Finanzierung», Kap. 2.3). Sinnvollerweise liegt sie aber bereits vorher vor, damit sie als Randbedingung in die Massnahmenplanung und bei der Auswahl der Bestvariante zum Abschluss des Variantenstudiums einfliessen kann. Das BAFU hat zudem bei seiner Anhörung vor dem

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5 Erfolgskontrolle

5.1 Überblick jeweils je nach Fortschritt auf laufende Projektierungen

anzuwenden. Bereits verfügte oder gar (teilweise) umge- Die Erfolgskontrolle stellt ein wichtiges Instrument setzte Massnahmen müssen nicht angepasst werden. dar, um den Vollzug des Gewässerschutzes im Bereich Schwall-Sunk sicherzustellen und sie bildet die Grundlage, um die Öffentlichkeit über den Stand der umgesetzten 5.2 Anforderungen an die Berichterstattung Massnahmen und deren Wirksamkeit zu informieren. Die durch die Kantone Erfolgskontrolle stellt auch ein wichtiges Instrument für den Lernprozess dar. Der Bericht der Kantone3, welcher alle vier Jahre zu verfassen ist (erstmalig Ende 2018), umfasst pro Gewäs- Anhang G Teil IV erläutert die Anforderungen an die ein- sereinzugsgebiet den genauen Stand der Umsetzung bei zureichenden Unterlagen für diesen Hauptschritt 3. sämtlichen sanierungspflichtigen Anlagen wie auch bei Neuanlagen. Bei betrieblichen Massnahmen gibt der Be- Erfolgskontrolle umfasst Umsetzungs- und Wirkungs- richt auch Auskunft über die Kontrolle der Einhaltung der kontrolle entsprechenden Vorgaben. Allfällige Ergänzungen zu der Im Rahmen der Sanierung von bestehenden Anlagen Strategischen Planung der Kantone sind auch zu berücksind die Kraftwerksinhaber verpflichtet die Wirksamkeit sichtigen und verfassen. der getroffenen Schwall-Sunk Massnahmen, nach Anordnung der Behörde, zu prüfen (Art. 41g Abs. 3 GSchV). Für jede umgesetzte Massnahme, bei welcher die Resul- Ausserdem sind die Kantone verpflichtet dem Bund alle tate einer Wirkungskontrolle gemäss Kapitel 5.4 vorlievier Jahre Bericht über die durchgeführten Massnahmen gen, enthält der Bericht zudem eine entsprechende Beur- (Umsetzungskontrolle) und deren Wirkung (Wirkungs- teilung der erreichten Wirkung und zeigt auf, wo allenfalls kontrolle) zu erstatten (Art. 83b Abs. 3 GSchG). Somit Nachbesserungen erforderlich sind und auf welche Art beinhaltet die Erfolgskontrolle Umsetzungs- und Wir- und Weise diese erfolgen werden. kungskontrolle (vgl. auch die Praxisanleitung Einzugsgebietsmanagement, Teil 6 «Erfolgskontrolle», BAFU 2012).

5.3 Umsetzungskontrolle

Bei Neuanlagen ist die Durchführung einer Erfolgskontrolle ebenfalls notwendig. Die Kraftwerksinhaber sind Sinn und Zweck der Umsetzungskontrolle nach Artikel 46 Absatz 1 USG verpflichtet, die zur Über- Die Umsetzungskontrolle (auch Vollzugskontrolle geprüfung der Wirksamkeit der Massnahme erforderlichen nannt) stellt eine periodische Überprüfung des Umset- Abklärungen durchzuführen. Die Kantone wiederum müs- zungsstandes und -fortschritts dar. Damit wird durch die sen über die getroffenen Massnahmen und deren Wirk- Kantone kontrolliert, ob die verfügten Massnahmen wie samkeit für den Gewässerschutz informieren (Art. 50 geplant sachlich und zeitlich umgesetzt werden. GSchG, Art. 49 Abs. 2 GSchV).

Lernprozess und Aktualisierung des Moduls 5.4 Wirkungskontrolle Die aus der Erfolgskontrolle gewonnenen Erkenntnisse sollen in die Aktualisierung des vorliegenden Moduls Sinn und Zweck der Wirkungskontrolle einfliessen, die nach Bedarf bis 2030 durch das BAFU Die Wirkungskontrolle untersucht, ob die ausgeführten vorgesehen ist. Auf diese Weise kann aus Erfahrungen Massnahmen die gewünschte Wirkung entfalten, d. h. die gelernt, Projekte verbessert und ein effektiver Mittelein- 3 Der Inhalt und die Form des Berichtes waren zum Zeitpunkt der Veröffentsatz gewährleistet werden. Die neuen Erkenntnisse sind lichung des vorliegenden Moduls noch nicht definiert.

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wesentlichen Beeinträchtigungen durch Schwall-Sunk möglichst systematisch miteinander verglichen werden beseitigen (bestehende Anlagen) bzw. verhindern (Neu- können und somit die Überprüfung der Erfüllung der ananlagen). Dabei werden die prognostizierten positiven gestrebten Ziele und der damit verbundenen Zielwerte Auswirkungen auf die Gewässerökologie als auch die Ein- der hydrologischen Kenngrössen (Kap. 3.4) möglich ist. haltung der angestrebten Zielwerte der hydrologischen Eine genaue Beschreibung sowie die Anleitung für die Kenngrössen (Kap. 3.4) durch die Kraftwerksinhaber und praktische Untersuchung und Bewertung der Indikatoren Kantone periodisch überprüft. Damit liefert die Wirkungs- befinden sich im Anhang C. kontrolle auch Hinweise, ob und welche Nachbesserungen notwendig sind. Wirkungskontrollen sollten eine Zeitspanne von mindestens 3 – 5 Jahren erfassen, im Idealfall bis zu 10 Jahren; Konzept für die Wirkungskontrolle dies vor allem bei grossen Projekten und wenn Kraftwerke Die Wirkungskontrolle erfolgt in der Praxis mit umfassen- ökologisch wertvolle Gewässer beeinträchtigen. Die Zeitden Untersuchungen durch den Kraftwerksinhaber über spanne ist auch von den festgelegten Zielen abhängig. In einen längeren Zeitraum. Im Rahmen der Projektierung den meisten Fällen wird empfohlen, eine Wirkungskontder Schwall-Sunk Massnahmen (d. h. nach Variantenstu- rolle 2, 5 und 10 Jahre nach Umsetzung der Massnahdium aber vor Baubewilligung; Abb. 2) haben die Kraft- men vorzunehmen. Steht nur ein minimales Budget für die werksinhaber dem Kanton ein Konzept für die Wirkungs- Wirkungskontrolle zur Verfügung, sollte die Wirkung nach kontrolle einzureichen. einem mittleren und längeren Zeitabstand dokumentiert werden, z. B. nach 3 und 10 Jahren. Die kantonale Behörde verfügt bei Sanierungsprojekten wie bei Neuanlagen spätestens im Rahmen der Baube- Es wird empfohlen, die Wahl der Indikatoren für die Wirwilligung die Wirkungskontrolle. kungskontrolle sowie die örtlichen und zeitlichen Rahmenbedingungen schon in der Absprache zwischen Anforderungen und Methodik Kraftwerksinhaber und kantonalen Behörden festzulegen Das Konzept für die Wirkungskontrolle soll aufzeigen (Kap. 3.6). Diese fliessen dann ins Konzept ein. wo auf der Schwallstrecke, mit welchen Indikatoren und

Methoden sowie über welchen Zeitrahmen die Wirkungs- Nichterreichen der erwarteten Wirkung und Nachbeskontrolle durchgeführt werden soll. Die Wirkungskontrolle serungen betrachtet drei Gewässerzustände: Werden die festgelegten Ziele und die damit erwartete ökologische Gesamtwirkung im Gewässer auch nach

1 Der Zustand vor der Planung der Massnahmen (IST- 5 – 10 Jahren nicht erreicht, so müssen die Ursachen da-

Zustand). für untersucht werden und es soll beurteilt werden, ob

2 Der prognostizierte Zustand nach Umsetzung der sich der Erfolg später noch einstellen könnte. Die Ursa-

Massnahmen. chen können darin liegen, dass die bestimmten Zielwerte 3. Der effektive Zustand nach Umsetzung der Massnahmen. und das daraus resultierende hydrologisches Anforderungsprofil der Abflussganglinien nicht eingehalten wur- Die Wirkungskontrolle erfolgt mittels der biotischen und den oder die Gewässerökologie nicht wie prognostiziert abiotischen Indikatoren, welche für die Defizitanalyse auf die neuen Abflussganglinien reagiert. (Kap. 3.2) und für die Prognostizierung der Wirkung der Massnahmenvarianten gemäss Kapitel 4 untersucht und Zeigt die Wirkungskontrolle auf, dass mit den umgesetzbewertet wurden. Ausserdem sollte die Wirkungskontrol- ten Massnahmen die festgelegten Zielen nicht erreicht le an den gleichen Orten im Gewässer (vgl. Anhang B) wurden, können vom Kanton zusätzliche Massnahmen und mit den gleichen Methoden stattfinden wie bei der zur Beseitigung bestehender wesentlicher Beeinträchti- Defizit­analyse (IST-Zustand). Auf diese Weise ist sicher- gungen im Gewässer verfügt werden (Nachbesserungen). gestellt, dass die Untersuchungen des Gewässers vor Diese unterliegen wiederum einer Umsetzungs- und Wir- und nach Umsetzung der Schwall-Sunk Massnahmen kungskontrolle gemäss Kapiteln 5.3 und 5.4.

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Wenn die geplante Gesamtwirkung nicht erreicht wird, weil sich die zur Zeit der Planung der Massnahmen geltenden Rahmenbedingungen geändert haben (z. B. Veränderung der Morphologie oder des Geschiebehaushalts) oder die Betriebsweise des Kraftwerks auf Grund der Marktanforderungen verändert werden musste, so ist dies durch den Kraftwerksinhaber zu belegen und dem Kanton vorzuweisen. Dieser entscheidet auf dieser Grundlage, inwiefern der Kraftwerksinhaber Schwall-Sunk bezogene Nachbesserungen selbst vorzunehmen hat oder andere nicht Schwall-Sunk bezogene Massnahmen allenfalls durch Dritte zu treffen sind. Ist Ersteres der Fall, liegt die Pflicht beim Inhaber. Die Finanzierung von Nachbesserungen ist im Modul Finanzierung geregelt.

Koordination mit anderen Massnahmen Eine Koordination der Wirkungskontrolle der Schwall- Sunk Massnahmen mit derjenigen der anderen Gewässerschutzmassnahmen (v. a. Revitalisierung von Gewässern und Auen, Wiederherstellung der freien Fischwanderung und des Geschiebehaushalts, Sicherung angemessener Restwassermengen, Hochwasser- und Grundwasserschutz) sollte angestrebt werden um Synergien optimal zu nutzen und Doppelspurigkeiten zu vermieden. Dabei finden die Überlegungen zur Koordination der Massnahmen gemäss Kapitel 4.4 sinngemäss Anwendung. Die Kosten der Wirkungskontrolle müssen für alle Sanierungs- und Schutzbestrebungen getrennt ausgewiesen werden.

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6 Literaturverzeichnis

In den Kapiteln 2 bis 5 zitierte Literatur Bruder A. 2012. Bewertung von Massnahmen zur Beseitigung wesentlicher Beeinträchtigungen durch Schwall und Auer S., Fohler N., Zeiringer B., Führer S., Schmutz S. Sunk – Grundlagen für den Vollzug. EAWAG, Dübendorf: 2014. Experimentelle Untersuchungen zur Schwallprob- 92 S. lematik. Drift und Stranden von Äschen und Bachforellen während der ersten Lebensstadien. BOKU, Wien: 109 S. Habersack H., Hauer C. 2014. Schwalluntersuchung Alpenrhein –Sedimentologische und morphologische Be- BAFU 2009. Bundesamt für Umwelt 2009: UVP-Hand- wertungen. BOKU, Wien: 163 S. buch. Richtlinie des Bundes für die Umweltverträglichkeitsprüfung. Umwelt-Vollzug Nr. 0923, Bern. 156 S. Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meyer M., Monney J., Schläppi S., Wächter K. 2013 (1). Schwall- BAFU 2012. Einzugsgebietsmanagement. Anleitung für Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 1a: Gewäsdie Praxis zur integralen Bewirtschaftung des Wassers in serökologische Bestandsaufnahme. Wasser Energie Luft der Schweiz. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Wis- 105: 191 – 199. sen Nr. 1204. Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Mey- BAFU 2013. Koordination wasserwirtschaftlicher Vorha- er M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Tuhtan J., ben. Die Abstimmung wasserwirtschaftlicher Vorhaben in Wächter K. 2013 (2). Schwall-Sunk Sanierung in der Has- und zwischen den Bereichen, den Staatsebenen und im liaare – Phase 1b: Ökologische Bewertung des Ist-Zu- Einzugsgebiet. Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturierung stands anhand der 12 Indikatoren der aktuellen BAder Gewässer. Umwelt-Vollzug Nr. 1311: 58 S. FU-Vollzugshilfe. Wasser Energie Luft 105: 200 – 207.

BAFU 2016. Ökologische Sanierung bestehender Was- Schweizer S., Bieri M., Tonolla D., Monney J., Rouge M., serkraftanlagen –Finanzierung der Massnahmen. Ein Stalder P. 2013 (3). Schwall-Sunk Sanierung in der Has- Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. liaare – Phase 2a: Konstruktion repräsentativer Abfluss- Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1634: ganglinien für künftige Zustände. Wasser Energie Luft 42 S. 105: 269 – 276.

Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012: Sanierung Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Mai- Schwall-Sunk – Strategische Planung. Ein Modul der re A., Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt Theiler Q., Tuhtan J., Wächter K. 2013 (4). Schwall-Sunk für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1203: 126 S. Sanierung in der Hasliaare – Phase 2b: Ökologische Bewertung von künftigen Zuständen. Wasser Energie Luft Bieri M. 2012. Operation of complex hydropower schemes 105: 277 – 287. and its impact on the flow regime in the downstream river system under changing scenarios. Dissertation. EPFL, Wasser-Agenda 21 2012. Einbezug der Betroffenen bei Lausanne: 199 S. der Sanierung von Schwall und Sunk, Standpunkt der Arbeitsgruppe Dialog Wasserkraft. Wasser-Agenda 21, Bieri M., Person E., Peter A., Schleiss A.J. 2013. Beur- Dübendorf: 4 S. teilung von Massnahmen zur Reduktion von Schwall und Sunk – Fallbeispiel Hasliaare. Wasser Energie Luft 105: Wasser-Agenda 21 2013. Einbezug der Betroffenen bei 95 – 102. der Sanierung von Schwall und Sunk, Checkliste zur Planung des Einbezugs. Wasser-Agenda 21, Dübendorf: 2 S.

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Anhang A – Rechtliche Grundlagen Übersicht über Schwall-Sunk betreffende Artikel im Gewässerschutzgesetz (GSchG) und in der zugehörigen Gewässerschutz­­- verordnung (GSchV).

GSchG Titel und Wortlaut

Art. 39a Schwall und Sunk Abs. 1 Kurzfristige künstliche Änderungen des Wasserabflusses in einem Gewässer (Schwall und Sunk), welche die einheimischen Tiere und Pflanzen sowie deren Lebensräume wesentlich beeinträchtigen, müssen von den Inhabern von Wasserkraftwerken mit baulichen Massnahmen verhindert oder beseitigt werden. Auf Antrag des Inhabers eines Wasserkraftwerks kann die Behörde anstelle von baulichen Massnahmen betriebliche anordnen.

Art. 39a Die Massnahmen richten sich nach: Abs. 2 a. dem Grad der Beeinträchtigungen des Gewässers; b. dem ökologischen Potenzial des Gewässers; c. der Verhältnismässigkeit des Aufwandes; d. den Interessen des Hochwasserschutzes; e. den energiepolitischen Zielen zur Förderung erneuerbarer Energien.

Art. 39a Im Einzugsgebiet des betroffenen Gewässers sind die Massnahmen nach Absatz 1 nach Anhörung der Inhaber der Abs. 3 betroffenen Wasserkraftwerke aufeinander abzustimmen.

Art. 39a Ausgleichsbecken, die in Anwendung von Absatz 1 erstellt werden, dürfen zur Pumpspeicherung genutzt werden, Abs. 4 ohne dass eine Konzessionsänderung erforderlich ist.

Art. 83a Sanierungsmassnahmen Die Inhaber bestehender Wasserkraftwerke und anderer Anlagen an Gewässern sind verpflichtet, innert 20 Jahren nach Inkrafttreten dieser Bestimmung die geeigneten Sanierungsmassnahmen nach den Vorgaben von Artikel 39a und Artikel 43a zu treffen.

Art. 83b Planung und Berichterstattung Abs. 1 Die Kantone planen die Massnahmen nach Artikel 83a und legen die Fristen zu deren Umsetzung fest. Die Planung umfasst auch die Massnahmen, die nach Artikel 10 des Bundesgesetzes vom 21. Juni 1991 über die Fischerei von den Inhabern von Wasserkraftwerken zu treffen sind.

Art. 83b Die Kantone reichen die Planung bis zum 31. Dezember 2014 dem Bund ein. Abs. 2

Art. 83b Sie erstatten dem Bund alle vier Jahre Bericht über die durchgeführten Massnahmen. Abs. 3

GSchV Titel und Wortlaut Art. 33a Ökologisches Potenzial Bei der Festlegung des ökologischen Potenzials eines Gewässers sind zu berücksichtigen: a. die ökologische Bedeutung des Gewässers im heutigen Zustand; b. die mögliche ökologische Bedeutung des Gewässers im Zustand, in dem die vom Menschen verursachten Beeinträchtigungen soweit beseitigt sind, als dies mit verhältnismässigen Kosten machbar ist.

Art. 41e Wesentliche Beeinträchtigung durch Schwall und Sunk Eine wesentliche Beeinträchtigung der einheimischen Tiere und Pflanzen sowie von deren Lebensräumen durch Schwall und Sunk liegt vor, wenn: a. die Abflussmenge bei Schwall mindestens 1,5-mal grösser ist als bei Sunk; und b. die standortgerechte Menge, Zusammensetzung und Vielfalt der pflanzlichen und tierischen Lebensgemeinschaft nachteilig verändert werden, insbesondere weil regelmässig und auf unnatürliche Weise Fische stranden, Fischlaichplätze zerstört werden, Wassertiere abgeschwemmt werden, Trübungen entstehen oder die Wassertemperatur in unzulässiger Weise verändert wird.

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GSchV Titel und Wortlaut

Art. 41g Massnahmen zur Sanierung bei Schwall und Sunk Abs. 1 Die kantonale Behörde ordnet gestützt auf die Planung der Massnahmen die Sanierungen bei Schwall und Sunk an und verpflichtet die Inhaber von Wasserkraftwerken, zur Umsetzung der Planung verschiedene Varianten von Sanierungsmassnahmen zu prüfen.

Art. 41g Bevor sie über das Sanierungsprojekt entscheidet, hört sie das BAFU an. Das BAFU prüft im Hinblick auf das Gesuch Abs. 2 nach Artikel 17d Absatz 1 der Energieverordnung vom 7. Dezember 1998 (EnV), ob die Anforderungen nach Anhang 1.7 Ziffer 2 EnV erfüllt sind.

Art. 41g Die Inhaber von Wasserkraftwerken prüfen nach Anordnung der Behörde die Wirksamkeit der getroffenen Massnahmen. Abs. 3

Art. 46 Koordination Abs. 1 Die Kantone stimmen die Massnahmen nach dieser Verordnung soweit erforderlich aufeinander und mit Massnahmen aus anderen Bereichen ab. Sie sorgen ausserdem für eine Koordination der Massnahmen mit den Nachbarkantonen.

Übersicht über Schwall-Sunk betreffende Artikel im Energiegesetz (EnG) und in der zugehörigen Energieverordnung (EnV).

EnG Titel und Wortlaut

Art. 15abis Entschädigung des Konzessionärs Abs. 1 Die nationale Netzgesellschaft erstattet dem Konzessionär nach dessen Anhörung sowie im Einvernehmen mit dem Bundesamt für Umwelt und dem betroffenen Kanton die vollständigen Kosten für die Massnahmen nach Artikel 83a des Gewässerschutzgesetzes vom 24. Januar 1991 oder nach Artikel 10 des Bundesgesetzes vom 21. Juni 1991 über die Fischerei.

Art. 15abis Der Bundesrat regelt die Einzelheiten. Abs. 2

EnV Titel und Wortlaut

Art. 17d Gesuch Abs. 1 Der Inhaber eines Wasserkraftwerks kann für Massnahmen nach Artikel 83a des Gewässerschutzgesetzes vom 24. Januar 1991 (GSchG) oder nach Artikel 10 des Bundesgesetzes vom 21. Juni 1991 über die Fischerei (BGF) bei der zuständigen kantonalen Behörde ein Gesuch um Erstattung der Kosten einreichen.

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Anhang B – Morphologische und hydrologische Grundlagenerhebung

1 Einleitung flüsse aus Seitengewässer, Einflüsse der ober- und unterhalb liegenden Gewässerabschnitten und anderen (zu

Sinn und Zweck der Grundlagenerhebung sanierenden) Anlagen im Einzugsgebiet vorzunehmen Die Eignung eines Gewässers als Lebensraum für die (Abb. B1). Wasserflora und -fauna wird, abgesehen von der chemisch-physikalischen Wasserqualität und der Was- Abb. B1 serführung, hauptsächlich durch die gerinnemorpho- Unterteilung der Schwall-Sunk Strecke in Abschnitte und Untersulogischen und den damit in Wechselwirkung stehenden chungsstrecken. hydraulischen Faktoren bestimmt.

Die morphologische und hydrologische Grundlagenerhe- Anlage bung ist notwendig um die sorgfältige Planung der Unter- (Kraftwerk) V, 1 % Anlageteil suchungen vorzunehmen, die Abgrenzung der Einflüsse (Rückgabe)

zu ermöglichen und die Übertragbarkeit der Resultate sicherzustellen. K, 0.3%

Ziele der Grundlagenerhebung A, 0.2%

Mit der Grundlagenerhebung werden zwei Hauptziele Aue

verfolgt: V, 1 %

1 Die Charakterisierung des Gewässers und dessen Un- Legende

A, 0.2 % Gewässer terteilung in morphologisch-hydraulisch und hydrolo- Schwall-Sunk Strecke Kiesentnahme

gisch homogene Abschnitte. Abschnittsunterteilung Untersuchungsstrecke

2 Die Festlegung der Untersuchungsstrecken und der Referenz-Untersuchungsstrecke A, 0.1 %

Erhebungen. K/A/V Morphologie: Kanalisiert / Alternierende Kiesbänke / Verzweigt % Gefälle in % Zeitpunkt der Grundlagenerhebung Die Grundlagenerhebung des untersuchten Gewässers geschieht im Normallfall vor der weiteren, detaillierten Bearbeitung der Indikatoren (Anhang C), der Defizit-, Grundsätzlich soll ein Abschnitt die Mindestlänge von Ursachenanalyse und Festlegung der Ziele (Kap. 3 und 10 bis 20 Mal der mittlerer Gewässerbreite nicht unter- Anhang D) sowie der Habitatmodellierungen (Anhang F). schreiten. Er darf aber durchaus wesentlich länger sein, sofern Morphologie, Geschiebe oder Hydrologie keinen Anlass zu einer feineren Unterteilung geben. Innerhalb

2 Abschnittsbildung in der Schwall-Sunk eines längeren Abschnitts gleicher Morphologie ist an-

Strecke hand des Längenprofils zu prüfen, ob sich die hydraulischen Eigenschaften durch Gefällsknicke massgeblich Die Abschnittsbildung im Gewässer ist je nach Konfigura- ändern. tion der Anlage (Speicher, Fassungen, Rückgabe) anhand der Morphologie, der Hydrologie und der Wasserqualität In den allermeisten Fällen ist davon auszugehen, dass sowie unter Berücksichtigung von Schutzgebieten, Zu- das Gewässer bis zur Einmündung in einen See oder ein

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grösseres Fliessgewässer von Schwall-Sunk betroffen Wasserqualität ist. Dabei ist zu prüfen, dass der «Verdünnungseffekt» Vorhandene Daten sind auf Aktualität zu prüfen. Notwenim grösseren Fliessgewässer auch bei Niederwasser dige Ergänzungen können gemäss Liechti (2010) oder mit ausreichend ist, so dass keine wesentliche Beeinträch- Hilfe des Moduls Kieselalgen des MSK (Hürlimann & Nietigung mehr besteht. Dies ist z. B. der Fall, wenn das derhauser 2007) durchgeführt werden, um die Wasser- Schwall-Sunk Verhältnis kleiner als 1,5 ist (Art. 41e qualität als allfälligen Störfaktor für die Bewertung der GSchV). Schwall-Sunk Indikatoren auszuschliessen.

Die Informationen aus den strategischen kantonalen Schutzgebiete Schwall-Sunk Planungen sowie die Hinweise aus den Schutzgebiete sind für die Festlegung der Abschnitte und Anhänge A2 bis A4 des Moduls «Schwall-Sunk – Stra- insbesondere für die Untersuchungsstrecken von zentrategische Planung» (Baumann et al. 2012) sind bei der ler Bedeutung. Sie umfassen unter anderem: (i) BLN-Ge- Abschnittsbildung zu berücksichtigen. biete, (ii) Auen von nationaler, kantonaler oder regionaler Bedeutung, (iii) Grundwasserschutzgebiete, (iv) Wasser- Morphologie und Geschiebe und Zugvogelreservate, (v) Smaragd Gebiete, (vi) Fisch- Die Morphologie ist eine wesentliche Grösse zur Unter- reservate von nationaler Bedeutung (z. B. Nasen- oder teilung des Gewässers in morphologisch-hydraulisch Äschenlaichplätze), (vii) Amphibienlaichgebiete. homogene Abschnitte. Der Abschnitt wird anhand von Gerinneform, Korngrössen, Gefällsknicken, Geschiebeeinträgen und -entnahmen beschrieben. Informationen 3 Festlegung der Untersuchungsstrecken und dazu können z. B. den strategischen, kantonalen Planun- der Erhebungen gen zum Geschiebehaushalt entnommen werden. Wahl der Untersuchungsstrecken Gestützt auf Anhang A3 des Moduls «Strategische Pla- Grundsätzlich wird empfohlen, einige Strecken sehr denung» sind prioritär Abschnitte mit einer noch natürli- tailliert zu untersuchen und dann mittels Extrapolationen chen oder naturnahen Morphologie (d. h. unkorrigierte Rückschlüsse zu ziehen. Es ist davon auszugehen, dass Gewässerstrecken) und der empfindlichste Zustand (d. h. falls in der Untersuchungsstrecke durch eine Massnahdie vielfältigste der vorhandenen Morphologien) zu iden- me ein Defizit behoben werden kann, dieses im gesamten tifizieren. homogenen Abschnitt bzw. in vergleichbaren homogenen Abschnitten behoben wird. Hydrologie und Seitengewässer Die Bewertung der Hydrologie zielt auf eine Unterteilung Zur Begrenzung des Aufwandes wird: (i) pro homogenem in Gewässerabschnitte mit vergleichbaren hydrologi- Abschnitt max. eine Untersuchungsstrecke gewählt, (ii) schen Bedingungen sowie auf die Erfassung von Defi- die Länge der Untersuchungsstrecke innerhalb eines ziten in der Wasserführung (Abflussregime) ab, welche Abschnitts auf eine Länge normalerweise von 10 bis

nicht unmittelbar im Zusammenhang mit Schwall-Sunk 20 Mal die Breite beschränkt, (iii) die Wahl der Unterstehen, jedoch einen Beitrag zur Interpretation der fest- suchungsstrecken prioritär auf eher kritische Abschnitte gestellten Beeinträchtigungen im Gewässer liefern. beschränkt, d. h. empfindliche bzw. naturnahe Abschnitte werden bevorzugt. In einfachen Fällen kann die Unterteilung in Gewässerabschnitte mit vergleichbaren hydrologischen Bedingungen Je nach Komplexität des Einzugsgebietes (Anzahl gutachterlich erfolgen. In komplexeren Fällen (Gewässer- Schwallverursacher, vorhandene und künftige Morphonetz mit vielen hydrologischen Eingriffen) kann der Ein- logien, Länge und Grösse, ökologisches Potenzial des fluss der Hydrologie und der Seitengewässer mit Hilfe des Gewässers, usw.) sind mehrere Untersuchungsstrecke Moduls Hydrologie des Modul-Stufen-Konzepts (Pfaund- innerhalb eines Abschnittes detailliert zu untersuchen ler et al. 2011) bestimmt werden. oder flächendeckende Erhebungen durchzuführen.

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Innerhalb der Untersuchungsstrecke(n) sind bei der Be- Einordnung und Interpretation der Resultate der gehung, gestützt auf die vermuteten Defizite, die zu be- Untersuchungsstrecken rücksichtigenden Indikatoren und deren Untersuchungs- Zur Einordnung der Zustände und allfälliger Defizite der stellen festzulegen. Folgende Erhebungsstellen und Detailuntersuchungen sind, sofern vorhanden, Untersu- Untersuchungen sind zu berücksichtigen: (i) Abfischungs- chungsstrecken in folgenden Abschnitten zu berücksichstrecken sowie Erhebungsstellen für weitere fischökolo- tigen (Abb. B2): gische Untersuchungen (z. B. Test-Kits, vgl. Anhang C Indikator F3*), (ii) Erhebungsstellen Makrozoobenthos, (A) Abschnitte mit Schwall-Sunk, deren Gewässermor- (iii) Beurteilung der Notwendigkeit und gegebenenfalls phologie kanalisiert oder begradigt ist. Erhebungsstellen für Drift sowie innere und äussere Kol- (B) Abschnitte mit Schwall-Sunk, deren Gewässermormation, (iv) Lage von ausgewählten Querprofilen, zur Mo- phologie einem natürlichen oder naturnahen Zustand dellierung und Beurteilung der verschiedenen Indikatoren entspricht, nach Möglichkeit dem empfindlichsten Zu- (1D-Ansatz), (v) Sektoren zur Modellierung und Beurtei- stand gemäss Baumann et al. (2012). lung der verschiedenen Indikatoren (2D-Ansatz), (vi) Er- (C) Kanalisierte oder begradigte Abschnitte ohne hebungsstellen der Korngrössenverteilung zur Definition Schwall-Sunk ausserhalb der Schwall-Sunk Strecke. von Rauhigkeitsbeiwerten und Substrateignung, Was- Ein solcher Abschnitt zeigt das Maximalniveau der sertiefen und Fliessge­schwindigkeiten für Leitfischarten ökologischen Verbesserung durch die Schwall-Sunk und Makrozoobenthos (Präferenz­kurven), (vii) Erhebung Massnahme auf. funktioneller Unterstände für Fische. Eine frühzeitige (D) Abschnitte mit natürlicher oder naturnaher Gewäs- und sorgfältige Koordination unter den Fachspezialisten sermorphologie ohne Schwall-Sunk. Ein solcher Abist wichtig. schnitt stellt die natürliche Referenz dar und zeigt das ökologische Potenzial an.

Einordnungen der Resultate der Untersuchungsstrecken zur Interpretation der Defizite.

Veränderung durch Revitalisierungsmassnahmen (Koordination)

Gewässermorphologie kanalisiert begradigt Natürlich/naturnah

A B Delta zwischen den • Weist Schwall-Sunk x Schwall-Sunk

Veränderung durch Schwall-Sunk Defiziten/Zustands-klassen bedingte Defizite auf • Weist allgemeine Defizite auf 2 • Stellt eine Referenz bzgl. Abfluss morphologisch bedingten Abschnitts- oder X

Abflussregime Defizite dar Gewässerkategorie

Massnahmen 1 3 IST-Zustand vor Schwall- Sunk Massnahmen

• Weist morphologisch bedingte • Weist weder Schwall-Sunk Natürliches Defizite auf noch morphologische Referenz-Zustand (ohne

• Stellt eine Referenz bzgl. 4 Defizite auf Schwall-Sunk)

Abflussregime Schwall-Sunk bedingten • Stellt eine natürliche Defizite dar Referenz dar C D

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Die Defizite, die Ursachen der Beeinträchtigung und die tersuchungstellen mit Angaben zu den zu erhebenden tatsächliche Wirkung von Massnahmen kann mit den Er- Indikatoren, (ii) die benetzten Breiten bei verschiedenen gebnissen der Referenzzustände (B), (C), (D) relativ gut Abflüssen, (iii) Angaben zu Mesohabitaten und Uferaneingeordnet werden. Ein Vergleich der Defizite und/oder bindung, (iv) Angaben zur Wasserqualität, (v) Angaben zu der Zustandsklassen dient der genaueren Identifikation den Erhebungsperioden. der Schwall-Sunk oder gewässermorphologisch bedingten Anteile (Abb. B2):

5 Literatur

• Delta 1 wie auch Delta 3 entsprechen den Schwall- Sunk bedingten Anteilen, in kanalisierten oder begra- Baumann P., Kirchhofer A., Schächli U. 2012. Sanierung digten bzw. gewässermorphologisch natürlichen oder Schwall-Sunk – Strategische Planung. Ein Modul der naturnahen Abschnitten. Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt

• Delta 2 zeigt den Anteil der gewässermorphologisch für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1203: 126 S. bedingten Defizite in Schwall-Sunk beeinträchtigten Abschnitten, d. h. inwiefern sich die Situation z.B, durch Hürlimann J., Niederhauser P. 2007. Methoden zur Un- Revitalisierungsmassnahmen verbessern könnte. tersuchung und Beurteilung der Fliessgewässer. Kiesel-

• Delta 4 entspricht dem gewässermorphologisch be- algen Stufe F (flächendeckend). Bundesamt für Umwelt, dingten Anteil der Defizite in Abschnitten mit natür- Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 0740: 130 S. lichem Abflussregime, ist aber für die Schwall-Sunk Bewertung und die Erarbeitung von Massnahmen von Liechti P. 2010. Methoden zur Untersuchung und Beuntergeordneter Bedeutung. urteilung der Fliessgewässer. Chemisch-physikalische Erhebungen, Nährstoffe. Bundesamt für Umwelt, Bern. Perioden und Koordination der Felderhebungen Umwelt-Vollzug Nr. 1005: 44 S. Weiter zu prüfen sind, welche Felderhebungen örtlich, zeitlich und themenübergreifend zu koordinieren sind Pfaundler M., Dübendorfer C., Zysset A. 2011. Methoden (z. B. Substraterhebungen mit Makrozoobenthos (MZB) zur Untersuchung und Beurteilung der Fliessgewässer. und Fischen, MZB-Untersuchungsstellen mit Kolmati- Hydrologie – Abfussregime Stufe F (flächendeckend). onserhebungen, Habitatkartierungen für die Modellie- Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1107: rungen). 113 S.

4 Darstellung der Informationen aus der

Grundlagenerhebung

Auf einer Übersichtskarte (vgl. Abb. B1) können folgende Informationen dargestellt werden: (i) die Anlage und die Anlageteile (Speicher, Fassungen, Rückgabe), (ii) die Schwall-Sunk Strecke, (iii) die homogenen Abschnitte, (iv) die Untersuchungsstrecken und gegebenfalls weitere Informationen wie Schutzgebiete, Referenzstrecken, andere (zu sanierende) Anlagen im Einzugsgebiet, Abflussmessstellen, Seitengewässer, Kiesentnahmestellen, Baustellen usw.

Für die Untersuchungsstrecke können auf Orthophotos folgende Informationen abgebildet werden: (i) die Un-

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Anhang C – Indikatoren für Defizitanalyse, Prognose und Wirkungskontrolle Indikatorenliste. Mit einem Klick auf die Indikatoren gelangen Sie direkt zum jeweiligen Kapitel.

