39/71 7.2 Auswirkungen und Versagen von Strukturierungsmassnahmen Hydraulische und morphodynamische Auswirkungen Die Bautypen des vorliegenden Handbuchs haben auch bei lagestabilen Verhältnissen ohne Wegdrift / Versagen eine Vielzahl von Auswirkungen auf das Gewässer. So können Gefälle, Geschiebetrieb, Auflandungen und Sohlenerosion durch die Strukturen beeinflusst werden (Kap. 4). Die mittel- und längerfristigen Auswirkungen sind im Rahmen der Planungsarbeiten abzuschätzen, damit allfällige negative Auswirkungen verhindert werden können (Eberstaller-Fleischanderl und Eberstaller, 2014). Die richtige Wahl der Bauweise ist für den Erfolg und die Dauerhaftigkeit der jeweiligen Massnahme entscheidend (LUBW, 2006). Stabil eingebaute Strukturen können im Hochwasserfall auch Geschwemmsel und Treibholz zurückhalten und somit das Risiko für Verklausungen an Infrastrukturanlagen unterstrom verringern. Strukturierungsmassnahmen stehen in enger Wechselwirkung mit der Gewässerbettentwicklung, dem Geschiebehaushalt und dem Abflussverhalten. Der Einbau von Strukturen in ein Gewässer führt dementsprechend immer zu veränderten Bedingungen. Durch diese komplexen Wechselwirkungen sind die Auswirkungen von Strukturierungsmassnahmen auf die hydraulische Bemessung jedoch vielfältig und bislang nicht vollständig erforscht. Trotzdem sind die möglichen Veränderungen so gut wie möglich hinsichtlich der oben aufgeführten Sicherheitsaspekte von Planungsbeginn an zu berücksichtigen. In Fliessgewässern wird durch den Einbau von Strukturierungsmassnahmen die Rauigkeit erhöht und der Abflussquerschnitt lokal verkleinert. Ohne Kompensation in die Breite oder Tiefe kann dies tendenziell zu einer Anhebung des Wasserspiegels führen. Da sich jedoch je nach Bautyp, Belegungsdichte und Abflussverhältnisse meistens gleichzeitig bei Strukturierungsmassnahmen eine lokale Beschleunigung durch Über- und Umströmen von Elementen und Einengungen ausbilden sowie Tiefenerosion ergeben können, die die Abflussquerschnittsreduktion (partiell und lokal) kompensiert, ist oft bei Hochwasser kein relevanter Wasserspiegelanstieg zu verzeichnen (Mende, 2014; Schalko, 2020; Banzer und Knüsel, 2023, Jenzer et al., 2024). Erste experimentelle Versuche haben unter gegebenen Bedingungen bei einem HQ2 mit Struktureinbauten einen Wasserspiegelanstieg von bis zu 12 % ergeben (Jenzer et al., 2024). Ferner gibt es auch Strukturierungsmassnahmen, welche durch die Initialisierung von Seitenerosion zu einer Aufweitung des Abflussquerschnittes beitragen und dadurch die höheren Rauigkeiten und die lokale Einschnürung kompensieren (Mende, 2014; Schalko, 2020). Je höher der Verbauungsgrad durch die Strukturierungsmassnahmen, desto grösser sind Seiten- und Tiefenerosion möglich. Im Bereich einer einseitigen Einengung z.B. weitet sich der Abflussquerschnitt in der Regel zur Seite hin und in der Tiefe durch Erosion aus, sodass letztendlich die Einengung wieder ausgeglichen wird (Eberstaller-Fleischhanderl und Eberstaller, 2014). Im Wald oder bei ausreichend Freibord reicht meist eine Abschätzung der hydrodynamischen Auswirkungen auf den Wasserspiegel. Eine numerische Modellierung kann sinnvoll zur Durchführung von Sensitivitätsanalysen eingesetzt werden und trägt dazu bei, ein besseres Verständnis für relevante Einflussgrössen zu entwickeln. Zwar bestehen weiterhin Unsicherheiten in der Abbildung der Realität, doch bereits einfache Modelle können zur Orientierung in der Planung beitragen. Die genaue Ausgestaltung hängt vom jeweiligen Projektkontext ab und sollte situationsabhängig entschieden werden. Oft wird auch eine Reduktion der Sohlenbreite mittels stark einengender Strukturen angestrebt - z. B. zur Sicherstellung einer Mindestabflusstiefe bei Niederwasser (sog. Niederwasserrinne), wobei allfällige Auswirkungen auf Wasserspiegel und Gerinnestabilität zu berücksichtigen und die spezifischen Erfordernisse des Hochwasserschutzes einzuhalten sind. Die Konzentration des Abflusses auf eine beschränkte Breite kann Sohlenerosion begünstigen. Lokale Strukturmassnahmen haben keine nennenswerte Retentionswirkung im Fall von Hochwasserereignissen. Die Anreicherung des Grundwassers kann jedoch erhöht werden. Insgesamt kann geschlussfolgert werden, dass es bei vielen Fliessgewässern möglich ist, mittels Wahl geeigneter Strukturtypen, sowie deren Anordnung und Abfolge negative Auswirkungen auf den Wasserspiegel auf ein akzeptables Minimum zu beschränken.
RkJQdWJsaXNoZXIy NTcyNzM=