Kleine Anlage - kleiner Eingriff? Auswirkungen von Kleinwasser kraft werken auf Fliessgewässer
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Kleine Anlage – kleiner Eingriff?
Auswirkungen von Kleinwasserkraft
werken auf Fliessgewässer
Christine Weber, Katharina Lange, Nico Bätz, Martin Schmid, Bernhard Wehrli
nationale Inventare oft fehlen oder nicht
Zusammenfassung auf dem neusten Stand sind. Die Klein
In der Schweiz und weltweit werden zahlreiche Kleinwasserkraftwerke gebaut. wasserkraftwerke kommen für rund 13 %
Verglichen mit der Grosswasserkraft sind deren Auswirkungen auf die Fliess der globalen Wasserkraftproduktion auf
gewässerökosysteme aber bisher kaum untersucht. Im vorliegenden Artikel geben (420 TWh/Jahr; IRENA, 2017, zitiert in
wir einen Überblick über die Anzahl Kleinwasserkraftwerke national und international Killingtveit, 2019).
und fassen die verfügbare wissenschaftliche Literatur zu den beobachteten Unabhängig von installierter Leistung
Auswirkungen auf Lebensraumangebot, Artenvielfalt und Nahrungsnetz zusammen. oder Produktionserwartung: Das typische
Anschliessend identifizieren wir Wissenslücken, z .B. bezüglich der kumulativen Kleinwasserkraftwerk gibt es nicht; viel
Auswirkungen von mehreren Kleinwasserkraftwerken. Wir schliessen mit dem mehr besteht eine grosse Vielfalt an unter
Appell, die ökologischen Auswirkungen von kleinen Kraftwerken in kleinen Ge schiedlichen Anlagen. So gibt es Infra
wässern nicht zu unterschätzen, sondern durch strengere Umweltauflagen, gross strukturkraftwerke in Trink- und Abwasser
räumige und langfristige Planung sowie revidierte Finanzierungsprogramme zu über anlagen. Diese Kraftwerke betrachten wir
prüfen resp. zu minimieren. in diesem Artikel nicht weiter, da sie kaum
Umweltfolgen haben. Bei den Kleinwasser
1. Kleinwasserkraftwerke in der
Schweiz und weltweit
Kleinwasserkraft, Grosswasserkraft – wo
liegt der Unterschied? In der Schweiz wird
die Grenze bei 10 MW installierter Leistung
gezogen; Kraftwerke mit weniger als
0.3 MW werden auch als Kleinstwasser
kraftwerke bezeichnet (Abbildungen 1
und 2). Diese Einteilung ist jedoch nicht
überall auf der Welt gleich: In Brasilien
gelten z. B. Kraftwerke mit < 30 MW noch
als klein, in China oder Kanada liegt die
Schwelle bei 50 MW (WSHPDR, 2016).
In der Schweiz produzieren > 1550 An
lagen in einem durchschnittlichen Jahr
etwa 36 Terawattstunden (TWh, d. h. Milli
arden KWh) elektrische Energie (Thürler,
2018; SwissSmallHydro, 2019). Zahlen
mässig machen die Kleinen einen grossen
Anteil der Anlagen aus, nämlich mindes
tens 88 % (Thürler, 2018; SwissSmallHydro,
2019). Hinsichtlich der mittleren Produk
tionserwartung ist der Beitrag der Klein
wasserkraft an der gesamten Produktion
durch Wasserkraft gering: In der Schweiz
beträgt er ungefähr 11 % oder 4 TWh / Jahr
(Thürler, 2018; SwissSmall Hydro, 2019).
Weltweit bestehen aktuell fast 100 000
Kleinwasserkraftwerke (inkl. im Bau); sie Abbildung 1: Übersicht zu Kleinwasserkraftwerken in der Schweiz und weltweit.
stellen etwa 90 % der globalen Wasser 1) Couto und Olden, 2018; 2) SwissSmallHydro, 2019; 3) BFE, 2019;
kraftwerke (Couto und Olden, 2018). Ge Ausbaupotenzial 2019 – 2050 4) Benejam et al., 2016; 5) Arroita et al., 2015;
naue Zahlen sind nicht vorhanden, weil 6) Wang et al., 2016.