Kurzbezeichnung Wirkungskontrolle Indikator Modul Defizitanalyse «Strategische

(IST-Zustand) Prognose Planung» Hauptänderungen bzgl. Modul «Strategische Planung» bzw. Ziele neuer Indikatoren Definition gewässerspezifischer Zielwerte der A2 Hydrologische Kenngrössen hydrologischen Kenngrössen über Wechselwirkung mit anderen Indikatoren

Wertefunktionen, Fischarten und -Entwick- F2* Stranden von Fischen lungsstadien

Wertefunktion, Laichgrubenkartierung, F3* Laichareale der Fische Laichgruben- und Brutboxentests

F6 Habitateignung Fische Modellierung Habitateignung Fische

B5 Habitateignung Makrozoobenthos Modellierung Habitateignung Makrozoobenthos

Q1* Wassertemperatur Messstandort, Prognose

Fischarten, Verzicht auf Wertefunktion, F4* Jungfischvorkommen vormals: «Reproduktion der Fischfauna»

Biomasse und Diversität Bewertung Biomasse und Diversität, nur Makrozoobenthos EPT-Taxa

B3 Längenzonation Makrozoobenthos

B4 EPT-Familien Makrozoobenthos

Definition gewässerspezifischer Schwellen­ D1 Drift werte gestützt auf Schwallversuche

F1* MSK-Modul Fische Befischungsmethodik, Interpretation

MSK-Modul B2* Erhebungsmethodik, Interpretation Makrozoobenthos

H1* Innere Kolmation Erhebungsmethodik

H2 Äussere Kolmation Quantifizierung Bewohnbarkeit Habitate

Kernindikatoren Breitbandindikatoren X* Indikator überarbeitet Schwall-Sunk sensitive Indikatoren Zusatzindikatoren X Neuer Indikator

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Kernindikatoren Als Kernindikatoren werden diejenigen Indikatoren bezeichnet, welche Schwall-Sunk sensitiv und gut prognostizierbar sind. Mindestens fünf von sechs Kernindikatoren sollten im Hinblick auf die Prognose zur Wirkung der Massnahmen und für den Variantenvergleich (Kap. 4) erhoben werden.

Der Kernindikator A2 «Hydrologische Kenngrössen» kann nicht weggelassen werden, da dieser in direkter Wechselwirkung mit weiteren Indikatoren steht sowie für die Festlegung der Ziele (Kap. 3.4) und von repräsentativen Abflussganglinien (Anhang E) ausschlaggebend ist. Dieser Kernindikator vermittelt zwischen den aus rechtlicher Sicht massgeblichen ökologischen Indikatoren, der Kraftwerkssteuerung und beispielsweise der Steuerung eines Rückhaltbeckens. Der Kernindikator A2 muss besonders sorgfältig unter Berücksichtigung konträrer Interessen (Schutz und Nutzung) festgelegt werden, weil er Gewähr bieten soll, dass bei seiner Einhaltung die wesentliche Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk beseitigt bzw. verhindert wird.

Schwall-Sunk sensitive Indikatoren Schwall-Sunk sensitive Indikatoren gehören nicht zu den Kernindikatoren, da sie nach heutigem Wissensstand nicht ausreichend prognostizierbar sind. Die Erhebung der Schwall-Sunk sensitiven Indikatoren wird zur Vervollständigung der Defizit- und Ursachenanalyse empfohlen.

Breitbandindikatoren Breitbandindikatoren sind nicht besonders Schwall-Sunk sensitiv. Bei ausreichendem oder gutem Zustand der abio­tischen Einflussfaktoren Wasserqualität und Morphologie oder bei Vorhandensein einer Referenzstrecke können sie Hinweise auf eine Schwall-Sunk bedingte Beeinträchtigung geben.

Zusatzindikatoren Die Zusatzindikatoren sind nach heutigem Wissensstand nicht besonders Schwall-Sunk sensitiv. Sie dienen dem Prozessverständnis und sollten nach Möglichkeit vergleichend zu einer Referenzstrecke beurteilt werden. Deren Erhebung empfiehlt sich in Einzugsgebieten mit hoher Trübung und damit in Zusammenhang mit Kolmationsprozessen.

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Hydrologische Kenngrössen Geeignet für 1 Grundlagen Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle Grundsätze zur Festlegung der Zielwerte von Neuer Indikator. Der Indikator «Mindestabfluss» vom hydrologischen Kenngrössen Modul «Strategische Planung» (Baumann et al. 2012) Die Zielwerte für die hydrologischen Kenngrössen müssen wird über den Sunkabfluss berücksichtigt. gewässerspezifisch sein und sich an den Erkenntnissen aus der Defizit- und Ursachenanalyse orientieren. Sie

• Wirkt unterstützend zur Einordnung der biotischen sind nicht losgelöst von den anderen biotischen und abio­ Defizite, auch im Vergleich zu Referenzstrecken oder tischen Indikatoren, zu welchen die hydrologischen Kenn- -zuständen. grössen in Wechselwirkung stehen (Abb. C2). Zusätzlich

• Dient der gewässerspezifischen Festlegung von Zielen fliesst die Morphologie in die Festlegung der Zielwerte der für Schwallabfluss, Sunkabfluss und der Pegelände- hydrologischen Kenngrössen ein (Anhang B). rungsraten.

• Eignet sich durch die Einschätzung der Zielerreichung Weitere bereits erfolgte Untersuchungen (z. B. Driftvergut als Syntheseindikator für eine Vorauswahl von suche D1, Test-Kits [Anhang C, F3*]), können ebenfalls Massnahmen. als Grundlage in die Festlegung der hydrologischen Ziel-

• Steht in Wechselwirkung mit weiteren biotischen und werte einfliessen. abiotischen Indikatoren. Gestützt auf die Zielwerte der hydrologischen Kenngrössen und dem daraus resultierenden hydrologischen Anforderungsprofil (vgl. Hilfstabelle Teil 3 Anhang D) kann

Wechselwirkung zwischen A2 «Hydrologischen Kenngrössen» und den weiteren Indikatoren. Gestrichelte Pfeile: unterstützen die Festlegung der Zielwerte; durchgezogene Pfeile: dienen der Festlegung der Zielwerte (in Richtung A2) bzw. der Bestimmung der Zustandsklasse (in Richtung biotische und abiotische Indikatoren).

Wirkungskontrolle

Biomasse und Diversität Prognose B1* Makrozoobenthos

Habitateignung Makrozoobenthos B3 Längenzonation Makrozoobenthos

F3* Laichareale der Fische F6 Laichareale der Fische B4 EPT-Familien Makrozoobenthos

F4* Jungfischvorkommen

Q1* Wassertemperatur A2 Hydrologische Kenngrössen D1 Drift

H1* Innere Kolmation H2 Äussere Kolmation

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die Wirkung von verschiedenen Massnahmen einzeln oder Bestimmung der Zielwerte für die hydrologischen aggregiert eingeordnet werden. In diesem Sinne handelt Kenngrössen es sich bei A2 «Hydrologischen Kenngrössen» um einen Die Bestimmung der Zielwerte für die verschiedenen hy- Syntheseindikator der Zielerreichung. Mit dem Indikator drologischen Kenngrössen und deren Zielerreichung er- A2 alleine kann aber keine abschliessende Aussage zum folgt in fünf Schritten: Zustand des Gewässers und einer allfälligen wesentlichen Beeinträchtigung gemacht werden. 1. Wahl und Begründung der berücksichtigten Gewässerabschnitte und Morphologie(n).

2 Wahl und Begründung der berücksichtigten Jahres-

2 Bestimmung des Indikators zeit(en). 3. Wahl der hydrologischen Kenngrössen. Planung und Vorgehen 4. Festlegung der Zielwerte. Die Bestimmung dieses Indikators erfordert keine be- 5. Bestimmung der Zielerreichung der hydrologischen sonderen Angaben, da es sich nicht um Felderhebungen Kenngrössen (= Zustandsklasse). handelt. Allenfalls kann die Einrichtung einer Abflussmessstation von Nutzen sein, um fehlende Abflussdaten Wahl und Begründung der berücksichtigten Gewässerzu erheben, welche der vertieften Defizitanalyse, Ursa- abschnitte und Morphologie(n) chenanalyse, Festlegung der Ziele und Massnahmen­ Der Einfluss von Schwall-Sunk auf die Gewässerökologie erarbeitung dienen. ist nicht für alle Morphologien derselbe. Die Einflüsse von Schwall-Sunk und der Morphologie müssen soweit mög- Zeitliche Auflösung der Abflussdaten lich unterschieden werden. Dazu kann der Einbezug von Es werden zeitlich hoch aufgelöste Abflussdaten (Momen- Referenzstrecken (d. h. morphologisch natürliche/naturtanwerte) benötigt. Momentanwerte geben im Gegensatz nahe Gewässerabschitte mit Schwall-Sunk, z. B. Mastrilzu gemittelten Werten (z. B. Stundenwerte, Tageswerte, ser Auen am Alpenrhein) wie auch von Referenzzuständen Monatswerte) den aktuellen Abflusswert zu einem be- (d. h. morphologisch vergleichbare Gewässerabschitte stimmten Zeitpunkt wieder. Werden sie in regelmässi- ohne Schwall-Sunk) oder der natürlichen Referenz (d. h. gen Zeitabständen mit hoher zeitlicher Auflösung (z. B. Gewässerabschitte in einem vergleichbaren Gewässer 10 min Werte) gemessen und aufgezeichnet oder wenn ohne bzw. geringem Schwall-Sunk < 1,5) die Festlegung die Registrierung immer dann erfolgt, wenn sich der Ab- der Zielwerte unterstützen (vgl. Abb. B2 Anhang B). fluss merklich verändert, dann wird damit sichergestellt, dass durch eine solche Datenreihe der tatsächliche Ab- Das Vorgehen für die Wahl und Begründung der berückflussverlauf kontinuierlich abgebildet wird. In der Praxis sichtigten Gewässerabschnitte und Untersuchungsstredes Bundesamtes für Umwelt messen die Logger an den cken ist im Anhang B beschrieben. Stationen in der Regel 10 min lang mit hoher Frequenz und zeichnen dann den über dieses Zeitintervall gemittel- Wahl und Begründung der berücksichtigten Jahresten Wert auf. Aufgrund des kurzen Zeitintervalles können zeit(en)

diese Werte als Momentanwerte verwendet werden. Die Die Wahl der zu berücksichtigenden Jahreszeit(en) ist zeitliche Auflösung der Daten zur Beurteilung der Kenn- fallspezifisch und lässt sich beispielsweise begründen grössen der Abflussganglinie sollte daher nicht mehr als durch: 10 – 15 min betragen. Je nach Fall kann die Abflussganglinie anhand der Betriebsdaten berechnet werden (vgl. • Die Periode mit grössten Abweichungen der Abflüsse Pfaundler et al. 2011). und Pegel (evtl. Temperaturänderungsraten) gegenüber dem natürlichen Zustand. Diese ist in alpinen Gewässern im Normalfall das Winterhalbjahr.

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• Die Periode mit den bedeutendsten Defiziten bzw. den das Aussedimentieren von Schwebstoffen und somit gewässerökologisch kritischsten Perioden (z. B. Laich- die innere und äussere Kolmation (Bruder 2012, Bruperiode) bezüglich der Anforderungen der Leitarten der et al. 2012). (Fische und Makrozoobenthos). • Pegelanstiegsrate: ähnlich wie der Schwallabfluss steht diese Kenngrösse für die Intensität der Verdrif- Wahl der hydrologischen Kenngrössen tung von Makrozoobenthos (implizit auch Biomasse Verschiedene Studien haben sich in jüngster Vergan- und Diversität) und Fischlarven und spielt für die Regenheit mit dem Ansatz der gewässerspezifischen Fest- suspension von Feinstoffen eine Rolle (Bruder 2012, legung der hydrologischen Kenngrössen befasst [z. B. Bruder et al. 2012). Flussbau 2012, Schweizer et al. 2013 (1) – (4)]. Es wurden auf hydraulische Berechnungen gestützte Werte des Bei mehreren Schwallereignissen pro Tag wird im vor- Schwallabfluss, des Sunkabfluss, der Pegelrückgangsra- liegenden Modul der höchste Tageswert (Schwallabfluss, ten und Pegelanstiegsraten unter Berücksichtigung der Pegelanstiegsrate) bzw. der tiefste Tageswert (Sunkabhydromorphologischen Gegebenheiten erarbeitet (bei- fluss, Pegelrückgangsrate) berücksichtigt. spielsweise Anforderungen bezüglich Stranden F2* und/ oder Laichareale F3*). Unter Berücksichtigung der Gewässergeometrie beinhalten die oben genannten Kenngrössen auch die Lage Die hydrologischen Kenngrössen sind: des Wasserspiegels, die benetzte Breite und die laterale Änderungsraten der benetzten Breite.

• Der Schwallabfluss (= Abfluss Tagesmaxima): hat insbesondere einen Einfluss auf die Drift, die Stabilität der Gestützt auf die Defizit- und Ursachenanalyse ist nach- Laichgruben und der Habitate von Makroinvertebraten, vollziehbar zu begründen, welche Kenngrössen die Aufwuchsalgen, Makrophyten und Jungfische durch Schwall-Sunk Problematik im betrachteten Gewäsdie Mobilisierung von Geschiebe/Feinsedimenten und serabschnitt am besten abbilden. Je nach Defiziten und indirekt auf die Trübung und Kolmation (physiologi- Ursachen kann auch nur ein Teil der hydrologischen scher Stress, Beeinträchtigung der Photosynthese, Kenngrössen relevant sein (z. B. Indikator F2* «Stranden reduzierte Sauerstoffversorgung von Fischlaich, usw.) von Fischen» sehr guter oder guter Zustand → Pegelrück-

(Bruder 2012, Bruder et al. 2012). gangsrate wenig relevant).

• Der Sunkabfluss (= Abfluss Tagesminima): dient nebst der Beurteilung des Strandungsrisikos auch der Be- Festlegung der Zielwerte stimmung der geeigneten Flächen für Laichgruben, Für die relevanten hydrologischen Kenngrössen werden sowie der Habitateignung für Fische und Makro- Zielwerte festgelegt. Dies erfolgt im Rahmen der Festlezoobenthos im dauerbenetzten Bereich der Gewässer- gung der Ziele, gestützt auf die Wechselwirkung des Indisohle. Ein Vergleich mit den Anforderungen bzgl. Rest- kators A2 mit den biotischen und abiotischen Indikatoren wassermenge (Art. 31 – 33 GSchG), d. h. dem Indikator (Kap. 3.4 und Hilfstabelle Teil III im Anhang D). Bei der A1 des Moduls «Strategische Planung» (Baumann et Festlegung der Zielwerte ist immer auch die geforderte al. 2012) zeigt, ob der Minimalsunk diese Mindestan- Häufigkeit der Einhaltung des Zielwerts anzugeben (das forderungen erfüllt. Der Vergleich mit dem natürlichen entspricht dem als Quantil ausgedrückten Prozentsatz Q347 dient der Einordnung des Sunkabflusses unter der Zeit, in welcher der geforderte Zielwert eingehalten natürlichen Bedingungen. Der Q347 Abfluss ist direkt werden soll). Dabei soll unterschieden werden: vergleichbar mit dem 95 % Quantil des Sunkabflusses übers Jahr betrachtet (347/365 = 95 %). Zusammen mit a) Beeinträchtigungen, die bereits durch wenige, dafür dem Schwallabfluss dient der Sunkabfluss der Berech- ausgeprägte Schwall-Sunk Ereignisse in ökologisch nung der trockenfallenden Flächen. besonders kritischen Perioden (z. B. Laichperiode)

• Pegelrückgangsrate: diese Kenngrösse beeinflusst hervorgerufen werden (Einhaltung 95%-Quantil erhauptsächlich das Strandungsrisiko und teilweise auch forderlich).

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b) Beeinträchtigungen, welche durch regelmässige, Zielwerte anhand der Abflussganglinie immer wiederkehrende aber weniger ausgeprägte Abbildung C4 zeigt einen Ausschnitt der Abflussgangli- Schwall-Sunk Ereignisse verursacht werden (Einhal- nie und Pegeländerungsraten im Gewässer ohne und mit tung 60 %-Quantil erforderlich). schwalldämpfenden Massnahmen. Die hydrologischen Kenngrössen sind vergleichend zum Zielwert dargestellt. Die Tabellen C1 bis C4 beinhalten mögliche Ansätze zur In diesem fiktiven Beispiel ist eine zu hohe Pegelrück- Festlegung der Zielwerte und Quantile sowie die mass- gangsrate nur für Abflüsse kleiner 50 m3/s problematisch gebenden in Wechselwirkung stehenden Kernindikatoren. (hellgrau in Abb. C4). Dementsprechend ist ein Zielwert nur für diesen Abflussbereich festgelegt. Bestimmung Zielerreichung der hydrologischen Kenngrössen (= Zustandsklasse) Summenhäufigkeit: Darstellungs- und Lesebeispiel Die Zusammenfassung der gewässerspezifischen Ziele Die Auswertung der Abflussganglinie (vgl. Anhang E), für Schwall-Sunk Massnahmen ergibt die Vorgaben zur mit oder ohne Massnahmen, liefert die jeweiligen Ta- Verbesserung der Abflussganglinie im Sinne eines hy- gesmaxima bzw. -minima der hydrologischen Kenngrösdrologischen Anforderungsprofils zur Beseitigung bzw. sen Schwallabfluss, Sunkabfluss, Pegelrückgangsrate Verhinderung der wesentlichen Beeinträchtigung (vgl. und Pegelanstiegsrate. Dargestellt für die massgebende Hilfs­tabelle Teil 3 Anhang D). Periode als Summenhäufigkeit, ergibt sich die Häufigkeit der Unterschreitung (Schwallabfluss, Pegelanstiegsrate) Die Festlegung von Zielwert und Quantil erlaubt es, die bzw. Überschreitung (Sunkabfluss, Pegelrückgangsrate). Zustandsklasse der hydrologischen Kenngrössen anhand der Wertefunktion (Abb. C3) sowohl für den IST-Zustand Abb. C3 wie auch für den Zustand mit Massnahmen zu bestimmen. Wertefunktionen. Legende zu den Abb. C5 bis C8.

Für den IST-Zustand wird das Defizit aufgezeigt. Für den 100 % = sehr gut 100 % Zustand mit Massnahmen wird ersichtlich, ob beispiels- 95 % 90 % weise das Rückhaltevolumen und die vorgesehene Steuerung die turbinierten Wassermengen so weit zu dämpfen 80 % 80 %

Einhaltenswahrscheinlichkeit vermögen, dass die Zielwerte in der massgebenden Periode ausreichend oft eingehalten werden. 60 %

3 Datenaufbereitung und Bewertung 40 %

Wertefunktionen 20 % Die Wertefunktionen für die Bewertung in Zustandsklassen sind in Abbildung C3 dargestellt. Die Beurteilung des 0% 0% Zustandes der jeweiligen hydrologischen Kenngrösse X Wertefunktion: Wertefunktion: basiert auf der Einhaltenswahrscheinlichkeit des Zielwer- Zielwerte Zielwerte mit mit 60 % Quantil 95% Quantil tes p(X) im Vergleich zum geforderten Quantil (60 % oder 95 % für den Schwallabfluss und die Absolutwerte der Pe- Zustandsklassen und Farben nach Modul-Stufen-Konzept geländerungsraten, 40 % und 5 % für den Sunkabfluss), gemessen an der Anzahl Tage mit Einhaltung des Ziel- Bewertung Zustand Beeinträchtigung werts, verglichen mit der Anzahl Tage der berücksichtig- sehr gut keine gut geringe ten Periode. Massgebend sind die jeweiligen höchsten Ta- mässig wesentlich geswerte (Schwallabfluss, Pegelanstiegsrate) respektive unbefriedigend starke schlecht sehr starke kleinsten Tageswerte (Sunkabfluss, Pegelrückgangsrate).

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Abflussganglinie mit und ohne Massnahme zur Schwalldämpfung (oben), Pegeländerungsraten mit Massnahme (unten). Darstellung der Zielwerte.

Abfluss Gerinne ohne Massnahme Abfluss Gerinne mit gesteuertem Becken

200.0

150.0 Zielwert

Abfluss [m 3/s] Schwallabfluss 100.0 Zielwert

50.0 Sunkabfluss

0.0

Zielwert 0.6 Pegelanstiegsrate

Pegeländerungsrate [cm/min] 0.4

0.2

0.0

–0.2 Zielwert Pegelrückgangsrate –0.4

–0.6 01.01 02.01. 03.01. 04.01. 05.01. 06.01.

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Darstellungs- und Lesebeispiel der Zielwerterreichung anhand der Summenhäufigkeit des Schwallabflusses p(Q max) für 3 Massnahmen, sowie für IST-Zustand und Referenzzustand.

p(Qmax) gewässerspezifische Ziele

100 %

80 %

60 % Legende Gewässerspezifische Ziele für Schwall-Sunk: 40 % Immer wiederkehrende Ereignisse Ausgeprägte Ereignisse IST-Zustand (ohne Massnahme) 20 % Unzureichende Massnahme Ausreichende Massnahme Massnahme übertrifft Ziel 0% Referenzzustand Tagesmaxima Zielwert Zielwert Qmax 60 %-Quantil 95 %-Quantil

Abbildung C5 als Darstellungsbeispiel für den Schwallabfluss liest sich wie folgt: Die Summenhäufigkeit des Schwallabflusses [p(Qmax)] für drei untersuchte Massnahmen zeigt, dass mit der «grünen» Massnahme der Schwallabfluss den Zielwert Qmax (60 %-Quantil) mit einer Häufigkeit von ca. 65 % einhält. Auch der Zielwert Qmax (95%-Quantil) kann mit 95%-iger Einhaltung erfüllt werden. Es resultiert zweimal die Zustandsklasse «gut». Die «rote» Massnahme ist unzureichend (Zustandsklasse «unbefriedigend» bzw. «schlecht»), aber besser als der IST-Zustand. Die «blaue» Massnahme übertrifft das Ziel bezüglich der hydrologischen Kenngrösse Schwallabfluss (Zustandsklasse «sehr gut») und nähert sich dem Referenzzustand (nat. Hydrologie) an. Die Abbildungen C6 – C8 lesen sich analog zu diesem Beispiel.

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Zielwerte und Darstellung Schwallabfluss Zielwerte und Darstellung Sunkabfluss (Abfluss (Abfluss Tagesmaxima) Tagesminima) Die Darstellung für den Schwallabfluss kann Abbildung Definitionsbedingt sind beim Sunkabfluss für die Sum- C5 entnommen werden. Ausgewertet wird der höchste menhäufigkeit das 5 % und das 40 % Quantil massge- Abflusstageswert. Als weitere gewässerspezifische An- bend. Dieser Unterschied zu den anderen hydrologischen sätze seien beispielsweise Aspekte der Geschiebemobili- Kenngrössen ändert nichts an der geforderten Einhaltung sierung und des Geschiebetransports erwähnt (Flussbau der Zielwerte an 95 % resp. 60 % der Tage der berück- 2012). sichtigt Periode.

Möglichkeiten zur Festlegung der Zielwerte Schwallabfluss. Bei der Temperaturamplitude wird, methodisch bedingt, ein 90 % und nicht ein 95%-Quantil benutzt (vgl. Anhang C Indikator Q1*).

Schwallabfluss (= Abfluss Tagesmaxima) Massgebender Quantil Ansatz zur Festlegung des Zielwerts Schwallabfluss Kernindikator

Stabilität dm Laichgruben bei Schwallabfluss 95 % F3* Beschränkung Wasserwechselzone durch Reduktion Schwall 60 % F2*, B5, F6 Beschränkung Temperaturamplitude TASchwall-Sunk < TA Ref 90 % Q1* Allgemeine Reduktion Drift (aus Driftversuchen) 60 % D1/A2 Keine Katastrophendrift (aus Driftversuchen) 95 % D1/A2 Ausreichende Habitateignung Fische bei Schwall (nach Entwicklungsstadien) 60 % F6 … Gewässerspezifisch weitere Ansätze nach Fachexperten

Möglichkeiten zur Festlegung der Zielwerte Sunkabfluss. Bei der Temperaturamplitude wird, methodisch bedingt, ein 10 % und nicht ein 5 %-Quantil benutzt (vgl. Anhang C Indikator Q1*).

Sunkabfluss (= Abfluss Tagesminima) Massgebender Quantil Ansatz zur Festlegung des Zielwerts Sunkabfluss Kernindikator

Verlaichung und Laichentwicklung (verhindern Trockenfallen) 5% F3* Beschränkung Wasserwechselzone durch Erhöhung Sunk 40 % F2*, B5, F6 Ausreichende Habitateignung Fische bei Sunk (nach Entwicklungsstadien) 40 % F6 Ausreichende Habitateignung Makrozoobenthos bei Sunk 40 % B5 Beschränkung Temperaturamplitude TASchwall-Sunk < TA Ref 10 % Q1* … Gewässerspezifisch weitere Ansätze nach Fachexperten

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Zielwerte und Darstellung Pegelanstiegsrate bei Abflussanstieg Die Festlegung der Zielwerte der Pegelanstiegsrate stützt sich im Wesentlichen auf Driftversuche. Driftversuche sind per Definition gewässerspezifisch und liefern entsprechende Zielwerte. Für die Stabilität des Sohlenmaterials bei Pegelanstieg können auch instationäre 1D oder 2D Modellierung einbezogen werden (Anhang F).

Darstellung der Zielwerterreichung anhand der Summenhäufigkeit des Sunkabflusses p(Q min) für 3 Massnahmen. Ausgewertet wird der kleinste Abflusstageswert.

p(Qmin) gewässerspezifische Ziele

100 %

80 %

60 %

Legende 40 % Gewässerspezifische Ziele für Schwall-Sunk:

Immer wiederkehrende Ereignisse 20 % Ausgeprägte Ereignisse Unzureichende Massnahme Ausreichende Massnahme 0% Massnahme übertrifft Ziel Zielwert Zielwert Qmin 5%-Quantil 40%-Quantil

Möglichkeiten zur Festlegung der Zielwerte Pegelanstiegsrate. Bei der Temperaturänderungsrate wird, methodisch bedingt, ein 90 % und nicht ein 95%-Quantil benutzt (vgl. Anhang C Indikator Q1*).

Pegelanstiegsrate bzw. für Temperatur Abflussänderungsrate Massgebender Quantil Ansatz zur Festlegung des Zielwerts Pegelanstiegsrate Kernindikator

Stabilität dm Laichgruben bei Pegelanstieg 95 % F3* Reduktion der Temperaturänderungsrate (Abflussanstieg) 90 % Q1* Allgemeine Reduktion Drift (aus Driftversuchen) 60 % D1/A2 Keine Katastrophendrift (aus Driftversuchen) 95 % D1/A2 … Gewässerspezifisch weitere Ansätze nach Fachexperten

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Allenfalls kann auch der Temperaturwechsel massge- Zielwerte und Darstellung Pegelrückgangsrate bei bend sein für die zulässige Geschwindigkeit beim Über- Abflussrückgang gang von Sunk- zu Schwallabfluss. In diesem Fall erfolgt Die Festlegung der Zielwerte der Pegelrückgangsrate die Festlegung des Ziels anhand der zulässigen Abfluss- stützt sich im Wesentlichen auf den Ansatz zur Reduktion anstiegsrate dQ/dt + gemäss Indikator Q1*. des Strandens gemäss Indikator F2* unter Berücksichtigung der Leitfischart(en) und der Entwicklungsstadien.

Darstellung der Zielwerterreichung anhand der Summenhäufigkeit der Pegelanstiegsrate p(dh/dt+) für 3 Massnahmen. dh/dt + sind positive Werte der Pegeländerung, ausgedrückt in (cm/min). Ausgewertet wird der höchste, positive Tageswert im kritischen Abflussbereich.

p(dh/dt+) gewässerspezifische Ziele

100 %

80 %

60 %

Legende 40 % Gewässerspezifische Ziele für Schwall-Sunk:

Immer wiederkehrende Ereignisse 20 % Ausgeprägte Ereignisse Unzureichende Massnahme Ausreichende Massnahme 0% Massnahme übertrifft Ziel Zielwert Zielwert dh/dt+ 60%-Quantil 95%-Quantil

Möglichkeiten zur Festlegung der Zielwerte Pegelrückgangsrate. Bei der Temperaturänderungsrate wird, methodisch bedingt, ein 90 % und nicht ein 95%-Quantil benutzt (vgl. Anhang C Indikator Q1*).

Pegelrückgangsrate bzw für Temperatur Abflussänderungsrate Massgebender Quantil Ansatz zur Festlegung des Zielwerts Pegelrückgangsrate Kernindikator

Reduktion Stranden (nach Entwicklungsstadien), im kritischen Abflussbereich 95 % F2* Reduktion der Temperaturänderungsrate (Abflussrückgang) 90 % Q1* … Gewässerspezifisch weitere Ansätze nach Fachexperten

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Darstellung der Zielwerterreichung anhand der Summenhäufigkeit der Pegelrückgangsrate p(dh/dt -) für 3 Massnahmen. dh/dt – sind negative Werte der Pegeländerung, ausgedrückt in (cm/min). Ausgewertet wird der Absolutwert des kleinsten, negativen Tageswertes im kritischen Abflussbereich.

p(dh/dt – ) gewässerspezifische Ziele

100 %

80 %

60 %

Legende 40 % Gewässerspezifische Ziele für Schwall-Sunk:

Immer wiederkehrende Ereignisse 20 % Ausgeprägte Ereignisse Unzureichende Massnahme Ausreichende Massnahme 0% Massnahme übertrifft Ziel Zielwert dh/dt – 95%-Quantil

Ist der Temperaturwechsel massgebend, erfolgt die Fest- tion der Stufe 1 und die Zustandsklasse der Kenngrösse legung des Ziels anhand der zulässigen Abflussrück- wird übernommen. gangsrate dQ/dt - gemäss Indikator Q1*. Ansonsten, d. h. bei mehreren definierten Zielen pro hyd- Aggregation von Schwallabfluss, Sunkabfluss und rologischer Kenngrösse wird die Zustandsklasse anhand Pegeländerungsraten zur Gesamtbewertung A2 des Mittelwerts aggregiert. Liegt der Mittelwert genau Ein Variantenvergleich der Massnahmen kann bereits auf zwischen zwei Zustandsklassen, so wird die nächst Stufe der einzelnen festgelegten hydrologischen Kenn- schlechtere Zustandsklasse berücksichtigt. Von dieser grössen vor einer Aggregation erfolgen. Eine Aggregation Art der Aggregation kann begründet abgewichen werder Zustandsklassen der einzelnen hydrologischen Kenn- den. Zum Beispiel indem die Gesamtbeurteilung der hygrössen erlaubt hingegen eine Gesamteinschätzung der drologischen Kenngösse auf den schlechteren Zustand Zielerreichung betreffend Indikator A2. ausgerichtet wird.

Die Aggregation erfolgt in drei Stufen. Die Art und Weise Die Aggregation ist für den Sunkabfluss beispielhaft in der Aggregation ist angelehnt an Pfaundler et al. (2011). Tabelle C5 illustriert.

Stufe 1: Aggregation bezüglich einer hydrologischen Kenngrösse Auf der ersten Stufe werden die Zustandsklassen bezüglich einer hydrologischen Kenngrösse aggregiert.

Wird für eine hydrologische Kenngrösse nur ein gewässerspezifisches Ziel definiert, erübrigt sich die Aggrega-

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Tab. C5 • Klasse 1 «blau»: 1 Punkt. Aggregation am Beispiel des Sunkabflusses. • Klasse 2 « grün»: 2 Punkte.

• Klasse 3 «gelb»: 3 Punkte. Massgeben- Art des Zustands­ • Klasse 4 «orange»: 4 Punkte. Gewässer­spezifisches Ziel de Periode Ziels klasse

• Klasse 5 «rot»: 5 Punkte. Kein Trockenfallen der 95%- verfügbaren Laichareale bei Okt. – März 3 Quantil Anschliessend wird die zutreffende Zustandsklasse der Gesamtbewertung gemäss der Klassierungsregel in Ta- Ausreichende Habitat­ belle C6 bestimmt. Diese ist so konzipiert, dass die 60%- eignung Makrozoobenthos Okt. – März 2 Quantil Worst-Case-Zustandsklasse resultiert, wenn diese bei in Winter (B5) den Einzelbewertungen zweimal oder mehr vorkommt. Gesamtbeurteilung Sunk 2,5 – > 3 Weiter ist eine Verbesserung der Gesamtbewertung gegenüber dem Worst-Case-Wert um maximal zwei Zu- Nach Aggregation der Zustandsklassen für die verschie- standsklassen möglich, wenn ausser dem Bewertungsindenen gewässerspezifischen Ziele resultiert genau eine dikator mit der Worst-Case-Zustandsklasse die drei Zustandsklasse von 1 bis 5 für jede hydrologische Kenn- anderen Indikatoren Klasse 1 aufweisen. grösse.

Wird für eine hydrologische Kenngrösse kein gewässer- Lesebeispiel spezifisches Ziel definiert, so heisst dies, dass für die Im ersten Schritt wird die Worst-Case-Einzelbewerfestgestellten Defizite im Gewässer die Ursache nicht tung durchgeführt. Die Pegelrückgangsrate entin dieser Kenngrösse liegt. In diesem Fall wird die Zu- spricht der Zustandsklasse 4 (4 Punkte), d. h. der standsklasse 2 (grün) zugeordnet. Summenwert der Einzelbewertung wird anhand der Spalte Klasse 4 vorgenommen. Für die Einzelbewer- Stufe 2: Aggregation des Schwallabflusses, des tung des Sunkabflusses und des Schwallabflusses Sunkabflusses und der Pegeländerungsraten werden die Zustandsklassen 1 (je 1 Punkt) und für Die Aggregation erfolgt analog der Methode zur Aggre- die Pegelanstiegsrate die Zustandsklasse 2 (2 Punkgation gemäss Pfaundler et al. (2011), für die 4 Kenn- te) erreicht. Der Summenwert beträgt 4+1+1+2 = 8, grössen Schwallabfluss, Sunkabfluss, Pegelanstiegsrate d. h. < 10 in der Spalte Klasse 4. Es resultiert die Ge- und Pegelrückgangsrate. samtbewertung Klasse 3.

Die Aggregation der Einzelbewertungen wird durch Aufsummieren der folgenden Punktzahlen in Abhängigkeit der Zustandsklasse der Einzelbewertungen gebildet:

Aggregationsregel zur Ermittlung der Gesamtbewertung des Indikators A2 mit Berücksichtigung der Worst-Case-Zustandsklasse Summenwert.

«Worst-Case» Einzelbewertung: Schwallabfluss, Sunkabfluss, Pegeländerungsraten Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Klasse 4 Klasse 5 Gesamtbewertung =4 <6 <7 Klasse 1

Summenwert

Einzelbewertung ≥ 10 < 12 Klasse 4 ≥ 12 Klasse 5

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4 Prognose serökologische Bestandsaufnahme. Wasser Energie Luft

105: 191 – 199. Die Prognose erfolgt, indem die Abflussganglinien mit Massnahmen in den betroffenen Gewässerabschnitten Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meyermittelt und daraus die hydrologischen Kenngrössen er M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Tuhtan J., (Summenhäufigkeit gemäss vorhergehendem Kapitel) Wächter K. 2013 (2). Schwall-Sunk Sanierung in der Hasmit Massnahmen bestimmt werden. Bei Neubauprojekten liaare – Phase 1b: Ökologische Bewertung des Ist-Zuerfolgt die Prognose analog, indem der Zustand des In- stands anhand der 12 Indikatoren der aktuellen BAFU dikators A2 mit Massnahmen in den Gewässerabschnit- Vollzugshilfe. Wasser Energie Luft 105 : 200 – 207. ten prognostiziert wird. Bei Neubauprojekten wird empfohlen, als Vergleich auch die Variante «Neubauprojekt Schweizer S., Bieri M., Tonolla D., Monney J., Rouge M. ohne Massnahmen» zu prognostizieren, um die positive und Stalder P. 2013 (3). Schwall-Sunk Sanierung in der Wirkung der Massnahmen auszuweisen. Hasliaare – Phase 2a: Konstruktion repräsentativer Abflussganglinien für künftige Zustände. Wasser Energie Luft 105: 269 – 276.

