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Autor(en): Lukas Denzler (externer Autor)
Redaktion: WSL, Schweiz
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Vom technischen zum integralen Hochwasserschutz

Nach dem Unwetter von 1987 setzte sich in der Schweiz die Einsicht durch, dass Schutzverbauungen allein nicht genügen, um Überschwemmungen zu verhindern. Wie das Beispiel des Kantons Nidwalden zeigt, bewährt sich der eingeschlagene Weg, bei extremen Niederschlägen zusätzliche Abflusskorridore zur Verfügung zu stellen. Das Hochwasser vom August 2005 mit seinem grossen Ausmass an Geschiebe und Schwemmholz zeigte aber auch Schwachstellen auf.

Meiringen im Haslital
Abb. 1 - Zusammenfluss von Lütschine und Saxetbach in Wilderswil bei Interlaken (Kanton Bern)
Foto: Mathias Zesiger

Das Hochwasser, das die Schweiz Mitte August 2005 heimsuchte und Schäden von weit über einer Milliarde Franken verursacht haben dürfte, erinnert an die Unwetterschäden 1987 im Kanton Uri und die Überschwemmungen von 1999 im Schweizer Mittelland. Doch jedes Naturereignis ist verschieden: 1987 führten starke Niederschläge im Gotthardgebiet zu dem Hochwasserereignis, während es 2005 Wassermassen aus dem nordöstlich gelegenen Schächental, einem Seitental des Reusstals, waren, die den Urner Talboden überfluteten. Und im Frühjahr 1999 trug im Unterschied zum August 2005 auch die Schneeschmelze wesentlich zu den hohen Abflüssen bei.

Paradigmenwechsel

Das Jahr 1987 gilt im Schweizer Hochwasserschutz als Wendepunkt. Damals war nicht nur der Kanton Uri betroffen, sondern auch die Kantone Wallis, Tessin, Graubünden, Bern und Schwyz. Die Katastrophe zeigte die Verwundbarkeit von Bauwerken deutlich auf und führte die Grenzen des damaligen Hochwasserschutzes vor Augen. Im Auftrag der Schweizer Regierung entstand eine umfassende Analyse der Ursachen. Die Ergebnisse flossen in das neue Bundesgesetz über den Wasserbau von 1991 ein und leiteten einen eigentlichen Paradigmenwechsel ein.

Unterdessen hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass technische Massnahmen wie Gewässerkorrekturen, Dämme und Talsperren allein nicht genügen, um vor Hochwassergefahren zu schützen. Der Mensch muss seine Raumnutzung heute verstärkt den Naturgefahren anpassen und diesen ausweichen. In einem dicht besiedelten Land wie der Schweiz ist dies nicht überall möglich. Darum spielen Schutzverbauungen weiterhin eine wichtige Rolle. Bei sämtlichen Hochwasserschutzprojekten müsse heute aufgezeigt werden, was im sogenannten Überlastfall geschehe, das heisst dann, wenn nicht mehr alles Wasser in geordneten Bahnen abgeleitet werden könne, erläutert Hans Peter Willi von der Sektion Wasser-Risiken des Bundesamtes für Wasser und Geologie (BWG). Die Möglichkeit, dass Wasser über die Uferböschung tritt, wird so in die Planung einbezogen. Zentral sind dabei die Hochwassergefahrenkarten, die zurzeit in allen Kantonen erstellt werden.

     
Bahnhof Wilderswil Lütschinental im Kanton Bern  
Abb. 2 - Bahnhof Wilderswil
Foto: Mathias Zesiger
Abb. 3 - Lütschinental im Kanton Bern
Foto: Eva Gertsch
 
     

Gefahrenkarten

Erstmals waren Gefahrenkarten nach dem schweren Lawinenwinter 1951 im Berner Oberland erstellt worden. Sie hatten zum Ziel, die Lawinengefahren räumlich zu erfassen. Seit 1991 sind die Kantone verpflichtet, entsprechende Karten für sämtliche Naturgefahren zu erstellen. Der Bund hat 1997 hierfür Richtlinien erlassen, die sich auf wissenschaftliche Grundlagen abstützen. Gegenwärtig sind 90 Prozent der Lawinengefahrenkarten erstellt. Bei den Hochwassergefahren sind es 50 und bei den Rutschungen 40 Prozent. Christoph Hegg, Naturgefahrenexperte bei der WSL rechnet damit, dass die erstmalige Kartierung in 8 bis 10 Jahren abgeschlossen sein wird. Die Erstellung der Gefahrenkarten liegt in der Verantwortung der Kantone und Gemeinden und erfolgt durch private Büros. Den Gemeinden haben die Aufgabe, diese in ihrer Zonenplanung umzusetzen.

