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Geschiebeanalyse Allenbach - Adelboden

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Schwellenkorporation <strong>Adelboden</strong><br />

Geschiebebewirtschaftung Allebach<br />

Teil 1: Analyse des Geschiebehaushaltes und Prognose<br />

einer zukünftigen Entwicklung<br />

Bern, 24.06.13<br />

Flussbau AG SAH<br />

dipl. Ing. ETH/SIA flussbau.ch<br />

Schwarztorstr. 7, CH-3007 Bern Tel. 031 - 376 11 05 Fax 031 - 376 11 06


Inhalt<br />

1 Einleitung 1<br />

1.1 Ausgangslage 1<br />

1.2 Auftrag 1<br />

1.3 Untersuchungsgebiet 1<br />

1.4 Verwendete Grundlagen 2<br />

2 Der Allebach und sein Einzugsgebiet 3<br />

2.1 Einzugsgebiet 3<br />

2.2 Geologie 3<br />

2.3 Morphologie 4<br />

2.4 Korngrößen 8<br />

2.5 Geschiebequellen im Einzugsgebiet 9<br />

2.6 Schutzgebiete 10<br />

3 Hochwasserhydrologie 11<br />

3.1 Vergangene Hochwasserereignisse 11<br />

3.2 Frequenzanalysen 11<br />

3.3 Abflussganglinien 13<br />

4 Verbauungsgeschichte und ihren Einfluss auf den<br />

Geschiebehaushalt 15<br />

4.1 Vorgehen 15<br />

4.2 Verbauungen vor 1974 16<br />

4.3 Verbauungen 1974-1984 17<br />

4.4 Verbauungen 1984-1992 18<br />

4.5 Verbauungen 1992-2012 19<br />

4.6 Fazit 21<br />

5 Zukünftige Sohlenveränderungen 23<br />

5.1 Geschiebetransportmodell 23<br />

5.2 Szenarien 23<br />

5.3 Geschiebetransport und Sohlenveränderungen bei HQ5 24<br />

5.4 Geschiebetransport und Sohlenveränderungen bei HQ100 26<br />

5.5 Sensitivitätsrechnungen 28<br />

5.6 Lokale Effekte beim Zusammenfluss von Allebach und Engstligenbach 29<br />

6 Folgerung 31<br />

Planbeilage: Übersicht Querprofile und Schwellen


1 Einleitung<br />

1.1 Ausgangslage<br />

Der Allebach entspringt am Albristhorn und entwässert die Talkessel von Sillere und Geils<br />

südwestlich des Dorfes <strong>Adelboden</strong>. Bei Öy fließt er mit dem Engstligenbach zusammen<br />

und von dort als Engstlige in Richtung Frutigen.<br />

In den letzten Jahren hat sich bei Öy vermehrt Geschiebe abgelagert. Es wird befürchtet,<br />

dass die Ablagerungen weiter zunehmen und die Abflusskapazität des Allebachs bzw. der<br />

Engstlige beeinträchtigen und daraus in Öy eine Überflutungsgefahr für Gebäude entlang<br />

des Gewässers entstehen könnte.<br />

Die Schwellenkorporation möchte deshalb untersuchen lassen, ob von den heutigen und<br />

möglichen zukünftigen Ablagerungen eine Hochwassergefahr ausgeht und wenn ja, wie<br />

und wo Geschiebe im Allebach entnommen werden könnte um die Hochwassergefahr zu<br />

vermindern. Es soll auch abgeklärt werden, ob eine Entnahme im Auenschutzgebiet zwischen<br />

Hornbrügg und Rehärtibrücke möglich und zulässig wäre.<br />

1.2 Auftrag<br />

Mit Brief vom 27. September 2012 hat die Schwellenkorporation <strong>Adelboden</strong> die Flussbau<br />

AG SAH in Bern beauftragt, die Verbauungsgeschichte und den aktuellen Geschiebehaushalt<br />

zu beschreiben und eine mögliche zukünftige Entwicklung des Geschiebehaushaltes<br />

aufzuzeigen.<br />

Mögliche Optionen für Kiesentnahmen sollen bei Bedarf in einer zweiten Phase untersucht<br />

werden.<br />

Für die Beschaffung der Grundlagen hat die Flussbau AG SAH die ingenta ag in Bern als<br />

Unterakkordanten beigezogen.<br />

1.3 Untersuchungsgebiet<br />

Der Untersuchungsraum reicht im Allebach von der Hornbrügg bis zum Zusammenfluss<br />

mit dem Engstligenbach und in der Engstlige bis zur Margelibrücke unterhalb des Campingplatzes<br />

(Abb. 1). Die Zuflüsse auf diesem Abschnitt werden als Geschiebelieferanten<br />

in die Untersuchung mit einbezogen.<br />

1<br />

Abb. 1: Untersuchungsgebiet<br />

und<br />

Auengebiet (Maßstab<br />

1:50'000).