5 Literatur

Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Mai- Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012. Sanierung re A., Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Schwall-Sunk – strategische Planung. Ein Modul der Theiler Q., Tuhtan J., Wächter K. 2013 (4). Schwall-Sunk Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt Sanierung in der Hasliaare – Phase 2b: Ökologische Befür Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1203: 126 S. wertung von künftigen Zuständen. Wasser Energie Luft 105: 277 – 287. Bruder A. 2012. Bewertung von Massnahmen zur Beseitigung wesentlicher Beeinträchtigungen durch Schwall und Sunk, Grundlagen für den Vollzug. EAWAG, Dübendorf: 92 S.

Bruder A., Schweizer S., Vollenweider S., Tonolla D., Meile T. 2012. Schwall und Sunk: Auswirkungen auf die Gewässerökologie und mögliche Sanierungsmassnahmen. Wasser Energie Luft 104: 257 – 264.

Flussbau 2012. Alpenrhein D6: Quantitative Analyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche Anforderungsprofile. Arbeitspaket 1: Anforderungsprofile und Kolmation. IRKA : 61 S.

Pfaundler M., Dübendorfer C, Zysset A., 2011: Methoden zur Untersuchung und Beurteilung der Fliessgewässer. Hydrologie – Abflussregime Stufe F (flächendeckend). Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1107: 113 S.

Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meyer M., Monney J., Schläppi S., Wächter K., 2013 (1). Schwall- Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 1a: Gewäs-

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Stranden von Fischen Geeignet für Schwalls zusammenhängt, und bei einer Abstiegs- Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle geschwindigkeit von 0,1 cm/min keine Strandung von Bachforellenlarven nachgewiesen werden konnte. Änderungen gegenüber dem Modul «Strategische Im Vergleich dazu zeigten Strandungsversuche mit Planung»: Äschen­larven, dass bei 0,2 cm/min keine Strandung nachgewiesen werden konnte. Vergleichend gering

• Gestützt auf aktuelle Strandungsversuche in Ver- waren die Strandungsraten der Äschenlarven bei einer suchsrinnen werden neue Wertefunktionen für die Pe- Abstiegsgeschwindigkeit von 0,3 cm/min. Bei höheren gelrückgangsraten für Bachforellen und Äschen der Abstiegsgeschwindigkeiten wurden wiederum ähnliche ersten Lebensstadien definiert. Strandungsraten wie bei vorangegangenen Studien

• Beobachtungen von gestrandeten Fischen im Feld (Schmutz et al. 2013) belegt. werden erhoben, aber nicht mehr mit einer Wertefunk- • Altersstadium. Juvenile Äschen weisen ein weit gerintion beurteilt. Die Ergebnisse dienen als Grundlage für geres Risiko auf, bei Schwall abzudriften oder zu stranallfällige spätere Wirkungskontrollen. den, als Äschenlarven. Die geringeren Driftraten der

• Die Gesamtbewertung des Indikators F2* erfolgt neu juvenilen Äschen während Schwallabfluss dürften auf gestützt auf zwei Kriterien. eine gesteigerte Schwimmleistung der Fische zurückzuführen sein. Die geringeren Strandungsraten der juvenilen Äschen sind auf eine geänderte Habitatwahl in die-

1 Grundlagen sem Lebensstadium zurückzuführen. Das gilt allerdings

nur am Tag. In der Nacht bevorzugen auch juvenile Äs- Neue Erkenntnisse zu Stranden und Verdriftung von chen noch seichte, langsam fliessende Habitate, womit Fischen ihr Strandungsrisiko in der Nacht höher ist als am Tag. Primäres Ziel der neue experimentelle Versuche war • Buchtstrukturen. Es konnte gezeigt werden, dass soes, die Verdriftung und Strandung von junge Bachfo- wohl Drift- als auch Strandungsraten durch das Vorrellen und Äschen (Larven und Jungfische [0+]) infolge handensein von Buchtstrukturen eklatant verringert Schwalls zu quantifizieren, bzw. herauszufinden, welche waren. An dieser Stelle sei noch angemerkt, dass Faktoren das Stranden beeinflussen (Auer et al. 2014). die getesteten Buchtstrukturen hinsichtlich Fliessge- Strandungsversuche, Strukturversuche, Tag-Nacht- Ver- schwindigkeit und Substratbeschaffenheit kein geeigsuche aber auch Mehrfachschwallversuche haben die im netes Habitat auf Dauer für Larven- und Juvenilstadien Rahmen vorangegangener Studien gewonnenen Erkennt- von Bachforelle und Äsche darstellen, sondern im Falle nisse vertieft. eines Schwallereignisses durch ihre hydromorphologischen Aspekte lediglich als Refugialhabitat dienen. Die Versuchstiere wiesen die folgenden Längen auf: • Tag-Nacht. Die durchgeführten Tag-/Nachtversuche Äschenlarven 13 – 20 mm, Äschen juvenil 50 – 76 mm, mit juvenilen Äschen und Äschenlarven zeigten, dass Bachforellenlarven 24 – 30 mm, Bachforellen juvenil es tageszeitliche Unterschiede bezüglich Habitatwahl, 67 – 69 mm. longitudinalem Wanderverhalten und Strandungsrisiko gibt. In der Nacht verschieben sich präferierte Stand- Die wichtigsten Resultate der Versuche können wie folgt orte in seichtere und langsamer fliessende Bereiche zusammengefasst werden: näher der Wasseranschlagslinie. Die Versuchsergebnisse während der Nacht zeigten ein deutlich höheres • Strandungsbeobachtungsversuche mit Bachforellen- Strandungsrisiko. larven und Äschenlarven auf der homogenen Kies- • Mehrfachschwallversuche. Mehrere hintereinander bank. Es wurde ermittelt, dass die Strandungsrate auftretende Schwallereignisse haben zur Folge, dass direkt mit der vertikalen Abstiegsgeschwindigkeit des die Raten der Drift während Schwall nach dem ersten

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Schwallereignis zurückgehen. Bei den Strandungsra- von 0,2 cm/min wurde Strandung beobachtet (Median ten zeigt sich in erster Linie ein tageszeitlicher Effekt. = 20 %). Dies wird auf die unterschiedlichen Lebens- In speziellen Versuchsanordnungen sollte herausge- weisen der Fischlarven zurückgeführt. funden werden, worauf die geringer werdenden Driftraten zurückzuführen sind. Eine mögliche Erklärung ist, dass diejenen Individuen aus der Rinne driften, die eine 2 Erhebung und Prognose Veranlagung haben, bei ungünstigen Bedingungen zu wandern. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Fische Hydraulische Berechnungen zum Anteil der trockenfallernen, mit Schwallbedingungen umzugehen und da- lenden Flächen her bei weiteren Schwallereignissen weniger Individu- Die hydraulischen Berechnungen zur Ausdehnung der en abdriften. Es konnte jedoch keinen längerfristigen Wasserwechselzonen sowie die Auswertung und Darstel- (> 24 h) Lerneffekt nachgewiesen werden. lung der Resultate erfolgen wie im Modul «Strategische • Asymmetrischer Schwall. Wenn es zuerst zu einer Planung» (Baumann et al. 2012). Zusätzlich wird emp- Abflusserhöhung kommt und danach auf eine Sunkdo- fohlen, die Ausdehnung der Wasserwechselzone im Feld, tation unter die Ausgangsdotation reduziert wird, sind z. B. anhand von Schwall-Sunk Versuchen zu überprüfen die Bachforellenlarven gezwungen, ihren Standort zu und dadurch die hydraulische Modelle zu validieren. Zu wechseln, um nicht zu stranden. Bei diesem Szenario Modellierungen siehe auch Anhang F. sind die Driftraten in der Nacht etwa doppelt so hoch wie am Tag und auch das Strandungsrisiko bei Dun- Feldbeobachtungen zum Strandung von Fischen kelheit ist höher. Insgesamt stellte sich jedoch heraus, Ob und wie viele gestrandete Fische beobachtet werdass der asymmetrische Schwall im Vergleich zu den den können, ist oft abhängig von der Beschaffenheit und Versuchsanordnungen mit symmetrischen Schwällen Neigung der Uferlinie (z. B. Blockwurf oder Sand), der keine Veränderung der Strandungszahlen bewirkt. Die Anzahl und Art vorhandener (Jung-)Fische im Gewässer, Bachforellenlarven sind also nicht durch eine vormali- dem Zeitpunkt des Schwallrückganges (Tag oder Nacht)

ge Änderung der Dotation gewarnt. Es wird vermutet, sowie der Anwesenheit von Fressfeinden und Unterständass ein asymmetrischer Schwall eine Erhöhung der de/Verstecke für die Fische. Aus solchen Gründen sind Driftraten in der Nacht bewirkt. Beobachtungen zu gestrandeten Fische als eher schwie- • Bachforelle vs. Äsche. Bei Strandungsversuchen auf rig zu betrachten und werden, in Abweichung zum Modul einer homogenen Kiesbank mit Bachforellenlarven «Strategische Planung», nicht weiter durch eine Wertewurden bei allen Abstiegsgeschwindigkeiten höhe- funktion beurteilt. re Strandungsraten beobachtet als bei vergleichbaren Versuchen mit Äschenlarven. Dabei wurde für die Als eine ergänzende Grundlageinformation, die auch für Bachforellenlarven festgestellt, dass ein Strandungs- spätere Wirkungskontrollen verwendet werden kann, wird risiko ab einer vertikalen Abstiegsgeschwindigkeit trotzdem empfohlen eine Erhebung allfälliger gestrandevon 0,2 cm/min auftritt, bei den Äschenlarven erst ter Fische im Feld durchzuführen. ab 0,3 cm/min, wobei die Strandungsraten bei dieser Abstiegsgeschwindigkeit noch relativ (Median < 5 %) Schwellenwerte Pegelrückgangsraten gering waren. Dieser Sachverhalt ändert sich aber, Um aus den Ergebnissen und Ableitungen bisher erfolgwenn sich auf der Kiesbank zusätzlich Muldenstruk- ter Versuchsdurchführungen das Strandungsrisiko von turen befinden. Bei Bachforellenlarven nehmen die Fischlarven und Jungfischen unter Berücksichtigung der Strandungsraten ab, wobei diese Abnahme an die Ab- vertikalen Schwallabstiegsgeschwindigkeit abzuschätstiegsgeschwindigkeit gekoppelt ist. Bei den Äschen- zen, müssen vorweg folgende, grundlegende Aspekte larven wurde das Gegenteil beobachtet: Muldenstruk- beachtet werden (Auer et al. 2014): turen wirken sich negativ in Form eines Falleneffekts und führen zu einem signifikanten Anstieg der Stran- • Die Grenzwerte basieren auf Versuchen mit Zuchtdungsraten. Auch bei einer Abstiegsgeschwindigkeit Fischlarven , die im Zuge der Versuche mit einem Ein-

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zelschwall konfrontiert wurden. Es ist u. a. unklar, ob Schwellenwerte Pegelrückgangsraten und in welchem Umfang Larven dazu fähig sind, aus Die in der Arbeit von Auer et al. 2014 dreistufige Werbereits «überstandenen» Schwallereignissen ihr Ver- tefunktion wird nachstehend auf fünf Bewertungsstufen halten anzupassen. Dies ist vor allem wichtig bei Über- ausgedehnt, getrennt für unterschiedliche Altersgruppen legungen bezüglich der möglichen Kategorisierungs- (Entwicklungsstadien) bzw. Fischarten (Tab. C8 – C10). klassen, da eine Reduzierung der Larvenpopulation um 25 % pro Einzelschwallereignis als nicht ökologisch Tab. C8 vertretbar angesehen werden muss. Wertefunktionen der Pegelrückgangsraten für larvale Äschen und • Nach heutigem Wissensstand ist es noch teilweise un- Bachforellen bei Tageslicht. klar, wie sich weitere abiotische Faktoren wie z. B. die Kiesbankneigung, die Korngrössenzusammensetzung, Kriterium: Pegelrückgangsrate Bewertung Zustand (cm/min) die Wassertemperatur, die horizontale Wasserwechselzone, die Tageszeit und die Schwalldauer auf das sehr gut < 0,2

Strandungsrisiko auswirken. Bisherige Versuche mit gut ≥ 0,2 < 0,3

Jungfischen haben gezeigt, dass vor allem Tageszeit mässig ≥ 0,3 < 0,4

und Morphologie (Struktur, Querneigung) einen grossen unbefriedigend ≥ 0,4 < 0,5

Einfluss haben können, jedoch wurden viele Parameter schlecht ≥ 0,5

und deren Auswirkung bei Veränderung derselben noch nicht getestet. Tab. C9 Wertefunktionen der Pegelrückgangsraten für juvenile Äschen bei Tageslicht.

3 Datenaufbereitung und Bewertung

Kriterium: Pegelrückgangsrate Bewertung Zustand (cm/min) Anteil trocken fallender Fläche Der Anteil der bei Sunk trockenfallenden Flächen wird (ana- sehr gut <1

log zum Modul «Strategische Planung») an der gesamten, gut 1 < 1,2

bei Schwall benetzten Sohlenfläche gemessen (Tab. C7). mässig ≥ 1,2 < 2 unbefriedigend ≥2<3

Tab. C7 schlecht ≥3

Wertefunktion für trockenfallende Flächen. Kriterium: Anteil trocken Wertefunktionen der Pegelrückgangsraten für juvenile Bach­forellen fallender Fläche an gesamter bei Tageslicht. Bewertung Zustand benetzter Fläche

sehr gut < 10 % Kriterium: Pegelrückgangsrate gut ≥ 10 < 30 % Bewertung Zustand (cm/min)

mässig ≥ 30 < 40 % sehr gut < 1,5 unbefriedigend ≥ 40 < 50 % gut ≥ 1,5 < 3 mässig-schlecht ≥ 50 % mässig ≥ 3 < 4,5 unbefriedigend ≥ 4,5 < 6

Zu beachten: Die Berechnung der trockenfallenden Flä- schlecht ≥6

chen macht nur auf denjenigen Gewässerabschnitten Sinn, wo einerseits Larven und juvenile Fische potentiell Zu beachten: Bei larvalen und juvenilen Bachforellen vorkommen können; andererseits auch nur dort, wo eine sowie auch bei Äschen gibt es nachts ein deutlich hö- Strandung überhaupt anzunehmen ist (vgl. Kriterium emp- heres Strandungsrisiko als bei Tageslicht, dies aufgrund findlichste Morphologie gemäss Baumann et al. 2012). der tageszeitlich veränderten Aufenthaltstorte und dem

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longitudinalem Wanderverhalten. Bei der Bewertung von 4 Literatur nächtlichen Schwall-Sunk Ereignissen ist demnach sinnvoll die Pegelrückgangsraten gemäss Tabelle C8–C10 für Auer S., Fohler N., Zeiringer B., Führer S., Schmutz S. Bachforellen sowie Äschen entsprechend anzupassen 2014. Experimentelle Untersuchungen zur Schwallprob- (z. B. zu halbieren). lematik. Drift und Stranden von Äschen und Bachforellen während der ersten Lebensstadien. BOKU, Wien: 109 S. Zusammenfassende Beurteilung des Indikators Für die Gesamtbewertung dieses Indikators in fünf Zu- Baumann P., Kirchhofer A., Schächli U. 2012. Sanierung standsklassen sind die Wertefunktionen der trockenfal- Schwall-Sunk – Strategische Planung. Ein Modul der lenden Flächen und diejenigen der Pegelrückgangsraten Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt (je nach Jahreszeit bzw. Entwicklungsstadium und unter für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1203: 126 S. Anpassung der Wertefunktion im Falle von nächtlichen Schwall-Sunk Ereignissen) zu verwenden und gemäss Schmutz S., Fohler N., Friedrich T., Fuhrmann M., Graf Tabelle C11 zu aggregieren. W., Greimel F., Höller N., Jungwirth M., Leitner P., Moog O., Melcher A., Müllner K., Ochsenhofer G., Salcher G., In einigen Fällen kann sich erweisen, dass die Betrach- Steidl C., Unfer G., Zeiringer B. 2013. Schwallproblematik tung der trocken gefallener Flächen und der Pegelrück- an Österreichs Fliessgewässern – Ökologische Folgen und gangsrate alleine nicht genügt um die Strandungsproble- Sanierungsmöglichkeiten. BMFLUW, Wien: 183 S. matik zu lösen. In solchen Fällen ist meistens die Lage von Strukturen im Gewässer in Verbindung mit deren Morphologie entscheidend und bei der Interpretation der Resultate entsprechend zu berücksichtigen. (vgl. Anhang E Teil «Mögliche Massnahmen»).

Aggregation der Kriterien «trocken fallender Fläche» und «Pegelrückgangsrate» zur Ermittlung der Gesamtbewertung des Indikators F2*.

Kriterium: Anteil trocken fallender Fläche an gesamter benetzter Fläche sehr gut gut mässig unbefriedigend schlecht

Kriterium: schlecht mässig unbefriedigend unbefriedigend schlecht schlecht unbefriedigend gut unbefriedigend unbefriedigend unbefriedigend schlecht mässig gut mässig unbefriedigend unbefriedigend unbefriedigend

Pegelrückgangsrate gut gut gut gut gut mässig sehr gut sehr gut gut gut gut gut

Lesebeispiel für juvenile Bachforellen als sehr gut (Zustandsklasse Wenn der Anteil trocken gefallener Flächen an der ge- blau, Tab. C10) bewertet. Nach Aggregation der Zusamten benetzten Fläche 20 % beträgt, wird dieses standsklassen für die zwei Kriterien resultiert die Zu- Kriterium als gut bewertet (Zustandsklasse grün, Tab. standsklasse unbefriedigend (orange) für den Indikator C7). Wenn die Pegelrückgangsrate 0,45 cm/min be- F2* «Stranden larvaler Bachforellen» und die Zuträgt wird dieses Kriterium für larvale Bachforellen als standsklasse gut (grün) für F2* «Stranden juveniler unbefriedigend (Zustandsklasse orange, Tab. C8) und Bachforellen».

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Laichareale der Fische Geeignet für Vorgehen Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle Mit Habitatmodellierungen wird überprüft, ob für die kartierten oder potenziellen Laicharealen die erforderlichen Änderungen gegenüber dem Modul «Strategische Fliessgeschwindigkeiten und Wassertiefen während der Planung»: Fortpflanzungszeit sowie während der Dauer der Eientwicklung erreicht bzw. beibehalten werden können (kon-

• Im Falle eines Kraftwerkneubaus ist bei einem unbe- kret heisst das z. B.: Stabilität der Laichgrube bei Schwall einflussten natürlichen Gewässerabschnitt das aktu- und bei Sunk bis zur Emergenz). Als Grundlage zur Beelle Angebot an Laicharealen (in m2) die Grundlage zur urteilung, ob ein Areal als Laichareal in Frage kommt, Bewertung, im Falle eines bestehenden Kraftwerkes dienen gewässer- und artspezifische Präferenzkurven das berechnete Angebot bei einem modellierten na- der vorkommenden Leitfischarten (vgl. Indikator F6). türlichen Abfluss zur Laichzeit. Allenfalls sind zur Verifizierung ergänzende zusätzliche

• Neue Wertefunktion zum Flächenverlust von potentiel- Felduntersuchungen in diesen Untersuchungsstrecken zu len Laicharealen. planen.

• Vorschläge zu ergänzenden Feldversuchen (Test-Kits).

1 Grundlagen

Wie im Modul «Strategische Planung» (Baumann et al 2012). Es werden nur die Laichareale von Forellen (Bachforellen und Seeforellen) und falls notwendig bzw. möglich diejenigen weiterer Leitfischarten (Äsche, Barbe) betrachtet.

2 Erhebung und Prognose

Planung Die potentiell geeigneten Laichareale und deren Ausdehnung können bei klaren Abflüssen jederzeit im Feld bestimmt werden. Sind zusätzliche Felduntersuchungen (siehe nächste Seite) nötig oder absehbar, sind diese frühzeitig mit der kantonalen Fischereiaufsicht abzusprechen.

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3 Datenaufbereitung und Bewertung Tab. C12

Wertefunktion für den Flächenverlust an geeigneten Laichareale Das Angebot an Laicharealen kann nach dem folgenden der Fische gegenüber dem Referenzzustand. Beispiel-Diagramm dargestellt werden (Abb. C9). Auf Bewertung Zustand Kriterium: Flächenverlust (%) diesem Beispiel sind zusätzlich auch die Jungfischhabitate für Bachforellen eingezeichnet. sehr gut < 10

Der Referenzzustand wird gebildet durch das Angebot mässig 30 < 50

(in m2) an Laicharealen zur Laichzeit und bei natürlichem unbefriedigend 50 < 70

Abfluss. In einem Gewässer mit unbeeinflusstem Ab- schlecht ≥ 70

fluss (z. B. vor dem Bau eines Kraftwerks) kann dies im Feld konkret beobachtet und kartiert werden. In einem Gewässer mit Schwallbetrieb kann der Referenzzustand 4 Zusätzliche Felduntersuchungen mittels modelliert werden, indem mit dem natürlichen Abfluss zur Test-Kits Laichzeit aus einer bekannten oder rekonstruierten natürlichen Abflussganglinie die nutzbare Fläche berechnet Kartierung von Laichgruben wird. Kartierung der Laichgruben von Bach- und Seeforelle (evtl. auch der Äsche) bei Sunk, wenn Restwasserbedingungen Die Abweichung der Fläche des berechneten Angebo- mit üblicherweise oft klarem Abfluss vorhanden sind. Die tes an Laicharealen von der Fläche unter natürlichen Laichgruben können mit zwei Fixpunkten am Ufer durch Abflussverhältnissen wird gemäss der folgenden Werte- Messbänder (oder auch durch Differential-GPS-Markiefunktion für jede betrachtete Leitfischart bewertet (Tab. rung) exakt lokalisiert werden. Die Entwicklung der Eier C12). kann durch Ausgraben von Eiern im Augenpunktstadium

Trockenfallende Fläche in Funktion der Wassertiefe bei Sunk. Bsp. an der Saane (unveröffentlicht).

Jungfischhabitat bei Sunk (0 +)

1000 Laichhabitat bei Sunk (> 20 cm)

Fläche (m 2)

600 Potentielle Laichhabitate, welche bei Sunk trockenfallen

(nicht berechnet)

–1,45 –1,35 –1,25 –1,15 –1,05 –0,95 –0,85 –0,75 –0,65 –0,55 –0,45 –0,35 –0,25 –0,15 –0,05 0,05 0,15 0,25 0,35 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95 1,05 1,15 1,25

Wassertiefe bei Sunk (m)

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(Bachforellen nach ca. 220 Tagesgraden, Äschen nach nach einem Hochwasser, wird die Grube ausgegraben und 110 Tagesgraden) überprüft werden. Ob aus den geäug- das Vorhandensein der farbigen Kiesschichten überprüft. ten Eiern dann letztlich auch Jungfische schlüpfen, wird Dies dient zur Überprüfung der Sohlenstabilität während mit entsprechender Befischung überprüft (vgl. Indikator der Laichentwicklung. Im Rahmen eine Schweizerischen Nationalfonds-Pro- Unter Umständen sind auf dem betrachteten Gewäs- jektes («Nachhaltige Wassernutzung», NFP 61; Badoux serabschnitt keine genutzten oder potentiellen Laich­ et al. 2014) wurde ein Analysetool zur Einschätzung der areale vorhanden. Grund dafür kann eine ungeeignete klimatischen Veränderungen bezüglich Reproduktion und Gewässermorphologie, aufgrund von z. B. einer Kanali- Mesohabitat der Bachforelle erarbeitet. Mit Modellierunsierung, sein. Nicht zu vergessen ist die Möglichkeit, dass gen an der Kleinen Emme und am Brenno gelang es, die die Korngrössen auf Laicharealen durch Geschiebeerosi- Zukunftsperspektive für die Reproduktion der Bachfoon und -transport bei Schwall sowie Geschiebedeposition relle aufzuzeigen. Die künftigen Bedingungen während bei Sunk verändert werden können, u. U. kann das ganze der Inkubation der Eier und Dottersackbrütlinge werden Laichareal erodiert werden. In einerseits solchen Fällen weniger günstig sein und die zunehmenden Hochwasser sowie andererseits zur Überprüfung der Modellierungen im Winter werden sich auf die natürliche Reproduktion können die folgenden zusätzlichen Felduntersuchungen nachteilig auswirken. Die Modelle zeigen, dass sich die aufschlussreich sein. morphologische Qualität des Gewässers verbessert, wenn eine ausreichende Breite zur Verfügung steht. In Einbringung von Brutboxen diesem Kontext gewinnen Flussaufweitungen und Revi- Einbringen von «Brutboxen» mit Fischlaich (Forellen talisierungen vermehrt an Bedeutung. und Äschen) bei Sunk und spätere Kontrolle, ob die chemisch-physikalische Wasserqualität, insbesondere Tem- Interpretation der zusätzlichen Felduntersuchungen peratur und Schwebstoffgehalt, zur Eientwicklung aus- In Verbindung mit dem Fischindikator F1* (MSK-Modul reichend sind. Die Eier in den Laichboxen stammen aus Fische) lassen sich folgende Aussagen machen: Laichfischfängen, im besten Falle aus dem betreffenden

Gewässer selbst oder sonst aus benachbarten Gewäs- • Entspricht die Anzahl der Laichgruben den Erwartunsern. Die Befruchtung erfolgt in Fischzuchtanstalten, sie gen (Erwartungen berechnet aus Anzahl vorhandener ist meist gegen 100 %. Die in den Fischzuchten erbrüte- Elterntiere) aus den Ergebnissen des Indikators F1* ten Eier dienen als Referenz. plus Berücksichtigung des Angebots an Laicharealen?

• Durch das Ausgraben von Laichgruben kann, paral- Auch andere Methoden können für die Beurteilung der lel zur Kontrolle der Laichboxen, die Entwicklung der Eientwicklung geeignet sein, siehe z. B. Dumas & Marti Naturbrut und auch die Befruchtungsrate überprüft (2006). werden.

• Falls die Laichgruben ausgespült (erodiert) wurden, Einbringung von gefärbten Kiesschichten geben die Schichten mit farbigem Kies Auskunft über Auf Kiesbänken und/oder auf Laicharealen werden ca. die Tiefe der Umlagerung. Die Laichgruben sollen 5 cm dicke Lagen von verschieden gefärbtem Kies, ab- durch den Schwall nicht erodiert werden. Auch können wechselnd mit ungefärbten Steinen, vergraben. Bis in eingegrabene farbige Kiesfraktionen die Modellrechwelche Tiefen solche künstlichen Horizonte eigebracht nungen zum Geschiebetransport belegen. werden, hängt von den Tiefen der Laichgruben der vorkommenden Interstitiallaicher (Salmoniden) ab. Laichen Seeforellen im fraglichen Areal, sind Farbhorizonte bis in ca. 50 cm Tiefe einzubringen, laichen Bachforellen, interessieren Tiefen bis maximal 20 cm. Die Stellen werden registriert. Nach einer gewissen Zeit, z. B. 6 Monate oder

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5 Literatur

Badoux A., Peter A., Rickenmann D., Junker J., Heimann F., Zappa M., Turowski J.M. 2014. Geschiebetransport und Forellenhabitate in Gebirgsflüssen der Schweiz: mögliche Auswirkungen der Klimaänderung. Wasser Energie Luft 106: 200 – 209.

Baumann P., Kirchhofer A., Schächli U. 2012. Sanierung Schwall-Sunk – Strategische Planung. Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1203: 126 S.

Dumas J., Marty S. 2006. A new method to evaluate eggto-fry survival in salmonids, trials with Atlantic salmon. Journal of Fish Biology 68: 284 – 304.

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Habitateignung Fische Geeignet für Beurteilung mit Präferenzkurven Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle Die Ansprüche werden mittels Präferenzkurven dargestellt (siehe dazu z. B. Person 2013), welche, wenn immer Neuer Indikator zur Modellierung der Habitateignung für möglich, mit Felduntersuchungen im Schwallgewässer Leitfischarten bei verschiedenen Schwall- und Sunkab- zu überprüfen und, falls notwendig, anzupassen sind. In flüssen. Fliessgewässern der oberen und unteren Forellenregion dienen die Lebensraumansprüche der Bachforelle als Grundlage. In Gewässern der Äschenregion werden die

1 Grundlagen Ansprüche der Äsche und in der Barbenregion diejenigen

der Barbe berücksichtigt. Die Lebensraumansprüche vieler einheimischer Fischarten sind mittlerweile gut bekannt. Zu beachten ist, Planung dass die Fische in unterschiedlichen Lebensabschnitten Die Erhebung der topographischen, morphologischen, und Jahreszeiten unterschiedliche Umweltbedingun- hydraulischen und hydrologischen Grundlagendaten ergen bevorzugen. Die jeweiligen Präferenzen lassen sich folgt gemäss Anhang B und Anhang F, die Festlegung der grundsätzlich durch die für Fische relevanten Parameter zu modellierenden Gewässerabschnitte ist mit den Unter- Wassertiefe, Fliessgeschwindigkeit und (dominierende) suchungsstellen des Indikators F1* «MSK-Modul Fische» Korngrösse beschreiben. Die «kleinen» Gewässerstruk- abzustimmen. Die Planung der Habitatmodellierung, die turen (Mikrohabitate) und Unterstände, an welchen z. B. Modellwahl und die dazu nötigen Parameter sind im Andie Bachforelle sehr stark gebunden ist, können durch hang F beschrieben. Die Modellierungen und Erhebungen diese Parameter nicht abgebildet werden und fliessen können gemeinsam mit dem Indikator B5 erfolgen. Eine demnach auch nicht in Habitatmodellierungen ein. Es frühzeitige und sorgfältige Koordination unter den jeweils ist zum Vorherein klar, dass das jetzige und das künftige zuständigen Fachspezialisten ist wichtig. Angebot an solchen Strukturen nur mit Hilfe von Expertenwissen von Fall zu Fall beurteilt werden kann. Bei der Grundlagenerhebungen wird die Aufnahme von funkti- 3 Datenaufbereitung und Bewertung onellen Unterständen und Strukturen empfohlen (siehe Anhang B). Als Beurteilungsgrundlage bezüglich Schwall-Sunk dient der Referenzzustand bezüglich Schwall-Sunk, d. h. das betrachtete Gewässer mit den heutigen unterschiedli-

2 Erhebung und Prognose chen Morphologien, bei einem natürlichen Q182 der Dauerkurve. Im Falle einer bestehenden Schwall-Sunk Stre-

Während mit dem Indikator F3* gezielt das Laichare- cke sind charakteristische Abflussganglinien u. U. aus der alangebot modelliert werden kann, besteht bei diesem Zeit vor der Inbetriebnahme des Schwall-Sunk Betriebes Indikator das Ziel darin, eine Prognose zur allgemeinen bekannt, ansonsten können sie näherungsweise rekons- Habitateigung für die im betrachteten Gewässerabschnitt truiert werden. vorkommenden Leitfischarten zu machen. Für Leitfischarten werden die Ansprüche an den Lebensraum für Ermittelt wird das Flächenangebot, das im Referenzdas Jungfischstadium (0+) und den (geschlechtsreifen) zustand den Lebensraumansprüchen der betrachteten Adultfisch definiert, also pro Fischart zwei Altersstadien Fischart (in Form von Wassertiefe, Fliessgeschwindigkeit herangezogen. Diese Ansprüche sollen im Idealfall so- und dominierender Korngrösse, bei einem Habitat­eigwohl bei einem typischen Sunk als auch bei einem typi- nungsindex SI > 0,5 [vgl. z. B. Hauer et al. 2014]), in den schen Schwall (vgl. Anhang E Teil «Bestimmung von re- zwei unterschiedlichen Altersstadien entspricht. Dieses präsentativen Abflussganglinien») erfüllt werden können. Flächenangebot ist jeweils 100 %.

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Mit Hilfe der Modellierung lässt sich für jedes Alters- gregation, kann deshalb nicht rein rechnerisch mit Hilfe stadium und jede Leitfischart berechnen, um einen wie einer Tabelle gemacht werden, sondern muss – für jegrossen Anteil bzw. Prozentsatz dieses Flächenangebot des einzelne Fliessgewässer neu – letztlich durch eine sich im Schwall- und im Sunkzustand verändert hat bzw. umfassende und nachvollziehbare Beschreibung durch sich verändern wird. Expertenwissen abgeklärt werden. Anzustreben ist eine Aussage dazu in welcher der fünf Zustandsklassen die Jede berechnete Flächenveränderung (d. h. die Differenz Gesamtbewertung liegt. zum Flächenangebot an Fischhabitaten unter Berücksichtigung des natürlichen Q182 der Dauerkurve) wird ge- Gemäss obiger Methodik für F6 können sowohl der Ist-Zumäss der Wertefunktion in Tabelle C13 bewertet. Dabei stand, wie auch der Zustand nach Massnahmen beurteilt ergeben sich getrennte Bewertungen geeigneter Flächen werden. Das Vorgehen zur Beurteilung der zwei Zustände für die Verhältnisse unter einem mittleren Sunk und einem kann in Anlehnung an Abb. C10 erfolgen. mittleren Schwall, die im Gegensatz zum MZB im Gewässerbett örtlich an verschiedenen Sektoren liegen können (vergl. dazu Abb. C10). 4 Literatur

Tab. C13 Hauer C., Unfer G., Holzapfel P., Haimann M., Haber- Wertefunktion für die Flächenveränderung an geeignetem Habitat sack H. 2014. Impact of channel bar form and grain size gegenüber dem Referenzzustand Q182 der Dauerkurve. variability on estimated stranding risk of juvenile brown trout during hydropeaking. Earth Surface Processes and Bewertung Zustand Kriterium: Flächenverlust (%) Landforms 39: 1622 – 1641. sehr gut < 10 oder Flächengewinn gut 10 < 20 Person E. 2013. Impact of hydropeaking on fish and their mässig 20 < 30 habitat. Dissertation. EPFL, Lausanne: 151 S. unbefriedigend 30 < 50 schlecht ≥ 50

Zusammenfassende Bewertung Für jede Leitfischart stehen sich zwei Bewertungen gegenüber, die eine für die Verhältnisse unter mittlerem Sunk und eine unter mittlerem Schwall.

Die Habitateignung bei Sunk ist generell besser für Jungfische, jene bei Schwall entspricht eher noch (wenn überhaupt) den Ansprüchen der meist schwimmfähigeren Adultfische. Der Bewertungszustand gibt Hinweise darauf, welche hydrologische Kenngrösse der Abflussganglinie (Schwall- oder Sunkabfluss) in erster Linie verbessert werden muss.

