Schwall und Sunk Überblick der Ursachen und Auswirkungen
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- Oswalda Pfeiffer
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1 Schwall und Sunk Überblick der Ursachen und Auswirkungen Diego Tonolla Fachtagung Sanierung der Auswirkungen von Schwall und Sunk Interlaken 27. Oktober 2016 Inhalt 1. Wasserkraftprodution & Ursachen von Schwall-Sunk 2. Auswirkungen vom Schwall-Sunk Betrieb 1
2 Wasserkraft ist Entscheidend zur Versorgungssicherheit Weltweit trägt die Wasserkraft zu 16.4 % der gesamten Energieproduktion (IEA, 2016). China produziert 26.7% davon. Land Wasserkraftproduktion (TWh) % total Elektrizitätsproduktion % Speicherkraftwerke China 1064 (IEA 2016) 18.7 (IEA 2016) Norwegen 137 (IEA 2016) 96.0 (IEA 2016) Frankreich 69 (IEA 2016) 12.2 (IEA 2016) Italien 47 (Terna 2016) 16.6 (Terna 2016) Österreich 40 (E-Control 2016) 62.3 (E-Control 2016) 34.0 (E-Control 2016) Schweiz 39 (BFE 2016) 59.9 (BFE 2016) 57.9 (BFE 2016) IEA Key world energy statistics (2014 data). International Energy Agency, Paris. E-Control Statistikbroschüre 2016 (2015 data). Energie-Control Austria, Wien. BFE Schweizerische Elektrizitätsstatistik 2015 (2015 data). Bundesamt für Energie, Bern. Terna Dati statistici sull energia elettrica in Italia (2015 data). Terna Spa, Roma. Speicherkraftwerke In den meisten Fällen gelten folgende Vor- und Nachteile: Vorteile o Erneuerbare Stromquelle, nahezu CO 2 -neutral o Sehr hohe Effizienz (ausgezeichneter Wirkungsgrad) o Saisonspeicher für Umlagerun von Sommer auf Winter -> Batterie für neue erneuerbare Energien (Sonne, Wind) o Beitrag zum Hochwasserschutz o Bereitstellung von Spitzenstrom o Netzstabilität Nachteile o Vernetzung o Hochwasserdynamik o Restwasser o Geschiebehaushalt & -dynamik o Schwall-Sunk Emosson, Staumauer und Speicher Foto: Elektrizität Emosson AG 2
3 Ursachen von Schwall-Sunk Hauptfunktion vom SS-Betrieb Durch zu- und abschaltbare Leistung: o Bereitstellung von Spitzenstrom o Netzstabilität Modified from Bruder et al Science of the Total Environment. Hydrologische Auswirkungen Unnatürliche, regelmässige & kurzfristige Abfluss- und Pegelschwankungen Q max Schwallabfluss Abfluss (m3/s) Foto: R. Perraudin Q min Sunkabfluss Foto: A. Peter Fotos: T. Meile Tageszeit Schwallbeinflusste Abflussschwankungen Fotos: T. Meile am Bsp. der Saane, Kt. FR, Schweiz (Abflussdaten: Groupe-e) 3
4 Hydrologische Auswirkungen Fotos: R. Perraudin Hydrologische Auswirkungen Vispa bei Sunk Foto: T. Meile 4
5 Hydrologische Auswirkungen von Schwall-Sunk Vispa bei Schwall Foto: T. Meile Hydrologische Auswirkungen von Schwall-Sunk Rhône unterhalb von Branson Foto: A. Peter 5
6 Hydrologische Auswirkungen Sunk: ca. 2.5 m 3 /s (April 2016) Habitatsklassifizierung aus Drohnenbilder der Saane bei Sunk und Schwall Schwall: ca. 73 m 3 /s (Mai 2016) Quelle: Bachelorarbeit Anna Strub 2016, ZHAW Ökologische Auswirkungen Übersicht möglicher negativen Auswirkungen von Schwall-Sunk auf die Gewässerökologie einer Schwallstrecke Hydrologischer Effekt Hoher Schwallabfluss Tiefer Sunkabfluss Rascher Pegel- und Abflussanstieg Rasche Pegel- und Abflussabnahme Haupt- Hydromorphologische Effekte Hohe Fliessgeschwindigkeit und Wassertiefe Geringe Wassertiefe und Fliessgeschwindigkeit Rasche Zunahme der Fliessgeschwindigkeit und Sohlenschubspannung Rasche Abnahme der benetzten Fläche Haupt negative Auswirkungen auf Ökologie Reduziertes/fehlendes Habitatsangebot Reduziertes/fehlendes Habitatsangebot, trockenfallen von Laichgruben und Eiern Verdriftung von Organismen Stranden von Organismen 6
7 Bsp. Strandung von Fische Strandungsraten der Bachforelle in Abhängigkeit der Abstiegsgeschwindigkeit Foto: Consorzio DRIFT 2011 Foto: Kersten Foto: Kersten Auer et al BAFU Bericht. Weitere Beispiele siehe z.b. Saltveit et al. 2001, Young et al. 2011, Nagrodski et al. 2012, Auer et al Bsp. Verdriftung von Makroinvertebraten Driftraten des MZB bei Tag/Nacht Versuche Foto: Consorzio DRIFT 2011 Foto: Graf et al. Foto: Graf et al. Schülting et al Science of the Total Environment. Weitere Beispiele siehe z.b. Bruno et al. 2009, 2010, Jones et al. 2011, Schülting et al
8 Qualität und Verfügbarkeit geeigneten Habitate Habitat Eignung für zwei MZB Arten am Bsp. des Ziller, Österreich Q Sunk Q Schwall Q Sunk Q Schwall Allogamus auricollis Rhitrogena sp. Leitner et al Science of the Total Environment. Weitere Beispiele siehe z.b. Person et al. 2014, Leitner et al Thermopeaking: räumlich? WK-bedingte Temperaturschwankungen (=Thermopeaking): Räumliche Verteilung am Bsp. der Saane, Kt. FR, Schweiz Meters TIR-Aufnahme: Tonolla & Döring Weitere Beispiele siehe z.b. Zolezzi et al. 2011, Carolli et al. 2012, Bruno et al
9 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Modified from Bruder et al Science of the Total Environment. 9
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