«Wasser Energie Luft» – 112. Jahrgang, 2020, Heft 1, CH-5401 Baden 35
Umweltauflagen: So können Kleinwasser
kraftwerke zwischen 1 und 10 MW in der
Schweiz beispielsweise von der KEV pro
fitieren, der kostendeckenden Einspeise
vergütung. Die KEV garantiert den Produ
zenten während 15 Jahren einen fixen Be
trag pro produzierter Kilowattstunde. Im
Zeitraum 2006 – 2018 wurden 95 % der zu
gebauten Kleinwasserkraftwerke (excl. In
frastrukturkraftwerke) durch die KEV unter
stützt (WA21, 2019). Die KEV läuft jedoch
2022 aus; in Zukunft werden Erweiterun
gen und Erneuerungen von Anlagen durch
Investitionsbeiträge gefördert (BFE, 2017).
2. Welche Auswirkungen sind
bekannt?
Trotz weltweiter Beachtung und starkem
Zubau: Die ökologischen oder sozio-öko
nomischen Auswirkungen von Kleinwas
serkraftwerken sind bisher wenig unter
Abbildung 2: Wasserausleitung des Kleinwasserkraftwerks Wannebode an der sucht; die grosse Mehrheit der verfüg
Blinne, Kanton Wallis (Foto: Severin Caluori). baren wissenschaftlichen Literatur bezieht
sich auf die Grosswasserkraft (Lange et
al., 2018, 2019; Couto und Olden, 2018).
Box1: Zubau von Kleinwasserkraftwerken in der Schweiz seit 2006 resp. 2012 Für Kleinwasserkraftwerke bestehen ein
Zwischen 2006 und 2018 wurden in Schweizer Fliessgewässern 299 neue oder um zelne Fallstudien, jedoch kaum systemati
gebaute Kleinwasserkraftwerke in Betrieb genommen, wobei Infrastrukturanlagen sche Untersuchungen oder konzeptionelle
nicht mitgezählt sind. Die 299 Anlagen weisen eine mittlere Produktionserwartung Übersichten. Anhand ausgewählter Bei
von 0.75 TWh / Jahr auf (WA21, 2019). Darunter sind 155 Kleinstwasserkraftwerke spiele illustrieren wir nachfolgend die Band
(51 %), die total eine Produktionserwartung von 0.06 TWh / Jahr haben (7 %). Zieht breite dieser Auswirkungen. Generell sind
man nur die Jahre seit Lancierung der Energiestrategie in Betracht (2012 – 2018), Veränderungen der Artenvielfalt und -zu
dann wurden 160 Kleinwasserkraftwerke in Fliessgewässern zugebaut (inkl. Kleinst sammensetzung am besten untersucht.
kraftwerke) mit einer Produktionserwartung von 0.50 TWh / Jahr.
Lebensraumangebot: Das Lebensraum
angebot in Fliessgewässern wird stark
kraftwerken in Schweizer Fliessgewässern 1.3 – 1.6 TWh / Jahr durch Kleinwasserkraft durch Abfluss- und Geschiebedynamik
handelt es sich mehrheitlich um Laufwas geplant (BFE, 2012), was 51 – 85 % des in geprägt. Eingriffe in den Geschiebe- und /
serkraftwerke. Diese produzieren konti der Energiestrategie verlangten gesamten oder Abflusshaushalt eines Fliessgewäs
nuierlich Strom, entweder als Ausleitkraft Wasserkraftausbaus ausmachen würde sers können entsprechend zu Verände
werke oder als Durchlaufkraftwerke. Bei (abzüglich Restwasserabgaben; BFE, 2012). rungen des Lebensraumangebots führen.