Auch unter natürlichen Verhältnissen (sowohl bezüglich der Gewässermorphologie als auch der Abflussverhältnisse) sind verschiedene Abschnitte eines Gewässers eher für Jungfische, andere eher für Adultfische geeignet. Eine zusammenfassende Bewertung, d. h. eine Ag-

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Habitateignung Makrozoobenthos Geeignet für Planung Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle Die Erhebung der topographischen, morphologischen, hydraulischen und hydrologischen Grundlagendaten er- Neuer Indikator zur Modellierung der Habitateignung für folgt gemäss Anhang B und Anhang F und ist mit den Leitarten des Makrozoobenthos (MZB) bei verschiedenen Untersuchungsstellen des Indikators B2* «MSK-Makro- Schwall- und Sunkabflüssen. zoobenthos» und F6 «Habitateignung Fische» abzustimmen. Eine frühzeitige und sorgfältige Koordination unter den jeweils zuständigen Fachspezialisten ist wichtig.

1 Grundlagen

Auf Basis der Artenlisten, welche für den Indikator B3 Die Ansprüche des MZB sind i. d. R. geringer als bei Fi- «Längenzonation Makrozoobenthos» für die Schwallschen bzw. aufgrund der enormen Vielfalt und speziali- Sunk Untersuchungsstrecke und Referenzstrecken zu ersierter Habitatnutzung weniger bekannt. In den letzten stellen sind, werden die Taxa für die Prognosen bestimmt Jahren ist es diversen Forschergruppen gelungen hydrau- (funktionelle Gruppen, Gattungen, Arten). Um den Auflische Modelle zu entwickeln, mit denen auf der Basis von wand zu begrenzen, ist eine restriktive und repräsentative Präferenzkurven die Habitateignung prognostiziert wer- Auswahl durch den Experten zu treffen. Die natürliche den kann (Dolédec et al. 2007, Sagnes et al. 2008, Méri- Abflussvariabilität dient zur Festlegung der Betrachgoux et al. 2009, Schneider & Noack 2009, Lamouroux et tungszeitfenster. al. 2010 & 2013, Tanno 2012, Tanno et al. 2013).

Limitierende Faktoren Für die Verteilung der benthischen Organismen in Schwallstrecken sind die Zeit der Wasserbedeckung in der Wasserwechselzone (WWZ) und der maximale hydraulische Stress als limtierende Faktoren anzusehen. Während des Sunks werden nur Flächen typspezifisch kolonisiert, welche durch den bei Schwallabgabe verursachten hydrologischen Stress nicht über ein tolerierbares Maximum beeinträchtigt werden und wo sich die hydraulischen Verhältnisse nach Schwallabgabe nicht massiv ändern (Schmutz et al. 2013). In grossen Talflüssen der Alpen mit einer signifikanten Vergletscherung können auch die hohen Schwebstoffkonzentrationen einen limitierenden Faktor darstellen, welcher für die Beurteilung des Indikator B5 zu berücksichtigen ist.

2 Erhebung und Prognose

Mit Hilfe von Modellen sind die Veränderungen der verfügbaren Lebensräume für verschiedene Abflussbedingungen wie beim Indikator F6 zu simulieren. Synergien bei den Erhebungen und den hydraulischen Modellierungen sind zu nutzen.

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Vorgehen Beurteilung mit Präferenzkurven Das Vorgehen zur Beurteilung des Indikators B5 ist in Ab- Mit der Jahreszeit ändern sich die biologischen (z. B. Körbildung C10 dargestellt. pergrösse, Arten­ver­teilung, reife Insektenlarven verlassen das Gewässer) als auch die physika­lischen Kenngrössen Typische Abflüsse für die Modellierung des MZB (z. B. Wassertemperatur, Trübung, Basisabfluss). Daher Die modellierten Abflüsse umfassen die Bandbreite des sind saisonale gewässerspezifische Präferenzkurven zu Abflussregimes des Gewässers. Im Gegensatz zu F6 er- verwenden. Die Erhebungen erfolgen teilweise gleichzeifolgt die Berechnung des Referenzzustandes nicht auf tig mit dem Indikator F6. Basis des Q182 der Dauerkurve, sondern mit den jeweiligen saisonalen, natürlichen Referenzabflüssen. Detail- Um den Aufwand der durchzuführenden Analysen in liert zu betrachten sind i. d. R. Perioden mit Niederwas- Grenzen zu halten, und um die Ergebnisse bzw. Unterserabflüssen sowie erhöhten Abflüssen bei Schnee und schiede bei der Verwendung von versch. Präferenzkur- Gletscherschmelze. ven zu relativieren sind für die Habitatmodellierungen nur Habitate mit einem Eignungsindex SI > 0,5 zu beurteilen Prognostizierbare Taxa (vgl. z. B. Hauer et al. 2014). Da in der Umgebung von Die Auswahl der Taxa mit den geeigneten Präferenzkur- Schwallstrecken geeignete unbeeinflusste Referenzstreven ist nachvollziehbar zu begründen. Die gewählten Taxa cken häufig fehlen, sind erhobene Präferenzkurven aus sollten für den rekonstruierten Referenzzustand (typische einer morphologisch naturnahen Schwallstrecke selbst Art für das Untersuchungsgebiet) und für hydraulische oder aus einer Restwasserstrecke entsprechend zu in- Extrema (stagnophil bzw. rheophil), sowie die Substrat- terpretieren. zusammensetzung repräsentativ sein (ezb et al. 2012a, Tanno 2012, Tanno et al. 2013).

Vorgehen zur Beurteilung des Indikators B5.

Topografische, morphologische, hydraulische und hydrologische Erhebungen zum MZB (IBCH) Grundlageerhebungen (Fliessgeschwindigkeiten, Wassertiefen, (Indikator B2*) Substrat, Kolmation) bei Niedrigabflüssen (Abstimmung mit Anhängen B und F)

Bestimmung der für die Prognose geeigneten Taxa (Indikator B3) Modelleinrichtung für die Untersuchungsstrecke und beliebige Abflüsse

Erstellung von Präferenzkurven aufgrund der Habitateignung für verschiedene gewählten Taxa Abflüsse Q1 ... Qn (evtl. vorhanden, ansonsten basierend auf hydraulischen Messungen an den Fundorten der Taxa)

Habitateignung bei Schwall Habitateignung für saisonale Referenzabflüsse Saisonale Habitateignung (Schnittmenge Schwall-Sunk) Habitateignung bei Sunk

Beurteilung Indikator B5

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Berechnung der geeigneten Habitatflächen Tab. C14 Die biotischen Grundlagen und die Methodik zur Habitat- Flächenverlust an geeignetem Habitat gegenüber dem modellierung sind bei ezb et al. (2012a & 2012b) beschrie- Referenzzustand. ben. Die berechneten geeigneten Habitatflächen liefern Ergebnisse (i) zum IST-Zustand, (ii) zum Referenzzustand Kriterium: Flächenverlust von gut bis sehr gut geeignetem Habitat sowie (iii) zur Eignungswerte für verschiedenen model- (Habitateig­nungsindex SI > 0,5 nach lierten Abflüssen. Die Berechnungen sind gegebenenfalls Überschneidung der Habitateignung bei Schwall und bei Sunk) gegenfür unterschiedliche Morphologien (Gewässerabschnitte) über dem natürlichen Referenzdurchzuführen. Bewertung Zustand zustand sehr gut < 20 % oder Flächengewinn

3 Datenaufbereitung und Bewertung mässig 40 < 60 %

unbefriedigend 60 – 80 % Berechnung und Bewertung Flächenverlust schlecht > 80 % In Abweichung zum Indikator F6, erfolgt die Berechnung des Flächenverlusts pro Taxon saisonal. Dies gilt für die Wahl des natürlichen Referenzabflusses und des typischen Schwall-Sunk Abflusses desselben Betrachtungs- Beispiel Gesamtbeurteilung verschiedener Taxa zeitraums. und Abflüsse Nachfolgend ist ein Beispiel für die Beurteilung des In einem ersten Berechnungsschritt sind die geeigneten Indikators B5 in Rahmen der Defizitanalyse oder Habitatflächen (SI > 0,5) für den jeweiligen saisonalen Prognose aufgeführt. Die Habitateignung wird, wie Referenzablfuss zu bestimmen (= Fläche 1, entspricht beim Indikator F6, für jedes Taxon anhand des Flä- 100 %). chenverlustes mit verschiedenen Abflussszenarien beurteilt. Auf Basis der einzelnen Bewertungen ge- Im zweiten Berechnungsschritt werden die Habitate mäss Tab. C14 macht der Fachexperte eine Gesamtbestimmt, welche für denselben Betrachtungszeitraum beurteilung gemäss Tab. C15. Auf eine Aggregation sowohl bei Sunk als auch bei Schwall einen Habitateig- der rechnerisch ermittelten Habitateignungswerte nungsindex SI > 0,5 aufweisen (siehe Schnittmenge Abb. wird verzichtet. C10), da sich aufgrund der geringen Mobilität nur diese Flächen als MZB-Lebensraum eignen (= Fläche 2). Die Beurteilung mehrerer Referenzzustände kann aufzeigen, ob saisonale Unterschiede hinsichtlich Der saisonale prozentuale Flächenverlust gemäss Tab. der Auswirkungen durch Schwall-Sunk auf das Mak- C14 berechnet sich aus: 1 – (Fläche 2/Fläche 1) [%]. Die rozoobenthos vorhanden sind. Die Gesamtbeurtei- Bewertung des Flächenverlusts pro untersuchtem Taxon lung ist durch den Fachexperten nachvollziehbar zu erfolgt mit der Wertefunktion der Tabelle C14 gegenüber begründen. Insbesondere sind Habitatprognosen, dem Referenzzustand. basierend auf höheren taxonomischen Niveau (Gattung, Familie) kritisch zu interpretieren.

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Tab. C15 Die Gesamthabitateignung berechnet sich durch Multi­ Beispiel einer Gesamtbeurteilung für saisonale Abflüsse und Taxa. plikation der prognostizierten abiotischen Umweltparameter (Wassertiefe, mittlere Fliessgeschwindigkeit und Winterabfluss: Defizitanalyse Gesamt­ dominierendes Substrat) mit Umrechnung zum normier- (Ist-Zustand) bzw. Prognose Taxa 1 Taxa 2 Taxa n beurteilung ten Habitateignungsindex zwischen 0 (keine Eignung) und (Massnahme) (Taxa 1 bis n) 1 (max. Eignung). Eine Darstellung des Eignungsindex Kriterium: Flächenverlust für die Trichopterenart Allogamus auricollis findet sich in Schmutz et al. (2013). Sommerabfluss: Defizit­ Gesamtanalyse (Ist-Zustand) bzw. Taxa 1 Taxa 2 Taxa n beurteilung Prognose (Massnahme) (Taxa 1 bis n)

4 Literatur

Kriterium: Flächenverlust

Dolédec S., Lamouroux N., Fuchs U., Mérigoux S. 2007. Modelling the hydraulic preferences of benthic macroin- Die untersuchten Schwall-Sunk Abflüsse oder Kombina- vertebrates in small European streams. Freshwater Biotionen davon für unterschiedliche Morphologien können logy 52: 145 – 164. im Vergleich mit dem Ist- und Referenzzustand als Gesamthabitateignung (Abb. C11) oder auch als %-Satz gut ezb, limnex, sje. 2012a. Alpenrhein D6: Quantitative Anabesiedelbarer Flächen dargestellt werden (weitere Mög- lyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche lichkeiten vgl. ezb et al. 2012c). Anforderungsprofile Arbeitspaket 5: Habitatmodellierung zur quantitativen Bewertung der Grösse des Schwallein- Abb. C11 flusses am Alpenrhein. IRKA: 185 S. Darstellungsmöglichkeit für die Gesamthabitateignung gestützt auf verschiedene Anforderungsproile (AP, aus ezb et al. 2012c). ezb, sje, limnex 2012b. Alpenrhein D6: Quantitative Analyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche An- 0,8 forderungsprofile. Habitatmodellierung, Biotische Grund­- 0,7 lagen. IRKA: 54 S.

0,6 ezb, limnex, sje. 2012c. Alpenrhein D6: Quantitative Ana-

Gesamthabitateignung lyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche 0,5 Anforderungsprofile. Arbeitspaket 2: Adaptierung der Präferenzkurven, Definition von Eingangsparametern für 0,4 die Habitatmodellierung. IRKA : 123 S. 0,3 Hauer C., Unfer G., Holzapfel P., Haimann M., Haber- 0,2 sack H. 2014. Impact of channel bar form and grain size variability on estimated stranding risk of juvenile brown 0,1 trout during hydropeaking. Earth Surface Processes and Landforms 39: 1622 – 1641. 0,0 zustand zustand Anforderungsprofil Lamouroux N., Souchon Y., Herouin E. 1995. Predicting velocity frequency distributions in stream reaches. Water Verzweigt Kiesbank Kanalisiert Resources Research 31: 2367 – 2375.

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Lamouroux N. Mérigoux S. Dolédec S., Snelder H. 2013. Transferability of hydraulic preference models for aquatic macroinvertebrates. River Research and Applications 29: 933 – 937.

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Schmutz S., Fohler N., Friedrich T., Fuhrmann M., Graf W., Greimel F., Höller N., Jungwirth M., Leitner P., Moog O., Melcher A., Müllner K., Ochsenhofer G., Salcher G., Steidl C., Unfer G., Zeiringer B. 2013. Schwallproblematik an Österreichs Fliessgewässern – Ökologische Folgen und Sanierungsmöglichkeiten, BMFLUW, Wien: 175 S.

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Wassertemperatur Geeignet für Auswirkungen für aquatische Organismen Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle Die Auswirkungen auf das Makrozoobenthos sind in mehreren Arbeiten beschrieben (z. B. Zolezzi et al. 2011, Ca- Änderungen gegenüber dem Modul «Strategische Pla- rolli et al. 2012, Bruno et al. 2013). Zuerst kommt die nung»: Hydropeaking-Welle, welche z. B. Katastrophendrift auslösen kann. Zeitverzögert trifft die «Thermopeaking-Wel-

• Prognose: Temperaturänderungsraten und Tages­ le» ein welche Verhaltensdrift verursachen kann (Siviglia amplituden werden über Mischverhältnisse bestimmt. & Toro 2009, Toffolon et al. 2010). Das Strandungsrisiko

• Hinweise zur Festlegung von Messstandorten und die von Fischen wird zudem von der Temperatur mitbestimmt. Excel-Vorlage für die Bewertungsansätze im MSK-Modul. Dadurch ist das Risiko des Strandens im Winter aufgrund

• Gegebenenfalls Berücksichtigung eines Jahreszyklus der tiefen Wassertemperaturen am Grössten (Saltveit et anstelle von fünf. al. 2001, Halleraker et al. 2003).

1 Grundlagen

2 Erhebung

Indikator Wassertemperatur nach Modul «Strategische Planung» Planung Die Wassertemperatur in der Schwall-Sunk Strecke Für die Bewertung dieses Indikators sind genaue Kenntwird vor allem durch die Wassertemperatur und -men- nisse der Temperaturen des Schwallwassers sowie des ge des turbinierten Wassers bestimmt. Die Temperatur­ Gewässers oberhalb und unterhalb der Einleitung eränderungsrate TRSchwall-Sunk (90%-Quantil) ist die aus- forderlich. schlaggebende Grösse. Die Temperatur-Tagesamplitude TASchwall-Sunk (90%-Quantil) hat einen untergeordneten Für die Defizitanalyse und die Wirkungskontrolle genügt Effekt, wird aber unter Einbezug der gewässertypspezifi- eine Erhebung im Gewässerabschnitt unterhalb der Einschen Tagesamplituden nach biozönotischen Regionen in leitung. Für die Prognose sind Abflussganglinien oder Form eines Korrekturfaktors mitberücksichtigt. Dasselbe zumindest der Sunkabfluss mit entsprechenden Temgilt für die Anzahl Temperaturpeaks PMSchwall-Sunk (Mittel- peraturen im Gewässer oberhalb der Einleitung und des wert) und P95Schwall-Sunk (95%-Quantil). Im vorliegenden Schwallwassers notwendig. Im Zweifelsfall und in Anbe- Modul werden geringfügige Präzisierungen gegenüber tracht der geringen Kosten der Temperaturlogger wird dem Modul «Strategische Planung» (Baumann et al. auch für Defizitanalyse und Wirkungskontrolle empfoh- 2012) vorgeschlagen. len, die Erhebung unterhalb und oberhalb der Einleitung des Schwallwassers durchzuführen. Veränderung der Wassertemperatur in unzulässiger Weise Da die Schwall-Sunk bedingten Temperaturwechsel Durch Wasserentnahmen, Wassereinleitungen und bau- im Jahresverlauf stark variieren, ist für die Erhebung liche Eingriffe dürfen die Hydrodynamik, die Morpholo- mindesten ein Jahreszyklus, im Idealfall eine 5-jährige gie und die Temperaturverhältnisse des Gewässers nicht Temperaturmessreihe, zu berücksichtigen. Die zeitliche derart verändert werden, dass dessen Selbstreinigungs- Auflösung der Messdaten soll im Idealfall 10 – 15 min vermögen vermindert wird oder die Wasserqualität für (maximal 30 min) und die Messgenauigkeit 0,1 °C bedas Gedeihen der für das Gewässer typischen Lebensge- tragen. meinschaften nicht mehr genügt (Anhang 2 Ziff. 12 Abs.

3 GSchV). Dies gilt insbesondere für den Wärmeeintrag Vorgehen

oder -entzug nach weitgehender Durchmischung (An- Die Datenerhebung erfolgt mit Temperatursonden gehang 2 Ziff. 12 Abs. 4 GSchV). mäss Angaben des Moduls « Strategische Planung».

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Bei der Installation von Sonden ist darauf zu achten, dass 3 Datenaufbereitung und Bewertung diese stets die Wassertemperatur messen, d. h. auch bei Niederwasser benetzt bleiben und wenn möglich an einer Die Aufbereitung, Bewertung und Interpretation der Stelle mit Beschattung liegen. Daten erfolgt gemäss Modul «Strategische Planung» unter Einbezug der Excel-Vorlagen für die Bewertungs­an­ Für die Messung im Gewässer oberhalb der Kraftwerks­ sätze im MSK-Modul-Temperatur (www.modul-stufeneinleitung soll die Sonde ausserhalb des Einflussbereichs konzept.ch/fg/module/temp/index). An die Darstellung der Staukurve der Kraftwerkseinleitung liegen. So kann der Resultate werden keine besonderen Anforderungen für die Interpretation der Resultate eine Durchmischung gestellt. Die Wertefunktionen vom Modul «Strategische des Wassers aus dem Oberlauf mit dem Schwallwasser Planung» werden übernommen (Tab. C16). ausgeschlossen werden. Die weiteren Parameter, d. h. die Tagesamplitude TA- Die Messung der Temperatur und der Abflussmenge des Schwall-Sunk (90%-Quantil) und die Anzahl Temperaturpeaks

Schwallwassers kann, wenn nicht schon heute erfasst PMSchwall-Sunk (Mittelwert) und P95Schwall-Sunk (95%-Quantil) und bekannt, in der Kraftwerkszentrale erfolgen. werden gutachterlich abgeschätzt.

Durchmischung Schwallwasser mit Basisabfluss Tab. C16 Für die Messung im Gewässer unterhalb der Kraft- Wertefunktion für die Wassertemperatur. werkseinleitung ist die vollständige Durchmischung von Wasser aus dem Oberlauf mit dem Schwallwasser an Kriterium: Temperatur­ Bewertung Zustand änderungsrate TRSchwall-Sunk (°C/h) der Messstelle erforderlich. Ansonsten kann es sein, dass kleinräumige, Schwall-Sunk bedingte Temperatur- sehr gut < 1,25

schwankungen erhoben werden, welche für das Gewäs- gut 1,25 < 2,5 ser unterhalb des Kraftwerks nicht repräsentativ sind. mässig 2,5 < 3,75

unbefriedigend 3,75 ≤ 5 Die Fliessdistanz X bis zur vollständigen Durchmischung schlecht >5 hängt ab von der Gewässerbreite W, der Fliesstiefe h, der Fliessgeschwindigkeit V und der Schubspannungs- Korrekturfaktoren geschwindigkeit u*. X kann in erster Näherung bestimmt Verschlechterung um 1 Klasse: TASchwall-Sunk > TA Ref und PM = 3 – 5 werden als: X ≈ 0,4VW 2 / εt mit εt = 0,6hu*. Massgebend ist sowie P95 > 9 die hydraulische Situation im Gewässer bei Schwall. Es Verschlechterung um 2 Klassen: TASchwall-Sunk > 1,5 × TARef und wird empfohlen, die Sonde in einer Distanz von mindestens 2 × X zu installieren.

4 Prognose

Alternativ zur Berechnung der Fliessdistanz bis zur vollständigen Durchmischung können auch Temperaturdaten Die Prognose des Indikators erfolgt gemäss dem Anwährend 1 bis 2 Tagen an beiden Ufern des Gewässers in satz von Schweizer et al. (2009) pragmatisch über Mieiner Distanz von mindestens 10 mal die Gewässerbrei- schungsverhältnisse auf Basis der Abflüsse und Tempete erhoben und verglichen werden. Bei Übereinstimmung raturen im Gewässer oberhalb (Zufluss) und der Abflüsse ist die Durchmischung vollständig, ansonsten muss die und Temperaturen des Schwallwassers ab Zentrale (KW) Messstelle flussabwärts verschoben werden. Als weitere bzw. des gedämpften Abflusses nach Massnahme (z. B. Alternativen kommen die künstliche Einfärbung oder die Rückhaltebecken). gegebene Trübung des Schwallwassers zur Bestimmung der minimalen Durchmischungsdistanz in Frage. Mittels Zeitreihen von Abflüssen und Temperaturen Bei Vorhandensein von Zeitreihen mit Abflüssen Q(t) und Wassertemperaturen T(t) errechnet sich die prognosti-

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zierte Temperatur unterhalb der Einleitung des Schwallwassers wie folgt: Einfaches Rechenbeispiel für den Fall mittels Näherung T(t)gesamt Wird einem Sunkabfluss von 6 m3/s mit 8 °C ein Ab- =~ (T(t)Zufluss × Q(t)Zufluss + T(t)KW × Q(t)KW )/(Q(t)Zufluss + Q(t)KW ) fluss ab Zentrale von DQKW = 15 m3/s mit 4 °C überlagert, und erfolgt diese Abflussänderung in 15 min, so Die Daten des Zuflusses (Zufluss) sind typische Tem- beträgt TRSchwall-Sunk = –11,4 °C/h (Zustand schlecht). peraturen und Ablüsse im Jahresverlauf, die z. B. in der Defizitanalyse oder vorbereitend auf die Erarbeitung der Wird die Einleitung ins Gewässer auf DQKW = 10 m3/s Schwall-Sunk Massnahme erhoben wurden. Die Daten gedämpft und erfolgt die Abflussänderung innerhalb des Kraftwerks (KW) entsprechen den prognostizierten von 75 min, beträgt TRSchwall-Sunk = –2,0 °C/h (Zustand Turbinierzyklen. gut).

Ist dem Schwallwasser ab Zentrale vor Einleitung ins Gewässer eine Massnahme (z. B. Rückhaltebecken) zwischengeschaltet, ist Q(t)KW durch den gedämpften Abfluss Q(t)Becken zu ersetzen. Eine allfällige, geringfügige Temperaturänderung im Rückhaltebecken wird vernachlässigt und die Wassertemperatur im Becken wird T(t)KW gleichgesetzt. Die so prognostizierte Zeitreihe der Temperatur T(t)gesamt wird analog dem Modul «Strategische Planung» ausgewertet.

Mittels Näherung von Abflüssen und Temperaturen Stehen keine Zeitreihen zur Verfügung, kann zumindest die Temperaturänderungsrate TRSchwall-Sunk in (°C/h) als ausschlaggebendes Kriterium bestimmt werden. Die Berechnung erfolgt für typische Abfluss- und Temperaturdaten der Jahreszeiten und stützt sich auf den Sunkabfluss QSunk mit TSunk und die Ausbauwassermenge DQKW mit TKW gemäss:

TRSchwall-Sunk (TSunk × QSunk + TKW × DQKW)/(QSunk + DQKW) – TSunk Dt            Dt

Für den Zeitschritt Dt wird im Sinne der Vergleichbarkeit mit dem Ansatz mittels Zeitreihen der Wert von 15 min vorgeschlagen.

Ist eine Massnahme (z. B. Rückhaltebecken) zwischengeschaltet, ist DQKW durch die gedämpfte Abflussänderung DQBecken zu ersetzen und für Dt die effektive Dauer für die Abflussänderung ≥ 15 min zu berücksichtigen.

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5 Literatur

Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012: Sanierung Schwall-Sunk – Strategische Planung. Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1203: 126 S.

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Halleraker J.H., Saltveit S.J., Harby A., Arnekleiv J.V., Fjeldstad H. P., Kohler B. 2003. Factors influencing stranding of wild juvenile brown trout (Salmo trutta) during rapid and frequent flow decreases in an artificial stream. River Research and Applications 19: 589 – 603.

Saltveit S.J., Halleracker J.H., Arnekleiv J.V., Harby A.

2001 Field experiments on stranding in juvenile Atlantic

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Jungfischvorkommen Geeignet für Bachforellen- und Äschenbrütlinge sind im Frühjahr vor- Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle handen und identifizierbar. Die ersten Jugendstadien, die 0+Fischchen anderer Fischarten hingegen, sind frühes- Änderungen gegenüber dem Modul «Strategische Pla- tens erst im Herbst oder sogar erst ab Grössen von ca. nung»: fünf cm, im Alter von 1+ und älter, sicher bestimmbar. Jungfischbeobachtungen von nicht identifizierten Arten

• Zusätzlich zu Bachforellen werden auch Äschen regis- werden ebenfalls registriert. triert.

• Keine Wertefunktion, sondern gutachterliche Schlussfolgerung (Expertenwissen). 3 Datenaufbereitung und Bewertung

In Verbindung mit Fischindikator F1* «MSK-Modul Fi-

1 Grundlagen sche» lässt sich die folgende Interpretation machen: Entsprechen die Jungfischzahlen den Erwartungen (Erwar-

Wie im Modul «Strategische Planung» (Baumann et al. tungen = berechnet aus Anzahl vorhandener Elterntiere)? 2012). Dieser Befund ist eine Momentaufnahme und kann durch verschiedene äussere Ereignisse verfälscht wer- 2 Erhebung den (Besatz, vorgängige Hochwasser oder extreme Trockenheiten, keine geeigneten Abfischungsbedingungen, Planung Gewässer ­ver­schmutzungen, usw.). Berücksichtigung der Jahreszeit (Eientwicklung, Schlüpftermin von Brütlingen). Die Feld-Untersuchungen sind Zu berücksichtigen sind im Weiteren die gewässermormöglichst vor einem allfälligen Fischbesatz durchzuführen. phologischen Verhältnisse, zum Beispiel die Einschätzung der Eignung der beprobten Gewässerstrecken als Vorgehen Lebensraum für Jungfische. Das Vorkommen von Jungfischen der See- und Bachforelle sowie der Äsche lässt sich mit Direktbeobach- Die Interpretation ist letztlich durch viele Variable ertung und Elektrobefischung zumindest näherungsweise schwert und kann oft nur als Grössenordnung eingequantifizieren. schätzt werden. Die Bewertung der Beobachtungs- und Abfischungsergebnisse erfolgt demnach nicht anhand Äschenjungfische (bis ca. 4 Wochen alt) halten sich nach einer Wertefunktion zu den vorgefundenen Jungfischen, der Emergenz aus dem Ei und Kies (üblicherweise im sondern als gutachterliche Schlussfolgerung, ob diese Mai) am Ufer auf (z. B. in kleinen ruhigen Buchten oder im Momentaufnahme durch den Schwall-Sunk Betrieb nicht Strömungsschatten von Steinblöcken). Sie können direkt (Zustandsklasse gut), mässig (Zustandsklasse mässig) beobachtet und gezählt werden. oder stark (Zustandsklasse schlecht) beeinflusst worden ist. See- und Bachforellenjungfische sowie die etwas älteren Äschenjungfische werden mit dem Elektrofanggerät durch Punktbefischung (Peter & Erb 1996) befischt und quantifiziert.

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4 Zusätzliche Untersuchungen

Die folgenden Begleituntersuchungen können die Interpretation zum Jungfischvorkommen unterstützen:

• Falls ein schlechter Naturbruterfolg beobachtet wird, kann der Brutboxentest (vgl. Indikator F3*) darüber Auskunft geben, ob die Wasserqualität (z. B. hinsichtlich der Wassertemperatur und Trübung) an sich genügend ist.

• Falls eine zu grosse Schwebstoffbelastung der Grund für einen schlechten Naturbruterfolg ist, ist dies u. U. in den Brutboxen konkret beobachtbar (Feinsedimente lagern sich in den Boxen ab) und können damit nachgewiesen werden.

• Falls das Aufkommen der Jungfische in den Brutboxen gut ist, der Naturbruterfolg hingegen schlecht, könnte ein Ausschwemmen der Laichgruben (Überprüfung durch Indikator F3*) ursächlich sein; oder z. B. eine übermässige Strandung (vgl. Indikator F2*) oder Verdriftung von Jungfischen (vgl. Indikator D1) wie auch fehlende Jungfischhabitate.

• Falls sowohl die Naturbrut als auch die Laichboxen ein Misserfolg sind, könnte die Wassertemperatur (überprüfbar durch Indikator Q1*) ein Grund dafür sein.

• Generell bedeutet ein guter Naturbruterfolg, dass die chemisch-physikalische Wasserqualität erfüllt ist und die obigen gewässermorphologischen Laichbedingungen bei Sunk vorhanden sind. Ein schlechter Naturbruterfolg kann ein Hinweis auf Beeinträchtigungen durch den Schwall-Sunk sein.

5 Literatur

Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012: Sanierung Schwall-Sunk – Strategische Planung. Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1203: 126 S.

Peter A., Erb M. 1996. Leitfaden für fischbiologische Erhebungen in Fliessgewässern unter Einsatz der Elektrofischerei. BUWAL, Bern. Mitteilungen zur Fischerei Nr. 58: 19 S.

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Biomasse und Diversität

Makrozoobenthos Geeignet für fehlender Referenzstrecke müssen die Vergleichswerte Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle anhand der im Rahmen der Beurteilung des Indikators B2* gewonnenen Daten definiert werden, da Informa- Änderungen gegenüber dem Modul « Strategische Pla- tionen zu früheren Erhebungen oft gar nicht vorhanden nung»: sind. Falls doch vorhanden, sind diese meist entweder aufgrund der Erhebungsmethode nicht vergleichbar oder

• Neben der Biomasse wird neu auch die Diversität be- bei deren Erhebung hatten andere Belastungen, wie urteilt. beispielswiese eine schlechte chemisch-physikalische

• Es werden nur noch EPT-Taxa berücksichtigt. Gewässergüte oder morphologische Einschränkungen

• Die Beurteilung der Biomasse anhand eines berechne- bereits Einfluss auf Biomasse und Diversität des Makroten Sollwerts hat sich als in der Praxis nicht anwendbar zoobenthos. Grundsätzlich ergeben sich deshalb die folerwiesen. Es wird deshalb neu der Verlust an Biomasse genden Szenarien mit folgenden Auswertemöglichkeiten: und an Diversität durch Strandung in der Wasserwechselzone (WWZ) beurteilt (hilfreich dazu sind auch die Szenario 1: Vorhandensein einer Referenzstrecke und Indikatoren B3 und D1). Untersuchungsabschnitt kanalisiert (keine WWZ) Anhand der für den Indikator B2* erhobenen Proben werden die Biomasse der EPT-Taxa (g/m2) und anhand der

1 Grundlagen für den Indikator B3 erstellten Taxalisten die EPT-Diversität auf Art-Niveau in der Referenzstrecke sowie dem

Für die Beurteilung der Biomasse werden die Daten Untersuchungsabschnitt ermittelt und anschliessend geaus den semi-quantitativen Proben des Indikators B2* mäss Wertefunktion beurteilt (Tab. C17). «MSK-Modul Makrozoobenthos» genutzt. Szenario 2: Vorhandensein einer Referenzstrecke und Zur Beurteilung der Diversität dienen die auf Art-Niveau Untersuchungsabschnitt enthält WWZ erstellten Taxalisten des Indikators B3 «Längenzonation Um die EPT-Biomasse der Referenzstrecke mit der Makrozoobenthos». Die direkte Gewichtsbestimmung der EPT-Biomasse in der Untersuchungsstrecke mit WWZ EPT-Biomasse vermindert den Zeitaufwand und erhöht vergleichen zu können, muss zuerst die Biomasse (g/m2) die Aussagekraft (Berücksichtigung von empfindlichen in der Untersuchungsstrecke ermittelt werden. Dabei Taxa bezüglich Strandung oder Verdriftung, Wegfall der unterschätzt die in der WWZ ermittelte Biomasse die im Gammariden). Untersuchungsabschnitt real vorkommende Biomasse tendenziell, während die in der dauerbenetzten Fläche erhobene Biomasse diese eher überschätzt. Um in der

2 Erhebung Schwallstrecke einen mit der Referenzstrecke vergleichbaren Biomasse-Wert zu erhalten, wird deshalb die

Vorgehen benetzte Fläche bei Q347natürlich und bei Sunk bestimmt, Die Vorgehensweise zur Beurteilung der Biomasse sowie welche mit Hilfe von hydraulischen Modellen ermittelt der Diversität hängt vom Vorhandensein einer Referenz- werden kann. Anhand dieser Flächen kann das Verhältnis strecke sowie der Gewässermorphologie des zu unter- von WWZ-Biomasse und der Biomasse in der dauerbesuchenden Abschnitts ab. Falls eine Referenzstrecke netzen Zone an der Gesamtbiomasse in der untersuchten vorhanden ist, können Diversität und Biomasse des un- Schwall-Sunk Strecke ermittelt werden. Die berechnetersuchten Abschnitts mit diesem verglichen werden. Bei te Gesamt-EPT-Biomasse wird mit der ermittelten Ge-

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samt-EPT-Biomasse in der Vergleichsstrecke verglichen Bestimmung der Diversitätsverluste und gemäss untenstehender Wertefunktion beurteilt. Die Diversitätsverluste werden entsprechend des be- Für die Beurteilung der Diversität werden die WWZ-Pro- schriebenen Vorgehens bestimmt und tabellarisch oder be und die Sunk-Zonen-Probe zusammengelegt und die grafisch dargestellt. Die Resultate sind auf Art- oder Anzahl EPT-Taxa (Art-Niveau) festgestellt. Die ermittelte Gruppenniveau nachvollziehbar zu kommentieren. Diversität wird mit der Diversität in der Referenzstrecke verglichen und gemäss untenstehender Wertefunktion Bewertung beurteilt (Tab. C17). Die quantifizierten Verluste an Diversität und Biomasse werden gemäss untenstehender Wertefunktion bewertet Szenario 3: Fehlen einer Referenzstrecke und Untersu- (Tab. C17). chungsabschnitt enthält WWZ Die Biomasse wird entsprechend dem für Szenario 2 Es besteht auch die Möglichkeit die einzelnen Parameter definierten Verfahren ermittelt. Als Vergleichs-Biomas- Diversität und Biomasse einzeln zu beurteilen mit anse gilt die für die Sunk-Zone ermittelte EPT-Biomasse, schliessender Aggregation. welche mit der EPT-Biomasse bei Q347natürlich verglichen und gemäss untenstehender Wertefunktion beurteilt wird Tab. C17 (Tab. C17). Um die Diversität beurteilen zu können, muss Wertefunktion für den Verlust an Diversität bzw. Biomasse des zuerst die Gesamtdiversität der EPT-Taxa in der Unter- Makrozoobenthos. suchungsstrecke ermittelt werden. Dazu werden die Taxalisten der WWZ und der Sunkzone zusammengelegt Kriterium: Verlust an Diversität Bewertung Zustand bzw. Biomasse (%) und die Anzahl Arten ermittelt. Szenario 4: Fehlen einer Referenzstrecke und Untersumässig < 40 chungsabschnitt kanalisiert (keine WWZ) unbefriedigend < 60 Falls weder eine Referenzstrecke noch eine Wasserschlecht ≥ 60 wechselzone vorzufinden sind, kann der Indikator B1* nicht beurteilt werden. Es kann stattdessen der Indikator D1 beurteilt werden.