2<br />

1.4 Verwendete Grundlagen<br />

Gefahrengrundlagen<br />

[1] Ereigniskataster der Naturgefahren des Kantons Bern. Geoportal des Kantons Bern,<br />

abgefragt am 05.12.12<br />

[2] Gemeinde <strong>Adelboden</strong>: Naturgefahrenkarte, Technischer Bericht. Kellerhals + Haefeli<br />

AG, Geotest AG, Kissling + Zbinden AG. 2004.<br />

Geometrie<br />

[3] DTM-AV des Kantons Bern.<br />

[4] Übersichtsplan 1:5'000 des Kantons Bern.<br />

[5] Querprofile Allebach zwischen Hornbrügg und Rehärtibrücke. Häberli + Toneatti<br />

AG, September 2012.<br />

[6] Absturzhöhen der Schwellen zwischen Rehärtibrügg und Margelibrücke. Häberli +<br />

Toneatti AG, September 2012.<br />

Verbauungsprojekte (Quelle: Archiv Kissling+Zbinden AG)<br />

[7] Projekt IV Engstligen, <strong>Allenbach</strong> und Geilsbach. Kissling + Zbinden AG. 1961.<br />

[8] Projekt V Engstligen, <strong>Allenbach</strong> und Geilsbach. Kissling + Zbinden AG. 1974.<br />

[9] Projekt VI Engstligen, <strong>Allenbach</strong> und Geilsbach. Kissling + Zbinden AG. 1984.<br />

[10] Projekt VII Engstligen, <strong>Allenbach</strong> und Geilsbach. Kissling + Zbinden AG. 1995.<br />

[11] Projekt VIII Engstligen, <strong>Allenbach</strong> und Geilsbach. Kissling + Zbinden AG. 2001.<br />

[12] Schadenplan über die Unwetter vom 29. Juli und 7. August 1992. Kissling + Zbinden<br />

AG. 1993.<br />

[13] Projekt 1993 für die Verbauung des <strong>Allenbach</strong>s km 8.700-8.830 Hochwasserablenkdamm<br />

bei der Quellfassung. Kissling + Zbinden AG. 1993.<br />

Weitere Grundlagen<br />

[14] Botschaft des Bundesrates an die Bundesversammlung betreffend Zusicherung eines<br />

Bundesbeitrages an die Verbauung der Engstligen und des <strong>Allenbach</strong>es in der<br />

Gemeinde <strong>Adelboden</strong>, Kanton Bern. 28. März 1931.<br />

[15] Geologische Karte Der Schweiz 1:500'000, Bundesamt für Landestopographie,<br />

2005.<br />

[16] Statistik der Kiesentnahmen aus der Engstligen i de Stude. Tiefbauamt des Kantons<br />

Bern, OIK I.


2 Der Allebach und sein Einzugsgebiet<br />

2.1 Einzugsgebiet<br />

Der Allebach entspringt am Albristhorn und entwässert die Talkessel von Sillere und Geils<br />

südwestlich des Dorfes <strong>Adelboden</strong>. Bei Öy fließt er mit dem Engstligenbach zusammen<br />

und von dort als Engstlige in Richtung Frutigen.<br />

Bis zum Zusammenfluss mit dem Engstligebach misst sein Einzugsgebiet 30.5 km 2 , bis<br />

zum Ende des Untersuchungsgebietes bei der Margelibrücke sind es 60.1 km 2 . Die Ausdehnung<br />

der verschiedenen Teileinzugsgebiete ist in Abb. 2 dargestellt.<br />

Die bedeutendsten Zubringer des <strong>Allenbach</strong>s sind der Rossbach, der Chüebachgrabe, der<br />

Stiegelbach und der Gilsbach. Im Dorf <strong>Adelboden</strong> münden außerdem der Schrenzigraben,<br />

der Ueligraben in den Allebach und der Schmittegraben in die Engstlige.<br />

2.2 Geologie<br />

Das Einzugsgebiet des <strong>Allenbach</strong> liegt im Nordosten in der Niesendecke (in Lila, siehe<br />

Abb. 3). Diese besteht aus Flyschen mit Konglomerat und Karbonatlagen. Die Zuflüsse<br />

Gilsbach und Engstligen liegen in der Allochthonen Schuppenzone (Sattelzone Plaine-<br />

Morte-, Sex-Mort-, Bex-Laubhorn-, Arveyes-, Meilleret-Decke in Grün) mit Flysch, Mergel,<br />

Gips und Schiefer. Die Engstligenalp im Süden des Einzugsgebiets liegt in der Wildhorndecke<br />

mit verkarsteten Kalken (in Blau).<br />

3<br />

Abb. 2: Ausdehnung<br />

der Teileinzugsgebiete<br />

des Allebachs<br />

bzw. der Engstlige<br />

(Maßstab 1:100'000).