den Ausleitkraftwerken entsteht zwischen Das Ausbaupotenzial wurde kürzlich auf Eine Untersuchung von 16 Kleinwasser
Entnahme und Rückgabe eine Restwas 0.46-0.77 TWh / Jahr reduziert (2019 – 2050; kraft
werken in Nordostspanien zeigte,
serstrecke, in der nur ein Bruchteil des na BFE, 2019), vor allem aufgrund von un dass Restwasserstrecken unterhalb der
türlichen Abflusses verbleibt. Weit weni günstigen wirtschaftlichen Prognosen und Wasserausleitung signifikant weniger
ger häufig werden Kleinwasserkraftwerke limitierter Realisierungswahrscheinlichkeit. Fischunterstände aufwiesen als Kontroll
als Speicherkraftwerke zur be darfsab Seit Inkrafttreten der Energiestrategie im strecken, d. h., die Flächen wurden redu
hängigen Stromproduktion genutzt. Dabei Jahr 2012 wurden in der Schweiz 160 Klein ziert, in denen Fische Schutz vor Fress
wird das Wasser zum Beispiel in einem wasserkraftwerke in Fliessgewässern zu feinden oder harschen Bedingungen wie
Stausee oder Entsander zwischen ge gebaut (Box 1; WA21, 2019). Hochwassern finden (Benejam et al., 2016).
speichert. Die Gründe für den Boom in der Daneben nahmen auch die maximale
Weltweit boomt der Bau von Klein Schweiz und weltweit sind vielfältig: die Wassertiefe sowie das Vorkommen von
wasserkraftwerken: So sind allein auf dem Reaktorkatastrophe in Fukushima, die öf schnell durchflossenen Lebensräumen
Balkan mehr als 2400 neue Anlagen ge fentliche Wahrnehmung, dass kleine Kraft (Schnellen / Riffles) ab. Zudem waren die
plant (Schwarz, 2015). Global sollen in den werke auch nur kleine ökologische Aus Sohlenpartikel in den Restwasserstrecken
kommenden Jahren mehr als 10 000 Klein wirkungen haben, eine Abkehr von der fos tendenziell feiner als in den Kontrollab
wasserkraftwerke gebaut werden (Couto silen Energieproduktion zwecks Klima schnitten.
und Olden, 2018). Im Rahmen der Ener schutz sowie eine gezielte Förderung der
giestrategie 2050 war für die Schweiz zwi Kleinwasserkraft. Letztere umfasst ver Nahrungsgrundlage: Fliessgewässer sind
schen 2012 und 2050 ursprünglich eine schiedene Instrumente wie finanzielle An eng mit ihrem Umland vernetzt. So wird
Erhöhung der Produktionserwartung um reize oder verminderte resp. aufgehobene von den Ufern viel organisches, das heisst
36 «Wasser Energie Luft» – 112. Jahrgang, 2020, Heft 1, CH-5401 Badenkohlen stoffhaltiges Material in die Ge einer Verfeinerung des Sohlenmaterials, wasserstrecken vermehrt kleinwüchsige
wässer eingetragen – Holz, Blätter, Nadeln, einer Abnahme der Fliessgeschwindigkeit Arten wie Elritze, Groppe und Gründling
Samen, Lebewesen. Je nach Korngrösse sowie einer Reduktion an gelöstem Sauer sowie junge Forellen beobachtet, während
und Fliessgeschwindigkeit wird das orga stoff. Die Auswirkungen waren räumlich in den Kontrollstrecken oberhalb der Was
nische Material nicht abgeschwemmt, nicht überall gleich: So waren die Rück serausleitung grössere Arten wie Alet,
sondern steht als wichtige Grundlage für gänge in Vielfalt und Dichte am oberen Hasel und Äsche sowie ausgewachsene
das Nahrungsnetz zur Verfügung, im Ende der 3.7 km langen Restwasser Forellen vorkamen (Kubečka et al., 1997).
Wasser wie auch an Land. Arroita et al. strecke, also direkt nach dem Wehr, am Die Biomassen reduzierten sich um durch
(2015) zeigten in einer Studie an fünf Klein höchsten. Der Effekt verringerte sich lang schnittlich 53 %. In der nordspanischen
wasserkraftwerken in Nordwestspanien, sam entlang der Fliessstrecke, von einem Kleinwasserkraft-Studie wurde eine Re
dass der Rückhalt von organischem Ma Rückgang von 70 auf 40 % für die Arten duktion der Populationsgrösse der Forellen
terial durch die Kleinwasserkraft saisonal vielfalt und von 90 auf 70 % für die Dichte. um 42 % nachgewiesen (Benejam et al.,
verändert werden kann. In den Restwas Doch auch nach Rückgabe des Wassers 2016; Abb. 3b).