3 Datenaufbereitung und Bewertung

Mit den Probenahmen in der Sunkzone (IBCH-1) und in der Wasserwechselzone (IBCH-2) sowie den zusätzlichen Beobachtungen während den Felderhebungen (vgl. Indikator B2*) kann die effektive Biomasse gegenüber den Sollwerten zuverlässiger abgeschätzt werden.

Bestimmung der Biomasseverluste Die Biomasseverluste werden mit Hilfe der IBCH-1 und IBCH-2 Probe und den Beobachtungen berechnet. Ansätze dazu finden sich in Limnex (2006), Zurwerra & Bur (2009), Ochsenhofer (2013), Schmutz et al. (2013) und Tanno et al. (2013). Eine fachliche Interpretation ist notwendig.

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4 Literatur

Limnex 2006. Schwallversuche in der Linth. Ökologische Auswirkungen von schwalldämpfenden Massnahmen. Bericht zuhanden des kantonalen Amtes für Umweltschutz, Glarus: 50 S.

Ochsenhofer G. 2013. Die makrozoobenthische Besiedlung von Uferhabitaten inneralpiner Flüsse unter Schwalleinfluss. Masterarbeit, BOKU, Wien: 86 S.

Schmutz S., Fohler, N., Friedrich T., Fuhrmann M., Graf W., Greimel, F., Höller N., Jungwirth, M., Leitner P., Moog O., Melcher A., Müllner K., Ochsenhofer G., Salcher G., Steidl C., Unfer G., Zeiringer B. 2013. Schwallproblematik an Österreichs Fliessgewässern – Ökologische Folgen und Sanierungsmöglichkeiten, BMFLUW, Wien: 175 S.

Tanno D., Schweizer S., Robinson C.T. 2013. Schwall- Sunk Sanierung in der Hasliaare – Beurteilung der ökologischen Auswirkungen von künstlichen Pegelschwankungen auf die Makroinvertebraten anhand von physikalischen Habitatmodellen. Wasser Energie Luft 105: 288 – 295.

Zurwerra A., Bur M. 2009. Abschätzung der Schäden an Fischen und Nährtieren in einer Schwall-Sunk Strecke der Saane (Freiburg, Schweiz). Wasser Energie Luft 101: 309 – 315.

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Längenzonation Makrozoobenthos Geeignet für Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle

Keine Änderungen gegenüber dem Modul «Strategische Planung».

EPT-Familien Makrozoobenthos Geeignet für Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle

Keine Änderungen gegenüber dem Modul «Strategische Planung».

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Drift Geeignet für kann durch abrupte Temperaturänderungen verstärkt Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle werden (Carolli et al. 2012, Bruno et al. 2013; vgl. Indikator Q1*). Neuer Indikator:

• Definition gewässerspezifischer Schwellenwerte für Drift, die zu einer wesentlichen Beeinträchtigung füh- 2 Erhebung ren können, gestützt auf Schwallversuche.

• Anwendung des Indikators D1 fallspezifisch, nur wenn Notwendigkeit der Erhebung und Planung Biomasse und Diversität des Makrozoobenthos gering Der Indikator D1 wird erhoben, falls der Indikator B1* sind (vgl. Indikator B1*). aufgrund zu kleiner Biomassen und Diversität vermuten lässt, dass Drift in einem übermässigen Ausmass stattfindet. Für eine vertiefte Analyse und ein besseres

1 Grundlagen Verständnis über die Auswirkungen von Schwall auf das

Makrozoobenthos wird empfohlen, den Indikator D1 fall- Mit dem Abflussanstieg nehmen Fliessgeschwindigkeit weise zu erheben. und Wassertiefe zu. Sohlenschubspannung und Turbulenzen nehmen ebenfalls zu, was zur Verdriftung und Die Durchführung von Driftversuchen ist sorgfältig mit Ausschwemmung von Organismen führen kann. Der dem Kraftwerkbetreiber abzustimmen. Zur Abstimmung häufige, tägliche Schwallbetrieb führt insbesondere des Ablaufs der Driftmessungen sind Vorversuche durchbeim Makrozoobenthos zu Verlusten, welche nur einge- zuführen. schränkt durch Aufwanderung und natürliche Drift von Makrozoobenthos oberhalb der Wasserrückgabe kom- Vorgehen pensiert werden können. Die Standortwahl für die Erhebungen, die zur Beurteilung des Indikators D1 nötig sind, richtet sich nach der ent- Zusammenhänge und Bedeutung für Fische sprechend Anhang B getätigten Einteilung der Gewäs- Die Verdriftung von Fischen hängt insbesondere von der serabschnitte und der Wahl der Untersuchungsstrecken. Gewässermorphologie, der Tages- und Jahreszeit, der Die Erhebungsstellen für die Drift sind mit den Erhebun- Wassertemperatur und dem Entwicklungsstadium der gen zum Indikator B2* abzustimmen. jeweiligen Fischart ab. Grundsätzlich streben verdriftende Fische dem Ufer zu und können sich dort früher oder Das Vorgehen zur Erhebung umfasst folgende sechs später halten. Bei Sunk wandern sie wieder auf (Auer et Schritte: al. 2014). Die Kenntnis der genauen Vorgänge bzw. der limitierenden Grössen ist zur Zeit zu gering, um die Drift 1. Entscheid über die Notwendigkeit der Erhebung des von Fischen zur Beurteilung der wesentlichen Beein- Indikators. trächtigung durch Schwall-Sunk zu verwenden (vgl. aber 2. Wahl der Probenahmestellen. Auer et al. 2014 sowie die Grundlagen vom Indikator F2*). 3. Wahl der Probenahmetechniken.

4 Wahl der Probenahmeperiode und Tageszeit mit Fest-

Zusammenhänge und Bedeutung für Makrozoobenthos legung der Intervallen zwischen den Probenahmen. Eine Zusammenfassung der heutigen Erkenntnisse zur 5. Festlegung der Abflussbereiche und Driftszenarien Drift, die häufig auch mit der Ablösung von fädigen Algen gestützt auf die aktuellen und künftigen (mit Massgekoppelt ist, beschreibt Bruder (2012). Untersuchun- nahmen) hydrologischen Kenngrössen Schwallabfluss gen in alpinen Gewässern bestätigen die verstärkte Drift und Pegelanstiegsrate. durch Schwall-Sunk (Limnex 2006, Bruno et al. 2010, 6. Datenaufbereitung, Bewertung und Interpretation der Bernard & Solcà 2011). Die Drift des Makrozoobenthos Resultate.

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Während den Erhebungen empfiehlt es sich auch weitere 3 Datenaufbereitung und Bewertung abiotische Parameter, wie beispielsweise die Temperatur, den Abfluss und den Pegel, die Fliessgeschwindigkeit so- Die erhobenen Daten werden mindestens hinsichtlich wie die Schwebstoffe (z. B. mit Imhoff-Trichter) zu mes- Frischgewicht und Makrozoobenthos-Dichte pro Taxa (je sen um einerseits die Probenahmezeitpunkte einordnen nach Fragestellung) ausgewertet und in Abhängigkeit des zu können und hilfreiche Informationen hinsichtlich der Pegels bzw. des Abflusses sowie der Zeit grafisch darge- Dateninterpretation zu bekommen. stellt. Beispiele für die Darstellung der Daten finden sich in Limnex (2009) und Bernard & Solcà (2011). Für die In- Beprobung terpretation der Daten kann es auch hilfreich sein, Dichte Zur Erhebung der Makrozoobenthos-Drift existieren kei- sowie Frischgewicht in Abhängigkeit anderer Parameter ne standardisierten Methoden. Erfolgreich wurden in der darzustellen, wie beispielsweise der Temperatur oder der Schweiz Beprobungen mit Netzen und Pumpen durchge- Schwebstofffracht sowie der mittleren Fliessgeschwinführt (Limnex 2006, Limnex 2009, Bernard & Solcà 2011). digkeiten in der Wassersäule und sohlennah. Empfohlen wird auch die Darstellung der Driftrate (Anzahl verdrif- Die Beprobung mit Netzen erfolgt durch eine substrat- tete Individuen im Verhältnis zu total verdrifteten Indivinahe Installation von feinmaschigen Netzen mit einer duen) beim natürlichen Abfluss gegenüber dem Schwallstandardisierten Grösse der Eintrittsöffnung. Da die abfluss. Taxa mit Abundanzen kleiner als fünf sind in der Netze während des Pegelanstiegs sowie während des Analyse nicht zu berücksichtigen. Schwalles regelmässig geleert und wieder installiert werden müssen (Zeitintervall abhängig von Pegelanstiegs- Die Resultate der verschiedenen Untersuchungsperiorate und Schwallabfluss), ist eine Beprobung durch diese den, Betriebsszenarien und Standorte werden miteinan- Methode vor allem auf Kraftwerke mit kleinen Abflüssen der verglichen. bzw. zur Aufnahme der Grunddrift in ufernahen Bereichen geeignet. Aufgrund fehlender Vergleichswerte wird im vorliegenden Modul keine Wertefunktion vorgeschlagen. Durch

Die Beprobung durch Pumpen erfolgt durch die Ausrich- Vergleiche der Drift zwischen den Untersuchungsstretung eines Pumpenschlauchs oder mehreren Pumpen- cken sowie innerhalb derselben Untersuchungsstrecke schläuchen entgegen der Fliessrichtung mit anschliessen- bei verschiedenen Schwall-Sunk Szenarien sollte es den dem Abpumpen des Wassers in ein feinmaschiges Netz. Fachexperten jedoch möglich sein, das Ausmass der Drift mit fünf Zustandsklassen zu beurteilen und gewässer- Zu beproben sind folgende vier Phasen: spezifische Richtwerte für den Schwallabfluss und die Pegelanstiegsrate festzulegen. 1. Erfassen der Grunddrift bei Sunk. 2. Erfassen des Schwallanstiegs mit mehreren Zeitinter- Experimentelle Versuche (zurzeit unveröffentlicht) zeigen, valle. dass nachts höhere Driftraten des Makrozoobenthos als

3 Erfassen des konstanten Schwalls mit Erfassung der bei Tageslicht auftreten. Bei der Bewertung von nächt-

Ankunft des Thermopeaks (mehrere Zeitperioden). lichen Schwall-Sunk Ereignissen müssen demnach die

4 Erfassen der Grunddrift bei Sunk. massgebenden hydrologischen Kenngrössen (Pegelanstiegsrate und Schwallabfluss) entsprechend reduziert

Falls möglich, sollte die Beprobungen für verschiedene werden. Schwall-Sunk Abflüsse sowie Pegelanstiegsraten, entsprechend der zu untersuchenden Szenarien (mit Massnahmen), wiederholt werden und mit ausreichenden Intervallen zwischen den Probetagen. Zusätzlich wird wenn möglich die Beprobung eines Referenzgewässers empfohlen.

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4 Prognose Carolli M., Bruno M.C., Siviglia A., Maiolini B. 2012. Responses of benthic invertebrates to abrupt changes of

Die Drift D1 ist kein Indikator für die Prognose. Sein Nut- temperature in flume simulations. River Research and zen ist indirekt, indem anhand von Driftversuchen ge- Applications 28: 678 – 691. wässerspezifische Grenzwerte für Pegel- oder Abflussanstiegsraten sowie des Schwallabflusses festgelegt Limnex 2006. Schwallversuche in der Linth, Ökologische werden können. Auswirkungen von schwalldämpfenden Massnahmen. Bericht zuhanden des kantonalen Amtes für Umwelt- Um mittel- bis langfristig die Drift anhand von Prognosen, schutz, Glarus: 50 S. und somit unabhängig von Driftversuchen zu ermöglichen, fehlt gemäss heutigem Wissensstand als wesentliche Limnex 2009. Schwall-Sunk in der Hasliaare. Gewässer- Grösse die Kenntnis der Sohlenschubspannung während ökologische Untersuchung von Hasliaare und Lütschine. dem Abflussanstieg (instationärer Abflussvorgang) sowie Beurteilung der Schwall-Auswirkungen in je zwei Stredie unterschiedliche Sensitivität der Makrozoobenthos cken und Szenarien. Bericht zuhanden der Kraftwerke hinsichtlich Drift (z. B. Art, Körperbau, Lebensgewohn- Oberhasli AG, Innertkirchen: 40 S. heiten).

5 Literatur

Auer S., Fohler N., Zeiringer B., Führer S., Schmutz S.

2014 Experimentelle Untersuchungen zur Schwallproblematik. Drift und Stranden von Äschen und Bachforellen

während der ersten Lebensstadien. BOKU, Wien: 109 S.

Bernard R., Solcà L. 2011. Studio degli effetti delle variazioni di portata indotti dalla regimazione idroelettrica lungo il fiume Ticino. Rapporto conclusivo di sintesi. Dipartimento del Territorio, Lugano: 79 S.

Bruder A. 2012. Bewertung von Massnahmen zur Beseitigung wesentlicher Beeinträchtigungen durch Schwall und Sunk – Grundlagen für den Vollzug. EAWAG, Dübendorf: 92 S.

Bruno M. C., Maiolini B., Carolli M., Silveri L. 2010. Short time-scale impacts of hydropeaking on benthic invertebrates in an Alpine stream (Trentino, Italy). Limnologica 40: 281 – 290.

Bruno M.C., Siviglia A. Carolli M., Maiolini B. 2013. Multiple drift responses of benthic invertebrates to interacting hydropeaking and thermopeaking waves. Ecohydrology 6: 511 – 522.

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MSK-Modul Fische Geeignet für • Zuordnung des Gewässers zur jeweiligen Ökoregion. Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle • Ermittlung der Fischregion und des potenziellen Artenspektrums. Änderungen gegenüber dem Modul «Strategische Pla- • Auflistung der gefangenen Fischarten (und Rundmäuler). nung»: • Relative Häufigkeiten der einzelnen Arten.

• Längenhäufigkeitsverteilung der Bachforelle.

• In kleinen Fliessgewässer, wenn möglich, 2 – 3 quanti- • Bestimmung bzw. Einschätzung des 0+-Fischanteils tative Befischungsdurchgänge. der Leitfischart (bei Verwendung mehrerer Indikator­

• Die Abfischungsstrecken müssen repräsentativ für die arten Mittelwertbildung; bei der Bachforelle auch ganze Schwall-Sunk Strecke sein. Dichte in Individuen/ha).

• Berechnung der befischten Fläche. 1 Grundlagen • Berechnung der Bachforellendichte ausgedrückt in Individuen/ha. Eine komplette Bestandsaufnahme mit Hilfe elektrischer • Prozentanteil der Fische mit Anomalien und Deformati- Abfischungen ergibt einerseits ein aussagekräftiges Re- onen (nach Arten getrennt und Mittelwertbildung). sultat an sich, andererseits bildet sie die Grundlage zur Einordnung, Bewertung und Interpretation von allen wei- Abgesehen von den Befunden der weiteren Fischindikateren fischökologischen Untersuchungen. toren sind in der Interpretation ebenfalls zu berücksichtigen, z. B.: die chemisch/physikalische Wasserqualität, das Vorkommen von PKD (Proliferative Kidney Disease) 2 Erhebung und Informationen über eventuell stattgefundene Besatzmassnahmen. Es wird vorgeschlagen, grundsätzlich wie im Modul «Strategische Planung» (Baumann et al. 2012) vorzugehen, allerdings mit der nachstehenden (kleinen) Metho- 4 Literatur den-Anpassung: Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012: Sanierung

• In kleinen Fliessgewässern ist es u. U. möglich, Stre- Schwall-Sunk – Strategische Planung. Ein Modul der cken mit Netzen abzusperren und zwei oder gar drei Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt quantitative Befischungsdurchgänge durchzuführen. für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1203: 126 S.

• Anzahl Strecken: X à 200 m. Die Abfischungsstrecken müssen repräsentativ für die ganze Schwall-Sunk Schager E., Peter A. 2004. Methoden zur Untersuchung

Strecke sein, sie werden gestützt auf die Erhebungen und Beurteilung der Fliessgewässer. Fische Stufe F (fläzur Gewässermorphologie (vgl. Anhang B) bestimmt. chendeckend). BUWAL, Bern. Mitteilungen zum Gewässerschutz Nr. 44: 63 S.

3 Datenaufbereitung und Bewertung

Die Datenaufbereitung der Abfischungsergebnisse sowie die Bewertung und Interpretation erfolgt nach dem MSK-Modul Fische (Schager & Peter 2004) unter Berücksichtigung folgender Aspekten:

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MSK–Modul Makrozoobenthos Geeignet für Erhebungen in der WWZ (IBCH-2) erfolgen gemäss vor- Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle liegendem Modul.

Änderungen gegenüber dem Modul «Strategische Pla- Vorabklärungen nung»: Vor der Erhebung des Makrozoobenthos sind mit dem Kraftwerk für den Probezeitraum die zu untersuchenden • Zusatzerhebung in der Wasserwechselzone (WWZ) mit Schwall-Sunk Abflussregime festzulegen. Für die Probe-

8 IBCH-2 Proben für ausgedehnte Kiesbankstrecken nahmen in den Untersuchungsstellen sind Perioden mit

und verzweigte Gerinne. ausgeprägten Schwall-Sunk Ereignissen (95 % Quantil) vorzusehen.

1 Grundlagen Mittels hydraulischer Berechnungen kann die benetzte

Fläche bei typischem Sunkabfluss und bei Q347 sowie der Im Rahmen der strategischen Planungen Schwall-Sunk natürliche Medianabfluss für die Winter- und Schneewurden für die Beurteilung des Indikators B2 mehrheit- schmelzperiode abgeschätzt werden. Mit dieser Basis lich Daten verwendet, welche nicht spezifisch auf die kann entschieden werden, ob eine oder zwei Probenah- Schwall-Sunk Problematik erhoben wurden. Ausserdem meperioden zur Beurteilung notwendig sind. können viele Schwall-Sunk Strecken nur unzureichend beprobt werden (hohe Abflüsse, eingeschränkte Sicht). Ergänzend sind, falls vorhanden, eine oder mehrere Referenzstrecken zu beproben. Da der Breitbandindikator B2 zur Beurteilung der übrigen Makrozoobenthos-Indikatoren wesentliche Grundlagen Wahl der Probestellen liefert, verbessert eine Schwall-Sunk spezifische Erhe- Die Probenahmestellen IBCH-1 und IBCH-2 in der bung unter Berücksichtigung der gewässerspezifischen Schwallstrecke sind so zu wählen, dass Seitenbäche und Besonderheiten die Aussagemöglichkeiten zur Abstüt- Einleitungen das Resultat nicht verfälschen. zung und Beurteilung der zu ergreifenden Schwall-Sunk Massnahmen. Die Referenzprobestellen sind, falls möglich, in einem nicht schwallbeeinflussten Gewässerabschnitt nach Stucki Im Rahmen der kantonalen strategischen Planung des (2010) mit separater Auswertung und Aufbewahrung der Kantons Fribourg wurde der Indikator B2* an 4 Untersu- acht Einzelproben zu erheben. Als Referenzstandort gilt chungsstellen in der Saane angewendet. Von 29 nach- ein Gewässerabschnitt desselben Gewässertyps mit zur gewiesenen EPT-Arten konnten sieben nur in der WWZ Untersuchungsstrecke vergleichbarer Höhenlage, wenig gefunden werden, darunter etliche Schwall-Sunk emp- beeinflusstem Abflussregime (Restwasserstrecken sind findliche Arten (PRONAT, nicht veröffentlicht). Weitere deshalb meist ausgeschlossen) sowie vergleichbarem Angaben zur Thematik finden sich in den Arbeiten von physischem (Temperatur, Morphologie) und chemischem Ochsenhofer (2013) und Schmutz et al. (2013). Gewässerzustand.

In einem Gewässer mit hoher Bedeutung des Makro-

2 Erhebung zoobenthos ist, insbesondere in Hinblick auf die Beurteilung

der Indikatoren B3 «Längenzonation Makrozoobenthos» Falls in dem zu untersuchenden Abschnitt ausgedehnte und B1* «Biomasse und Diversität Makrozoobenthos», WWZ vorhanden sind, wird eine Neuerhebung mit dem eventuell eine weitere Makrozoobenthos-Probenahme zu Indikator B2* empfohlen (IBCH-2). Die Erhebungen in der einem späteren Zeitpunkt als dem üblichen Probenahme- Sunkzone (IBCH-1) erfolgen nach Stucki (2010) und die fenster zu prüfen (Sommer/Herbst).

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Beprobung Abb. C12 In den Schwallstrecken sind der dauerbenetzte Bereich Beurteilungsquerschnitte bei Sunk, Q347natürlich und der Wasserbei Sunk und die WWZ mit je einer separaten IBCH-Auf- wechselzone. nahme zu beproben. Folgende drei Schritte sind auszuführen:

1 Festlegen der zu untersuchenden Gewässerabschnitte

und Untersuchungstrecken im Längsverlauf des Gewässers und der Referenzstrecken gemäss Anhang B. Sunk Wasserwechselzone

2 Festlegung und Erhebung der IBCH-Untersuchungs- Abfluss bei Q347 natürlich

stellen im dauerbenetzen Sunkbereich (IBCH-1; blaue Untersuchungsstellen in Abb. C13) mit Berücksichtigung der vorhandenen Substrat-Fliessgeschwindigkeit-Habitate (nach Stucki 2010) mit separater Aus- Schwall wertung und Aufbewahrung der acht Einzelproben. Q347 natürlich

3 Wiederholung von Schritt 2 für acht weitere Proben in Sunk

zwei Transekten in der WWZ mit separater Auswertung und Aufbewahrung der acht Einzelproben (IBCH- 2; rote Untersuchungsstellen in Abb. C13). Die transektbezogenen Probenahmen in der WWZ (IBCH- Probenahme IBCH. Anordnung der Probestellen im Sunkbereich 2) erfolgen beim Schwall und während des Schwallrück- (IBCH-1) und in der Wasserwechselzone (IBCH-2). ganges vom Ufer zur Gewässermitte. Die Erhebung er- 6 4 2 1 IBCH-2 1. Die Proben 1 und 2 werden als Kickproben während (Schwall;

4 Kicknetz)

des Schwalls erhoben. Die Probestellen liegen aus­ IBCH-1 serhalb vom definierten Q347natürlich. 8 7 5 3 IBCH-2 6 (Sunk;

2 Die Proben 3 und 5 werden während des Schwallrück- 7

8 Kicknetz

gangs und einer maximalen Wassertiefe von 5 cm bzw. oder wenn nicht möglich als Schlämmprobe nach dem Tro- Schlämmprobe ckenfallen erhoben. Die Probestellen liegen ausser- Sunk halb vom definierten Q347natürlich. Benetzte Breite Wasserwechselzone

3 Die Proben 4 und 6 werden im definierten Bereich

von Q347natürlich während des Schwalls bzw. wenn nicht Benetzte Breite Q347 natürlich möglich bei Schwallrückgang als Kickproben erhoben.

4 Die Proben 7 und 8 werden im definierten Bereich von Von den Probestellen sind Skizzen/Fotos mit Markie-

Q347natürlich während des Schwallrückgangs und einer rungen im Feld anzufertigen, um bei einer späteren Wiemaximalen Wassertiefe von fünf cm bzw. wenn nicht derholung dieselbe Stelle wieder am selben Standort zu möglich als Schlämmprobe nach dem Trockenfallen beproben. erhoben. Parallel zu den Probenahmen werden, je nach Notwendigkeit, weitere Messungen und Beobachtungen durchgeführt (z. B. Stranden Makrozoobenthos, Drift, Temperaturmessungen, Rückzugsmöglichkeiten des Makrozoobenthos ins Interstitial, Fliessgeschwindigkeit und

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Wassertiefen bei den Probenahmestellen in Ergänzung zu 1. In der Zeitachse gegenüber früher erhobenen Daten. den Präferenzkurven). 2. Im Gewässerverlauf in der Schwall-Sunk Strecke. 3. Im Gewässerverlauf zur Referenzstrecke.

4 Am jeweiligen Untersuchungsstandort mittels Ver-

3 Datenaufbereitung und Darstellung der gleich und Analyse der nachgewiesenen Taxa in der

Resultate Sunk- und in der WWZ.

Die Datenaufbereitung der Proben erfolgt gemäss IBCH Die Erhebungen und Beobachtungen in der WWZ zeigen mit separater Auswertung der Einzelproben sowie Be- insbesondere auf, welche Verluste durch Drift, Stranden stimmung des IBCH der Gesamtproben in der dauerbe- und Austrocknung für das Makrozoobenthos entstehen. netzten Zone bei Sunk, der WWZ und in der Referenz- Mit einer flächen- und mengenmässigen Abschätzung strecke. sind Vergleiche mit prognostizierten Habitateignungen einzelner Taxa mittels dem Indikator B5 möglich. Die Ergebnisse werden graphisch dargestellt:

1 IBCH der Einzelproben bzw. der Gesamtproben inner- 5 Literatur

halb der Abschnitte sowie im Längsverlauf des Gewässers. Ochsenhofer G. 2013. Die makrozoobenthische Besied-

2 Taxonomische Diversität der Einzelproben bzw. der lung von Uferhabitaten inneralpiner Flüsse unter Schwall­

Gesamtproben innerhalb der Abschnitte sowie im einfluss. Masterarbeit, BOKU, Wien: 86 S. Längsverlauf des Gewässers.

3 Gesamtindividuendichten der Einzelproben bzw. der Schmutz S., Fohler, N., Friedrich T., Fuhrmann M., Graf

Gesamtproben innerhalb der Abschnitte sowie im W., Greimel, F., Höller N., Jungwirth, M., Leitner P., Moog Längsverlauf des Gewässers. O., Melcher A., Müllner K., Ochsenhofer G., Salcher G.,

4 Individuendichten wichtiger Taxa (Ephemeroptera, Steidl C., Unfer G., Zeiringer B. 2013. Schwallproblema-

Plecoptera, Trichoptera, Diptera, ev. weitere) der Ein- tik an Österreichs Fliessgewässern – Ökologische Folgen zelproben bzw. der Gesamtproben innerhalb der Ab- und Sanierungsmöglichkeiten, BMFLUW, Wien: 175 S. schnitte sowie im Längsverlauf des Gewässers. Stucki P. 2010. Methoden zur Untersuchung und Beur-

4 Bewertung teilung der Fliessgewässer. Makrozoobenthos Stufe F

(flächendeckend). Bundesamt für Umwelt, Bern. Um- Die Bewertung erfolgt gemäss Stucky (2010). Die Erhe- welt-Vollzug Nr. 1026: 6 S. bung des Makrozoobenthos in der Referenzstrecke ermöglicht eine Einschätzung der natürlichen Verhältnisse und ein Vergleich mit dem Makrozoobenthos in der durch Schwall-Sunk beeinflussten Strecke. Dabei ist zu prüfen, ob nicht anderweitige Störungen vorhanden sind, welche Zusammensetzung und Individuenzahl des Makrozoobenthos beeinflusst haben könnten.

Die Erhebung des Indikators B2* erlaubt eine Veränderung der Artenzusammensetzung und Individuendichte festzustellen:

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Innere Kolmation Geeignet für jener im benetzten Bereich anhand der Kickfahne können Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle von der Schlüsselkurve abweichen. Dies geht auch aus den Schlussfolgerungen von Habersack & Hauer (2014) Änderungen gegenüber dem Modul «Strategische Pla- hervor, wonach gemäss Freezecore Analysen die Ursache nung»: der inneren Kolmation im dauerbenetzten Bereich grösstenteils beim Feingeschiebe (0,5 – 2 mm) liegt und nicht

• Innere Kolmation als Zusatzindikator für Fälle mit we- bei den Schwebestoffen (< 0,5 mm). nig Hochwassern und hohem Feinsedimenteintrag in grossen Talflüssen der Alpen mit einer signifikanten Die Akkumulation von Feinanteilen führt zu ökologischen Vergletscherung (restriktive Anwendung empfohlen). Problemen, wenn durch fehlende Umlagerungsdynamik

• Keine Festlegung der inneren Kolmation über Schlüs- oder gestörtes Sedimentkontinuum eine zunehmende selkurve mit Schwebstoffkonzentration, sondern Vergröberung der Sohle stattfindet. In Bezug auf den fallspezifisch mit Methodenfreiheit. Schwall konnte in den Studien am Alpenrhein gezeigt werden, dass es vorwiegend in den WWZ zu einer erhöhten Anreicherung von Feinsedimenten kommt (Ha-

1 Grundlagen bersack & Hauer 2014). Der dauerbenetzte Bereich hingegen zeigte in den meisten Fällen sehr geringe Anteile

Einflussgrössen von Feinsedimenten. Eine kürzlich erfolgte Studie am Alpenrhein hat gezeigt, dass die innere Kolmation ein massgebender Faktor für Im Alpenrhein konnte keine eindeutige Korrelation zwiden Reproduktionserfolg von kieslaichenden Fischen ist schen Schwall-Sunk Verhältnis und der Ausprägung der (Flussbau 2012). innereren Kolmation im dauerbenetzten Bereich und in der WWZ festgestellt werden. Im Modul «Strategische Planung» (Baumann et al. 2012) erfolgt die Bestimmung der inneren Kolmation über eine Erneute Erhebung bei Bedarf Schlüsselkurve in Funktion der Schwebstoffkonzentration Da die direkte Bindung der inneren Kolmation an die während des Schwalls in den Hochwintermonaten. Schwebstoffkonzentration fraglich ist, wird empfohlen, den Indikator H1* bei Bedarf zur Ergänzung und Über- Die Einflussgrössen der inneren Kolmation sind jedoch prüfung der Resultate der Defizitanalyse neu zu erheben vielschichtig. Im Wesentlichen sind der hydraulische Gra- um Aussagen zur Qualität des Interstitials machen zu dient der Sickerströmung, die Sohlenschubspannung, die können. Nach Möglichkeit sollte vergleichend eine Refe- Wassertemperatur und Kornverteilung des Sohlenma- renzstrecke beurteilt werden. terials (insbesondere das Feingeschiebe), die Schwebstoffkonzentration sowie die Geschiebe- und Hoch- Als alternative Methode zur Erhebung der inneren Kolwasserdynamik für die innere Kolmation von Bedeutung mation anerbieten sich das Einbringen von Brutboxen mit (Habersack & Hauer 2014). befruchteten Fischeiern (vgl. Indikator F3*).

Neuere Erkenntnisse So haben beispielsweise die weiterführenden Untersuchungen an der Hasliaare [Schweizer et al. 2013 (1) – (4)] gezeigt, dass sich die Einschätzungen gemäss Schlüsselkurve nur bedingt mit Felduntersuchungen decken. Die festgestellte innere Kolmation im wechselnassen Bereich (Wasserwechselzone, WWZ) nach Schälchli (2002) und

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2 Erhebung 5. Erhebung der inneren Kolmation bei Sunk in der

WWZ mit Referenzproben ausserhalb der WWZ nach Planung Schälchli (2002), aggregiert auf fünf Zustandsklas- Die Erhebung des Indikators setzt tiefe Abflüsse vor- sen oder mittels Freezecore-Beprobungen (Haberaus, damit die innere Kolmation gemäss Schälchli (2002) sack & Hauer 2014). möglichst nahe am dauerbenetzten Bereich erfasst wer- 6. Erhebung der inneren Kolmation im dauerbenetzten den kann. Mit der Methode zur Messung der Kolmation Bereich anhand der Methode nach Guthruf (2014), unter Wasser (Guthruf 2014) oder Freezecore-Proben mittels Freezecore-Beprobungen oder möglichst nahe (Habersack & Hauer, 2014) kann auch der dauerbenetzte am dauerbenetzten Bereich bei tiefem Wasserstand Bereich beprobt werden. gemäss Schälchli (2002).

Es empfiehlt sich für die Feldarbeit die Periode vor Beginn Die Wahl der Erhebungsmethode in der WWZ und im der Laichzeit der Leitfischart bei ausgeprägtem Nieder- dauerbenetzten Bereich ist dem Fachexperten überlaswasser und klarem Wasser. Gegen Ende Winterhalbjahr, sen und richtet sich am Gewässer und am Aufwand. Die wenn die potentielle Auswirkung des Schwall-Sunk auf Erhebung und die Wahl der Methode sind nachvollziehbar die fortschreitende innere Kolmation der Gewässersohle zu dokumentieren. am deutlichsten messbar sein sollte, wird die Messung an denselben Stellen wiederholt.

3 Datenaufbereitung und Bewertung

Vorgehen Das Vorgehen zur Erhebung umfasst folgende sechs Die Datenaufbereitung und Bewertung erfolgt metho- Schritte: denspezifisch. Es wird empfohlen festzuhalten:

1 Gutachterliche Einschätzung des Gewässers hinsicht- 1. Eine summarische Begründung, falls der Indikator

lich Feingeschiebe und Hochwasserdynamik. nicht berücksichtigt wird.

2 Entscheid über die Erhebung des Indikators H1* im 2. Eine Kartographie und Dokumentation der Probenah-

Rahmen einer vertieften Defizitanalyse. mestellen in der WWZ, im dauerbenetzten Bereich und 3. Identifizierung der WWZ in Perioden mit geringem in der Referenzstrecke. Sunkabfluss und Wahl repräsentativer Standorte. 3. Eine tabellarische Zusammenstellung der Resultate. 4. Festhalten der Rahmenbedingungen wie letztes bettbildendes Hochwasser, letztes Hochwasser mit Aufreis­ Die Bewertung und Interpretation stützt sich auf die sen der Deckschicht, Sonderereignisse wie Murgänge Kolmationsklassen «keine», «geringe», «erhebliche» in Zuflüssen, Rutschungen oder Beckenspülungen. «starke», und «sehr starke», welchen die Zustandsklas-

Wertefunktion für die innere Kolmation.

Schälchli* Guthruf ** Bewertung Zustand Kolmationsklasse (2002) (2014) Freezecore *** sehr gut keine 0, 1, 2 < 5,65 N <5% gut geringe 3, 4, 5 < 20,85 N < 15 % mässig erhebliche 6, 7, 8 < 34,57 N ≥ 15 % unbefriedigend starke 9, 10, 11 < 88,62 N > 30 % schlecht sehr starke 12, 13, 14 ≥ 88,62 N > 50 %

* Für die WWZ und sehr nahe am dauerbenetzten Bereich bei tiefem Wasserstand gemäss Schälchli (2002). ** Für den dauerbenetzten Bereich gemäss Guthruf (2014) mittels Bestimmung des Kraftmedians (5 – 10 Stifte). *** Evtl. mittels Freezecore Methode bestimmter Feinsedimentanteil (< 2 mm) in Kieslaichplätzen.

Schwall-Sunk – Massnahmen © BAFU 2017 100

sen «sehr gut» bis «schlecht» zugeordnet werden. Die Guthruf J., 2014. Arbeitshilfe zur Messung der inneren Zuordnung ist methodenabhängig und erfolgt für diesen Kolmation., Bericht im Auftrag des Renaturierungsfonds Zusatzindikator nachvollziehbar dokumentiert gemäss des Kantons Bern: 16 S. Tabelle C18. Massgebend für die innere Kolmation sind die Proben für den dauerbenetzen Bereich und die WWZ. Habersack H., Hauer C. 2014. Schwalluntersuchung Al- Proben ausserhalb dienen dem Vergleich. penrhein – Sedimentologische und morphologische Bewertungen., BOKU, Wien: 163 S.