4<br />

Abb. 3 : Geologie im<br />

Einzugsgebiet des<br />

<strong>Allenbach</strong>s [15].<br />

2.3 Morphologie<br />

Der Allebach lässt sich in vier morphologisch unterschiedliche Abschnitte unterteilen. Ein<br />

fünfter Abschnitt umfasst den Abschnitt der Engstlige bis zur Margelibrücke. Die Abschnitte<br />

werden im Folgenden kurz umschrieben. Ihre morphologischen Kenngrößen sind<br />

in der Tabelle 1 zusammengefasst.<br />

Horebrügg bis Einmündung Gilsbach (km 9.057 – km 6.600)<br />

Der Allebach hat ein breites, verzweigtes Flussbett, welches nur bei Hochwasserabfluss<br />

über die ganze Breite benetzt ist. Bei Niederwasser wird nur ein kleiner Teil des Querschnitts<br />

beansprucht. Auf diesem Abschnitt wird das Geschiebe, welches aus den steilen<br />

Seitenbächen (Rossbach, Chüebachgrabe, Stigelbach) herangeführt wird, abgelagert und<br />

nur teilweise flussabwärts weiter verfrachtet.


Einmündung Gilsbach bis Münti (km 6.600 – km 6.188)<br />

Das Gerinne wird durch die Talflanken auf eine Breite von 15 m bis 18 m begrenzt. In der<br />

Munti folgt der Lauf des <strong>Allenbach</strong>s zwei markanten Krümmungen. Auf dieser Strecke<br />

wird Geschiebe umgelagert. Zwei Sperrengruppen mit drei bzw. fünf Schwellen fixieren<br />

die Sohlenlage.<br />

Münti bis Steinige Brügg (km 6.188 – km 5.815)<br />

Auf diesem Abschnitt fließt der Allebach in einer engen Schlucht. Die Sohle wird durch<br />

Fels oder große Blöcke gebildet. Das Längengefälle ist etwas größer als auf den angrenzenden<br />

Abschnitten. Herangeführtes Geschiebe wird ohne Ablagerung hindurch transportiert.<br />

Auf diesem Abschnitt betreibt das Bundesamt für Umwelt eine Abflussmessstation.<br />

Abb. 4: Verzweigtes<br />

Gerinne des Allebachs<br />

unterhalb der<br />

Horebrügg.<br />

Abb. 5: Allebach bei<br />

Münti (Schwelle 30,<br />

km 6.321)<br />

5


6<br />

Abb. 6: Abflussmessstation<br />

des Bundesamtes<br />

für Umwelt auf<br />

der steilen Schluchtstrecke.<br />

Abb. 7: Sperren N°<br />

16 und 17 im Allebach.<br />

Steinige Brügg bis Einmündung Engstligenbach (km 5.815 – km 4.628)<br />

Nach dem Austritt aus der Schlucht hat der Allebach eine veränderliche Breite zwischen<br />

10 m und 20 m; lokal sogar bis 28 m. Die Ufer sind über weite Strecken verbaut, um die<br />

angrenzenden Gebäude oder die Verkehrsinfrastruktur vor Erosion zu schützen. Das Längenprofil<br />

ist durch 20 Schwellen fixiert. Sie haben ein Bruttogefälle von rund 4.5 %. Die<br />

Absturzhöhen bei den Schwellen variieren stark. Das deutet darauf hin, dass auf diesem<br />

Abschnitt Geschiebe umgelagert wird. Auf dem untersten Teil dieses Abschnittes wurden<br />

in der Vergangenheit vermehrte Ablagerungen beobachtet (Abb. 8).<br />

Einmündung Engstligenbach bis Margelibrücke (km 4.628 – km 3.777)<br />

Nach der Einmündung des Engstligenbachs ändert die Morphologie des Gewässers vorerst<br />

wenig. Die Sohlenerosion wird mit Hilfe von Sperren begrenzt. Oberhalb des Campingplatzes<br />

ist das Gerinne etwas breiter. Dort befindet sich ein Installationsplatz für Kiesentnahmen<br />

aus der Engstlige (Abb. 9). Entlang des Campings ist die Sohle der Engstlige mit<br />

einer 78 m langen Blockrampe fixiert.