serstrecken wurde über die Wintermonate blieb der Effekt bestehen: An der untersten
signifikant weniger organisches Material Messstelle, etwa 10 km nach der Wasser Charakteristiken der Lebewesen: Neben
in der Flusssohle zurückgehalten als in rückgabe, betrugen Vielfalt und Dichte 80 Einflüssen auf Ebene der Artgemeinschaft
den Abschnitten oberhalb der Wasseraus resp. 40 % der oberhalb der Wasseraus oder der Population einer bestimmten Art
leitung (mittlere Reduktion um – 28 %), leitung gemessenen Werte. sind auch Auswirkungen der Kleinwasser
vermutlich aufgrund eines verminderten Auch für Fische wurden Veränderungen kraft auf Ebene des einzelnen Individuums
Eintrags von oberhalb: Schwemmholz und in der Artenzusammensetzung sowie der messbar. So weisen Forellen in Restwas
Geschwemmsel wurden bei der Wasser Biomasse oder Populationsgrösse gezeigt. ser
strecken eine signifikant geringere
ausleitung an einem Rechen aufgefangen, In einer Studie an 23 tschechischen Klein Kondition auf als ihre gleichgrossen Art
aus dem Gewässer entnommen und an wasserkraftwerken wurden in den Rest genossen oberhalb der Wasserausleitung
Land entsorgt.
Ökosystemfunktionen: Eine Vielzahl von
Insekten, Pilzen und Bakterien kümmert
sich um das Sammeln, Zerkleinern und
Abbauen des organischen Materials. In
Restwasserstrecken unterhalb der Was
serausleitung kann der Abbau des organi
schen Materials signifikant reduziert sein
(Arroita et al., 2015). Auch die Anzahl an
Invertebraten, die sich auf das Zerkleinern
von organischem Material spezialisiert
haben («Shredders»), wurde reduziert.
Mögliche Ursachen für die beiden Befun
de sind zum einen die verkleinerte Lebens
raumfläche sowie die geringere Verfügbar
keit von Blättern und anderem organi
schem Material.
Artenvielfalt und Artenzusammensetzung:
Welche Arten in einem Gewässerabschnitt
vorkommen und wie häufig sie sind, hängt
von vielen Faktoren ab, so z. B. vom Le
bensraumangebot, von Ausbreitungsbar
rieren (z. B. Abstürze) oder der Besied
lungsgeschichte. Kleinwasserkraftwerke
können Artenvielfalt und -zusammen
setzung verändern, wie eine chinesische
Studie zeigt (Wang et al., 2016). In der
Restwasserstrecke war die Artenvielfalt
der Invertebraten durchschnittlich um
54 % und die Dichte gar um 80 % redu
ziert (Abbildung 3a). Besonders stark vom
Rückgang betroffen waren jene Arten, die
für ihre Ernährung organisches Material
sammeln («collector-gatherers») oder Algen
von der Flusssohle abschaben («scrapers»). Abbildung 3: Nachgewiesene Auswirkungen von Kleinwasserkraftwerken:
Die Rückgänge gingen mit Veränderungen a) Reduzierte Invertebratendichte (Wang et al., 2016.);
im Lebensraumangebot einher, wie z. B. b) reduzierte Fischdichte (Benejam et al., 2016).