Bei der Beurteilung von Naturgefahren stellt sich die Frage des tolerierbaren Restrisikos. Für Gefahrenkarten ist laut Hegg hierfür ein 300-jähriges Ereignis definiert worden. Neben den Gefahrenkarten gibt es für Fachleute aber weitere Grundlagen zur Beurteilung von Naturgefahren, beispielsweise den Ereigniskataster. In ihm sind alle Informationen zu den an einer Stelle aufgetretenen Naturereignissen gesammelt.

In Nidwalden hat sich dieses integrale Vorgehen bewährt. Aufgrund der 1987 in Uri gemachten Erfahrungen analysierten die Verantwortlichen die Engelbergeraa, die bei Buochs in den Vierwaldstättersee mündet. Die Abklärungen ergaben, dass an diesem Flusslauf die Funktionsfähigkeit der Schutzbauten nicht mehr den heutigen Anforderungen genügte und bei Hochwasser mit grossflächigen Überschwemmungen zu rechnen war. Die regionalen Behörden arbeiteten ein umfassendes Schutzprojekt aus, das in der Zwischenzeit auch realisiert wurde.

Abflusskorridore zur Verfügung stellen

Wildbach nach dem Hochwasser
Abb. 4 - Wildbach nach einem Hochwasser
Foto: Michel Jeisy (WSL)

Das Konzept beinhaltet, dass Überflutungen nicht um jeden Preis verhindert werden. Wenn Wasser jedoch das Bachbett verlässt, dann soll dies dort geschehen, wo der Schaden möglichst gering ist. Der Bachlauf der Engelbergeraa beispielsweise verengt sich an vier Stellen. Dort wurden sogenannte Streichwehre errichtet, die bei einem kritischen Wasserstand überschüssiges Wasser kontrolliert über den Damm fliessen lassen. So verbleibt an jeder Entlastungsstelle nur so viel Wasser im Gerinne, wie der nachfolgende Bachabschnitt aufnehmen kann. Das entweichende Wasser wird über offenes Gelände dem See zugeführt, ohne dass es dabei an Gebäuden und Siedlungen Schäden anrichtet. Die Kosten für die flussbaulichen Massnahmen betrugen 26 Millionen Franken. Die Fachleute schätzen, dass damit 2005 Schäden von über 100 Millionen Franken verhindert werden konnten.

Der Talboden bei Altdorf im Kanton Uri wurde 2005 erneut überschwemmt, obwohl dort nach den Hochwasserereignissen von 1977 und 1987 bauliche Massnahmen getroffen worden. So dient heute beispielsweise die gesperrte Autobahn beim Überlaufen der Reuss als Entlastungsgerinne. Nur nützten diese Massnahmen im August 2005 nichts, weil der Schächenbach vor seiner Mündung in der Reuss so viel Geröll deponierte, dass er über die Ufer trat. Laut Willi muss nun abgeklärt werden, was geschehen ist. Vermutlich hat der Geschiebesammler, eine Rückhaltewanne für feste Bestandteile, in Bürglen seinen Dienst versagt.

Schubweiser Transport von Geröll

Der Geschiebetransport und das Schwemmholz bereiten auch den Forschern Kopfzerbrechen. Wie sich Wasser in einem Gerinne oder Fluss verhalte und auf die Pegelstände auswirke, könne zwar ziemlich genau vorausgesagt werden, sagt Peter Volkart von der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich. Viel schwieriger sei dies jedoch, wenn Geröll, Steine und Schlamm hinzukämen. Deren Transport erfolge nicht wie auf einem Förderband, sondern schubweise. Man könne zwar berechnen, wie viel Wasser nötig sei, um eine bestimmte Menge Geschiebe zu bewegen. Bei einem Gewässer spielten jedoch auch die Beschaffenheit der Sohle sowie die Ufervegetation und die Böschungen eine wichtige Rolle, was die Modellierung erschwere.

Zukünftige Ereignisse simulieren

Simulationsprogramm für Hochwasser-Vorhersagen

Abb. 5 - Simulationsprogramm für Hochwasser-Vorhersagen
Foto: Reinhard Lässig (WSL)

Der Vorteil von Computersimulationen, so Volkart, bestehe darin, dass mit Hilfe wasserbaulicher oder numerischer Modelle verschiedene Ereignisse durchgespielt werden könnten. Allerdings ist laut Volkart das Schwemmholz noch viel unberechenbarer als Geschiebe. Bisher sei es nicht gelungen, dieses in Computermodelle zu integrieren.

Schwemmholz ist gefürchtet, weil dieses bei Engpässen sehr schnell den Wasserabfluss behindert. Zu solchen Verstopfungen, sogenannten Verklausungen, kam es beispielsweise 1997 in Sachseln (Obwalden). Baumstämme verkeilten sich vor Brücken und stauten das Wasser. Schwemmholz kann grundsätzlich mit Rechen oder Netzen zurückgehalten werden, wobei es laut Volkart erst lokale Erfahrungen über deren Wirksamkeit gibt. Eine andere Möglichkeit ist, die flussaufwärts liegende Stirnseite einer Brücke sowie die Böschungen mit baulichen Massnahmen zu verstärken und zu erhöhen. Wird der Durchlass mit Holz oder Geröll verstopft, so staut sich zunächst das Wasser. Da es seitlich nicht abfliessen kann, steigt der Wasserdruck und das Wasser wird durch das abgelagerte Material unter der Brücke hindurchgedrückt oder die Flusssohle erodiert, wodurch der Abflussquerschnitt erhöht wird.