4 Prognose Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meyer

M., Monney J., Schläppi S., Wächter K. 2013 (1). Schwall- Die innere Kolmation ist mit dem heutigen Wissensstand Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 1a: Gewäsim Normalfall nur sehr schwierig zu prognostizieren. serökologische Bestandsaufnahme. Wasser Energie Am Alpenrhein wurde dank der sehr guten Datenlage die innere Kolmation der Gewässersohle unter Berücksichti- Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meygung der Grundbelastung (pro Teststrecke), der Morpho- er M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Tuhtan J., logie (Furt, Rinne, Schnelle, Kolk, usw.) und der Intensität Wächter K. 2013 (2). Schwall-Sunk Sanierung in der Hasdes Schwall-Sunk (Anforderungsprofile) prognostiziert. liaare – Phase 1b: Ökologische Bewertung des Ist-Zu- Die Prognose erfolgte mit Hilfe eines Bewertungssche- stands anhand der 12 Indikatoren der aktuellen BAmas (Flussbau 2012). FU-Vollzugshilfe. Wasser Energie Luft 105: 200 – 207.

In grossen Talflüssen der Alpen mit einer signifikanten Schweizer S., Bieri M., Tonolla D., Monney J., Rouge M., Vergletscherung und hohem Feinsedimenteintrag (Rhein, Stalder P. 2013 (3). Schwall-Sunk Sanierung in der Has- Rhône, evtl. Ticino, evtl. Reuss, evtl. Linth) wird empfoh- liaare – Phase 2a: Konstruktion repräsentativer Abflusslen, eine Prognostizierung in der Art wie am Alpenrhein ganglinien für künftige Zustände. Wasser Energie Luft vorzunehmen. Für die kleineren Gewässer oder bei ge- 105: 269 – 276. ringem Feinsedimenteintrag wird vorgeschlagen auf eine Prognostizierung zu verzichten. Alternativ kann jedoch Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Maimit Brutboxen mit befruchteten Fischeiern abgeklärt wer- re A., Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., den, ob die innere Kolmation für eine gewässertypische Theiler Q., Tuhtan J., Wächter K. 2013 (4). Schwall-Sunk Reproduktion hindernd ist (vgl. Indikator F3*). Sanierung in der Hasliaare – Phase 2b: Ökologische Bewertung von künftigen Zuständen. Wasser Energie Luft 105: 277 – 287.

5 Literatur

Schälchli U. 2002. Kolmation –Methoden zur Erkennung Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012: Sanierung und Bewertung. Bericht im Auftrag der EAWAG: 26 S. Schwall-Sunk – Strategische Planung. Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1203: 126 S.

Flussbau 2012. Alpenrhein D6: Quantitative Analyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche Anforderungsprofile. Arbeitspaket 1: Anforderungsprofile und Kolmation. IRKA : 61 S.

Schwall-Sunk – Massnahmen © BAFU 2017 101

Äussere Kolmation Geeignet für sanierungen und mehr Hochwasserdynamik sowie mittels Defizitanalyse Prognose Wirkungskontrolle grosser Aufweitungen erreicht werden, und nicht durch eine Schwall-Sunk Sanierung. Neuer Indikator:

• Als Zusatzindikator für stark vergletscherte Einzugs- Erhebung bei Bedarf gebiete und Einzugsgebiete mit ausgewiesen hoher Wird bei der Grundlagenerhebung (Anhang B) die äussere Schwall-Sunk bedingter Trübung und festgestellter Kolmation als Schwall-Sunk spezifisch und problematisch Problematik der fortschreitenden äusseren Kolmation. für die Bewohnbarkeit von Habitaten beurteilt, kann diese

• Als Zusatzindikator, wenn die Grundlagenerhebung als Zusatzindikator in die Defizitanalyse, Prognose beim (Anhang B) auf eine ausgeprägte äussere Kolmation Variantenstudium und Wirkungskontrolle einfliessen. Dahinweist. Beschreibt die Limitierung der Bewohnbarkeit bei ist die Schwall-Sunk bedingte äussere Kolmation klar der Makrozoobenthos- und der Fischlaichhabitate. von weiteren Ursachen wie z. B. Stauraumspülungen, Kiesausbeutungen, oberliegende Baustellen und Strassenwinterdienst, die ebenfalls zur äusseren Kolmation 1 Grundlagen führen können, abzugrenzen.

Einflussgrössen und Mechanismen Bei hohen Schwebstoffaufkommen im Gewässer kann 2 Erhebung die äussere Kolmation von Bedeutung sein. Dabei lagern sich Feinsedimentfraktionen (< 2 mm) dauerhaft oder vo- Planung rübergehend auf der Gewässersohle ab. Massgebend für Untersuchungen der äusseren Kolmation sind auf der die äussere Kolmation sind in der Regel die Fraktionen Basis der Grundlagenerhebung (Anhang B) sorgfältig zu < 0,5 mm (Habersack & Hauer 2014). Ablagerungen ent- planen und nur durchzuführen, wenn andere Einflüsse als stehen auf Kiesbänken und entlang der Ufer, vorwiegend Schwall-Sunk nicht zu erwarten sind. in strömungsarmen Bereichen der Wasserwechselzone (WWZ). In schnellfliessenden Bereichen findet bei Schwall Vorgehen eine Resupension der Feinsedimente statt. Dieser Me- Das Vorgehen zur Erhebung umfasst folgende vier chanismus der Ablagerung und Resuspension erklärt die Schritte: Beobachtungen der äusseren Kolmation beispielsweise in der Rhône, Vispa und im Alpenrhein sehr gut. 1. Gutachterliche Einschätzung des Gewässers hinsichtlich Feinsedimentfraktionen, Hochwasserdynamik und Ablagerung und Resuspension ausgeprägte äussere Kolmation. Ablagerung und Resuspension sind natürliche Prozesse, 2. Entscheid über die Erhebung des Indikators H2 im die massgeblich von den Sedimenten im Einzugsgebiet Rahmen einer vertieften Defizitanalyse. abhängen (z. B. stärker bei Verwitterungsprodukten wie 3. Erfassung der Flächen mit äusserer Kolmation im Feld. Bündnerschiefervorkommen bzw. geringer bei wasserlös- 4. Erfassen der Korngrössen der äusseren Kolmation im lichen Produkten wie Kalksteinen). Die äussere Kolmati- Feld in Abhängigkeit der Bereiche. on wird nicht durch Schwall-Sunk verursacht, kann aber dadurch beschleunigt oder begünstigt werden. Das Pro- Alternativ zu Kartierungen der Flächen mit äusserer Kolblem ist in der Regel nicht der Anteil an Feinsedimenten, mation im Feld können diese über 2D-Berechnungen für sondern die fehlende Umlagerungsdynamik (Fehlen von Abflussganglinien des IST-Zustands bestimmt werden grossen Hochwassern, kanalisiertes Gerinne). Eine Ver- (siehe Abschnitt «Prognose»). besserung bezüglich der inneren und äusseren Kolmation wird voraussichtlich vor allem durch die Geschiebe­

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Die Untersuchung der Korngrössen der äusseren Kolma- Vm > 0,5 m/s keine äussere Kolmation stattfindet, jedoch tion dient der Einordnung der Ablagerungen in Sand bzw. für 0,2 < Vm < 0,5 m/s Sand (Durchmesser 0,062 mm – Sand und feinere, kohäsive Partikel (Silt, Ton). 2 mm) und für Vm < 0,2 m/s Sand und feinere, kohäsive Partikeln (Silt, Ton) abgelagert werden.

3 Datenaufbereitung und Bewertung Am Alpenrhein konnte mit diesem Ansatz für die drei

vorhandenen Morphologien rechnerisch aufgezeigt wer- Es wird eine summarische Begründung empfohlen, falls den, dass grundsätzlich mit zunehmender Anhebung des der Indikator nicht berücksichtigt wird. Ansonsten ent- Sunks und Abminderung des Schwalls die Transportspricht die Datenaufbereitung und Bewertung im Wesent- zonen zu- und die Resuspensions- und Sedimentationslichen einer Kartierung inkl. Dokumentation mit Fotos. zonen abnehmen (Flussbau 2012).

Der Zusatzindikator äussere Kolmation kann nicht im Sinne einer Schlüsselkurve mit einer Wertefunktion beurteilt 5 Literatur werden. Zonen, welche von der äusseren Kolmation betroffen sind, sind der Zustandsklasse «schlecht» zuzu- Flussbau 2012. Alpenrhein D6: Quantitative Analyse von ordnen. Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche Anforderungsprofile. Arbeitspaket 1: Anforderungsprofile und Zonen mit äusserer Kolmation eignen sich weder als Kolmation. IRKA : 61 S. Fischlaichplätze noch als Lebensraum für das Makrozoobenthos und können bei Habitatmodellierungen (An- Habersack H., Hauer C. 2014. Schwalluntersuchung Alhang F, Indikatoren F6 und B5) als nicht bewohnbar aus- penrhein – Sedimentologische und morphologische Begeschieden werden. wertungen. Sedimentologische und morphologische Bewertungen., BOKU, Wien: 163 S.

4 Prognose Kresser W. 1964. Gedanken zur Geschiebe- und Schwebstoffführung der Gewässer. Österreichische Wasserwirt-

Ein pragmatischer Ansatz zur Prognose der äusseren schaft 16: 6 S. Kolmation, der bei Vorhandensein von Resultaten aus zweidimensionalen Modellen mit vertretbarem Aufwand möglich ist, stützt sich auf eine Unterteilung der Flusssohle in folgende drei Bereiche (z. B. Flussbau 2012):

1 Transportzone: saubere Kiessohle da Fliessgeschwin-

2 Resuspensionszone: periodisch Ablagerung von Feinsedimenten vorhanden, da Fliessgeschwindigkeit bei

3 Sedimentationszone: dauerhafte Ablagerungen von

Feinsedimenten (= zunehmende äussere Kolmation),

Obige Unterteilung basiert in Anlehnung an die Grenzgeschwindigkeit nach Kresser (1964) auf den Annahmen, dass für die mittlere Fliessgeschwindigkeit (in 2D Modellen tiefengemittelte Fliessgeschwindigkeit)

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Anhang D – Beurteilung der Gewässerabschnitte und Festlegung der Ziele

1 Deckblatt

Hauptziele des Deckblatts sind:

1 Zusammenstellung der vorhandenen Daten des Modulstufenkonzepts (MSK) pro Gewässerabschnitt für

einen Überblick über den Gesamtzustand.

2 Identifikation von bereits umgesetzten, geplanten oder

vorgesehenen Gewässerschutzmassnahmen.

3 Identifikation des Koordinationsbedarfs mit anderen

Gewässerschutzmassnahmen.

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Beispiel eines ausgefüllten Deckblatts für einen Gewässerabschnitt.

Gewässername: Aa Gewässerabschnitt: Rückgabe KW bis Kieswerk. Km (Gewiss): 1.2 bis 5.4 Morphologie: Begradigt mit altenernierenden Kiesbänken

Beurteilung Modulstufenkonzept (MSK) Vorhanden Beurteilung (Zustandsklasse) Noch aktuell? Nein Ja 1 2 3 4 5 Nein Ja

Ökomorphologie F Hydrologie F Hydrologie F (Schwall-Sunk spezifischer Teil) Äusserer Aspekt F Makrozoobenthos F Fische F Kieselalgen F Chemie F … evtl. weitere Aktueller Stand: www.modul-stufen-konzept.ch/fg/module/index

Massnahmen Kantonale strategische Planungen Vorhanden Koordinationsbedarf umgesetzt

Unsicher Nein Ja Nein Ja Nein Ja

Revitaliserung Fliessgewässser Fischwanderung Schwall-Sunk Geschiebehaushalt

Koordinationsbedarf

Unsicher Weitere Vorhaben Nein Ja Nein Ja

Restwassersanierung, Art. 80 GSchG umgesetzt?

Hochwasserschutzmassnahme(n) geplant oder vorgesehen?

Revitalisierungs- oder Kombiprojekt(e) geplant oder vorgesehen?

Neue Kraftwerksanlage(n) geplant oder vorgesehen? … evtl. weitere

Bemerkungen:

Schwall-Sunk – Massnahmen © BAFU 2017 105

2 Hilfstabelle (3 Teile) 2.1 Teil I – Defizitanalyse und Festlegung der

Indikatoren (vgl. Kap. 3.2) Die Hilfstabelle zur Beurteilung der Gewässerabschnitte und zur Festlegung der Ziele ist in drei Teile unterteilt: (i) Auf Basis der Daten der strategischen Schlussplanung Defizitanalyse und Festlegung der Indikatoren, (ii) Neube- Schwall-Sunk erfolgt eine erste Beurteilung der Defizite wertung und Ursachenanalyse, (iii) Festlegung der Ziele im Gewässer. Ist diese vollständig und aussagekräftig um und des hydrologischen Anforderungsprofils. Hauptziele die Ursachen zu bestimmen, erfolgt die Ursachenanalyder Hilfstabelle sind: se und die Festlegung der Ziele direkt (vgl. Abb. 6 Kap. 3.1). Ist dies nicht der Fall, wird ein Untersuchungspro-

1 Defizitanalyse anhand der Indikatorenbewertung. gramm anhand der Indikatoren des vorliegenden Moduls

2 Zuordnungen der Ursachen, insbesondere die Schwall- «Schwall-Sunk – Massnahmen» erstellt. Kriterien für die

Sunk bedingten. Wahl der Indikatoren sind: 3. Bestimmung der für die Defizite relevanten hydrologischen Kenngrössen der Schwall-Sunk Abflussgang­ 1. Kernindikatoren, die in der strategischen Planung linie. nicht erhoben oder bewertet wurden.

4 Festlegung der Ziele (= Zustandsklassen für Zielzu- 2. Kernindikatoren, die in direktem Zusammenhang mit

stand), der Zielwerte der hydrologischen Kenngrössen einem gesicherten Schwall-Sunk Defizit stehen. und des daraus resultierenden hydrologischen Anfor- 3. Kernindikatoren, die in direktem Zusammenhang mit derungsprofils. einem unsicheren/potenziellen Defizit stehen.

4 Weitere Indikatoren, die in direktem Zusammenhang

mit einem unsicheren Defizit und zur Beseitigung von Unsicherheiten (Prozessverständnis) stehen.

Schwall-Sunk – Massnahmen © BAFU 2017 106

Hilfstabelle Teil I: Beispiel einer Defizitanalyse mit Daten aus der strategische Schlussplanung Schwall-Sunk.

Gewässername: Aa Gewässerabschnitt: Rückgabe KW bis Kieswerk. Km (Gewiss): 1.2 bis 5.4 Morphologie: Begradigt mit altenernierenden Kiesbänken

Defizitanalyse auf Basis der Daten der strategischen Schlussplanung & Festlegung Indikatoren aus Modul «Schwall-Sunk – Massnahmen» (vgl. Kap. 3.2)

Längenzonation Makrozoobenthos Bezug der Indikatorbewertung zu

MSK-Modul Makrozoobenthos EPT-Familien Makrozoobenthos Untersuchuchungsprogramm

Laichareale der Fische Reproduktion der Fischfauna Fischereiliche Produktivität Biomasse Makrozoobenthos (neu zu erhebende oder falls den (potenziellen) Defiziten.

MSK-Modul Fische Stranden von Fischen Innere Kolmation Wassertemperatur Mindestabfluss vorhanden neu zu bewertende

Ist das Defizit festzustellen? Indikatoren)

Bewertung Indikatoren gemäss Modul «Sanierung Schwall-Sunk – Strategische Planung» Welche Kernindikatoren gemäss Modul «Schwall- Weitere Indikatoren zur F1 F2 F3 F4 F5 B1 B2 B3 B4 H1 A1 Q1 Sunk – Massnahmen» Beseitigung von liefern gesicherte Unsicherheiten Untenstehende Zeilen sind gemäss Zustand und Wertefunktion mit 5

Unsicher? Potenzielle Defizite im Gewässerabschnitt Klassen einzufärben Zusammenhänge zu den Ja Nein festgestellten Defiziten? (Prozessverständniss) Biotische Defizite Gestörte Populationsstruktur der Fische (Alters- und x ◦ P Dominanzstrukturen) Zu geringe Fischbiomasse x ◦ ◦ ◦ x ◦ ◦ ◦ P Fehlende Fischarten (Diversität) x P Ungenügende Jungfischdichte x ◦ ◦ x ◦ P F6 Stranden über kritischem Mass für Fische x ◦ ? F2* Fischlaich kann sich nicht entwickeln ◦ x ◦ ◦ ◦ P F3* Drift über kritischem Mass für Benthos ◦ ◦ ◦ ◦ ? D1 Zu geringe Benthosbiomasse ◦ x ◦ ◦ ◦ ◦ P D1 Reduktion Diversität Benthos ◦ ◦ ◦ x B1* … evtl. weitere gemäss Fachexperte Defizite Morphologie und Habitate Habitatdefizite Fische (Laichplätze, Unterstände,

• ◦ ◦ ◦ ? F6 Uferlebensräume, Hochwasserrefugien) Habitatdefizite MZB bei Winter- und Frühjahrsabfluss

• ◦ ◦ ◦ ◦ ? B5 (Gewässersohle, Uferlebensräume) Innere Kolmation ◦ ◦ ◦ ? H1* Äussere Kolmation ◦ ◦ ◦ ? H2 … evtl. weitere gemäss Fachexperte Defizite Geschiebe Fehlendes Substrat und Korngrössen (Verlaichung) x ◦ ◦ ◦ P F3* Instabile Sohle während Laichentwicklung x ◦ P F3* … evtl. weitere gemäss Fachexperte Defizite Wasserqualität Trübung nicht entsprechend Jahreszeit oder übermässig ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ? H1* Temperaturschwankungen nicht entsprechend Jahreszeit oder übermässig

• ◦ ◦ x P Q1*

… evtl. weitere gemäss Fachexperte Defizite Wasserführung Unzureichende Habitatüberströmung bei Sunk ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ? B5, F6 Fehlende Hochwasserdynamik (z.B. nach HydMod) ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ? H1* … evtl. weitere gemäss Fachexperte

Legende der Zusammenhänge Indikatoren zu Defiziten Legende zu den Zustandsklassen Untersuchungsprogramm x Indikator mit gesichertem Zusammenhang mit Defizit Zustand Zustandsklasse Neu zu erhebende bzw. zu bewertende Kernindikatoren: ◦ Indikator liefert Hinweis auf ein potenzielles Defizit sehr gut 1 F2*, F3*, F6, B5, Q1*, A2 Diese Vorschläge sind durch Fachexperten zu prüfen und gut 2 Weitere Indikatoren (Prozessverständnis): können, wenn nachvollziehbar begründet, angepasst werden. mässig 3 B1*, D1, H1*, H2 unbefriedigend 4 schlecht 5

Kriterien zur Bestimmung eines Defizits Zustandsklasse Zusammenhang Indikator - Defizit Defizit festellbar? 1 oder 2 Gesichert (x) oder Hinweis (◦) Nein (x) 3, 4 oder 5 Hinweis (◦) Unsicher (?) 3, 4 oder 5 Gesichert (x) Ja (P)

Schwall-Sunk – Massnahmen © BAFU 2017 107

2.2 Teil II – Neubewertung und Ursachenanalyse (vgl. Kap. 3.2 & 3.3)

Anhand der Neuerhebung oder Neubewertung der Zustandsklassen der Indikatoren gemäss dem vorliegendem Modul «Schwall-Sunk – Massnahmen» können die Defizite abschliessend beurteilt werden und der Bezug zwischen den Defiziten des Fliessgewässers und den Ursachen hergestellt werden. Die massgebenden Kernindikatoren werden festgelegt und die Ursachen festgehalten.

Schwall-Sunk – Massnahmen © BAFU 2017 108

Hilfstabelle Teil II: Beispiel einer ergänzende Defizitanalyse mit Neuerhebungen und Neubewertungen sowie Ursachenanalyse.

Gewässername: Aa Gewässerabschnitt: Rückgabe KW bis Kieswerk. Km (Gewiss): 1.2 bis 5.4 Morphologie: Begradigt mit altenernierenden Kiesbänken Defizitanalyse auf Basis der Neuerhebungen und Neubewertungen (vgl. Kap. 3.2) Ursachenanalyse (vgl. Kap. 3.3)

Biomasse & Diversität Makrozoobenthos Das Defizit ist ganz oder teilweise auf Schwall-Sunk

Habitateignung Makrozoobenthos Längenzonation Makrozoobenthos EPT-Familien Makrozoobenthos MSK-Modul Makrozoobenthos Ist ein Defizit festzustellen? Hydrologische Kenngrössen Stranden von Fischen Laichareale der Fische Habitateignung Fische Wassertemperatur Jungfischvorkommen MSK-Modul Fische Innere Kolmation Äussere Kolmation

zurückzuführen Massgebender Kernindikator Drift Bewertung Indikatoren gemäss Modul «Schwall-Sunk – Massnahmen»

A2 F2* F3* F6 B5 Q1* F4* B1* B3 B4 D1 F1* B2* H1* H2

Nicht Schwall-Sunk Schwall-Sunk bezogene Untenstehende Zeilen sind gemäss Zustand und Wertefunktion mit bezogene Ursachen Potenzielle Defizite im Gewässerabschnitt Ursachen (massgebende 5 Klassen einzufärben (Morphologie, Ja Nein Ja Nein hydrologische Kenngrössen) Wasserqualität) Biotische Defizite Gestörte Populationsstruktur der Fische (Alters- und Dominanzstrukturen) ◦ ◦ ◦ x P P

Zu geringe Fischbiomasse ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x ◦ P P Fehlende Fischarten (Diversität) ◦ ◦ ◦ x P x Morphologie: Strukturvielfalt Ungenügende Jungfischdichte ◦ ◦ ◦ x x ◦ x ◦ P P F6 Schwall- & Sunkabfluss Morphologie: Uferstrukturen Stranden über kritischem Mass für Fische ◦ x ◦ ◦ ◦ P P F2* Pegelrückgangsrate Schwall- & Sunkabfluss, Wasserqualität: Baustellen, Fischlaich kann sich nicht entwickeln ◦ x ◦ x ◦ ◦ ◦ P P F3* Pegelanstiegsrate Schneeräumung Schwallabfluss, Morphologie: Strukturvielfalt Drift über kritischem Mass für Benthos ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x ◦ ◦ P P D1/A2 Pegelanstiegsrate Schwall- & Sunkabfluss, Zu geringe Benthosbiomasse ◦ ◦ ◦ x x ◦ ◦ P P D1/A2 Morphologie: Strukturvielfalt Pegelanstiegsrate Morphologie: Strukturvielfalt; Reduktion Diversität Benthos ◦ x ◦ ◦ ◦ ◦ P P D1/A2 Schwall- & Sunkabfluss Wasserqualität: … evtl. weitere gemäss Fachexperte Defizite Morphologie und Habitate Habitatdefizite Fische (Laichplätze, Unterstände, Uferlebensräume, Hochwasserrefugien) ◦ ◦ x ◦ ◦ ◦ P P F6 Schwall- & Sunkabfluss Morphologie: Strukturvielfalt

Habitatdefizite MZB bei Winter- und Frühjahrsabfluss ◦ x ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ P P B5 Schwall- & Sunkabfluss Morphologie: Strukturvielfalt Innere Kolmation ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x ◦ x Äussere Kolmation ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x x … evtl. weitere gemäss Fachexperte Defizite Geschiebe Schwallabfluss, Morphologie: fehlendes oder Fehlendes Substrat und Korngrössen (Verlaichung) ◦ x ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ P P F3* Pegelanstiegsrate ungeeignetes Substrat Schwallabfluss, Morphologie: fehlendes oder Instabile Sohle während Laichentwicklung ◦ x ◦ P P F3* Pegelanstiegsrate ungeeignetes Substrat … evtl. weitere gemäss Fachexperte Defizite Wasserqualität Trübung nicht entsprechend Jahreszeit oder übermässig ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x

Temperaturschwankungen nicht entsprechend Jahreszeit Pegelanstiegsrate & - ◦ x ◦ ◦ ◦ P P Q1* oder übermässig rückgangsrate … evtl. weitere gemäss Fachexperte Defizite Wasserführung Unzureichende Habitatüberströmung bei Sunk ◦ ◦ x x ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ P P B5, F6 Sunkabfluss Morphologie: Fehlende Hochwasserdynamik (z.B. nach HydMod) ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ x ◦ x … evtl. weitere gemäss Fachexperte

Legende der Zusammenhänge Indikatoren zu Defiziten Legende zu den Indikatoren «Massnahmen» Legende zu den Zustandsklassen

x Indikator mit gesichertem Zusammenhang mit Defizit Kernindikatoren Zustand Zustandsklasse ◦ Indikator liefert Hinweis auf ein potenzielles Defizit Schwall-Sunk sensible Indikatoren sehr gut 1 Diese Vorschläge sind durch Fachexperten zu prüfen Breitbandindikatoren gut 2 und können, wenn nachvollziehbar begründet Zusatzindikatoren mässig 3 angepasst werden. X* Indikator überarbeitet unbefriedigend 4 X Neuer Indikator schlecht 5

Kriterien zur Bestimmung eines Defizits Zustandsklasse Zusammenhang Indikator - Defizit Defizit festellbar? 1 oder 2 Gesichert (x) oder Hinweis (◦) Nein (x) 3, 4 oder 5 Hinweis (◦) Nein (x) 3, 4 oder 5 Gesichert (x) Ja (P) Wenn gemäss Hilfstabelle Teil 1 ein gesichertes (x) Defizit Ja (P) festgestellt wurde (d.h. mit vorherigen Indikatoren)

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2.3 Teil III – Festlegung der Ziele und des

hydrologischen Anforderungsprofils (vgl. Kap. 3.4)

In diesem Teil werden die Ziele für die einzelnen Kernindikatoren anhand der Zustandsklassen für den Zielzustand definiert sowie die dafür erforderlichen Zielwerte der hydrologischen Kenngrössen festgelegt. Gestützt auf diese Zielwerte und dem daraus resultierenden hydrologischen Anforderungsprofil können dann die Massnahmen zur Erreichung der künftigen Abflussganglinie erarbeitet werden.

Schwall-Sunk – Massnahmen © BAFU 2017 110

Hilfstabelle Teil III: Beispiel zur Festlegung der Ziele (= Zustandsklassen für Zielzustand), der Zielwerte der hydrologischen Kenn­grössen und des daraus resultierenden hydrologischen Anforderungsprofils.

Gewässername: Aa Gewässerabschnitt: Rückgabe KW bis Kieswerk. Km (Gewiss): 1.2 bis 5.4 Morphologie: Begradigt mit altenernierenden Kiesbänken

Festlegung der Ziele und des hydrologischen Anforderungsprofils (vgl. Kap. 3.4) Zielwerte der hydrologischen Kenngrössen Massgebende Periode zur Festlegung der Sunkabfluss Schwallabfluss Pegelanstiegsrate Pegelrückgangsrate saisonalen Unterschiede (Monat)

IST-Zustand Ziel-Zustand Leitart, Kern- Schwall- Pegel- Pegel- Massgebender Hauptdefizite (Zustands- (Zustands- Entwicklungs- Sunkabfluss Quantil Quantil Quantil Quantil Jan. Feb. Mär. Apr. Mai Jun. Jul. Aug. Sep. Okt. Nov. Dez. Bemerkungen indikator abfluss anstiegsrate rückgangsrate Abflussbereich klasse) klasse) stadium Bachforelle, Gültig für F2* Stranden 3 (mässig) 2 (gut) ≤ 0.2 cm/min 95% 12 bis 4 m3/s Larval Tageslicht Bachforelle, F2* Stranden 3 (mässig) 2 (gut) < 3 cm/min 95% 12 bis 4 m3/s Juvenil Trockenfallen 3 3 3 Korngrösse F3* 5 2 (gut) Bachforelle ≥ 4 m /s 95% ≤ 15 m /s 95% ≤ 1.5 cm/min 95% 4 bis 10 m /s Stabilität 2-8 cm Jungfischdichte Bachforelle, 3 3 Empfindlich April F6 4 (unbefriedigend) 2 (gut) ≥ 6.5 m /s 60% ≤ 20 m /s 60% Habitatdefizite Juvenil und Mai Bachforelle, 3 F6 Habitatdefizite 4 (unbefriedigend) 2 (gut) ≥ 5 m /s 60% ≤ 30 m 3/s 60% Adult Habitatdefizite 3 3 B5 4 (unbefriedigend) 2 (gut) Taxa 1 ≥ 5 m /s 60% ≤ 18 m /s 60% Winter Habitatdefizite 3 3 B5 5 (schlecht) 2 (gut) Taxa 2 ≥ 6 m /s 60% ≤ 22 m /s 60% Frühjahr Gemäss D1, Benthosdrift 3 3 D1/A2 3 (mässig) 2 (gut) Diverse Gruppen ≤ 25 m /s 60% ≤ 1 cm/min 60% 4 bis 10 m /s Allgemeine Benthosbiomasse Reduktion

Gemäss D1, Benthosdrift 3 3 D1/A2 3 (mässig) 2 (gut) Diverse Gruppen ≤ 35 m /s 95% ≤ 2 cm/min 95% 4 bis 10 m /s Verhinderung Benthosbiomasse Katastrophendrift

Temperatur- 3 6 bis 16 m3/s Q1* 5 (schlecht) 3 (mässig) - ≤ 1 m /s/min 90% ≤ 1 m3/s/min 90% 3 Thermopeaking schwankung Sommer 16 bis 6 m /s

3 3 4 m /s 60% 22 m /s 60% 1.5 cm/min 60% Hydrologische Kenngrössen IST-Zusand 0.35 cm/min 95%

Anforderungs- ≥ 5 m /s 60% 3 ≤ 1 cm/min 60% ≤ 15 m /s 95% profil 1 ≥ 4 m3/s 95% ≤ 1.5 cm/min 95%

3 ≤ 1 cm/min 60% Hydrologisches Anforderungsprofil Anforderungs- 3 ≤ 20 m /s 60% < 3 cm/min 95% ≥ 6.5 m /s 60% ≤ 2 cm/min 95% 3 für künftige Abflussganglinie profil 2 ≤ 35 m 3/s 95% ≤ 1 m /s/min 90% ≤ 1 m3/s/min 90%

Anforderungs- ≤ 0.2 cm/min 95% profil 3

Schwall-Sunk – Massnahmen © BAFU 2017 111

Anhang E – Mögliche Massnahmen, Steuerung von Massnahmen und Bestimmung von Abflussganglinien

1 Mögliche Massnahmen Bauliche Massnahmen zur Verhinderung oder Dämpfung

des Schwalls: Eine Reduktion der gewässerökologischen Auswirkungen von Schwall-Sunk kann grundsätzlich mit baulichen oder Massnahmen, die darauf abzielen, den Schwall nicht betrieblichen Massnahmen erreicht werden. Die Mass- mehr, gedämpft oder woanders in dasselbe respektive nahmen zielen in erster Linie darauf ab, das turbinierte in ein anderes Gewässer abzugeben. Diese baulichen Wasser nicht mehr oder gedämpft ins Gewässer zurück- Massnahmen bezwecken eine direkte Änderung der Abzuführen und in zweiter Linie, allenfalls mit punktuellen flussganglinien in der Schwall-Sunk Strecke. Widmann morphologischen Massnahmen die Auswirkungen von (2008) zeigt beispielhaft verschiedene schematische Schwall-Sunk im Gewässer zu mindern. Anordnungen und Betriebsführungen von Zwischenspeichern bei einer Schwalldämpfung mittels Rückhal- Die rechtlichen Vorgaben (Art. 39a Abs. 1 GSchG) se- tevolumen, insbesondere die Möglichkeit von hoch- und hen primär bauliche Massnahmen vor. Dies ermöglicht tiefgelegenen Zwischenspeichern mit Pumpen bei engen die Auswirkungen auf eine flexible Stromproduktion mög- Platzverhältnissen. lichst gering zu halten. Betriebliche Massnahmen können nur auf Antrag des Inhabers des Wasserkraftwerkes Ergänzende Massnahmen: von der Behörde angeordnet werden. Trotzdem kann eine Kombination von baulichen mit betrieblichen Massnah- Massnahmen, die durch lokale, kleinräumige morpholomen in bestimmten Fällen sinnvoll, zielführend und ver- gische Anpassungen im Gerinne selbst («Instream») die hältnismässig sein. Es wird deshalb empfohlen, diese im ökologischen Auswirkungen von Schwall-Sunk im Gewäs- Sanierungsvorhaben mitzuberücksichtigen. ser mindern können, ohne jedoch die Gewässermorphologie grossräumig zu verändern. Diese baulich-morpholo- Bei der Sanierung bestehender Anlagen werden die In- gischen Massnahmen bezwecken keine direkte Änderung haber von Wasserkraftwerken für die notwendigen bau- der Abflussganglinien ab Zentrale. Beispiele dafür sind lichen wie betrieblichen Massnahmen von der nationalen Fischnischen/-buchten (Ribi et al. 2011), Strukturein- Netzgesellschaft (Swissgrid) entschädigt. Einzelheiten bauten, Buhnen, «Instream River Training» Massnahmen

sind im Modul «Finanzierung» (BAFU 2016) geregelt. und grosse Störsteine (Werdenberg et al. 2012, Schneider & Speerli 2014) zur Schaffung von strukturierten Gewässerbereichen mit geringer Fliessgeschwindigkeit und

1.1 Bauliche Massnahmen Abflusstiefe unter Schwallbedingungen. Günstige Strukturen für die Schaffung von geeigneten Jungfischhabitate

Typen baulicher Massnahmen (v. a. bei Schwall- und Sunkabfluss) sind z. B.: (i) stän- Mögliche bauliche Massnahmen wurden schon verschie- dig angebundene/permanent benetzte Seitenarme mit dentlich zusammen­gestellt (z. B. Baumann et al. 2012, hydraulisch stabilen Bedingungen und engem Ein- und Bruder 2012, Bruder et al. 2012). Die Tabelle E1 fasst Auslauf, (ii) ständig angebundene/permanent benetzte diverse Auflistungen zusammen. Ruhebuchten mit vom Ufer her kontinuierlich fallender Sohle, (iii) relative steile Ufer, die eine erhöhte Heterogenität mit Schutzstrukturen aufweisen. Dabei ist die Lage

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dieser Strukturen im Gewässer in Verbindung mit deren Grossräumige morphologische Anpassungen im Sinne Morphologie entscheidend und wenn möglich sind sol- der strategischen Planung «Revitalisierung Fliessgeche Massnahmen in grossem Massstab zu bevorzugen wässer» (Göggel 2012) sind keine Schwall-Sunk Mass- (z. B. grosse Buchthabitate). Insgesamt sind die Hoch- nahmen, fliessen aber gegebenenfalls als vorgesehener wasserdynamik und der übergeordnete Feststoffaushalt morphologischer Zustand in die Festlegung der Zielwerte entscheidend für die Planung und Nachhaltigkeit oben der hydrologischen Kenngrössen des Schwall-Sunk ein. genannter morphologische Massnahmen, deren eigen- Ebenfalls zu berücksichtigen ist, dass im Fall von grossdynamische Entwicklung gegenüber künstlichen Struktu- räumigen morphologischen Anpassung des Gewässers ren zu bevorzugen ist. Dabei gilt es auch sicherzustellen, eine Dämpfung der Abflussganglinien durch fliessende dass diese Massnahmen nicht zu einem Falleneffekt, v. a. Retention auftreten kann, welche sich mit zunehmenfür Jungfische, bei Pegelrückgang führen. der Fliessstrecke verstärkt (Stranner 1996, Meile et al. 2008; vgl. Anhang F). Die dämpfende Wirkung morphologischer Massnahmen auf die Abflussganglinie durch flie-

Nicht abschliessende Liste baulicher Massnahmen. Innerhalb dieser Massnahmentypen sind unterschiedliche Ausgestaltungen möglich. Diese Auflistung soll die Kreativität der Massnahmenerarbeitung nicht behindern. Es wird auch auf weitere potentielle ökologische Beeinträchtigungen und Konflikte hingewiesen.