Abschnitt km Breite Gefälle # Sperren Geschiebetransport<br />

Horebrügg - Gilsbach km 9.057 -<br />

km 6.600<br />

Gilsbach – Münti km 6.600 -<br />

km 6.188<br />

Münti - Steinige Brügg km 6.188 _<br />

km 5.815<br />

Steinige Brügg - Engstligenbach<br />

Engstligenbach - Margelibrücke<br />

km 5.815 -<br />

km 4.628<br />

km 4.628 -<br />

km 3.777<br />

Gerinne: 40 - 60 m 6 - 8 % 0 Ablagerung<br />

Gerinne: 15 - 18 m<br />

Sperren: 11 - 18 m<br />

Brutto: 4.3 - 6.2 %<br />

Netto: 4.5 %<br />

8 Umlagerung<br />

Gerinne: 10 – 12 m 4.5 - 6.0 % 1 Transport<br />

Gerinne: 10 - 20 m<br />

Sperren: 10 - 15 m<br />

Gerinne: 12 - 24 m<br />

Sperren: 12 - 20 m<br />

Brutto: 4.5 %<br />

Netto: 3.5 - 4.5 %<br />

Brutto: 4.5 - 5.8 %<br />

Netto: 3.0 - 4.0 %<br />

20 Umlagerung /<br />

Ablagerung<br />

8 + Blockrampe<br />

Ablagerung / Entnahme<br />

Abb. 8: Ablagerungen<br />

beim Zusammenfluss<br />

von Allebach<br />

(von links) und<br />

Engstligenbach (von<br />

rechts).<br />

Abb. 9: Kiesentnahmestelle<br />

an der<br />

Engstlige I de Stude<br />

(km 4.122).<br />

7<br />

Tabelle 1: Morphologische<br />

Kenngrößen<br />

der verschiedenen<br />

Abschnitte von Allebach<br />

bzw. Engstlige<br />

(Nettogefälle = gleitendes<br />

Mittel aus fünf<br />

Sperrenfeldern).


8<br />

Abb. 10: Kornverteilungskurven<br />

des<br />

Sohlenmaterials im<br />

Allebach.<br />

Tabelle 2: CharakteristischeKorndurchmesser<br />

in Allebach<br />

und Gilsbach.<br />

2.4 Korngrößen<br />

Entlang des Allebachs wurden sechs Linienproben entnommen und nach der Methode von<br />

Fehr in Volumenproben der Unterschicht umgerechnet. Zwei weitere Proben wurden im<br />

Gilsbach entnommen. Die resultierenden Kornverteilungskurven sind in Abb. 10 dargestellt.<br />

Die Proben 1 und 6 im Allebach sowie die Probe 2 aus dem Gilsbach sind eher grob und<br />

werden dem Sohlenmaterial zugeordnet. Die Proben 3, 4 und 5 sowie die Probe 1 aus<br />

dem Gilsbach haben eine sehr ähnliche, etwas feinere Kornverteilung. Es handelt sich hier<br />

um laufendes Geschiebe. Die Probe 2 hat sich als wenig repräsentativ erwiesen und wird<br />

bei der Auswertung nicht weiter verwendet.<br />

Bei den Hochwasserszenarien, welche im Rahmen dieser Studie untersucht werden, wird<br />

sowohl das feinere Geschiebe als auch das gröbere Sohlenmaterial transportiert. Für die<br />

weitere Untersuchung wurde deshalb eine mittlere Kornverteilungskurve aus allen Proben<br />

(außer der Probe 2) verwendet (gestrichelte Kurve in Abb. 10). Daraus resultieren die charakteristischen<br />

Korndurchmesser von Tabelle 2. Der Korndurchmesser dm bestimmt maßgeblich<br />

die Geschiebetransportkapazität. Mit dem Durchmesser d90 wird die Rauheit des<br />

Gerinnesohle definiert. Für Sensitivitätsanalysen in den Geschiebetransportrechnungen<br />

wurden die charakteristischen Durchmesser um jeweils 20 % vergrößert bzw. verkleinert.<br />

Probe Standort dm [cm] d90 [cm]<br />

LZA1 oberh. Horebrügg 13.5 35.8<br />

LZA3 km 8.7 6.5 13.7<br />

LZA4 km 6.9 6.1 14.3<br />

LZA5 km 5.6 6.7 16.0<br />

LZA6 km 4.7 9.3 25.1<br />

LZA1 Gilsbach 1360 m 6.7 14.5<br />

LZA2 Gilsbach 1560 m 8.6 20.0<br />

Mittlere KVK 8.2 19.8


2.5 Geschiebequellen im Einzugsgebiet<br />

Die Zuflüsse des Allebachs im Talkessel vom Stiegelschwand entspringen im Flysch und<br />

zeichnen sich durch ein hohes Gechiebepotenzial aus (Stiegelbach, Chüebachgrabe, Rufigräbli,<br />

Albristgrabe, Rossbach und Zuflüsse). Die Feststoffe können in Form von Murgängen<br />

in den Allebach eingetragen werden (Abb. 11 links). Das breite, verzweigte Gerinne<br />

des Allebachs in Stiegelschwand speichert das Geschiebe und gibt es dosiert an den<br />