«Wasser Energie Luft» – 112. Jahrgang, 2020, Heft 1, CH-5401 Baden 37(Benejam et al., 2016). Die Kondition be genutzt werden, signifikant weniger Insek ser Nutzungen hat zur Folge, dass die
misst sich aus dem Verhältnis des Ge ten als in vergleichbaren naturnahen Ge meisten Gewässer nicht nur einem Stres
wichts zur dritten Potenz der Länge und wässern, und die Biomasse der Wirbel sor, sondern mehreren Stressoren («mul
wird als Mass für den Ernährungszustand losen an Land liegt ebenfalls signifikant tiple Stressoren») ausgesetzt sind. Das
und die körperliche Fitness verwendet, tiefer (Jonsson et al., 2012). Schliesslich Zusammenwirken von zwei oder mehr
welche Auswirkungen auf Wachstum, pflanzen sich Auswirkungen auch vertikal Stressoren kann zu Interaktionen führen,
Fortpflanzung und Überleben haben kön fort: So kann Schwall-Sunk im Kieslücken wobei die beobachteten Auswirkungen oft
nen. system zu einer Temperaturveränderung deutlich stärker oder schwächer ausfallen
sowie zu einer Verstopfung durch Fein als erwartet. In einer neuseeländischen
Ausbreitung von Organismen: Zahlreiche sedimente führen, was sich in einer Ver Feldstudie zu den gemeinsamen Effekten
Fliessgewässerorganismen sind viel unter armung der Invertebratengemeinschaft von Wasserentnahmen und Weidetierwirt
wegs, sei es zwecks Laichwande rung, niederschlägt (Bruno et al., 2009). schaft wurde beispielsweise beobachtet,
Be siedlung eines neuen Lebens raums, dass jeder Stressor allein eine Reduktion
Rückzug bei Hochwasser oder einfach im Kumulative Auswirkungen: Das Risiko von des Anteils von sensiblen Arten an der
Rahmen der täglichen Nahrungssuche. kumulativen Auswirkungen besteht, wenn Invertebratengemeinschaft (Eintagsflie
Wehre zur Wasserausleitung können Bar I) Auswirkungen eines einzelnen Kraft gen, Steinfliegen, Köcherfliegen) hervor
rieren für die lebenswichtige Ausbreitung werks nicht lokal begrenzt sind, sondern rief (Lange et al., 2014). Der gemeinsame
oder die Wanderung von Organismen dar sich im Raum ausbreiten oder II) wenn Effekt war aber schwächer als angenom
stellen. Kubečka et al. (1997) zeigten für mobile Organismen durch ihre Bewegung men. Dies klingt zunächst positiv, be
die 23 tschechischen Kleinwasserkraft den lokalen Auswirkungen mehrerer auf deutet allerdings auch, dass eine öko
werke, dass 71 % der Wehre für adulte einanderfolgender Kraftwerke ausgesetzt logische Verbesserung nur durch eine
Äschen und 36 % für adulte Forellen un sind. Der erste Fall wurde für die Ausbau gleichzeitige Reduktion beider Stressoren
passierbar waren. pläne im Me kong-Einzugsgebiet abge erreicht werden kann.
Die Beispiele verdeutlichen, dass Klein schätzt (Kondolf et al., 2014). Dort sollen
wasserkraftwerke sehr unterschiedliche in den kommenden Jahren zwischen 38 Sozio-ökonomische Auswirkungen: Neben
biotische und abiotische Auswirkungen und 140 Wasserkraftwerke gebaut werden. der Ökologie können auch andere Berei
haben und auf verschiedene Bestandteile Beim Bau von 38 Kraftwerken würden noch che von Auswirkungen durch die Wasser
(Strukturen, Prozesse) eines Fliessgewäs 51 % des natürlichen Geschiebeeintrags kraftnutzung betroffen sein. Gut dokumen
ser-Ökosystems einwirken. aus dem Mekong das südchinesische Meer tiert sind die Auswirkungen von Gross
erreichen, bei einem Totalausbau noch 4 %. wasserkraftwerken auf die Fischerei: Nach
3. Wissenslücken Der zweite Fall ist für wandernde Fische dem Kraftwerksbau im Fluss Tocantins in
untersucht: So kann es bei der Auf- und Brasilien brach der Fangertrag der lokalen
Die bisher veröffentlichten Studien lassen Abwanderung an Kraftwerksanlagen zu Fischer innerhalb von zwei Jahren um 60 %
noch eine Vielzahl von Fragen zu den Um Verzögerungen kommen, weil Fische die ein (Fearnside, 1999). Daneben sind auch
weltauswirkungen der Kleinwasser kraft Wanderhilfen länger suchen müssen oder Einbussen für den Tourismus möglich, wie
offen. Welche Wissenslücken bestehen, nur zöger lich passieren (Nyqvist et al., z. B. für das Kajakfahren (Hynes und Hanley,
können wir aus den Arbeiten zu den öko 2017). Solche Verzögerungen führen zu 2006) oder das Besuchen von Wasser
logischen Auswirkungen der Grosswas einem erhöhten Energieverbrauch des ein fällen (Ehrlich und Reimann, 2011).