Schwall-Ausleitkraftwerk, KW-Stufe Verlängerung Restwasserstrecke Revitalisierung, Kombiprojekt Pegeländerung Staukurve Ökologie Empfänger**** Fliessgewässer Seitental Pumpspeicherung Hochwasserschutz Spülungen Sedimente Wanderhindernis Geschiebetransport Talfluss (starker S/S) Talfluss (geringer S/S) Seitenfluss Haupttal Naherholung Bewässerung … evtl. weitere … evtl. weitere

Potentielle ökologische Eignung Bauliche Massnahme Potentieller Zusatznutzen Beeinträchtigungen geographisch

Rückhaltebecken ! ✕ ✕ Auf gewässer­ Rückhaltekaverne ! ✕ ✕ ökologische Multifunktionsbecken* ! ! ! ! ✕ ✕ Abflussganglinie Ableitung in See ** ! ! ! ✕ ✕ zielend Ableitung in grösseres Gewässer ** ! ! ! ✕ ✕ Permanent dotierte Parallelgerinne Auf verminderte IRT-Massnahmen ***

Auswirkungen im Störsteine, Strukturen, Substratfang ✕ Fischnischen Gewässer zielend … evtl. weitere *  Z. B. zur Schwalldämpfung Möglich ! Als Rahmenbedingung Möglich eingesetztes Laufwasserkraftwerk beachten Prüfenswert Prüfenswert (vgl. Konzept SYNERGIE, Hel- **** Die Ökologie des Still- oder ler & Schleiss 2008) ✕ Ungeeignet Fliessgewässers in welches **  In einem Stollen oder Kanal der Schwall abgeleitet wird *** Instream River Training (Werdenberg et al. 2012)

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ssende Retention beschränkt sich jedoch hauptsächlich Technische Rahmenbedingungen für betriebliche auf die Abfluss- respektive Pegeländerungsraten sowie Massnahmen auf kurze Schwallimpulse mit wenig Volumen (Hauer et Als Rahmenbedingung für betriebliche Massnahmen sind al. 2013). die technischen Kraftwerkskomponenten massgebend. Betriebliche Massnahmen kommen in Betracht, wenn Kombination von schwalldämpfenden mit die elektromechanischen Komponenten des Kraftwerks morphologischen Massnahmen ein langsames bzw. stufenweises An-/Zurückfahren der Je nach Situation kann es sinnvoll sein, bauliche Turbinen erlaubt und/oder eine Anhebung des Sunk oder Massnahmen morphologischer Natur mit baulichen Senkung des Schwalls zulässt. Dies hängt von Typ, Anzahl Massnahmen zur gezielten Rückgabe der turbinierten und Ausbauwassermengen der installierten Turbinen ab. Wassermenge zu kombinieren. Dies zeigen z. B. die detaillierten Studien am Alpenrhein deutlich und quanti- Sollten diese Rahmenbedingungen nicht gegeben sein, tativ auf (ezb et al. 2012). Diverse weitere Studien wei- könnten als Voraussetzung für die Umsetzung betriebsen auf die notwendige morphologische Aufwertung, licher Massnahmen vorgängig technische Massnahmen kombiniert mit Verbesserungen des Abflussregimes hin realisiert werden, beispielsweise die Installation einer [AquaPlus 2013, Baumann et al. 2012, Schweizer et al. Dotierturbine oder die Erneuerung einzelner Kraftwerks- 2013 (1) –(4)]. komponenten.

Verhinderung der Schaffung neuer Beeinträchtigungen Betriebliche Massnahmen in Einzelfällen möglich und Durch die Entwicklung von baulichen Massnahmen ist sinnvoll zu berücksichtigen, dass diese keine neue bzw. zusätz- Betriebliche Massnahmen können in Einzelfällen sinnliche wesentliche Beeinträchtigung z. B. gemäss Tabel- voll sein, z. B.: (i) bei geringem Energiekoeffizient (kWh/ le E1 schaffen (Auswirkungen auf Seeökologie im Be- m3) einer Kraftwerksanlage, (ii) in Abhängigkeit des Anreich der Einleitung, neue Wanderhindernisse für Fische, lageparks und der Produktion (Grundlast, Spitzenlast, Störung des Geschiebetransports, Verlängerung der Systemdienstleistung) des Kraftwerksinhabers, (iii) in Restwasserstrecke, usw.). Solche Beeinträchtigungen Abhängigkeit der Zusammenarbeit verschiedener Kraft- sowie potentielle Konflikte und Beeinträchtigungen von werksinhaber, (iv) bei offensichtlich unzureichenden schützenswerten Lebensräumen und Landschaften (z. B. Platzverhältnissen für bauliche Massnahmen. BLN-Gebiete, Auen- und Moorgebiete) sind bei der Wahl der geeignetsten Massnahme (Kap. 4.3) zu berücksichtigen. Ebenfalls zu berücksichtigen sind allfällige nach- 2 Steuerung von Massnahmen teilige Auswirkungen betreffend Hochwasserschutz und Geschiebetransport. Die Steuerung von Massnahmen (z. B. Ausflussorgan eines Rückhaltebeckens) zielt direkt auf die Änderung der Abflussganglinien in der Schwall-Sunk Strecke hin.

1.2 Betriebliche Massnahmen

Grundsätze für die Steuerung der Massnahmen Aus gewässerökologischer Sicht können betriebliche Die Steuerung der Massnahmen berücksichtigt folgende Massnahmen die gleiche Wirkung erzielen wie bauliche vier Grundsätze: Massnahmen zur gedämpften Einleitung der turbinierten Wassermengen. Mögliche betriebliche Massnahmen 1. Sie orientiert sich an den Defiziten und den Schwallsind: (i) Anhebung des Sunkabflusses, (ii) Senkung des Sunk bedingten Ursachen, indem die entsprechenden Schwallabflusses, (iii) Verlangsamung der Pegelände- hydrologischen Kenngrössen der Schwall-Sunk Abrungsraten, (iv) Reduktion der Anzahl Schwälle, (v) Erzeu- flussganglinie verändert werden. gung eines Vorschwalles und (vi) antizyklische Turbinieren 2. Sie ist gewässerspezifisch, d. h. die Steuerung erhintereinander liegender Kraftwerksanlagen. folgt nicht anhand fixer Schwall-Sunk Verhältnisse,

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sondern sie richtet sich nach den gewässerspezifisch Für die Steuerung besonders interessant sind die Phasen festgelegten Zielen und Zielwerten der hydrologischen des Abflussanstiegs und des Abflussrückgangs, da diese Kenngrössen (Kap. 3.4 & Anhang D). sowohl für die Füllung als auch Entleerung des Speicher- 3. Sie richtet sich nach den ökologischen Anforderungen volumens verwendet werden können. Unter Berücksichder biotischen Indikatoren im Jahresverlauf (saisonale tigung der Beschränkung der minimalen und maximalen Steuerung je nach Leitart und Entwicklungsstadium), Wasserstände im Speicher und der Kontinuitätsgleichung indem die Massnahme während der verschiedenen können die Steuerungsansätze gemäss Abbildung E1 Jahreszeiten bei Bedarf unterschiedlich gesteuert kombiniert und optimiert werden. wird.

4 Die Steuerung der Massnahmen erfolgt so, dass das Vorschwall

hydrologische Anforderungsprofil gemäss Anhang D Die Entleerung eines Speichervolumens kann auch im bestmöglich angenähert wird. Rahmen eines Vorschwalls erfolgen (Abb. E1, rechts). Der Vorschwall ist ein Spezialfall der Entleerung während der Bewirtschaftung von Speichervolumen Phase des Abflussanstiegs. Ein Vorschwall kann sinnvoll Die Möglichkeiten der Bewirtschaftung von Speichervo- sein, um Makrozoobenthos und Fischen die Möglichkeit lumen, z. B. eines Beckens, sind vielfältig, was einerseits zu geben, sich in strömungsgeschütztere Zonen im Subseine fallspezifische Art und Weise der Steuerung ermög- trat oder in Gewässerstrukturen zurückzuziehen sowie licht, jedoch den Grad der Komplexität der Steuerung er- die hydraulische Belastung der Gewässersohle beim Pehöht. gelanstieg zu reduzieren. Die Dimensionierung eines geeigneten Vorschwalls erfolgt i. d. R. durch Driftversuche Als Steuerparameter zur Füllung des Speichervolu- (Indikator D1 Anhang C). mens eignen sich grundsätzlich der Abflussanstieg, der Schwallabfluss aber auch der Abflussrückgang (Abb. E1, Berücksichtigung der Morphologie links). Steuerparameter zur Entleerung des Speichervo- Die Steuerung der Massnahmen berücksichtigt die Morlumens sind der Abflussrückgang, der Sunkabfluss aber phologie der betroffenen Gewässerabschnitte, da die auch der Abflussanstieg (Abb. E1, rechts). Zielwerte der hydrologischen Kenngrössen gewässer-

Möglichkeiten zur Füllung und Entleerung eines Speichervolumens.

Möglichkeiten Füllung Speichervolumen Möglichkeiten Entleerung Speichervolumen

Abfluss Abfluss

0 6 12 18 24 0 6 12 18 24 Zeit [h] Zeit [h]

Reduktion Schwallabfluss Erhöhung Sunkabfluss Reduktion Pegelanstiegsrate Reduktion Pegelanstiegsrate Reduktion Pegelrückgangsrate Reduktion Pegelrückgangsrate Vorschwall

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spezifisch festgelegt werden. Zusätzlich können folgende ten Leitart und deren Entwicklungsstadien sowie vom Besonderheiten berücksichtigt werden: Gewässer (Tab. E3) ab. Die Bestimmung eines hydrologischen Anforderungsprofils gemäss Anhang D (Hilfstabel-

• Schwellenwerte in der Beziehung Abflusstiefe – be- le Teil 3) dient dazu, eine saisonale Optimierung der netzte Breite bzw. Fläche der repräsentativen Gewäs- Massnahmensteuerung zu erreichen. serabschnitte (Schweizer et al. 2013 (1)-(4), Hauer et al. 2014).

• Schwellenwerte zur Verhinderung der Abtrennung Beispiel: Das Volumen eines Rückhaltebeckens wird wertvoller Habitate, Nebengewässer, Seitenarme, usw. saisonal unterschiedlich bewirtschaftet. Während es im Herbst und Winter der bestmöglichen Gewährleistung von akzeptablen Laichbedinungen, zur Verhin- Beispiel: Das Volumen eines Rückhaltebeckens kann derung des Trockenfallens des Laichs und zur Stabigezielt auf den Bereich des Abflussrückgangs aus- lität der Laichgruben dient, wird im Frühling und gelegt werden, welcher auf Grund der Gerinnegeo- Sommer das Verdriften und Stranden von Makrometrie für das Stranden massgebend ist. zoobentos und der Jungfische minimiert.

Saisonale Optimierung 3 Bestimmung von repräsentativen Je nach beobachteten Defiziten und Ursachen sowie der Abflussganglinien festgelegten Zielwerte ist die Steuerung von Massnahmen saisonal zu optimieren. Dies kann beispielsweise Bedeutung der Verwendung von Abflussganglinien in unter Berücksichtigung folgender Aspekte erfolgen: der Massnahmenerarbeitung Im Rahmen der Massnahmenerarbeitung ist die Auswahl

• Relevante Prozesse (Laichbedingungen, Trockenfallen bzw. Verwendung von repräsentativen Abflussganglinien und Stabilität Laichgruben, Drift und Stranden Makro- mehrfach von Bedeutung: zoobenthos und Fische).

• Vorherrschende Abflüsse aus dem Einzugsgebiet (Zu- • Bei der Defizit- und Ursachenanalyse (Kap. 3.2 & 3.3). fluss). Massgebend sind die den beobachteten Defiziten zu-

• Nutzung Speichervolumen zu weiteren Zwecken (z. B. geordneten Abflussganglinien im Gewässer. Bewässerung, Pumpspeicherung, usw.). • Bei der Festlegung der Ziele (Kap. 3.4), d. h. der Festlegung der Zielwerte der hydrologischen Kenngrössen Tabelle E2 zeigt einige wichtige Prozesse der Beeinträch- von gewässerökologischen Abflussganglinien sowie tigung der Gewässerökologie im jahreszeitlichen Verlauf zur Definition des hydrologischen Anforderungsprofils. auf. Die massgebende Periode hängt von der betrachte-

Beispiele wichtiger Prozesse der Beeinträchtigung der Gewässerökologie im jahreszeitlichen Verlauf. MZB: Makrozoobenthos.

Jahreszeit Relevanter Prozess Sunkabfluss Pegelanstieg Schwallabfluss Pegelrückgang

Frühling Stranden und Verdriften Fischbrütlinge und MZB (X)* X X X Sommer Verdriften von Jungfischen und MZB; (Stranden)** (X)* X X (X) Herbst Laichbedingungen X X Winter Verdriften von MZB; Stabilität der Laichareale X X X

* Der minimale Abfluss ist mittentscheidend für das Ausmass der Wasserwechselzone. ** Die Gefahr des Strandens ist im Sommer geringer, da die Jungfische eine etwas grössere Schwimmleistung haben.

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• Bei der Beurteilung der ökologischen Wirkung von Abb. E3 Massnahmen im Gewässer (z. B. verschiedene Spei- Summenhäufigkeit, dargestellt am Beispiel des Schwallchervolumen von Rückhaltebecken). abflusses Qmax.

• Bei der Arbeit mit Test-Kits (Indikator F3* Anhang C). Massgebend sind die während der Arbeit mit Test-Kits p(Qmax) vorherrschenden Abflussganglinien im Gewässer. quantile 100 al 100 % %-Quantil quantile

• Bei der Bestimmung und Berücksichtigung allfälliger, 100 % Betriebs-, Markt-und Klimaänderungen. quantile al 95% quantile 95%-Quantil

80 % Charakterisierung der Abflussganglinien Die Abflussganglinie mit Schwall-Sunk kann anhand der 60 % hydrologischen Kenngrössen beschrieben werden (Abb. quantile al 60 quantile 60 60% %-Quantil % E2). Es handelt sich um:

Q base Basis + Q Konzession 40 % a) Schwallabfluss (= Abfluss Tagesmaxima).

concessione b) Sunkabfluss (= Abfluss Tagesminima). 20 % c) Abflussanstiegsrate, umgerechnet über Pegel-Abfluss Beziehung in die Pegelanstiegsrate. d) Abflussrückgangsrate, umgerechnet über Pegel-Ab- 0% Légende Qmax [m3/s] fluss Beziehung in die Pegelrückgangsrate. Legenda Legende État actuel (sans mesure d’assainissement) IST-Zustand Statode État attuale (ohne (senza référence Massnahme) misura) (hydrologie naturelle) Abb. E2 Referenz-Zustand Stato di Situationriferimento après mise(nat. (idrologia en Hydrologie) œuvrenaturale) de la mesure Massnahme Misura d’assainissement Charakterisierung der Schwall-Sunk Abflussganglinie anhand von hydrologischen Kenngrössen (aus Bruder et. al. 2012). a: Schwallabfluss, b: Sunkabfluss, c: Abfluss- bzw. Pegelanstiegsrate, d: Abfluss- bzw. Pegelrück- Die Darstellungsweise in Abbildung E3 eignet sich auch, gangsrate, e: Anzahl Schwälle. um den Ist-Zustand und einen Referenzzustand bezüglich Hydrologie darzustellen und die ökologische Wirkung Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo Di Mi Do Fr Sa So der Massnahmen hinsichtlich der hydrologischen Kenn- 30 a

Abfluss (m 3/s) c d grössen zu vergleichen. Diese Informationen können zur Einordnung zusätzlich noch um folgende Hinweise er- gänzt werden: 0 b e

• Für die Summenhäufigkeit des Sunkabflusses: das Q347 des Referenzzustandes beschreibt die Niederwasser- e) Evtl. die Anzahl der täglichen Schwälle. situation unter natürlichen hydrologischen Verhältnis- Details zu den hydrologischen Kenngrössen sind dem sen und liefert damit Hinweise zum Sunkabfluss. Indikator A2 des Anhangs C zu entnehmen. Um der Un- • Für die Summenhäufigkeit der Pegelrückgangsrate: terschiedlichkeit des Schwall-Sunks innerhalb einer fest- die Schwellenwerte des Indikators F2* «Stranden von gelegten Zeitperiode gerecht zu werden, können die ein- Fischen» liefern Hinweise für eine erste Einschätzung zelnen Kenngrössen anhand einer Häufigkeitsverteilung der Pegelrückgangsrate. bzw. der Summenhäufigkeit der jeweiligen höchsten Ta- • Für die Summenhäufigkeit des Schwallabflusses: der geswerte (Schwallabfluss, Pegelanstiegsrate) respektive Vergleich der beobachteten Werte mit dem theorekleinsten Tageswerte (Sunkabfluss, Pegelrückgangsrate) tisch maximalen (d. h. unter Berücksichtigung der konbeschrieben werden (Abb. E3). zessionierten Ausbauwassermenge) Schwallabfluss

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(= QBasis + QKonzession ) liefert Hinweise zur aktuellen werden, ob weitere Zeitperioden berücksichtigt werden Marktsituation im Vergleich zur Konzession. müssen. Dies betrifft im Speziellen die Periode mit den bedeutendsten Defiziten bezüglich der Anforderungen Beurteilung Indikatoren anhand Abflussganglinien der Leitfischart. Gerade bei Defiziten für Jungfische und Anhand der Summenhäufigkeit (Quantile) können für den beim Makrozoobenthos, sowie bei Aspekten der Tempe- IST-Zustand und für den Zustand mit Massnahmen reprä- ratur (vgl. Indikator Q1* Anhang C) können auch die Somsentative Abflussganglinien konstruiert werden, wie dies mermonate relevant sein. beispielsweise für die Planung des Rückhaltebeckens der KWO [Schweizer et al. 2013 (1) – (4)] gemacht wurde. Die Für Fische umfassen die Anforderungen einerseits die Abflussganglinien mit und ohne Massnahmen dienen: Verlaichung, die Laichentwicklung und das Stranden, andererseits aber auch Lebensraumangebote in den ver-

• Der Bestimmung der Zustandsklasse des Indikators A2 schiedenen Entwicklungsstadien. Als Richtwerte, welche «Hydrologische Kenngrössen» zwingend gewässerspezifisch bestätigt werden müssen,

• Der Bestimmung der Zustandsklasse der Schwall-Sunk werden in Anlehnung an die Entwicklungsstadien der Fisensitiven und prognostizierbaren Indikatoren (Kernin- sche folgende Perioden vorgeschlagen (Tab. E3). dikatoren).

• Evtl. der qualitativen Beurteilung der anderen Indikato- Berücksichtigung von Betrieb, Markt und Klima in den ren durch Experteneinschätzungen, Analogieschlüsse, Abflussganglinien usw. Ziel der Berücksichtigung von Betrieb, Markt und Klima in den Abflussganglinien ist es, bei der Dimensionierung Massgebende Perioden von Massnahmen künftige Entwicklungen nach aktuellem Bei Schwall-Sunk beeinflussten Gewässern der Schweiz Wissen einzubeziehen. handelt es sich in der Regel um Gewässer der Forellenregion, auch wenn die grossen alpinen Talflüsse z.T. Ge- Eine mittelfristige Prognose der Betriebs-, Markt- und fälle von lediglich 1 bis 2 ‰ aufweisen. I. d. R. ist für die Klimaänderungen gestaltet sich im heutigen Umfeld als Bewertung der Indikatoren hauptsächlich das Abflussre- praktisch unmöglich. Demzufolge ist es aus heutiger

gime im Winter relevant, da hier die grössten Abweichun- Sicht sinnvoll, der Massnahmenerarbeitung als Ausgen der Abflüsse und Pegel gegenüber dem natürlichen gangslage Abflussganglinien des Zeitraums der letzten 5 Zustand vorkommen. Es muss aber fallspezifisch, basie- bis 10 Jahre zu Grunde zulegen (gemäss Art. 41f Abs. 2 rend auf den Defiziten sowie dem Gewässertyp, beurteilt GSchV). Dies soll und darf den Inhaber eines Kraftwerks

Richtwerte zu den berücksichtigten Jahreszeiten für die Leitfischarten. Die Monatsangaben sind als Richtwerte zu verstehen und in jedem untersuchten Gewässer unbedingt zu verifizieren.

Festgestellte Defizite im Zusammenhang mit Verlaichung Laichentwicklung * Stranden (Larvale bis 0 +) Alpine Gewässer Forelle: Okt. – Dez. Forelle: bis ca. März – Mai Ab ca. März – Mai bis Sept./Okt. Voralpine Gewässer Forelle: Nov./Dez. Forelle: bis ca. März/April Ab ca. März/April bis Sept./Okt.

Forelle: Nov. – Jan. Forelle: bis ca. Feb./März Fischartunabhängig ab Schlupf bis Mittellandgewässer Äsche: März Äsche: bis ca. Mai Sept./Okt. Barbe: April/Mai Barbe: 15 Tage ab Verlaichung

Forelle: Dez./Jan. Forelle: bis März/April Fischartunabhängig ab Schlupf bis Juragewässer Äsche: März Äsche: bis ca. Mai Sept./Okt. Barbe: April/Mai Barbe: 15 Tage ab Verlaichung

* Die Laichentwicklung dauert (als Mittelwerte) bei der Bach- und Seeforelle 450, bei der Äsche 200 und bei der Barbe ca. 130 – 160 Tagesgrade.

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nicht daran hindern, Betrieb, Markt und Klima kritisch zu Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. hinterfragen, und Abflussganglinien, welche insbesonde- Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1634: re die konzessionierte Ausbauwassermenge berücksich- 42 S. tigen, vergleichend herbeizuziehen. Baumann P., Kirchhofer A., Schälchli U. 2012: Sanierung Der vorgeschlagene Grundsatz ist: Schwall-Sunk – Strategische Planung. Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturierung der Gewässer. Bundesamt

• Der Inhaber zeigt auf, wie die Abflussganglinen der für Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1203: 126 S. letzten 5 bis 10 Jahre ausgesehen haben.

• Der Inhaber schlägt vor, welche Abflussganglinen ab Bruder A. 2012. Bewertung von Massnahmen zur Beseiti- Kraftwerk der Massnahmenerarbeitung zu Grunde ge- gung wesentlicher Beeinträchtigungen durch Schwall und legt werden. Sunk, Grundlagen für den Vollzug. EAWAG, Dübendorf:

• Der Inhaber legt allfällige Unterschiede dar und be- 92 S. gründet diese, falls die beobachteten und vorgeschlagenen Abflussganglinien massgeblich voneinander Bruder A., Schweizer S., Vollenweider S., Tonolla D. abweichen. und Meile T. 2012. Schwall und Sunk: Auswirkungen auf die Gewässerökologie und mögliche Sa- Berücksichtigung von Systemdienstleistungen (SDL) nierungsmassnahmen. Wasser Energie Luft 104(4): Viele der grossen Speicherwerke haben in den letzten 257 – 264. Jahren ihre Produktion dem Bedarf von Systemdienstleistungen (SDL) angepasst. Es gibt ausserdem Einzelfälle ezb, limnex, sje. 2012. Alpenrhein D6: Quantitative Anavon Kraftwerkanlagen, die zwar Zugriff auf einen Speicher lyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche haben, heute aber beinahe wie Flusskraftwerke betrie- Anforderungsprofile Arbeitspaket 5: Habitatmodellierung ben werden. Dadurch erfolgt die Produktion gleichmäs- zur quantitativen Bewertung der Grösse des Schwalleinsiger und die konzessionierte Ausbauwassermenge wird flusses am Alpenrhein. IRKA: 185 S. nicht oder sehr selten gefahren. Aus heutiger Sicht kann nicht gesagt werden, wie lange und in welcher Form dieser Göggel W. 2012. Revitalisierung Fliessgewässer. Strate- SDL-Markt weiter besteht. Es besteht das Risiko, dass bei gische Planung. Ein Modul der Vollzugshilfe Renaturie-

Verwendung dieses Betriebsregimes Massnahmen unter- rung der Gewässer. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umdimensioniert werden. Es muss daher in Betracht gezo- welt-Vollzug Nr. 1208: 42 S. gen werden, eine auf den künftigen Betrieb ausgerichtete repräsentative Abflussganglinie ebenfalls zu berücksich- Hauer, C; Schober, B; Habersack, H 2013. Impact analytigen. Es besteht andererseits das Risiko einer Überdi- sis of river morphology and roughness variability on hymensionierung, wenn die Sanierungsmassnahme auf eine dropeaking based on numerical modelling. Hydrological mögliche zukünftige Beeinträchtigung bemessen wird, Processes 27: 2209 – 2224. deren Realisierung noch nicht sicher ist. Der Umgang mit diesen Risiken ist im Einzelfall abzuklären. Hauer C., Unfer G., Holzapfel P., Haimann M., Habersack H. 2014. Impact of channel bar form and grain size variability on estimated stranding risk of juvenile brown

4 Literatur trout during hydropeaking. Earth Surface Processes and

Landforms 39: 1622 – 1641. AquaPlus 2013. Sanierung Schwall-Sunk Engelberger Aa – Kraftwerke Wolfenschiessen und Dallenwil, Stans: 71 S. Heller P., Schleiss A. 2008. Aménagements hydroélectriques fluviaux à buts multiples: résolution du BAFU 2016. Ökologische Sanierung bestehender Was- marnage artificiel et bénéfices écologiques, énergétiques serkraftanlagen –Finanzierung der Massnahmen. Ein et sociaux. Wasser Energie Luft 100: 101 – 108.

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Meile T., Boillat J.L., Schleiss A. 2008. Dämpfende Wir- Widmann W. 2008. Schwallreduzierung durch Zwischenkung von grossmassstäblichen Uferrauheiten auf Schwall- becken bei Speicherkraftwerken, Österreichische Was- und Sunkerscheinungen in Flüssen. WasserWirtschaft ser- und Abfallwirtschaft 60: 65 – 72. 12: 18 – 24.

Ribi J.M., Boillat J.L., Peter A., Schleiss A. 2001. Refuges à poissons aménagés dans les berges de rivières soumises aux éclusées. Wasser Energie Luft 108: 320 – 326.

Schneider L., Speerli J. 2014. Schlussbericht Modellversuche OptiFlux – Strukturverbesserungen in Talflüssen. 63 S.

Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meyer M., Monney J., Schläppi S., Wächter K. 2013 (1). Schwall- Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 1a: Gewässerökologische Bestandsaufnahme. Wasser Energie Luft 105: 191 – 199.

Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Tuhtan J., Wächter K. 2013 (2). Schwall-Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 1b: Ökologische Bewertung des Ist-Zustands anhand der 12 Indikatoren der aktuellen BA- FU-Vollzugshilfe. Wasser Energie Luft 105: 200 – 207.

Schweizer S., Bieri M., Tonolla D., Monney J., Rouge M., Stalder P. 2013 (3). Schwall-Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 2a: Konstruktion repräsentativer Abflussganglinien für künftige Zustände. Wasser Energie Luft 105: 269 – 276.

Schweizer S., Schmidlin S., Tonolla D., Büsser P., Maire A., Meyer M., Monney J., Schläppi S., Schneider M., Theiler Q., Tuhtan J., Wächter K. 2013 (4). Schwall-Sunk Sanierung in der Hasliaare – Phase 2b: Ökologische Bewertung von künftigen Zuständen. Wasser Energie Luft 105: 277 – 287.

Stranner H. 1996. Schwallwellen im Unterwasser von Spitzenkraftwerken und deren Reduktion durch flussbauliche Massnahmen. Schriftenreihe zur Wasserwirtschaft N°20, Technische Universität, Graz: 124 S.

Werdenberg N., Meile T., Steiner R. 2012. Strömungslenkung an der unteren Taverna. Neue Wege im naturnahen Flussbau. Aqua & Gas 4: 12 – 17.

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Anhang F – Habitatmodellierungen

1 Notwendigkeit der Modellierung Eignungen in Form eines Eignungsindex (SI = Suitability

Index) zwischen 0 (= ungeeignet) und 1 (= optimal geeig- Bei der Wahl der geeignetsten Schwall-Sunk Massnah- net) berechnet. Bei der Anwendung für Schwall-Sunk men sind Ansätze, gestützt auf reine hydrologische Kenn- Untersuchungen wird empfohlen z. B. beständige oder grössen in der Regel unzureichend. Eine Prognostizierung dauerhafte Habitate (persistent habitats) zu ermitteln, des ökologischen Zustandes des Fliessgewässers nach die auch während Schwallereignissen ständig eine beder Umsetzung der Massnahmen mit Hilfe von Habitat- stimmte Mindesteignung aufweisen, die über einem zu modellen, geeigneten Datensätzen und der Berücksich- definierenden Grenzwert liegt (SI > SIlim mit SIlim z. B. 0,5; tigung der dynamischen Prozesse ist i. d. R. notwendig. vgl. Abb. F1 und Hauer et al. 2014).

Hydraulische 2D-Modelle beispielsweise erlauben die Berechnung von Fliesstiefe und -geschwindigkeit sowie die Stabilität von Substraten für verschiedene Morphologien und Abflüsse, für jede beliebige Zelle im abgebildeten Modell des Gewässers. Diese rein hydrologisch, morphologisch und hydraulisch basierten Resultate der Modellierungen können in einem weiteren Schritt mit den biotischen Ansprüchen der Fische bzw. Makrozoobenthos in Verbindung gebracht werden (z. B. mit Präferenzkurven, Expertenwissen, usw.; vgl. Indikator B5 und F6 Anhang C). In diesem Schritt der Habitatmodellierung werden

Schematische Bestimmung der stationären (a) und dynamischen (b) Habitatsbedingungen für Qmax und Qmin an einer fiktiven Untersuchungsstrecke (aus Bieri et al. 2013). SI: Suitability Index; H: Fliesstiefe.

a) Stationäre Bedingungen b) Dynamische Bedingungen

Qmin Qmin Bedingu ngen Q max

Qmax Qmax Bedingungen Q min

Ausreichende Wassertiefe H > H lim Beständiges Habitat SI(Q min) und SI(Q max) > SI lim Ökologisch wertvolles Habitat SI > SI lim Unbeständiges Habitat SI(Q min) oder SI(Q max) > SI lim Habitat fällt trocken SI(Q max) > SI lim ; H(Q min) > H lim

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2 Modellwahl und Anforderungen an die • 3-dimensionale hydraulische Modelle sind sehr kom-

Modellgrundlagen plex bei der Aufstellung und relativ rechenaufwändig. Sie werden deshalb für grossflächige Schwall-Sunk Modellierungen nicht empfohlen. Sie sind aber wich-

2.1 Modellwahl tig für die Beschreibung von feinskaligen, sehr lokalen

Prozessen wie z. B. Strömungsmuster in Kolken und um

2.1.1 Hydraulische Modelle die Buhnenköpfe, bei denen die vertikale Geschwindig-

Die Modellwahl hängt insbesondere von folgenden vier keitskomponente der Strömung im Vergleich zur hori- Parameter ab: zontalen eine grosse Bedeutung spielt.

1 Morphologie (kanalisiert, strukturiert, verzweigt). Je nach Modellierungssoftware sind auch Kombina-

2 Skala der Prozesse (Detaillierungsgrad der dargestellt tionen von verschiedenen Modellen unterschiedlicher

werden soll). Dimensionen möglich. Zu beachten sind Modellauflösung 3. Wichtigkeit der vertikalen Geschwindigkeitskompo- und -netz sowie der Abgleich bei der Anwendung unternenten der Strömung. schiedlicher Modelle.

4 Zu modellierende Phänomene: veränderliche Vorgänge (Schwallanstieg/-rückgang) oder punktueller Zu- Zeitliche Dimension: stationär vs. instationär

stand (Schwallspitze, Sunk). Stationäre Modelle sind weniger rechenaufwändig als instationäre, berücksichtigen jedoch die zeitlichen Ver- Die hydraulischen Modelle unterscheiden sich insbeson- änderungen nicht. Für Fragestellungen, welche die fliesdere aufgrund der räumlichen (1-, 2-, 3-dimensional) und sende Retention (Abschwächung, evtl. Verstärkung des zeitlichen (stationär = zeitunabhängig; instationär = zeit- Schwalls), die zeitliche und örtliche Überlagerung von abhängig) Dimensionen. Schwällen aus verschiedenen Kraftwerken oder den Bewegungsbeginn des Substrats unter Berücksichtigung Allgemeine Hinweise zu numerischen, hydraulischen Mo- des Reibungsgefälles in einem Gewässer betreffen, ist dellen und deren Anwendung finden sich in Rousselot et der Einsatz von instationären Modellen empfehlenswert. al. 2012. Solche kamen zum Beispiel an der Linth sowie an der Rhône und der Saane im Rahmen der kantonalen strate- Anzahl räumliche Dimensionen gischen Planungen zum Einsatz. Die Wahl der Anzahl räumlicher Dimensionen für die Modellierung hängt vor allem von der Komplexität der Morphologie ab. Je komplexer diese ist, desto wichtiger ist 2.2 Habitatmodellierungen eine mehrdimensionale Modellierung: Die Resultate der hydraulischen Modellierungen dienen

• 1-dimensionale hydraulische Modelle können aus- als Grundlage für die Habitatmodellierungen. Bei den reichend sein für Gewässer mit monotoner bis leicht Modellierungsarten wird zwischen univariaten und multistrukturierter Morphologie (Kanal, etc.) sowie für variaten Modellen unterschieden: Grobskalige Prozesse, wie Geschiebetransport, benetzte Flächen in einfachen Geometrien, usw. • Univariat: Betrachtung der Habitatpräferenz in Ab-

• 2-dimensionale hydraulische Modelle werden generell hängigkeit von einem Parameter und nachfolgende empfohlen für Gewässer mit mittel bis stark struktu- Verschneidung. Z. B. Bestimmung der Habitateignung rierter/verzweigter Morphologie (alternierende Bänke, aufgrund der einzelnen Präferenzkurven und Ermittmehrere Arme, etc.) sowie für Feinskalige Prozesse, lo- lung einer Gesamteignung mit Produktansatz. kale Abflusstiefen, Fliessgeschwindigkeiten, benetzte • Multivariat: Betrachtung der Habitatpräferenz in Ab- Flächen in komplexeren Geometrien. hängigkeit mehrerer Parameter. Z. B. regelbasierte

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Ansätze (u. a. Fuzzy-Logik) oder multivariate Regres- Tab. F1 sion. Das Zusammenwirken der Parameter wird be- Grundlagedaten für hydraulische Modelle. rücksichtigt. Nutzung Grundlagen 1-D 2-D Digitales Höhenmodell (DHM) X Die Modellwahl erfolgt durch Fachexperten basierend auf Laserscan-Daten – Auflösung ≤ 0,5 – 1 m X den vorhandenen Daten und den Anforderungen des be- Topographie Vermessung der Flusssohle X X trachteten Falls. Querprofilvermessung X

Ergebnis der Habitatmodellierung ist i. d. R. eine Habitat- Rauhigkeits- Substratkartierung X X wert Korngrössenverteilung X X eignung zwischen 0 und 1, die für verschiedene Abfluss- Wasseranschlagslinien (zeitcodiert) X X situationen ermittelt wird. Eine Interpretation kann durch die Betrachtung der zeitlichen Veränderung und Verlage- Orthophotos/Luftaufnahmen X X Kalibrierung (mit zeitlicher Angabe) rung der Habitate erfolgen. Fliessgeschwindigkeiten, Wassertiefen, X Wasseroberflächen aus Messungen Für Schwall-Sunk Untersuchungen sind insbesondere das Stranden von Fischen und die Verdriftung, sowie die Beeinträchtigung von Laicharealen von besonderer Bedeutung. Diese Phänomene können durch neuere, weiter- Erhebung der Korngrössenverteilung entwickelte Habitatmodelle auch direkt untersucht und Die Erhebung der Korngrössenverteilung der Unter- (äquivalent zu Habitateignungen) die Risiken ermittelt schicht ist wichtig für die Bestimmung der Rauhigkeitswerden. Dabei werden Ansprüche bzw. Toleranzen hin- beiwerte sowie für die Beurteilung des Modelleinsatzes. sichtlich zeitlich veränderlicher Grössen berücksichtigt Die Erhebung kann beispielsweise mit Linienzahlanawie z. B. Wasserspiegel-Sunkgeschwindigkeiten, maxi- lysen (Fehr 1987) oder mittels des Tools Basegrain male Schubspannungen und Fliessgeschwindigkeiten in (www.basement.ethz.ch/download/tools/basegrain.html) Flachwasserzonen (Schneider & Noack 2009, ezb et al. erfolgen. Der Einsatz von 2D-Modellen eignet sich be- 2012a). sonders bis Korngrössen d90 der Unterschicht von 0,2 m. Gerinne mit gröberer Korngrössenverteilung sind i. d. R. steil und weisen grobblockige Strukturen wie auch Step-

2.3 Anforderungen an die Modellgrundlagen Pool Sequenzen auf. Im Einzelfall sind 2D Modellierung in

Gewässern auch möglich bei Grobsubstraten, namentlich Grundlagen für hydraulische Modelle bei hochaufgelösten Vermessungen und einer Kalibrie- In Tabelle F1 sind die grundlegenden Daten aufgeführt, rung mit den Wasserspiegellagen. welche unabhängig von den Indikatoren für jegliche hydraulische Modellierung notwendig sind. Die indikatorspezifischen Anforderungen für die Prognostizierung sind 3 Praxisbeispiele den einzelnen Indikatorenblättern zu entnehmen (Anhang C) und Angaben zu Abflussganglinien sind im Anhang E Praxisbeispiele zu Habitatmodellierungen mit verschiebeschrieben. denen Fischarten sowie Entwicklungs­stadien finden sich 2012d), für die Hasliaare in Limnex (2012), Schneider (2012), Bieri et al. (2013) sowie Person et al. (2013) und für die Saane in Zurwerra & Bur (2009).