Unterlauf ab.<br />

Im Gilsbach ist das Einzugsgebiet viel weniger morphologisch aktiv. Geschiebe kann zwar<br />

in den erosiven Flanken des Lavey-Grates und durch Böschungsrutschungen entlang des<br />

Gilsbaches mobilisiert werden. Der Transport bis in den Allebach wird aber durch dazwischen<br />

liegende Umlagerungsstrecken begrenzt (Abb. 11 rechts). Die Wildbachverbauungen<br />

im Unterlauf des Gilsbaches limitieren zudem die Mobilisation von Geschiebe aus der<br />

Sohle und den Böschungen.<br />

Der Engstligenbach hat beim Zusammenfluss mit dem Allebach ein ähnlich großes Einzugsgebiet<br />

wie Letzterer. Es ist jedoch hydrologisch weniger aktiv und nur der Teil unterhalb<br />

Birg trägt zum Geschiebeaufkommen im Engstligenbach bei. Der Eintrag in die<br />

Engstlige ist demnach wesentlich geringer als derjenige aus dem Allebach.<br />

Die linksseitigen Zuflüsse des Allebachs im Dorf <strong>Adelboden</strong> (Schrenzigrabe, Ueligrabe,<br />

Schmittegrabe) sind steil und murfähig. Führen sie Hochwasser wird ein Teil der Feststoffe<br />

außerhalb des Gerinne abgelagert und nur ein Teil des Geschiebes gelangt in den Vorfluter.<br />

Der Geschiebeeintrag aus dem Oberlauf des Allebachs sowie aus dem Gilsbach und dem<br />

Engstligenbach wird mit Hilfe der berechneten Transportkapazität abgeschätzt. Der Geschiebeeintrag<br />

aus den übrigen Zubringern wird im Sinne einer ersten Näherung vernachlässigt.<br />

9<br />

Abb. 11: Links: Der<br />

Stiegelbach bringt<br />

Geschiebe direkt bis<br />

in den Allebach.<br />

Rechts: Eine Umlagerungsstrecke<br />

bei<br />

Bergläger begrenzt<br />

den Geschiebeeintrag<br />

aus dem Gilsbach in<br />

den Allebach.


10<br />

2.6 Schutzgebiete<br />

Oberhalb der Rehärtibrücke durchfließt der Allebach das Auengebiet nationaler Bedeutug<br />

N° 325 Horebrücke. Die Grenzen des Schutzgebiets sind in Abb. 1 dargestellt.


3 Hochwasserhydrologie<br />

3.1 Vergangene Hochwasserereignisse<br />

Das Bundesamt für Umwelt betreibt seit 1974 eine Abflussmessstation am Allebach. Im<br />

Rahmen dieser Studie wurden die Abflussmessungen ausgewertet um einerseits Hochwasserabflüsse<br />

verschiedener Jährlichkeiten zu bestimmen und andererseits eine charakteristische<br />

Hochwasserganglinie für Geschiebetransportberechnungen herzuleiten.<br />

In der Tabelle 3 sind die fünf größten Hochwasserereignisse in der Messperiode von 1974<br />

bis 2011 aufgeführt. Das Hochwasserereignis vom 10. Oktober 2011 ist das größte davon,<br />

sowohl was die Abflussspitze als auch was das Volumen betrifft. Der Abflussspitze<br />

des Ereignisses wird eine Wiederkehrdauer zwischen 30 und 50 Jahren zugeordnet, dem<br />

Abflussvolumen eine Wiederkehrdauer von etwas mehr als 100 Jahren (vgl. Kap. 3.2).<br />

Aus der Zeit vor den Abflussmessungen ist insbesondere das Hochwasserereignis vom 3.<br />

Juli 1930 zu erwähnen. Die Abflussspitze oder das Abflussvolumen dieses Ereignisses ist<br />

nicht bekannt. Aufgrund der Schäden welche durch das Ereignis verursacht wurden, wurde<br />

ein größeres Verbauungsprojekt am Allebach in Angriff genommen.<br />

Datum Abflussspitze<br />

[m 3 /s]<br />

Datum 6h-Volumen<br />

[Tausend m 3 ]<br />

Datum 12h-Volumen<br />

[Tausend m 3 ]<br />

10.10.2011 79 10.10.2011 1'211 10.10.2011 1'616<br />

07.08.1977 75 07.08.1977 545 22.08.2005 933<br />

17.07.2009 70 22.08.2005 510 07.08.1977 809<br />

07.08.1992 66 08.08.2007 484 08.08.2007 694<br />

07.08.2004 60 07.08.1992 440 12.05.1999 665<br />

3.2 Frequenzanalysen<br />

Die Jahreshöchsthochwasser der Periode 1974 bis 2011 wurden einer Frequenzanalyse<br />

unterzogen. Die Verteilung der gemessenen Abflüsse kann mit einer log-Pearson III-<br />

