Jede flussbauliche Massnahme sollte grundsätzlich so ausgebildet werden, dass die Gewässerökologie im Rahmen der Möglichkeiten verbessert wird. Mit einer entsprechenden Gestaltung ist insbesondere ein möglichst grosser Strukturreichtum anzustreben, da dieser sich unbestritten positiv auf die Artenvielfalt in und an einem Gewässer auswirkt. Es geht mit Hochwasserschutz- und Revitalisierungsprojekten eine standortstypische Habitats- und Biodiversität im Fliessgewässer wieder herzustellen. Das Teilprojekt A hat zum Ziele, ein hydraulisch-morphologischer Vielfältigkeitsindex zu erarbeiten, welcher es erlauben soll, flussbauliche Massnahmen quantitativ bezüglich Strukturreichtums beurteilen zu können. Somit lassen sich verschiedene Projekt- und Revitalisierungsvarianten in einem bestimmten Gewässerabschnitt im Hinblick auf die Gewässerökologie miteinander vergleichen. Dieser Vielfältigkeitsindex wird gleichzeitig mit der Diversität bzw. mit der Anzahl der Arten einer für einen Gewässertyp charakteristischen Lebensgemeinschaft in Beziehung gebracht. Dadurch lässt sich auch feststellen, wie eine ökologisch gestaltete flussbauliche Massnahme sich auf die Artenvielfalt auswirkt und welches Minimalziel erreicht werden sollte.

Für den Wasserbauer wäre es wie erwähnt sehr hilfreich, wenn der Strukturreichtum mit Hilfe eines einzigen hydraulischen und morphologischen Parameters quantifiziert werden könnte. Strukturreichtum beeinflusst unter anderem direkt die Strömungsvielfalt, welche im Wesentlichen das Resultat der räumlichen (und zeitlichen) Variabilität folgender Parameter ist:

Ziel des Teilprojektes A ist es also, einen hydraulisch morphologischen Vielfältigkeitsindexes zu erarbeiten, welcher den Strukturreichtum des Gewässers charakterisiert und die wesentlichen Parameter wie Abflussgeschwindigkeit, Sohlenschubspannungen, Abflusstiefe, Sohlenquerneigung, Uferneigung etc. berücksichtigt. Dies geschieht mit Feld- und Labormessungen und Analysen für verschiedene Gewässertypen. In Zusammenarbeit mit EAWAG und WSL wird der Vielfältigkeitsindex mit der Biodiversität verknüpft.

Die erwarteten Resultate des Teilprojektes A sollen unter anderem auf nachfolgende Fragen Antwort geben:

En contrebas des restitutions d'aménagements hydroélectriques à accumulation, les rivières subissent des variations de débits imposées par les impératifs de production d'électricité. Ainsi, en période de forte demande, les débits sont très importants alors qu'entre temps ils sont réduits au minimum. Il n'est pas rare que le rapport de l'un à l'autre dépasse 1/10. Cette alternance se déroule plusieurs fois par jour, avec des variations très rapides.

Ce régime hydrologique artificiel, induit des conditions hydrauliques incompatibles avec l'équilibre de l'écosystème aquatique. En effet, les débits lâchés par les turbines s'écoulent avec des vitesses et des hauteurs d'eau comparables à celles imposées par des crues occasionnelles. Sous cette action impulsive, la morphologie et les structures du lit sont détruites: les bancs de granulats sont entraînés avec les végétaux et les macro invertébrés qui les occupent. Les poissons dont le mouvement ascensionnel n'est plus possible, se réfugient dans les zones où les vitesses sont réduites, soit au voisinage du fond et des parois et sur les secteurs temporairement inondés. Dans ce dernier cas, il sont piégés par la réduction trop brutale du débit. A cela s'ajoutent des effets de température de l'eau et de colmatage du lit.

Dans une perspective de revitalisation, 2 catégories de mesures sont envisageables, de manière complémentaire. L'action sur les causes vise à reconsidérer les conditions d'exploitation, pour des variations moins intenses et plus graduelles. L'action sur le milieu consiste à créer des configurations favorables à la reconstitution d'habitats aquatiques et de refuges. Les idées et tentatives vont dans le sens de la mise en place de structures dans le lit, et d'aménagement de baies dans les berges.

Le travail de recherche prévu dans le volet B a pour objectif d'imaginer et de tester de pareils aménagements. Une fois son étendue clairement ciblée par synthèse de l'étude bibliographique, une analyse théorique sera effectuée afin de générer des situations potentielles. Sur ces bases la recherche sera effectuée par des essais en laboratoire. Les solutions pertinentes seront testé en conditions réelles, sur une rivière soumise aux éclusées.

Les résultats attendus du volet B devraient répondre entre outre aux questions suivantes:

Neben den morphlogischen Defiziten in den Hauptgewässern durch die Korrektionen sehr technisch gestaltet resp. kanalisiert worden. An der Rhone beispielsweise anzutreffen sind oftmals sehr glatte, schräg einmündende gemauerte Kanäle, welche teilweise noch einen Absatz bei der Einmündung haben. Ziel dieser sehr technischen Gestaltung war damals ein möglichst optimaler Eintrag des Geschiebes.

Im Rahmen von Revitalisierungen sollen diese Mündungen wieder durchgängig gemacht und morphologisch wieder naturnah gestaltet werden.

Die insbesondere in geschiebeführenden Flüssen noch wenig bekannte Interaktion zwischen der Ausgestaltung einer Einmündung und des Geschiebetransportes soll mit dem Teilprojekt C mit systematischen Modellversuchen und theoretischen Analysen studiert werden.

Ziel ist es eine bessere Kenntnis der Entwicklung der Morphologie von Einmündungen unter der Berücksichtigung vom Abflussverhältnis Zufluss/Hauptfluss und des Geschiebetransport für verschiedene Konfigurationen von kanalisierten Einmündungen bis hin zu aufgeweiteten Einmündungsbereichen zu haben. Dabei spielt die Hochwassersicherheit im Mündungsbereich eine grosse Rolle. Mit den wissenschaftlichen Untersuchungen sollen Mündungen mit möglichst natürlicher Morphologie gefunden werden, welche für bestimmte Verhältnisse zwischen Hauptfluss und Seitengewässer den Hochwasserabfluss und den Geschiebetransport gewährleisten.

Die erwarteten Resultate des Teilprojektes C sollen auf folgende Fragen Antwort geben:

Blockrampen werden seit längerer Zeit in schweizerischen Fliessgewässern gebaut, um Abschnitte mit grösserem Gefälle zu überwinden und unzulässige Sohlenerosionen zu verhindern. Zudem wurden verschiedentlich Schwellenabstürze durch Blockrampen ersetzt.

Obwohl für die Bemessung von Blockrampen verschiedene Methoden seit längerem bekannt sind, mussten verschiedentlich bei grösseren Hochwassern das Versagen von Blockrampen beobachtet werden. Ein Grund sind sicher die komplexen dreidimensionalen Strömungsverhältnisse, welche zu einer ungleichmässigen Beanspruchung der Blockrampen führen. Zudem sind viele der ausgeführten Blockrampen schwer für Fische durchgängig, weil Fliesgeschwindigkeiten zu gross und die Wassertiefen zu gering sind.

Ziel des Teilprojektes D ist es deshalb, bestehende und neue Blockrampen so auszubilden, dass die Fischdurchgängigkeit sowie der Widerstand gegen Versagen im Überlastfall verbessert werden.

Die erwarteten Resultate des Teilprojektes D sollen auf folgende Fragen Antwort geben: