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Hochwasser und Feststoffe: vom Sedimenttransport zum flussmorphologischen Raumbedarf

Floods and solid material: from sediment transport to morphological spatial demand of rivers

  • Originalarbeit
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Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft Aims and scope

Zusammenfassung

Feststoffhaushalt und Sedimentdurchgängigkeit sind für viele Fragestellungen im Rahmen eines nachhaltigen Fließgewässermanagements von Bedeutung und spielen auch im Zusammenhang mit Hochwasserereignissen eine große Rolle. Sedimente werden im Hochwasserfall z. B. aus Stauräumen remobilisiert, jedoch auch in strömungsberuhigten Bereichen wie Hafeneinfahrten oder Vorländern abgelagert. Anlandungen im Flussprofil können zu früheren Ausuferungen während Hochwasserereignissen führen. Außerdem erhöhen Sedimente den Schaden im Vergleich zu Reinwasser und steigern die Kosten für Aufräumarbeiten. Dies veranschaulicht die Notwendigkeit von Strategien, um den Umgang mit Sedimenten zu optimieren. Um Maßnahmen planen, beurteilen bzw. durchführen zu können, sind Daten über den Sedimenttransport unerlässlich. Während Hochwasserereignissen ist die Erfassung von Daten etwa aufgrund der Strömungsbedingungen und des Totholztransportes eine besondere Herausforderung. Dabei sind gerade die Messdaten, die im Zuge solcher Ereignisse gewonnen werden, von großer Bedeutung, da währenddessen große Mengen an Material transportiert werden bzw. sich die Zusammensetzung der transportierten Sedimente ändern kann. Ein über alle Fachdisziplinen abgestimmtes Feststoffmanagementkonzept kann helfen, das Sedimentkontinuum wiederherzustellen und das Hochwasserrisiko sowie Schäden zu minimieren. Durch die Berücksichtigung des minimalen flussmorphologischen Raumbedarfs im Hochwassermanagement können Gebäude, Infrastruktur und sonstige anthropogene Nutzungen vor den erosiven Kräften des Flusses im Hochwasserfall geschützt und so die Schäden durch etwa Verwerfungen oder Flussbettverbreiterungen reduziert werden.

Abstract

Sediment balance and sediment continuity are of great importance for many issues in the context of sustainable river management and also play a decisive role in connection with flood events. In the event of a flood, sediments may be remobilized from e. g. reservoirs, or deposited at areas of low flow conditions such as harbor entrances or inundation areas. Sedimentation in the river profile may lead to earlier overflow of rivers during flood events. In addition, sediments can increase the damage compared to clean water and increase the cost of cleanup. This illustrates the need for strategies to optimize the handling of sediments. In order to plan, assess or carry out measures, data on sediment transport are essential. Especially, measurement data during flood events are of great importance as large quantities of material can be transported or the composition of the transported sediments can change during such events. However, collecting data during floods is a particular challenge e. g. due to flow conditions and transport of woody debris. A sediment management concept that is coordinated across all disciplines can help to restore the sediment continuum and minimize the risk of flooding. By taking into account the minimum morphological spatial demand of rivers in flood management, buildings, infrastructure and other anthropogenic uses can be protected from the erosive forces of the river during flood events, thus reducing the damage caused by dislocations or widenings of the river bed.

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Danksagung

Der Dank der AutorInnen gilt dem Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, der Wildbach- und Lawinenverbauung, den Ämtern der Landesregierungen sowie viadonau. Die finanzielle Unterstützung durch das Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft sowie die Nationalstiftung für Forschung, Technologie und Entwicklung wird dankend anerkannt. Teile der Arbeit wurden von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften durch die Initiative „Earth System Sciences“, Projekt „RAISE“ gefördert.

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Haimann, M., Aigner, J., Gmeiner, P. et al. Hochwasser und Feststoffe: vom Sedimenttransport zum flussmorphologischen Raumbedarf. Österr Wasser- und Abfallw 70, 78–89 (2018). https://doi.org/10.1007/s00506-017-0450-8

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