Verteilung beschrieben werden. Die Ergebnisse sind in Abb. 12 dargestellt bzw. in Tabelle<br />

4 zusammen gefasst.<br />

Hochwasserereignisse werden in der Regel nach ihrer Abflussspitze statistisch eingeordnet.<br />

Für den Geschiebetransport interessiert aber auch das Abflussvolumen von Hochwasserereignissen.<br />

Für den Allebach wurden deshalb nicht nur Abflussspitzen analysiert sondern<br />

auch das Abflussvolumen über eine Zeitdauer von 6 Stunden bzw. 12 Stunden.<br />

In der Gefahrenkarte <strong>Adelboden</strong> aus dem Jahre 2004 wurden für den Allebach und seine<br />

Zubringer ebenfalls Hochwasserabflüsse geschätzt. Die Hochwasserabflüsse im Allebach<br />

wurden mit der Methode von Koella bestimmt. Für HQ100 resultierte ein Abfluss von<br />

75 m 3 /s. Der neu geschätzte Wert für HQ100 ist mit 92 m 3 /s rund 20 % höher. Der Unterschied<br />

ist in erster Linie auf die unterschiedlichen Schätzverfahren zurück zu führen. Die<br />

Tatsache, dass in den letzten 35 Jahren ein Abfluss von 75 m 3 /s zweimal erreicht bzw.<br />

überschritten wurde, lässt den höheren Wert für HQ100 als plausibel erscheinen.<br />

11<br />

Tabelle 3: Die fünf<br />

größten gemessenen<br />

Hochwasserereignisse<br />

(Abflussspitze<br />

bzw. Abflussvolumen)<br />

der Periode<br />

1974 bis 2011.


12<br />

Abb. 12: Frequenzanalyse<br />

der Jahreshöchsthochwasser<br />

(Abflussspitzen) der<br />

Periode 1974 bis<br />

2011. Dargestellt ist<br />

auch das 10 %-<br />

Vertrauensintervall<br />

für die log-<br />

Pearson III-<br />

Verteilung.<br />

Abb. 13: Frequenzanalyse<br />

der Jahreshöchsthochwasser<br />

(6h-Abflussvolumen)<br />

der Periode 1974 bis<br />

2011. Dargestellt ist<br />

auch das 10 %-<br />

Vertrauensintervall<br />

für die log-<br />

Pearson III-<br />

Verteilung.<br />

Abb. 14: Frequenzanalyse<br />

der Jahreshöchsthochwasser<br />

(12h-<br />

Abflussvolumen) der<br />

Periode 1974 bis<br />

2011. Dargestellt ist<br />

auch das 10 %-<br />

Vertrauensintervall<br />

für die log-<br />

Pearson III-<br />

Verteilung.<br />

Tabelle 4: Hochwasserabflüsse<br />

und<br />

Abflussvolumina<br />

verschiedener Wiederkehrdauer<br />

aus<br />

den Frequenzanalysen.<br />

Werte mit der<br />

log-Pearson III-<br />

Verteilung bestimmt.<br />

Wiederkehrdauer<br />

[Jahre]<br />

Abflussspitze<br />

[m 3 /s]<br />

6h-Volumen<br />

[Tausend m 3 ]<br />

12h-Volumen<br />

[Tausend m 3 ]<br />

2 27 240 390<br />

5 45 380 590<br />

10 57 500 750<br />

20 67 620 920<br />

30 73 730 1'050<br />

50 82 870 1'240<br />

100 92 1'080 1'500<br />

300 105 1'410 1'900


3.3 Abflussganglinien<br />

Aus den gemessenen Abflüssen im Allebach wurde eine charakteristische Abflussganglinie<br />

für ein 5-jährliches Hochwasser hergeleitet. Dazu wurden sechs Hochwasserganglinien<br />

mit einer Abflussspitze zwischen 40 und 50 m 3 /s übereinander dargestellt und daraus<br />

von Hand eine mittlere Ganglinie eingepasst (Abb. 15). Diese mittlere Ganglinie hat<br />

eine Dauer von 6 Stunden und führt in dieser Zeit 380'000 m 3 Wasser ab. Sie entspricht<br />

damit auch in Bezug auf das 6h-Volumen einem 5-jährlichen Hochwasserereignis. Auf<br />

der Basis dieser Ganglinie HQ5 wurde eine ähnliche Ganglinie für HQ100 konstruiert. Auch<br />

bei dieser Ganglinie haben sowohl die Abflussspitze als auch das 6h-Volumen eine Wiederkehrdauer<br />

von 100 Jahren.<br />

13<br />

Abb. 15: Ganglinien<br />

verschiedener Hochwasserereignisse<br />

und<br />

charakteristische<br />

Abflussganglinie HQ5<br />

und HQ100.


