Untersuchung der ökomorphologischen Wirksamkeit von Sedimentzugaben unterhalb von Talsperren [Assessment of the eco-morphological effectiveness of sediment augmentation downstream of dams]

The regulation of discharge and the retention of sediments in reservoirs disturb the natural water dynamics in residual flow stretches below reservoirs. However, a dynamic river morphology as well as near-natural hydrological hydrographs are fundamental prerequisites for the emergence and conservation of an intact river ecosystem. Regular sediment augmentation and the generation of artificial floods can be used to enrich the habitat mosaic of the river and thus ecologically en- hance the affected reaches in the long term. The project investigates the ecomorphological effectiveness of artificial sediment augmentation. Previous studies have already provided optimization potential for the type and geometric arrangement of sediment augmentation measures as well as information on their effects on the ecological improvement of the river accord- ing to the Hydro-Morphological Index of Diversity (HMID). In the laboratory of hydraulic construction at the EPFL, a new series of flume experiments is planned, which aims to provide more detailed information about the influence of (i) the discharge hydrograph of the mobilizing flow event, (ii) ex- isting morphological bed structures in the tailwater and (iii) the physical properties of artificially added sediments on their transport and deposition processes. De- pending on the defined objective, the effectiveness of the investigated configura- tions will be assessed by using essential hydro-morphological parameters in the model. The estimation of the ecological effectiveness of the resulting morpholog- ical structures is based on observations from comprehensive field studies at the residual flow reach of the Saane river below the Rossens dam, as well as on information from the literature. Durch die Regulierung des Abflusses und den Rückhalt von Sedimenten in Spei- cherseen ist die natürliche Gewässerdynamik in Restwasserstrecken unterhalb von Talsperren gestört. Eine dynamische Gewässermorphologie sowie natur- nahe hydrologische Ganglinien sind jedoch Grundvoraussetzung für die Entste- hung und den Erhalt eines intakten Ökosystem der Fließgewässer. Regelmäßige Sedimentzugaben und die Erzeugung künstlicher Hochwasser können dazu ein- gesetzt werden das Habitatmosaik des Flusses zu erweitern und damit den be- troffenen Gewässerabschnitt langfristig ökologisch aufzuwerten. Im Projekt wird die ökomorphologische Wirksamkeit von künstlichen Sediment- zugaben untersucht. Vorgängerstudien liefern bereits Optimierungshinweise über die Art und geometrische Anordnung von Sedimentzugaben sowie deren Auswirkungen auf die Verbesserung des Gewässers nach dem Hydraulisch-Mor- phologischen Vielfältigkeitsindex (HMID). Im Wasserbaulabor der EPFL ist eine Versuchsreihe im Modellgerinne geplant, die neuen Erkenntnisse über den Einfluss (i) der Abflussganglinie des mobilisie- renden Hochwasserereignisses, (ii) bestehender morphologischer Bettstrukturen im Unterwasser und (iii) der physikalischen Eigenschaften künstlich zugegebener Sedimente auf deren Transport und Ablagerungsprozesse erbringen soll. Die Wirksamkeit der untersuchten Konfigurationen wird, abhängig von der definierten Zielsetzung, anhand wesentlicher hydromorphologischer Parameter im Model er- mittelt. Die Abschätzung der ökologischen Wirksamkeit der entstanden morpho- logischen Strukturen stützt sich auf Beobachtungen aus umfassenden Feldstu- dien an der Restwasserstrecke der Saane unterhalb des Staudamms von Ros- sens, sowie Informationen aus der Literatur.