serkraft oder aus Untersuchungen zu an zelnen Fischs, einer verstärkter Mortalität Man darf annehmen, dass sich viele
deren Eingriffen ableiten. Nachfolgend durch fischfressende Vögel, einem Ver der beobachteten Auswirkungen nicht nur
präsentieren wir fünf Gruppen von Wis passen der optimalen Laichbedingungen auf Grosswasserkraftwerke oder grosse
senslücken und illustrieren sie exempla oder zum Verlust des Wandertriebs. Flüsse beschränken, sondern auch auf
risch anhand ausgewählter Studien. Kleinwasserkraftwerke in kleinen Gewäs
Ökoevolutionäre Auswirkungen: Wasser ser übertagbar sind. Dies gilt nicht nur für
Reichweite der Auswirkungen: Grossräu kraftwerke können den Genfluss zwischen die ökologischen Aspekte, sondern auch
mige Prozesse wie der Geschiebehaushalt, Populationen verringern, z. B. indem ein für die Auswirkungen auf Gesellschaft und
das Temperaturregime oder die Fisch Grossteil (70 – 94 %) aller im Wasser trans Wirtschaft: Auch wenn die Berufsfischerei
wanderung können durch Wasserkraft portierten Pflanzensamen im Staubereich in kleinen Gewässern kein Thema ist,
werke verändert oder unterbrochen wer absinken oder am Wehr hängen bleiben, spielen Angelfischerei oder Attraktivität
den – mit grossräumigen Auswirkungen, statt flussabwärts zu geeigneten Lebens für den Tourismus dennoch oft eine gros
z. B. in Längsrichtung: So führt die Wasser räumen fürs Auskeimen getragen zu wer se wirtschaftliche Rolle.
ausleitung am Ende einer 21 km langen den (Merritt und Wohl, 2006). Verände
Restwasserstrecke des Brenno im Bleniotal rungen im Genfluss können fundamentale 4. Wie weiter?
zu einer sommerlichen Erwärmung von Auswirkungen haben wie z. B. eine redu
3.7 °C resp. zu einer Abkühlung von 1.8 °C zierte Anpassungsfähigkeit gegenüber Angesichts der grossen Bedeutung der
im Winter (Meier et al., 2003). Auch seitlich Umweltveränderungen (z. B. Klimawandel) Fliessgewässer für das Wohlergehen von
können sich Auswirkungen fortpflanzen, oder lokales Aussterben. Mensch und Natur, der Schwierigkeit, Ge
z. B. via die Anzahl geschlüpfter Insekten wässer integral zu schützen resp. aufzu
larven, die Futter für Insekten, Spinnen Interaktion mit anderen Einflüssen: Fliess werten (Box 2), und der hohen Kosten für
oder Wirbeltiere an Land darstellen (z. B. gewässer und ihre Einzugsgebiete werden die Aufwertung beeinträchtigter Gewässer
Vögel, Reptilien). So schlüpfen in nord seit Jahrhunderten durch den Menschen appellieren wir an alle Bewilligungsbehör
schwedischen Flüssen, die hydroelektrisch genutzt. Die Intensität und Diversität die den, Planerinnen und Planer, eine vorraus
38 «Wasser Energie Luft» – 112. Jahrgang, 2020, Heft 1, CH-5401 Badenschauende und umsichtige Strategie hin Restwasserabgaben können den ökolo Finanzierungs- und Subventionsprogram
sichtlich des Ausbaus der Kleinwasser gischen Fussabdruck eines Kleinwasser me dahingehend revidieren, dass die tat
kraft zu verfolgen (Lange et al., 2019). kraftwerks reduzieren, aber niemals kom sächlichen ökologischen und sozio-öko
Dieser Appell lässt sich in vier Forderun plett beheben (Noonan et al., 2012). nomischen Kosten und Nutzen betrachtet
gen konkretisieren: werden. Viele Kleiwasserkraftwerke sind
Langfristige Planung und Zustandsüber ohne Subventionen wirtschaftlich nicht
leiche ökologische Anforderungen: Klein
G wachung auf Einzugsgebietsebene: Der rentabel. Zusätzlich müssen die Kosten