4 Verbauungsgeschichte und ihren Einfluss auf den Geschiebehaushalt<br />

4.1 Vorgehen<br />

Der Allebach zwischen Rehärtibrücke und Margelibrücke und der Gilsbach in seinem Unterlauf<br />

sind mit zahlreichen Sperren verbaut. Zudem sind die Ufer zwischen den Sperren<br />

mancherorts mit Buhnen („Schildkröten”) oder Blocksatz gesichert, um Wege oder Siedlungen<br />

vor Ufererosion zu schützen. Die Verbauungen wurden häufig im Nachgang zu<br />

Hochwasserereignissen errichtet, welche lokal Schäden verursacht haben. Die Lage der<br />

Schwellen ist in der Planbeilage dargestellt.<br />

Schwellen Nr. Stationierung<br />

[km]<br />

Baujahr Schwellenhöhe<br />

[m ü. M.]<br />

37 6.741 1340.57<br />

Breite Überfallsektion<br />

[m]<br />

36 6.675 1976/77 1334.23 11 –3.90<br />

35 6.600 1976/77 1331.06 11 –0.80<br />

34 6.550 1977 1328.88 11 –0.20<br />

33 6.345 1995 1315.56 11 –2.20<br />

32 6.306 1995 1313.55 11 +0.70<br />

31 6.270 1995 1311.05 11 –1.20<br />

30 6.231 1995 1308.40 18 –0.25<br />

29 6.188 1995 1306.08 13 –1.90<br />

Absturzhöhe 2012<br />

[m[<br />

Messstelle 6.056 1974 –1.00 (ungefähr)<br />

28 5.815 1972 1282.69 10 –1.80<br />

27 5.795 1984 1279.96 11 –1.80<br />

26 5.705 1992/93 1274.63 15 –0.80<br />

25 5.636 1992/93 1270.53 15 –1.60<br />

24 5.559 1992/93 1268.33 15 ±0.00<br />

23 5.497 1992/93 1265.16 15 +0.15<br />

22 5.432 1992/93 1261.79 11 –0.15<br />

21 5.378 1990 1259.40 11 +0.12<br />

20 5.299 1992/93 1256.21 11 –0.50<br />

19 5.235 1992/93 1253.49 15 –0.10<br />

18 5.110 1987 1248.24 11 –0.50<br />

17 5.057 1987 1245.44 11 –0.50<br />

16 5.006 1985 1243.47 11 –0.80<br />

15 4.950 1970 1239.63 10 –0.80<br />

14 4.898 1970 1237.09 10 –0.10<br />

13 4.832 1970 1235.71 10 –0.70<br />

12 4.782 1970 1232.88 10 –0.60<br />

11 4.735 1974 1230.83 10 ±0.00<br />

10 4.688 1974 1229.03 10 +0.40<br />

9 4.628 1982 1227.40 11 ±0.00<br />

8 4.580 nach 1992 1224.83 15 –1.30<br />

7 4.549 nach 1992 1222.67 15 –0.70<br />

6 4.510 nach 1992 1220.73 12 –1.80<br />

5 4.287 1980 1212.76 12 –1.30<br />

4 4.231 1975 1209.74 12 –1.80<br />

3 4.122 1976 1204.83 15 –0.70<br />

2 4.034 1976 1201.35 15 +0.50<br />

1 3.777 1965 1192.04 20 –0.25<br />

15<br />

Tabelle 5: Sperren im<br />

Allebach zwischen<br />

Rehärtibrücke und<br />

Margelibrücke, Angaben<br />

aus [6] bis<br />

[11].


16<br />

Aus den Plänen der Bauprojekte, welche zwischen 1961 und 2001 erarbeitet worden sind<br />

([7] bis [11]) lässt sich das ungefähre Baujahr der Schwellen ableiten. Im Folgenden werden<br />

vier Phasen der Verbauung unterschieden. Ein vollständige Liste der Sperren ist in<br />

Tabelle 5 wiedergegeben. Sämtliche Sperren wurden aus Beton errichtet. Sie sind in gutem<br />

Zustand.<br />

In den Längenprofilen der Projekte sind die Sohlenlagen im Allebach vor der Realisierung<br />

einer Ausbauetappe eingetragen. Vergleicht man diese Sohlenlage mit derjenigen nach<br />

Realisierung, welche im darauf folgenden Bauprojekt dargestellt ist, lässt sich ein möglicher<br />

Zusammenhang zwischen dem Bau von Sperren und Sohlenveränderungen im Allebach<br />

herleiten.<br />

4.2 Verbauungen vor 1974<br />

Viele der Ufersicherungen mit Buhnen gehen auf ein Bauprojekt zurück, welches nach<br />

dem Hochwasser vom 4. Juli 1930 ausgeführt wurde. Die damaligen Bauten waren darauf<br />

ausgerichtet, die Ufer lokal zu sichern, ohne den Lauf des Allebachs allzu stark zu beeinträchtigen:<br />