Bisher wurden in der Schweiz nur an zwei Gewässern Habitatmodellierungen für das Makrozoobenthos in Schwallstrecken durchgeführt. Am Alpenrhein parallel zu den

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Habitatmodellierungen für Fische (www.alpenrhein.net) nach Realisierung des Ausbauprojektes «KWO plus». und in der Hasliaare (Tanno 2012, Tanno et al. 2013). Bericht im Auftrag der Kraftwerke Oberhasli AG: 124 S.

Person E. 2013. Impact of hydropeaking on fish and their 4 Literatur habitat. Dissertation. EPFL, Lausanne: 151 S.

Bieri M., Person E., Peter A., Schleiss A. 2013. Beurtei- Rousselot P., Vetsch D., Fäh R. 2012. Numerische Fliesslung von Massnahmen zur Reduktion von Schwall und gewässermodellierung. In: Merkblatt-Sammlung Wasser- Sunk – Fallbeispiel Hasliaare. Wasser Energie Luft 105: bau und Ökologie. Bundesamt für Umwelt, Bern. Merk- 95 – 102. blatt 7: 8 S.

ezb, sje, limnex. 2012a. Alpenrhein D6: Quantitative Ana- Schneider M. 2012. Casimir-Modellierungen zur Ermittlyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche lung der Indikatoren F2 und F3 in drei schwallbeein- Anforderungsprofile – Habitatmodellierung, Biotische flussten Strecken der Hasliaare für den Ist-Zustand und Grundlagen und Methodik. IRKA: 54 S. weitere Szenarien. Bericht im Auftrag der Kraftwerke Oberhasli AG: 45 S. ezb, sje, limnex. 2012b. Alpenrhein D6: Quantitative Analyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche Schneider M., Noack M. 2009. Untersuchung der Ge- Anforderungsprofile – Ergebnisse Habitatmodellierung, fährdung von Jungfischen durch Sunkereignisse mit Hilfe Schlussfolgerungen und Empfehlungen. IRKA: 57 S. eines Habitatsimulationsmodells. Wasser Energie Luft 2: 115 – 120. ezb, limnex, sje. 2012c. Alpenrhein D6: Quantitative Analyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche Tanno D. 2012: Physical habitat modeling for the assess- Anforderungsprofile – Abeitspaket 5: Habitatmodellie- ment of macroin­ver­te­brate response to hydropeaking. rung zur quantitativen Bewertung der Grösse des Schwall­ Master Thesis, University of Zurich and Eawag: 66 S. einflusses am Alpenrhein. IRKA: 185 S. Tanno D., Schweizer S., Robinson C.T. 2013. Beurteilung ezb, limnex, sje 2012d. Alpenrhein D6: Quantitative Ana- der ökologischen Aus­wirkungen von künstlichen Pegellyse von Schwall-Sunk Ganglinien für unterschiedliche schwankungen auf die Makroinvertebraten anhand von Anforderungsprofile – Abeitspaket 2: Adaptierung der physikalischen Habitatmodellen. Wasser Energie Luft Präferenzkurven, Definition von Eingangsparametern für 105: 288 – 295. die Habitatmodellierung. IRKA : 123 S. Zurwerra A., Bur M. 2009. Abschätzung der Schäden an Fehr R. 1987. Geschiebeanalysen in Gebirgsflüssen. Mit- Fischen und Nährtieren in einer Schwall-Sunk Strecke teilung Nr. 92, Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrolo- der Saane (Freiburg, Schweiz). Wasser Energie Luft 4: gie und Glaziologie (VAW). ETH Zürich: 137 S. 288 – 295.

Hauer C., Unfer G., Holzapfel P., Haimann M., Habersack H. 2014. Impact of channel bar form and grain size variability on estimated stranding risk of juvenile brown trout during hydropeaking. Earth Surface Processes and Landforms 39: 1622 – 1641.

Limnex. 2012. Schwall-Sunk Bewertung der KWO-Zentralen in Innertkirchen. Bewertung des Ist-Zustandes und Varianten zur Bewertung eines zukünftigen Zustandes

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Anhang G – Anforderungen an die einzureichenden Unterlagen pro Hauptschritt Gemäss Artikel 41g Absatz 1 GSchV sind die Inhaber von FF Nachvollziehbarkeit des Vorgehens

Kraftwerksanlagen, die Massnahmen zur Verhinderung FF Die Wahl der weiterzuverfol­genden Massnahmen

bzw. Beseitigung der wesentlichen Beeinträchtigungen (im Rahmen der Zielsetzung; Kap. 3) und der gedurch Schwall-Sunk treffen müssen, verpflichtet, ver- eignetsten Massnahmen (bei Abschluss von Vaschiedene Varianten von Massnahmen auszuarbeiten. riantenstudium und Massnahmenwahl; Kap. 4) Die Ergebnisse der Erarbeitung und Bewertung der Mass- kann aufgrund der eingereichten Unterlagen lünahmen ist von den Kraftwerksinhabern zu dokumentie- ckenlos nachvollzogen werden. ren und dem Kanton (bei internationalen Kraftwerken FF Die Einhaltung des Vorgehen gemäss vorliegendem BFE) in geeigneter Form einzureichen. Der Kanton den Moduls (Kap. 2) ist dokumentiert, beziewiederum muss diese Unterlagen zusammen mit seiner hungsweise allfällige Abweichungen vermerkt und Beurteilung (Stellungnahme) spätestens vor Anordnung nachvollziehbar begründet. und Bewilligung des Sanierungs- bzw. Bauprojektes dem BAFU zur Anhörung einreichen (Abb. 2). FF Format und Lesbarkeit von Karten,

Schemen und Pläne Nachfolgende Ausführungen sollen den Inhabern von FF Die Karten sind in einem Massstab (im Normalfall

Wasserkraftanlagen helfen, die Ergebnisse der Erarbei- 1:25 000 und 1:10 000) und einem Format, das tung und Bewertung der Massnahmen in einer geeigne- eine gute Übersicht ermöglicht. Dies bedeutet, ten Weise der kantonalen Behörde einzureichen. Dies die Kartenausdrücke sind auf Papier sowie die geschieht sinnvollerweise in Form eines Berichts inklusi- relevanten Geodaten in elektronischer Form vorve den ihm zugrunden liegenden Geodaten. Im Teil I wird handen. Als Grundlage für die Verortung der digiauf die allgemeinen Anforderungen an die Unterlagen talen Daten können das Gewässernetz des Buneingegangen. In den Teilen II, III und IV werden die ein- des im Massstab 1:25 000 (Gewässernetz gwn25 zureichenden Unterlagen für die Hauptschritte «Zielset- aus Vector254) oder kantonale Gewässernetze in zung», «Variantenstudium und Wahl der Massnahmen» grös­seren Massstäben verwendet werden. und «Wirkungskontrolle» (Abb. 3) aufgeführt. FF Die schematische Übersicht der Massnahmen (für

die Vorauswahl der Massnahmen Kap. 3.5) und Teil I Allgemeine Anforderungen an die die Übersichtspläne (für die Vordimensionierung einzureichenden Unterlagen der Massnahmen, Kap. 4.2) liegen in einem solchen Massstab und Darstellungsform vor, dass FF Vollständigkeit der Unterlagen die wesentlichen Elemente für die Entscheidungs- FF Die Unterlagen sollten mindestens die Vorgaben findung rasch ersichtlich sind. der Teile II, III und IV erfüllen. FF Sämtliche verwendeten Grundlagen­doku­mente und Studien sind zu referenzieren damit sie bei Bedarf dem Kanton bzw. dem BAFU zur Verfügung gestellt werden können.

4 https://shop.swisstopo.admin.ch/de/products/maps/national/vector/smv25

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Teil II Zielsetzung (Kap. 3) FF Ort der betrachteten Varianten von Massnahmen

(vgl. Pkt. II.6). Die einzureichenden Unterlagen für die Zielsetzung (Hauptschritt 1, Kap. 3) enthalten gemäss Empfehlung II.3 Angaben zum Kraftwerk des vorliegenden Moduls mindestens folgende Angaben. (oder zu den Kraftwerken)

II.1 Angaben zur Ausgangslage FF Kraftwerksinhaber FF Name und Adresse Inhaber (Konzessionär). FF Art des Vorhabens FF Sanierung einer oder mehrerer bestehenden An- FF Zentrale

lagen. FF Name der Zentrale. FF Ausbauprojekt(e). FF Zentralennummer WASTA und/oder Kanton. FF Neuanlage(n). FF Kurzer Anlagebeschrieb des aktuellen Zustandes FF Bisherige Entscheidungen (IST-Zustand) FF Verfügung(en) Sanierungspflicht aus der kantona- Anlagentyp len strategischen Planung. FF Speicherkraftwerk, Flusskraftwerk, Pumpspei- FF Allfällige relevante Entscheide der zuständi- cherkraftwerk oder anderer. gen Behörden betreffend Neu- oder Ausbau des Kraftwerks oder der Kraftwerke. Turbinen FF Totale Ausbauwassermenge.

II.2 Angaben zum Einzugsgebiet FF Anzahl Turbinen pro Gruppe. FF Turbinentyp pro Gruppe. FF Kraftwerke im Einzugsgebiet FF Abfluss pro Turbine. FF Angabe der Kraftwerke im Einzugsgebiet, welche FF Anlauf- und Ausschaltzeit pro Turbine/Gruppe.

Schwall-Sunk Massnahmen zu koordinieren haben (Kapitel 2.4). Kraftwerke, Wasserfassungen, Wasserrückgaben, Stau- FF Angaben gemäss nachfolgende Punkte II.3 bis II.8 anlagen (Kraftwerk, Gewässer, usw.) sind jeweils für jedes FF Koordinaten X/Y.

der betroffenen Kraftwerke zu machen. FF Höhe (m. ü. M.)

FF Organisation im Einzugsgebiet II.4 Angaben zum Gewässer FF Kurzbeschreibung der gemeinsamen einheitlichen (oder zu den Gewässern) Projekt­organisation im Einzugsgebiet mit Angabe der Leitung. FF Grundlagen für die Massnahmenerarbeitung FF Bei kantonsübergreifenden Einzugsgebieten An- FF Definition und Charakterisierung der massgebengabe zur verein­barten Organisation zwischen den den morpho­logisch-hydraulisch unterschiedlichen Kantonen. Gewässerabschnitte und Untersuchungsstrecken gemäss Anhang B. FF Kartographische Übersicht FF Resultate aus der Beurteilung nach Modulstufen- FF Perimeter des betrachteten Einzugsgebietes. konzept pro massgebendem Gewässerabschnitt FF Betrachtetes Gewässernetz. unter Einbezug von Tabelle 1 der Abbildung D1 FF Standorte Kraftwerke, Wasserfassungen, Was- (Deckblatt Anhang D). serrückgaben, Stauanlagen (vgl. Pkt. II.3). FF Kurzbeschrieb pro massgebendem Gewässerab- FF Durch Schwall-Sunk betroffene Gewässerstre- schnitt der anderen, nicht Schwall-Sunk bezogecken (vgl. Pkt. II.4). nen, realisierten, geplanten oder vorgesehenen

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Gewässerschutzmassnahmen (z. B. Revitalisie- II.6 Angaben zur Vorauswahl der rung, Hochwasserschutz, Wiederherstellung der Massnahmen freien Fischwanderung und des Geschiebehaushalts, Sicherung angemessener Restwassermen- FF Auflistung aller möglichen Massnahmen

gen) sowie anderen Projekten, die Einfluss auf FF Kurzbeschrieb pro Massnahme mit schematischer

die Wirkung der Massnahmen haben können (z. B. Übersicht. neue Kraftwerksanlagen). Dies kann erfolgen un- FF Grobe Kostenschätzung pro Massnahme (Kap.

ter Einbezug der Tabellen 2 und 3 der Abbildung 3.5). D1 (Deckblatt Anhang D). FF Bestimmung und Beschrieb der repräsentativen FF Vorauswahl der weiterzuverfolgenden Massnahmen

Abflussganglinien für den IST-Zustand gemäss FF Resultate der groben Beurteilung der technischen

Anhang E. sowie gewässer- und einzugsgebietsspezifischen Rahmenbedingungen und der groben Kosten-Wir- FF Defizite und Ursachen des aktuellen Zustandes kungs-Analyse gemäss Abbildung 9 (Kap. 3.5). (IST-Zustand) FF Festgestelle Schwall-Sunk bedingte Defizite und II.7 Absprache zwischen Kraftwerksinhaber deren Ursachen (Kap. 3.2 & 3.3). und kantonale Behörde FF Festgestelle nicht Schwall-Sunk bedingte Defizite

und deren Ursachen. FF Angaben über allfällige Abstimmungen und Ab- FF Erläuterung und Begründung unter Einbezug der sprachen mit den kantonalen Behörden bezüglich Hilfstabelle Teil I & II im Anhang D (Abb. D2 & D3; weiterzuverfolgenden Massnahmen sowie Inhalt eine Tabelle pro massgebendem Gewässerab- und andere allfällige Vorgaben und Rahmenbeschnitt) und der Schlussfol­gerungen aus der stra- dingungen für das Variantenstudium gemäss Kategischen Planung der Kantone. pitel 4 (Kap. 3.6).

II.5 Angaben zu den Zielen II.8 Angaben zur Partizipation und zur Koordination FF Ziele hinsichtlich Gewässerökologie FF Beschrieb der Ziele in Form von Zustandsklassen FF Dokumentation des Einbezugs der Beteiligten und

(Kap. 3.4) für prognostizier­bare (Kern-)Indikatoren Betroffenen (Kraftwerksinhaber, Kanton, Bund, gemäss Anhang C. Experten, Landbesitzer, NGO’s, usw.) und Beschreibung der Art und Weise, wie ihre Anliegen FF Ziele hinsichtlich Abflussganglinien berücksichtigt wurden (Kap. 3.6). FF Beschrieb der Ziele in Form von Zielwerten für FF Koordination mit anderen, nicht Schwall-Sunk behydrologische Kenngrössen sowie das daraus zogenen Gewässerschutzmassnahmen (Pkt. II.4 resultierende hydrologisches Anforderungsprofil oben & Kap. 3.6): Auflistung der anderen realisiergemäss Indikator A2 Anhang C und Hilfstabelle ten, geplanten und vorgesehenen Massnahmen Teil III im Anhang D (Abb. D4). und Projekten im Einzugsgebiet des von Schwall- FF Bestimmung und Beschrieb der repräsentativen Sunk betroffenen Gewässers, welche durch den Abflussganglinien für den künftigen Zustand ge- Kanton koordiniert werden und im Rahmen des mäss Anhang E. Variantenstudiums berücksichtigt werden sollen.

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Teil III Variantenstudium und Wahl der III.2 Angaben zur Wahl der Massnahmen Massnahmen (Kap. 4) FF Kosten-Wirkungs-Analyse

Die einzureichenden Unterlagen für das Variantenstudi- FF Kosten-Wirkungs-Analyse nach den Vorgaben um und die Wahl der Massnahmen (Hauptschritt 2, Kap. des Kapitels 4.3.1 und dem Muster der Abbildung 4) enthalten gemäss Empfehlung des vorliegenden Mo- 10. duls mindestens folgende Angaben. FF Angaben zur Sensitivitätsanalyse.

III.1 Angaben zu den Varianten und zu ihrer FF Wahl der Massnahme

erwarteten Wirkung FF Angabe der gewählten Bestvariante (geeignetste

Massnahme). FF Beschrieb der Massnahmen FF Begründung der Wahl unter Einbezug der weiteren FF Beschrieb jeder untersuchten Massnahme (Kap. Kriterien nach den Vorgaben vom Kapitel 4.3 mit 4.2) den erfor­derlichen Erläuterungen, insbesondere FF Technische Machbarkeit mit Vordimensionierung zur Gesamtbewertung nach Tabelle 3. der mass­gebenden Bauteile und entsprechenden FF Präzisierung der Angaben zur Koordination mit

Übersichtsplänen. anderen, nicht Schwall-Sunk bezogenen Gewäs- FF Landbedarf inkl. permanente Materialablage- serschutzmassnahmen (vgl. Pkt. II.7 oben und rungsstandorte. Kap. 4.4.). FF Einfluss der Massnahme auf den Betrieb FF Kosten pro Massnahme gemäss Kapitel 4.3.1. III.3 Umsetzung FF Vorschlag Kostenteiler für Spezialfälle wie z. B.

Mehrzweckanlagen und Ausbau­projekte (Kap. 4.5) FF Zeitplan

und für die Berücksichtigung von nicht Schwall- FF Zeitplan der Umsetzung gemäss kantonale Vor-

Sunk bezogenen Gewässerschutzmassnahmen gaben. (Kap. 4.4). Teil IV Wirkungskontrolle (Kap. 5) FF Prognostizierter Zustand nach Umsetzung der

Massnahmen Die einzureichenden Unterlagen für die Wirkungskontrol- FF Angabe zu den für die Prognose verwendeten In- le enthält gemäss Empfehlung des vorliegenden Moduls dikatoren, Modellierungen, Werkzeuge und Me- mindestens folgende Angaben. thoden (Kap. 4.2). FF Ermittlung und Beschreibung des prognostizier- FF Grundlagen des Konzepts für die Wirkungskontrolle

ten Zustands nach Umsetzung der Massnahmen FF Angaben zum IST-Zustand (d. h. massgebenden

für jeden Indikator, jeden Gewässerabschnitt und Informationen aus Pkt. II.4). jede Massnahme nach den Vorgaben des Kapi- FF Angaben zum Zielzustand (d. h. massgebenden

tels 4.2 und nach dem Muster des linken Teils der Informationen aus Pkt. II.5). Tabelle 2. FF Angaben zum prognostizierten Zustand für die

ausgewählte Massnahme (d. h. massgebenden FF Zielerreichung der Massnahmen Informationen aus Pkt. III.1 & III.2). FF Ermittlung und Beschreibung des Zielerreichungsgrades und der Gesamtwirkung der Mass- FF Beschreibung des Konzeptes für die

nahmen gemäss Vorgaben des Kapitels 4.2 und Wirkungskontrolle nach dem Muster des rechten und untersten Teils FF Verwendete Indikatoren (Anhang C Abb. C1).

der Tabelle 2. FF Vorgesehenes Untersuchungsprogramm (Ort, Zeit,

Methoden, usw.; Kap. 5.4).

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FF Zeitrahmen und Terminplan der Untersuchungen. FF Kostenschätzung.

FF Koordination mit anderen Massnahmen FF Angaben zur Koordination der Wirkungskontrolle

der Schwall-Sunk Massnahmen mit derjenigen anderer Gewässerschutzmassnahmen (Kap. 5.4).

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Anhang H – Glossar und Abkürzungen (Abfluss-)ganglinie Biozönotische Regionen Zeitlicher Verlauf der gemessenen Abflussmengen oder Region, welche typisch für bestimmte Biozönosen (Ge- Pegelstände. meinschaft von Organismen verschiedener Arten an einem abgrenzbaren Standort) ist. Abflussregime Abflussverhalten eines Fliessgewässers im Jahresver- Breitbandindikatoren lauf, stark abhängig vom Klima des Einzugsgebietes. Indikatoren welche nicht besonders Schwall-Sunk sensitiv sind. Ausbauprojekt Projekt zum Ausbau oder zur Erweiterung eines beste- Defizitanalyse henden Wasserkraftwerkes. Untersuchung der bestehenden Beeinträchtigungen in den Gewässern. Ausbauwassermenge Maximale Wassermenge (Betriebswasser), die in einer Direktableitung Kraftwerkszentrale verarbeitet (turbiniert) werden kann. Ableitung des turbinierten Wassers in einem Stollen oder Kanal direkt in ein grösseres Gewässer oder ein stehen- (Schwall-)Ausleitkraftwerk des Gewässer, ohne Rückgabe in das Fliessgewässer. Kraftwerk, welches das turbinierte Wasser eines oberhalb liegenden Kraftwerks erneut turbiniert und oft eine Drift vormalige Schwallstrecke in eine Restwasserstrecke ver- Aktives oder passives Abtreiben von Organismen in der wandelt. Voraussetzung für Schwall-Ausleitkraftwerke fliessenden Welle. ist, dass diese Schwall-Sunk optimiert und nicht energieoptimiert ausgelegt sind. Eignungsindex (suitability index = SI) Index für die Eignung eines Habitats für eine bestimmte BAFU Organismenart. Bundesamt für Umwelt (früher BUWAL). EnG Bestvariante Energiegesetz vom 26. Juni 1998 (SR 730.0). Die als geeignetste betrachtete, umzusetzende Massnahme. EnV Energieverordnung vom 7. Dezember 1998 (SR 730.01). Betriebswasser Wasser, das in einer Kraftwerkszentrale turbiniert wird EPT (auch als Triebwasser bezeichnet). Insektenfamilien der Eintags-, Stein- und Köcherfliegen, deren Larven sich im Wasser entwickeln und gute Indika- BFE toren für die Wasser- bzw. Gewässerqualität sind. Bundesamt für Energie. Erfolgskontrolle BGF Instrument zur Überprüfung des Erfolges einer Massnah- Bundesgesetz vom 21. Juni 1991 über die Fischerei (SR me, besteht aus Umsetzungs- und Wirkungskontrolle. 923.0). Freezecore Sedimentproben der Gewässersohle, welche mittels Röhren, in welcher flüssiger Stickstoff oder Kohlenstoffdioxid

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eingespritzt wird (Wasser wird eingefroren), entnommen Indikator/en werden. Gemessene oder berechnete Grösse, welche für die Bewertung des Gewässerzustandes verwendet wird. Gesamtwirkung/Gesamtzielerreichungsgrad Wirkung, welche eine Massnahme im Gewässer erreicht. Interstitial Ist eine Aggregation der Wirkung pro einzelnen Indikator Hohlraumsystem im Grenzraum zwischen Gewässersohle und Gewässerabschnitt. und Grundwasser.

Geschiebe IST-Zustand Feststoffe mit einem Durchmesser > ca. 2 mm (Steine, Heutiger Zustand, Ausgangszustand. Kies, Sand), die mit dem Abfluss rollend, gleitend oder springend über die Gewässersohle transportiert werden Kernindikatoren können. Indikatoren, welche Schwall-Sunk sensitiv, sowie gut prognostizierbar sind. Gewässerabschnitte Morphologisch, hydraulisch und hydrologisch homogener Kolmation Abschnitt eines Gewässers. Prozess der Abnahme der Bodendurchlässigkeit infolge von Eintrag von Feinmaterial. Es wird unterschieden zwi- GSchG schen innerer Kolmation (Eindringen von feinen Schweb- Bundesgesetz vom 24. Januar 1991 über den Schutz der stoffpartikeln in die Gewässersohle) und äusserer Kolma- Gewässer (Gewässerschutzgesetz, SR 814.20). tion (Ablagerung von Feinteilen auf der Gewässersohle).

GSchV Längenzonation Gewässerschutzverordnung vom 28. Oktober 1998 (SR Überprüfung der standortgerechten Artenzusammenset- 814.201). zung im Verlauf eines Fliessgewässers (vgl. Indikator B3 des Moduls «Strategische Planung»). Habitateignung Eignung eines Standortes zur Bewohnbarkeit durch be- Leitart stimmte Fisch- oder Makrozoobenthos­arten. Typische Makrozoobenthos- oder Fischart für eine bestimmte Region. Habitatmodellierung/en Computermodelle, welche aufgrund von physikalischen Mehrzweckanlagen Grössen (Wassertiefe und Fliessgeschwindigkeiten) so- Anlagen welche nicht ausschliesslich der Sanierung von wie Präferenzkurven für einen Gewässerabschnitt die Schwall-Sunk dienen (z. B. Ausleitkraftwerke, Ausgleichs­ Eignung zur Bewohnbarkeit durch bestimmte Fisch- oder becken welche zur Pump­speicherung genutzt werden). Makrozoobenthosarten prognostizieren. Morphologie (Öko-M.) HYDMOD Räumliche Struktur, äussere Gestalt des Gewässers, um- Modul Hydrologie, Methode zur hydrologischen Unter- fasst Linienführung, Breitenverhältnisse, Beschaffenheit suchung und Beurteilung von Fliess­gewässern innerhalb von Ufer und Sohle, usw. des Modul-Stufen-Konzeptes (Pfaundler et al. 2011). MSK Hydrologische Kenngrössen Modul-Stufen-Konzept des Bundes. Sammlung von stan- Kenngrössen der Schwall-Sunk Abflussganglinie dardisierten Methoden zur Untersuchung und Beurteilung (Schwallabfluss, Sunkabfluss, Pegelanstiegs­rate, Pegel- von Fliessgewässern anhand verschiedener Merkmale (Morückgangsrate). dule) und in unterschiedlicher Bearbeitungstiefe (Stufen).

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MZB Restwassermenge Makrozoobenthos. Abflussmenge eines Fliessgewässers, die nach einer oder mehreren Entnahmen von Wasser in der Restwasserstre- Neuanlage cke verbleibt (Art. 4 Bst. k GSchG). Neues Wasserkraftwerk. Restwasserstrecke NGO Gewässerabschnitt zwischen der Wasserfassung eines Nichtregierungsorganisation, welche keinen Profit erzielt. Kraftwerks und der Wasserrückgabestelle (auch Ausleitungsstrecke genannt). Ökologisches Potenzial Bei einem naturnahen Gewässer entspricht sein öko- Referenzstrecke logisches Potenzial dessen ökologischer Bedeutung im Naturnahe oder natürliche Gewässerstrecke. heutigen Zustand. Bei einem nicht naturnahen Gewässer entspricht das ökologische Potenzial dessen mögliche Referenzabfluss Bedeutung in einem gedachten Bezugs- oder Referenz- Abfluss, der dem natürlichen Abflussregime entspricht zustand, in dem die vom Menschen verursachten Beein- z. B. Q347, Q182. trächtigungen soweit beseitigt sind, als dies mit verhältnismässigen Kosten machbar ist (Art. 33a GSchV). Referenzzustand Zustand, in dem ein Gewässer zumindest in Bezug auf Pegeländerungsrate den betrachteten Sachbereich (z. B. die Hydrologie) noch Siehe Pegelanstiegs- und Pegelrückgangsrate. grossenteils unbeeinflusst, also natürlich oder naturnah ist und deshalb als Mess- oder Bezugszustand für die Pegelanstiegsrate Bewertung von beeinflussten Gewässerstrecken dienen Geschwindigkeit, mit welcher der Pegelstand beim kann. Schwallanstieg zunimmt (in cm/min). Gebräuchlich ist auch die Anstiegsrate des Abflusses (in m3/s/min). Revitalisierung Wiederherstellung der natürlichen Funktionen eines ver- Pegelrückgangsrate bauten, korrigierten, überdeckten oder eingedolten ober- Geschwindigkeit, mit welcher der Pegelstand beim irdischen Gewässers mit baulichen Massnahmen (Art. 4 Schwallrückgang abnimmt (in cm/min). Gebräuchlich ist Bst. m GSchG). auch die Rückgangsrate des Abflusses (in m3/s/ min). Rheophil Prognosezustand Strömungsliebende Fisch- oder Makrozoobenthosarten. Vorausgesagter Zustand im Gewässer nach der Umsetzung einer Massnahme. Rückhaltebecken Auch Ausgleichsbecken genannt. Offenes Speichervo- Quantil lumen zur Dämpfung von Abflussschwankungen im Zu- Schwellenwert welcher einen bestimmten Teil einer Da- oder Auslauf eines Kraftwerkes. tenmenge definiert. Das heisst, ein Quantil legt fest, wie

viele Werte einer Verteilung über oder unter einer be- Rückhaltekaverne stimmten Grenze liegen. Das 95 %-Quantil beispielswei- Unterirdisches Rückhaltebecken. se ist der Wert, für den gilt, dass 95 % aller Werte kleiner sind als dieser Wert. Schwallabfluss Abfluss im Rückgabegewässer in Zeiten mit Kraftwerksbetrieb, bestehend aus der turbinierten Wassermenge und dem im Gewässer vor der Zentrale bereits vorhan-

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denen Abfluss (natürlicher Abfluss oder Restwasser- Strategische Planung menge). Planung, welche von den Kantonen gestützt auf Art. 83b GSchG durchgeführt wurde. Schwall-Sunk Betrieb Abgekürzt auch Schwallbetrieb. Regelmässige, tägliche Sunkabfluss Abflussschwankungen, die durch den abwechselnden Abfluss im Rückgabegewässer in Zeiten ohne Kraft- (intermittierenden) Betrieb von Wasserkraftwerken ent- werksbetrieb, entspricht der im Gewässer vor der Zentrale stehen. bereits vorhandenen Abflussmenge (natürlicher Abfluss oder Restwassermenge). Schwall-Sunk sensitive Indikatoren Indikatoren, welche auf Schwall-Sunk reagieren aber Swissgrid nach heutigem Wissensstand nicht ausreichend prog- Nationale Netzgesellschaft. nostizierbar sind. Systemdienstleistungen (SDL) Schwall-Sunk Verhältnis Dienste, die eine sichere und permanente Stromversor- Verhältnis maximaler Schwallabfluss zu minimalem gung gewährleisten sollen. Sie sorgen für einen ständigen Sunkabfluss. Ausgleich zwischen Verbrauch und Produktion. Mit SDL verpflichtet sich ein Kraftwerk, bei einem Stromüber- Schwebstoffe schuss oder -mangel im Netz innerhalb kurzer Zeit (im Feststoffe mit einem Durchmesser < ca. 2mm (Sand, Silt, Sekunden- oder Minutenbereich) regulatorisch einzugrei- Ton), welche in turbulenten Strömungen wegen ihrer klei- fen. nen Sinkgeschwindigkeit von der Sohle abgehoben und über eine grössere Distanz schwebend transportiert wer- Taxa den. Eine systematische Einheit von Lebewesen, z. B. stagnophile Makrozoobenthosarten sind eine Taxa. Sensitivitätsanalyse Untersuchung der Veränderung eines Resultates bei Än- Test-Kit derungen einzelner Parameter. Bei Schwall-Sunk Mass- Packet von einem oder mehreren Tests, welche direkt im nahmen z. B. in Bezug auf den Parameter «Kosten». Gewässer durchgeführt werden können und Hinweise zur Beeinträchtigung durch Schwall-Sunk liefern können. Speicherkraftwerk Siehe z. B. Indikator F3* Anhang C. Kraftwerk, welches das Wasser in Rückhaltebecken oder Speicherseen über einige Tage bis Monate zurückhalten Trübung und es zur Zeit erhöhten Strombedarfs «konzentriert» Verminderung der Wasserdurchsichtigkeit, verursacht abturbinieren und als Schwall ins Gewässer zurückgeben durch einen erhöhten Schwebstoffgehalt. kann. Umsetzungskontrolle Speichervolumen Überprüfung der Umsetzung einer Massnahme. Volumen zur Speicherung von Wasser zum Rückhalt von

Schwall-Sunk. Untersuchungsstelle Stelle im Gewässer, an welcher die Untersuchungen zu Stagnophil den Indikatoren durchgeführt werden. Stillgewässerliebende Fisch- oder Makrozoobenthosarten. Ursachenanalyse Untersuchung der Ursachen, welche den erhobenen Defiziten zu Grunde liegen.

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Verlaichung Prozess der Laichsetzung der Fische.

Wasserfassung Bauwerk, mit dem das Wasser aus dem Gewässer aus- und zur Kraftwerkszentrale abgeleitet werden kann. Die am weitesten verbreiteten Typen von Wasserfassungen sind Stauwehre und Rechenwehre (Tirolerwehre).

Wasserrückgabe Stelle, an der turbiniertes Wasser aus einer Kraftwerkszentrale wieder ins (Rückgabe-) Gewässer geleitet wird.

Wasserwechselzone (WWZ) Bei Schwall benetzter und bei Sunk trockenfallender Bereich der Gewässersohle.

Wertefunktion Funktion zur Beurteilung der Indikatoren (Feldaufnahmen und Modellierungsresultate) und Unterteilung in Zustandsklassen.

Wirkungskontrolle Überprüfung ob die Massnahme die gewünschte Wirkung erzielt.

Zusatzindikatoren Indikatoren, welche nach heutigem Wissensstand nicht besonders Schwall-Sunk sensitiv sind, jedoch in bestimmten Fällen zusätzliche Informationen zum Gewässerzustand liefern können.

(übergeordnetes) Ziel Beseitigung der wesentlichen Beeinträchtigung (bei Sanierungen) oder Verhinderung der wesentlichen Beeinträchtigung (bei Neuanlagen).

(konkrete) Ziele Beziehen sich auf die Erreichung einer Zustandsklasse für die einzelnen biotischen und abiotischen Indikatoren zur Beseitigung bzw. Verhinderung von Beeinträchtigungen.

Zielwerte Es sind Grenzwerte der hydrologischen Kenngrössen, gepaart mit einem Quantil zur Einhaltung, welche in Wechselwirkung stehen mit den Indikatoren.