07.10.2015

Vorhabensbeschreibung: Erarbeitung eines DWA-Merkblatts zu Schwall und Sunk

Die DWA-Arbeitsgruppe WW-5.5 „Schwall und Sunk” plant die Erarbeitung eines Merkblatts zur instationären Wasserabgabe (Schwall und Sunk) beim Betrieb von Speicherkraftwerken. In Europa stellt die Wasserkraft zurzeit immer noch die wichtigste erneuerbare Energiequelle dar. Dabei sind Speicherkraftwerke für die Erzeugung von Spitzenstrom und die Netzregulierung von zentraler Bedeutung. Die durch den Klimawandel veränderte Wasserverfügbarkeit sowie neue rechtliche, politische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen konfrontieren die Wasserkraft heute und in Zukunft mit großen Herausforderungen. Die unterhalb liegenden Fließgewässer werden durch den Betrieb von Speicherkraftwerken beeinträchtigt. Die instationäre Wasserabgabe, genannt Schwall und Sunk, erzeugt erhebliche Veränderungen im Abflussregime des Vorfluters und beeinträchtigt somit das aquatische Ökosystem. Obwohl die biotischen Beeinträchtigungen bis heute qualitativ und quantitativ nicht vollständig verstanden werden, schreibt beispielsweise das neue Schweizerische Gewässerschutzgesetz eine Reduktion der negativen Auswirkungen von Schwall und Sunk mit baulichen oder auf Kraftwerksantrag auch mit betrieblichen Maßnahmen vor. Das zu erarbeitende DWA-Merkblatt soll erlauben, in Abhängigkeit von den vorhandenen Randbedingungen (Gesetzesgrundlagen, Zielarten, Morphologie, Kraftwerksbetrieb, Platzverhältnisse etc.) praxisorientierte Lösungsansätze zu beschreiben, damit die Problematik Schwall und Sunk optimal und zielgerichtet für einen betroffenen Flussabschnitt angegangen werden kann. Aus dem Zusammenspiel von Spezialisten aus verschiedenen Fachgebieten soll dabei ein möglichst umfassender multidisziplinärer Ansatz resultieren. In einer ersten Phase sollen in der Arbeitsgruppe die gesetzlichen Rahmenbedingungen bezüglich Schwall und Sunk im deutschsprachigen Raum zusammengetragen und festgehalten werden. Danach gilt es, die Auswirkungen von Schwall und Sunk in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren zu beschreiben. Einerseits reagieren die verschiedenen Arten von Fischen und Makroinvertebraten mit unterschiedlichen Sensibilitäten auf veränderte Abflussregime. Deshalb ist ein Minimum an ökologischem Wissen unabdingbar, um festlegen zu können, ob und in welchem Maß die Abfluss- und Pegelschwankungen in Abhängigkeit von den vorhandenen heimischen Arten einzuschränken sind. Idealerweise werden Zielwerte bezüglich optimaler und maximal zulässiger Fließgeschwindigkeiten, Wassertiefen etc. für diverse Arten dokumentiert, die als Richtwerte für die Auslegung und Bewertung der Schwall-/Sunkmaßnahmen beigezogen werden können. Andererseits spielt die Gewässermorphologie des betroffenen Flussabschnitts sowohl bezüglich der Beeinträchtigung durch die instationären Strömungsbedingungen als auch bezüglich der Effizienz allfälliger Maßnahmen zur Schwall- und Sunkreduktion eine wesentliche Rolle. Entsprechend wichtig ist eine vorgängige Beurteilung der Morphologie und damit verbunden eine erste Abschätzung der Wirksamkeit baulicher und/oder betrieblicher Maßnahmen. Schlussendlich soll ein Katalog mit möglichen Lösungsansätzen präsentiert werden, der sowohl bauliche als auch betriebliche Maßnahmen beinhaltet und deren jeweiligen Vor- und Nachteile erläutert. So stellen beispielsweise Ausgleichs- bzw. Beruhigungsbecken oder (un)regulierte Unterwasserstollen ein Puffervolumen zur Verfügung, das die Abflussspitzen unterstrom sehr effizient zu dämpfen erlaubt. Der Bau eines solchen Speichers erfordert jedoch häufig viel Platz und hat hohe Kosten zur Folge. Bauliche Maßnahmen im Flussbett, also eine Anpassung der Gewässermorphologie, können allenfalls ein wesentlich kostengünstigeres Mittel sein, das zwar weniger stark dämpft, den zu schützenden Zielarten jedoch bereits genügend Unterschlupf und Schutz vor Abfluss- und Pegelschwankungen bietet. Schlussendlich kann durch eine Anpassung des Kraftwerksbetriebs eine Entschärfung der Schwall-/Sunkproblematik erfolgen. In welcher Art dies möglich ist, hängt jedoch stark von der Anlage ab. Hier sind allenfalls ökonomische Überlegungen zusammenzutragen, um den Kraftwerksbesitzern aufzuzeigen, ob und mit welchen Kostenfolgen der Betrieb der Anlage gestaltet werden kann, um die Beeinträchtigung der unterhalb liegenden Gewässer zu minimieren. Die Arbeitsgruppe WW-5.5 „Schwall und Sunk” im Fachausschuss WW-5 „Wasserkraft” möchte mit diesem geplanten Merkblatt interessierte Fachleute in Aufsichtsbehörden, Verbänden, Institutionen, Ingenieurbüros sowie von Seiten der Anlagenbetreiber ansprechen. Es wird angestrebt die Arbeiten in enger Zusammenarbeit mit dem VGB PowerTech e. V. durchzuführen. Hinweise und Anregungen zu diesem Vorhaben nimmt die DWA-Bundesgeschäftsstelle gerne entgegen. Interessenten melden sich bitte mit einer themenbezogenen Beschreibung ihres beruflichen Werdegangs bei: