RAOnline EDU: Biologie - Ökosysteme & Biodiversität - Häufige Sedimentspülungen gefährden Insektenvielfalt in alpinen Flüssen

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Häufige Sedimentspülungen gefährden Insektenvielfalt in alpinen Flüssen

2019

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Häufige Sedimentspülungen gefährden Insektenvielfalt in alpinen Flüssen

Wasserlebewesen sind an raue Umweltbedingungen im Gebirge angepasst und tolerieren ein gewisses Mass an Störungen. Doch es kann auch zu viel werden, wie ein Beispiel aus der Westschweiz zeigt: Das regelmässige Spülen von Wasserfassungen führt zu einem dramatischen Rückgang der Insekten.

Staudämme, Wehre, Wasserfassungen - die Flüsse in unserem Alpenraum sind aufgrund der Wasserkraftnutzung weiträumig verbaut. Das verändert die Abfluss- und Sedimentdynamik und damit auch das Vorkommen von Tier- und Pflanzenarten. Um die ökologischen Auswirkungen möglichst gering zu halten, ist es wichtig, ausreichend Restwassermengen zu garantieren sowie die natürliche Sedimentdynamik wiederherzustellen. Nun zeigt eine neue Studie der Eawag und der Universität Lausanne: Gerade im Falle von Wasserfassungen bedarf es zusätzlich einer Regelung des Sedimenteintrags, damit die Bachbewohner überleben können.

Denn an einer Wasserfassung staut sich viel Sand und Kies an. In stark vergletscherten Einzugsgebieten sogar so viel, dass die Fassungen bis zu 17-mal am Tag gespült werden müssen, um die Sedimentfallen zu entleeren. Und dies mit verheerenden Folgen: Während des Sommers - die Zeit der häufigsten Spülungen - fanden die Forschenden praktisch kein Leben in der Borgne d'Arolla, einem alpinen Flusssystem im Wallis. Grund dafür sind die grossen Mengen an Grob- und Feinsediment, das die Tiere unter sich begräbt. Erst wenn die Störungen im Herbst aufhören, ändert sich die Situation. «Erstaunlicherweise konnten die Tiere den Fluss durch die Zuflüsse rasch wiederbesiedeln», sagt der Eawag-Gewässerökologe Christopher Robinson. Doch die Gesellschaften bleiben relativ verarmt. Und sobald die Spülungen wieder einsetzten, verschwanden die Tiere genauso schnell, wie sie gekommen waren.

Mehr Sedimente, mehr Spülungen

Vor rund 25 Jahren sah die Lage noch anders aus: Bereits damals untersuchte ein Team von Forschenden Makroinvertebraten wie Insektenlarven oder Würmer in der Borgne d'Arolla. Obwohl die Wasserfassungen bereits existierten, war deren ökologischer Einfluss noch relativ gering. Doch weil die Gletscher im Einzugsgebiet des Flusses abschmolzen, nahm der Eintrag an Kies und Sand und dadurch auch die Anzahl täglicher Spülungen mehr und mehr zu. Bis zum heutigen Niveau, das kaum mehr Leben zulässt. «Kurzfristig könnte sich die Situation sogar noch verschärfen», meint Robinson. Zumindest solange, bis von den Gletschern nichts mehr übrig ist. «Damit unterhalb von Wasserfassungen Gewässerbewohner ganzjährig überleben können, muss die Häufigkeit der Spülungen unbedingt zurückgehen», sagt Robinson. Entscheidend dabei sei, die Restwassermengen anzupassen und mit einem Sedimentregime zu koppeln. Denn nur so könne es gelingen, die Sedimente in einer natürlicheren Weise aus der Wasserfassung auszutragen und im Bachbett zu verteilen - und damit ein funktionierendes Ökosystem zu ermöglichen

Originalpublikation

Gabbud, C.; Robinson, C. T.; Lane, S. N. (2019) Summer is in winter: disturbance-driven shifts in macroinvertebrate communities following hydroelectric power exploitation, Science of the Total Environment, 650, 2164-2180, doi:10.1016/j.scitotenv.2018.09.180, Institutional Repository

Quelle: Text von Felicitas Erzinger, Eawag , 28. Februar 2019

Restwassermenge (Mindestrestwassermenge)

Das Gewässerschutzgesetz schreibt vor, dass unterhalb von Wasserentnahmen eine Mindestrestwassermenge in Flüssen verbleiben muss, welche die Erhaltung der natürlichen Funktionen des Gewässers (z. B. Lebensraum für Flora und Fauna, Strukturierung der Landschaft oder Speisung des Grundwassers) gewährleistet. In gewissen Fällen können die Kantone Restwassermengen festlegen, die das gesetzliche Minimum unterschreiten. Bedingung dafür ist jedoch, dass geeignete Ausgleichsmassnahmen getroffen werden. In diesem Fall sind der Umfang der Mehrnutzung sowie die vorgesehenen Ausgleichsmassnahmen in einer Schutz- und Nutzungsplanung festzuhalten, welche vom Bundesrat genehmigt werden muss.

Quelle: BAFU 2014

Dotierkraftwerk

Eine Dotierkraftwerk nutzt die gesetzlich vorgegebene Restwassermenge in einem Fluss. Es stellt zudem sicher, dass die vorgeschriebene Restwassermenge im Flussbereich erhalten bleibt. Die Dotierung der Gewässer mit Restwasser trägt zu einer wesentlichen Verbesserung der Qualität der Fliessgewässer bei.

Fassungsmenge

Für Betreiber von Wasserkraftwerkanlagen ist die sogenannte Fassungsmenge die entscheidende hydrologische Grösse. Sie ist abhängig von der Dimensionierung einer Wasserfassung, den täglich vorliegenden Abflüssen des Fliessgewässers und der einzuhaltenden Restwassermenge. Die Fassungsmenge und damit die Stromproduktion sind zudem vom saisonalen Abfluss abhängig. Ein ausgeglichenes Abflussregime führt zu einer Fassungsmenge, die nahe an der Dimensionierungs-Fassungsmenge liegt. Aufgrund der Klimaänderung haben sich die saisonalen Abflussspitzen in höher gelegenen Gebieten in Richtung Frühjahr verschoben, so dass im Sommer weniger und im Winter mehr Abfluss beobachtet werden kann. Dieser Effekt wird sich in Zukunft noch verstärken. Zudem werden die Jahresabflussmengen in den vergletscherten Gebieten langfristig eher abnehmen.

Quelle: Schweizerische Gesellschaft für Hydrologie und Limnologie SGHL 2011