Offene Fragen zum Schwemmholz

Eine wichtige Frage in Zusammenhang mit dem jüngsten Ereignis ist, woher das Schwemmholz stammte und ob es mehr davon hatte als bei früheren Ereignissen. Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) will zusammen mit dem BWG abklären, ob ein Teil des Schwemmholzes hätte verhindert werden können. Gemäss BAFU-Richtlinien müssen Bäume oder am Boden liegende Stämme, die bei Hochwasser eine Gefahr darstellen, gesichert oder entfernt werden. Dies ist in steilen, schlecht erschlossenen Bachläufen nicht nur teuer, sondern auch gefährlich. An der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) läuft derzeit ein Projekt, das den Einfluss ufernaher Bestockungen auf das Vorkommen von Schwemmholz untersucht. Ziel ist es, die Bedeutung und Wirksamkeit von Unterhaltsmassnahmen in Gerinnen sowie von Pflegemassnahmen an den Hängen über Bächen zu beurteilen.

Oft wird argumentiert, eine Renaturierung der Flüsse verbessere den Hochwasserschutz. Denn dort, wo ein Fluss mehr Raum zur Verfügung hat, entstehen zweifellos weniger Schäden in unmittelbarer Gewässernähe. Der Abfluss liesse sich spürbar jedoch nur dann reduzieren, wenn grosse Flächen als Rückhaltebecken zur Verfügung stünden. Für Willi ist der Raumbedarf denn auch die eigentliche Nagelprobe für den Hochwasserschutz.

Seen gezielt als Rückhaltebecken nutzen

Eine weitere Möglichkeit bestünde darin, Stauseen und natürliche Seen noch gezielter als Rückhaltebecken zu benützen. Beim Walliser Hochwasser 2000, bei dem auch die Gemeinde Gondo verschüttet wurde, liessen sich in Zusammenarbeit mit den Kraftwerken die Abflussspitzen um rund zehn Prozent vermindern. Und auch im August 2005 hielten die nur wenig gefüllten Stauseen der Kraftwerke Oberhasli im Berner Oberland erhebliche Wassermengen zurück.

Umstritten ist die Frage, ob auch natürliche Seen Hochwasser mildern helfen sollen. Beim Vierwaldstättersee entspricht ein Zentimeter Seehöhe etwa einer Million Kubikmeter Wasser. Würde der Seespiegel um einen Meter abgesenkt, so wäre das immerhin ein Auffangvolumen von 100 Millionen Kubikmeter. Wirksam ist eine solche Massnahme natürlich nur, wenn sie rechtzeitig vor Eintreffen der Hochwasserspitzen ergriffen wird. Eine Absenkung in dieser Grössenordnung benötigt laut Volkart mindestens drei bis vier Tage. Das Problem liegt somit im Erstellen präziser meteorologischer und hydrologischer Prognosen.

Komplizierte Seeregulierung

Mit Ausnahme des Boden- und des Walensees lassen sich alle grösseren Schweizer Seen mittels Wehren regulieren. Detaillierte Reglemente halten für solche Fälle die Vorgehensweise fest. Im Falle der Berner Seen müssen unterschiedlichste Interessen wie Hochwasserschutz, Fischerei, Natur- und Uferschutz, Grundwasser, Schifffahrt und Wasserkraftnutzung berücksichtigt werden. Beim Brienzer- und Thunersee darf jeweils nur einer der beiden Seen und höchstens einmal in vier Jahren abgesenkt werden. Am Vierwaldstättersee läuft ein Projekt mit dem Ziel, das historische Nadelwehr in Luzern zu erneuern, um den See besser regulieren zu können. Als Knacknuss erweisen sich bei diesem Projekt die denkmalschützerischen Anforderungen.

Die Frage der Absenkung der Seespiegel zeigt, wie komplex und hochpolitisch Hochwasserschutz ist. Die schweren Überschwemmungen im 19. Jahrhundert führten erst nach zähem Ringen dazu, dass dem Bund 1874 die Oberaufsicht über die Wasserbau- und Forstpolizei im Hochgebirge übertragen wurde. Eine befürwortende Mehrheit kam vermutlich nur zustande, weil man im Flachland überzeugt war, die Überschwemmungen hingen mit den grossflächigen Entwaldungen im Gebirge zusammen. Wie wir inzwischen wissen, sind die Zusammenhänge nicht so einfach. Doch ungeachtet dessen brachten die damals eingeleiteten Massnahmen viele positive Wirkungen mit sich, von denen wir heute profitieren.

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