Was Sedimente bewirken

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Teil 2 der Miniserie mit 3 Teilen zum Thema "Sedimentmanagement". Im Fokus: Welche Wirkungen Sedimente haben können – und was das mit Sicherheit zu tun hat

Sedimente sind mineralische und organische Materialien (siehe auch Teil 1 der Miniserie). Dass sie entstehen, bewegt werden und sich wieder ablagern, ist in der Natur ein ebenso selbstverständlicher wie relevanter Vorgang. Ganze Gebirgszüge sind so in den vergangenen Jahrmillionen entstanden. Doch auch jetzt und im kleineren Maßstab gestalten sich um die Bewegung der Sedimente ganze Lebensräume.

Sedimente bringen Leben ins Gewässer

Ein Beispiel sind Fließgewässer, die dauernd oder wiederkehrend Feststoffe in unterschiedlichen Größen transportieren. Diese Sedimente bringen auch Leben in das Gewässer: Sie gestalten die Flussmorphologie fortlaufend neu und bilden im Kreislauf auch eine wichtige Nahrungsgrundlage, etwa für Kleinstlebewesen und Fische. Besonders intensiv sind die Sediment-Bewegungen naturgemäß bei hohem Wasserstand.

Flüsse sind Transportgiganten

Die von den Flüssen transportierten Sedimentmengen sind unglaublich groß: Die Wissenschaft geht von bis zu 1.000 Tonnen Sedimenten pro Quadratkilometer Einzugsbereich und Jahr aus. Was das in Summe ausmachen kann, zeigt sich am Beispiel der Bregenzerach: Sie transportiert über den Messquerschnitt in Kennelbach jährlich bis zu 900.000 Tonnen Sedimente in den Bodensee. Auch Auffangräume, die beispielsweise der Eindämmung von Gefahren aus Wildbächen dienen, machen deutlich, welche Mengen an Materialien von Gewässern bewegt werden können. Bei entsprechenden Wetterereignissen sind diese oft rasch gefüllt. Insofern verstärkt der Klimawandel mit den häufiger werdenden Starkniederschlägen oder der abnehmenden Pufferwirkung von Gletschern die Mobilisierung und den Transport von Sedimenten.

Sedimente und Stauanlagen

Stauhaltungen – egal ob natürlich oder künstlich – verändern die Bewegung der Sedimente. Oberhalb der Stauanlage werden Feststoffe eingetragen und haben über die Verweilzeit im Speicher Zeit, um sich abzusetzen. Unterhalb der Talsperre finden sich hingegen schließlich weniger Sedimente und die Fließgewässer neigen dazu, sich mit der Zeit einzutiefen. Das Flussbett wird dadurch auch gröber geformt, da die feineren Teilchen ausgewaschen werden. 

59.000 große Stauhaltungen weltweit

Weltweit gibt es rund 59.000 große künstliche Dämme. Registriert sind diese bei der „Internationalen Kommission für Talsperren“ (International Commission On Large Dams, kurz ICOLD). Der größere Teil der Stauanlagen dient der Bewässerung, der Trinkwasserversorgung oder dem Hochwasserschutz. Rund ein Drittel aller Anlagen ist jedoch Energiespeicher zur Stromerzeugung durch Wasserkraft.

Sedimente reduzieren Stauraum

Weltweit geht Forschungen zufolge durch Sedimentation jährlich bis zu ein Prozent des gesamten Stauvolumens verloren, weil Speicher für Trink- und Nutzwasser oder für die Wasserkraftnutzung verlanden. Sedimente lagern sich an, reduzieren das Fassungsvermögen und verlegen Ufer und technische Anlagen. Für den Schweizer und österreichischen Alpenraum sind die Perspektiven besser: Die Verlandungsquote liegt hier im Schnitt etwa bei 0,2 bis 0,5 Prozent. Trotzdem ist es eine Mammutaufgabe, das Stauraumvolumen etwa für Hochwasserschutz oder die Wasserkraft-Nutzung zu erhalten. Wichtig dabei ist es, rechtzeitig die entsprechenden Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Denn ohne nachhaltige und umsichtige Maßnahmen wären einige Stauseen innerhalb weniger Jahrzehnte nicht mehr funktionstüchtig.

Umgang mit Sedimenten: Erfahrung zählt

Für das Management von Sedimenten bei Fließgewässern sind Lösungen gefragt, die ökologisch, wirtschaftlich und technisch optimiert sind. Mit solchen befasst sich die illwerke vkw seit langem. Dabei gibt es – leider – nicht die eine Lösung für alle Problemstellungen: „Jede unserer Stauanlagen benötigt ein eigenständiges Konzept, das unter den individuellen Rahmenbedingungen zu entwickeln ist“, berichtet Stefan Pfeifer, beim Energieerzeuger für das Sedimentmanagement der Anlagen zuständig. „Allein schon die Art der Sedimente oder die jährlichen Zu- und Abflüsse unterscheiden sich nennenswert.“ Die illwerke vkw arbeitet in diesem Themenbereich auch eng mit verschiedenen Partnern, unter anderem den Forschern der ETH Zürich, und mit anderen Kraftwerksbetreibern zusammen.

Was Sedimentmanagement bei der illwerke vkw bedeutet und welche Maßnahmen was bewirken, ist Inhalt des dritten Teils dieser Miniserie.