wasserkraftwerke sollen dieselben Um Zubau von Wasserkraftwerken muss, un für den späteren Rückbau der Infrastruk
weltauflagen / -anforderungen erfüllen wie abhängig von deren Grösse, durch ge tur in der langfristigen wirtschaftlichen
Grosswasserkraftwerke, da sie mit öko setzlich verbindliche Richtlinien gesteuert Planung berücksichtigt werden, z. B. als
logischen Gefahren und hohen sozio-öko werden, die eine langfristige strategische explizite Auflage in der Konzession. Als
nomischen Kosten verbunden sind, die Planung und Überwachung auf Einzugs Entscheidungsgrundlage für eine Kosten-
jene der Grosswasserkraftwerke unter Um gebietsebene verlangen (Winemiller et al., Nutzen-Analyse braucht es gezielte Unter
ständen übersteigen (Bakken et al., 2014). 2016; Box 3). Es ist unzureichend, allfällige suchungen zu den ökologischen und öko
Funktionsfähige Aufwertungsmassnahmen Auswirkungen nur entlang eines eng be nomischen Auswirkungen der Kleinwas
wie Fischwanderhilfen oder dynamische grenzten Flussabschnitts zu untersuchen, serkraft.
da sich Auswirkungen über Zeit und Raum
fortpflanzen werden. Spezifische Studien Umfassender Schutz noch naturnaher
Box 2: Grenzen in Fliessgewässer sind nötig, welche die Reichweite der Aus Gewässer: Naturnahe Gewässer sind vor
schutz und -aufwertung wirkungen sowie die kumulativen Effekte negativen Einflüssen zu schützen. Ein in
Fliessgewässer sind dynamische Öko mehrerer Anlagen auf kleine Fliessgewäs tegrales Management auf Einzugsgebiets
systeme von überdurchschnittlichem ser und ihre Ökosysteme betrachten. Be ebene (BAFU, 2012), eine strategische Um
Artenreichtum; gleichzeitig gehören sie sonderes Augenmerk verdient die Rolle weltprüfung (Sutter et al., 2014) oder die
aufgrund der starken Nutzung zu den von alten und neuen Kleinwasserkraft Erarbeitung einer kantonalen Schutz-
am stärksten gefährdeten Ökosyste werken in Flussstrecken, die ökologisch Nutzungs-Strategie (BAFU, BFE, ARE,
men der Welt (Dudgeon et al., 2006). aufgewertet werden müssen (z. B. Rest 2011) sind dafür sicher ein wichtiger erster
Weltweit werden grosse Anstrengun wassersanierung, Revitalisierung). Schritt. Dabei müssen aber gerade auch
gen unternommen und umfangreiche kleine Gewässer explizit in die Betrachtung
Investitionen getätigt, um beeinträch Einbezug der tatsächlichen Kosten und mit einbezogen werden: Sie stehen ganz
tigten Fliessgewässern ihre naturnahen Nutzen: Behörden, internationale Geld am Anfang des Gewässernetzwerks und
Strukturen und Funktionen zurückzu geber und private Investoren müssen ihre tragen wesentlich zur Resilienz eines Ein
geben, z. B. im Rahmen von Revitali
sierungs- oder Sanierungsprojekten.
Viele der umgesetzten Projekte ma Box 3: Räumlich explizite Planung
chen deutlich, dass Wie oben beschrieben, können die Auswirkungen von Ausleitkraftwerken über die
I. eine vollständige Wiederher Restwasserstrecke hinausreichen. In Einzugsgebieten mit mehreren bestehenden
stellung der Komplexität unbeein oder geplanten Kleinwasserkraftwerken ist die Abschätzung der langfristigen
flusster Fliessgewässer-Öko Stabilität bzw. Resilienz der Ökosysteme sowie der öko-evolutionären Auswirkungen
systeme oft nicht möglich ist, d. h., besonders komplex. Die infrage kommenden Kraftwerksstandorte sollten mit alter
dass Eingriffe zu unwiderruflichen nativen Standorten verglichen werden, unter Abwägung verschiedener Ziele wie z.B.
