Hochwasser zählen zu den Ereignissen, welche relativ häufig auftreten und grosse Schäden hervorrufen können. Daher ist die Messung der Wasserstände und Abflussmengen der Bäche und Flüsse eine wichtige Aufgabe. Im Aargau gibt es über 40 Messstationen, verschiedene auch im Fricktal.

FRICKTAL/AARGAU. Der Fachbereich Hydrometrie der Abteilung Landschaft und Gewässer ist verantwortlich für die Erhebung, Bereitstellung und Archivierung der hydrologischen Messdaten. Diese Messdaten sind öffentlich zugänglich und bilden eine wichtige Grundlage für den Wasserbau, zur Nutzung der Wasserkraft, für den Gewässerschutz, aber auch als Entscheidungsgrundlage im Falle eines Hochwasserereignisses. Doch welche Arbeiten sind notwendig, um eine hohe Qualität der gemessenen hydrometrischen Daten zu gewährleisten?

Das kantonale hydrometrische Messnetz besteht aus zehn kleineren und rund dreissig grösseren Messstationen, wobei die grösseren Stationen – im Gegensatz zu den kleineren – über eine Eichmessbrücke und eine daran installierte Radarsonde verfügen, welche den Wasserstand berührungslos misst. Eine sich im Gewässer befindliche Drucksonde zur Wasserstandsmessung sowie eine Sonde zur Messung der Wassertemperatur ist bei allen Stationen installiert.

Der Abfluss ist im Vergleich zur Wassertemperatur oder zum Wasserstand (Pegel) keine direkt messbare Grösse. Eine kontinuierliche Abflussmessung erfolgt daher indirekt über eine Pegel-Abfluss-Beziehung. Um diese zu bestimmen, werden bei verschiedenen Pegelständen manuelle Eichmessungen (Fliessgeschwindigkeitsmessungen im Querschnittsprofil) zur Bestimmung der zum entsprechenden Pegelstand zugehörigen Abflussmenge durchgeführt. Die Pegel-Abf luss-Beziehung ermöglicht es letztendlich, aus Wasserstandsmessungen eine kontinuierliche Abflussganglinie zu ermitteln.

Regelmässige Kontrolltouren
Monatlich werden an allen Messstationen Handwerte genommen, um zu prüfen, ob die fest installierten Messgeräte korrekte Daten liefern und um bei allfälligen Abweichungen zu den von den Messgeräten automatisch gelieferten Werten Anpassungen vornehmen zu können. Dabei wird zum einen mit einem kalibrierten Handmessgerät die Wassertemperatur gemessen und zum anderen wird der Wasserpegel händisch bestimmt (meist mittels Ablesung an der Pegellatte). Falls der momentane Kontrollwert des Pegels, respektive der Wassertemperatur von dem durch die festinstallierten Messgeräte bestimmten Wert abweicht, werden diese entsprechend neu justiert. Ausserdem werden bei diesen Kontrolltouren jeweils auch die Messschwelle gereinigt und, falls sich viel Geschiebe um die Sonden abgelagert hat, die Sonden freigelegt, um wieder eine einwandfreie Datenerfassung zu gewährleisten.

Eichmessungen
Jährlich werden pro Messstation mehrere Eichmessungen bei unterschiedlichen Abflussverhältnissen durchgeführt, um stets die Pegel-Abf luss-Beziehung des entsprechenden Fliessgewässers zu verbessern und zu überprüfen. Aufgrund geringerer Verfügbarkeit von Eichmessungen im Niedrigst- als auch Hochwasserbereich, wird darauf fokussiert, solche – in Abhängigkeit der meteorologischen Bedingungen -möglichst auch in diesen Abflussbereichen durchzuführen. Bei Eichmessungen wird der momentane Abf luss jeweils über Fliessgeschwindigkeitsmessungen im Querschnittsprofil bestimmt.

So werden von der Eichmessbrücke jeweils Fliessgeschwindigkeitsmessungen in verschiedenen Lotrechten über den Querschnitt des Fliessgewässers hinweg aufgenommen und anschliessend basierend auf diesen Werten der Abf luss über das gesamte Gerinne hinweg berechnet. Welche Methode für die Eichmessung gewählt wird, ist abhängig von verschiedenen Faktoren wie Pegelstand, Messinfrastruktur (Eichmessbrücke), Strömungsgeschwindigkeiten oder Schwemmholz. Ein oft verwendetes Eichmessgerät ist der mechanische Messf lügel, wobei die Fliessgeschwindigkeit basierend auf der Anzahl Umdrehungen des Propellers bestimmt wird, woraus dann schliesslich unter Berücksichtigung des Fliessgewässerquerschnitts der Abfluss berechnet wird. An Stationen, wo keine Eichmessbrücken vorhanden sind, kann beispielsweise ein kleines ADCP-Messboot eingesetzt werden, um so den Abfluss zu bestimmen.

Unterhaltstouren
Im Frühling und Herbst findet jeweils eine periodische Unterhaltstour statt. Dabei werden bei jeder Messstation die Druck- und Temperatursonden entkalkt, der Radar gereinigt und, wo notwendig, werden Mäharbeiten durchgeführt, um Rückstaueffekten im Wasser vorzubeugen. Solcher Rückstau im Gewässer verfälscht den Pegelstand und hat dadurch einen negativen Einf luss auf die Bestimmung des Abf lusses, der indirekt über die Pegel-Abfluss-Kurve bestimmt wird. Nach starken Hochwasserereignissen kann es auch sein, dass eine Ausbaggerung des Geschiebes an der Gewässersohle vorgenommen werden muss, wobei das entnommene Geschiebe unterhalb der Messstation wieder dem Gewässer zugegeben wird, um den natürlichen Geschiebetrieb aufrecht zu erhalten. Ausserdem werden die Funktionsfähigkeit der elektrotechnischen Ausrüstung überprüft und wo nötig Reparaturarbeiten aufgegleist.

Weiterer Ausbau geplant
Der Fachbereich Hydrometrie der Abteilung Landschaft und Gewässer beabsichtigt, zukünftig weitere Stationen mit Eichmessbrücken auszustatten, um den Prozess der Eichmessung zu erleichtern und dadurch die Abflussberechnung zu optimieren. Damit kann die Qualität der Messdaten stetig verbessert werden. Beispielsweise wurde jüngst die Messstation am Sulzerbach in Sulz (Laufenburg) mit einer neuen Eichmessbrücke ausgestattet. Zudem liegt der Fokus weiterhin darauf, Eichmessungen im Niedrigst- und Hochwasserbereich zu machen, um die Verfügbarkeit von Eichmessungen über das gesamte Abflussspektrum zu erhöhen. Dies verbessert die Kenntnisse über das Verhalten eines Gewässers bei extremen Bedingungen nach intensiven Niederschlägen oder während anhaltenden Trockenphasen. (nfz)

Quelle: Umwelt Aargau