Schäden führen können (z. B. der Erhöhung wirtschaftlicher Wertschöpfung gegenüber einer Minimierung der öko
Verlust lokaler Arten). logischen Auswirkungen (Kuby et al., 2005; Jager et al., 2015). Multiobjektive
II. die Erholung eines Systems Optimierung wird häufig angewandt bei Fragestellungen rund um die Nutzung der
sehr viel Zeit in Anspruch nimmt Ressource Wasser (Labadie, 2004). Optimale Lösungen bilden die sogenannte pareto-
(z. T. Jahrzehnte). optimale Front, von der aus die Verbesserung eines bestimmten Ziels nur durch
III. die Entwicklung stark von weite Verschlechterung eines oder mehrerer anderer Ziele erreicht werden kann. Öko
ren Einflussgrössen auf Einzugs nomische Grössen wie Investitionskosten oder erwarteter Gewinn lassen sich aus
gebietsebene abhängig ist wie Kraftwerkseigenschaften und hydrologischen Parametern einfach berechnen. Da
z. B. von landwirtschaftlichen gegen ist die Einschätzung der ökologischen Auswirkungen auf Einzugsgebiets
Flächen oder der Wasserqualität. ebene wesentlich schwieriger, da die Bewertung von den Umwelteigenschaften und
Der Schutz der Fliessgewässer und den im System vorhandenen Organismen abhängt. Es gibt eine Reihe von öko
ihrer vielfältigen Funktionen ist eine logischen Bewertungsmethoden, die sich für die Positionierung von Kraftwerken
schwierige Aufgabe. In der Schweiz, innerhalb von Einzugsgebieten eignen (z. B. Hy:Con; Seliger et al., 2016). Ein Beispiel
aber auch weltweit gibt es kaum griffi ist Marxan, eine räumlich explizite Planungssoftware, die um den Aspekt Längs
ge Schutzkonzepte, die der hierarchi vernetzung in Fliessgewässern erweitert wurde (Hermoso et al., 2015). Darin wird ein
schen, eng vernetzten Struktur von Fliessgewässernetzwerk in Teileinzugsgebiete unterteilt. Für jedes Teileinzugsgebiet
Fliessgewässern Rechnung tragen und werden die Schutzpriorität sowie die damit verbundenen Kosten angegeben. Ein
zum Beispiel das Funktionieren gross Algorithmus identifiziert dann diejenige räumliche Anordnung von geschützten und
räumiger Prozesse wie des Sediment- ungeschützten Teileinzugsgebieten, welche zu den tiefsten Kosten bei hohem Ver
oder Schwemmholztransports ge netzungsgrad auf Einzugsgebietsebene und Beibehaltung der bestehenden Schutz
währleisten (Abell et al., 2007). werte führt (z. B. einzigartiger Habitate).
«Wasser Energie Luft» – 112. Jahrgang, 2020, Heft 1, CH-5401 Baden 39zugsgebiets bei, denn sie versorgen unsere Holz. Will man die grossen Gewässer mit sichergestellt sein, dass auch die kleinen grossen Flüsse mit dem, was diese aus ihren wichtigen ökologischen und gesell langfristig und umfassend geschützt wer macht: Wasser, Geschiebe, Lebewesen, schaftlichen Funktionen erhalten, so muss den («Prozessschutz»). Quellen: Hermoso, V., Filipe, A.F., Segurado, P., Beja, P. (2015). Nyqvist, D., Greenberg, L.A., Goerig, E., Calles, O., Abell, R., Allan, J.D., Lehner, B. (2007). Unlocking the Filling gaps in a large reserve network to address Bergman, E., Ardren, W.R. et al. (2017). Migratory delay potential of protected areas for freshwaters. Biological freshwater conservation needs. Journal of leads to reduced passage success of Atlantic salmon Conservation. 134: 48 – 63. Environmental Management. 161: 358 – 365. smolts at a hydroelectric dam. 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