„Es zeigte sich auch hier, dass die Ausführung eines gar zu regelmässigen<br />

Gerinnes nicht so gute Resultate herbeizuführen vermag wie ein allmähliches Vorgehen<br />

mittels einzelner, an den gefährdeten Stellen auszuführender Schutzbauten, bei Belassung<br />

der von der Natur geschaffenen und geforderten Erweiterungen, Ablagerungs- und<br />

Beruhigungsbecken, um dann erst in einem grossen Zeitraume, unter Anlehnung an die<br />

bettbildende Wirkung der Hochwasser, ein haltbares Gerinne zu schaffen, welches der<br />

wilden Natur solcher Bäche entspricht.” (aus der Botschaft des Bundesrates zur Zusicherung<br />

des Bundesbeitrages [14])<br />

Die erste Sperre wurde 1965 bei Flusskilometer 3.777 unterhalb der Margelibrücke errichtet.<br />

Vier weitere Sperren folgten im Bereich der Schützenbrücke (1970) sowie eine<br />

weitere unterhalb der Steinige Brügg (1972). Diese ersten Sperren hatten offenbar zum<br />

Ziel, die Brückenwiderlager vor Unterkolkung zu schützen. Die Sperren wurden in der<br />

Regel mit einer Krone errichtet, welche höher lag als die aktuelle Sohle, so dass sich oberhalb<br />

der Sperre Geschiebe ablagerte. Hinter den oben erwähnten Sperren summieren<br />

sich die Ablagerungen zu ungefähr 12'000 m 3 (Abb. 16).<br />

In der Abb. 16 und folgende sind für die betrachteten Perioden die Längenprofile des<br />

Allebachs und die aus den Sohlendifferenzen zwischen zwei Sohlenaufnahmen rekonstruierten<br />

Ablagerungs- oder Erosionsvolumina dargestellt. Zur Berechnung der Ablagerungsvolumina<br />

wurde angenommen, dass die Sohlenbreite im Allebach gleich der Breite<br />

der Überfallsektion der unterliegenden Sperre ist. Weil die Sperrenöffnungen eher etwas<br />

schmaler sind als das übrige Gerinne, werden die Ablagerungs- und Erosionsvolumina mit<br />

dieser Annahme tendenziell unterschätzt.


4.3 Verbauungen 1974-1984<br />

Zwischen 1974 und 1984 wurden elf weitere Sperren gebaut:<br />

Drei Sperren unterhalb der Einmündung des Gilsbaches (1976/77), vier Sperren unterhalb<br />

der Einmündung des Schmittegrabe (1975/76/80), drei Sperren zum Erosionsschutz unterhalb<br />

der Sperren bei der Schützenbrücke (1974 bzw. 1982) sowie eine Sperre zur Kolksicherung<br />

der Sperre bei der Steinige Brügg (1984). Letztere wurde notwendig, weil sich<br />

das Bett des Allebachs zwischen der Steinige Brügg und der Sillerebahn auf einer Länge<br />

von 580 m um durchschnittlich 2 m eingetieft hatte. Dabei wurden rund 13'000 m 3 Geschiebe<br />

erodiert. Die Eintiefung ist vermutlich auf das Hochwasserereignis vom 7. August<br />

1977 und/oder auf den Geschieberückhalt durch Schwellenbauten im Unterlauf des Gilsbaches<br />

zurück zu führen.<br />

Es fällt auf, dass die Sperren zwischen der Schützenbrücke und der Einmündung des<br />

Engstligenbaches die geringsten Kronenbreiten haben (10 m).<br />

17<br />

Abb. 16: Längenprofil<br />

zwischen Gilsbach<br />

und Margelibrücke<br />

mit Sohlenlagen bis<br />

1974 sowie beobachteteVolumenänderungen<br />

in diesem<br />

Zeitraum.


18<br />

Abb. 17: Längenprofil<br />

zwischen Gilsbach<br />

und Margelibrücke<br />

mit Sohlenlagen<br />

zwischen 1974 und<br />

1984 sowie beobachteteVolumenänderungen<br />

in diesem<br />

Zeitraum.<br />

4.4 Verbauungen 1984-1992<br />

In den Jahren 1985 und 1987 wurde die Sperrenstaffel oberhalb der Schützenbrücke mit<br />

drei weiteren Sperren ergänzt. Eine weitere Sperre wurde 1990 unmittelbar oberhalb der<br />

heutigen Talstation der Sillerebahn errichtet.<br />

In dieser Periode wurden in Allebach und Engstlige wiederum Ablgerungen verzeichnet,<br />

und zwar auf dem Abschnitt zwischen Steinige Brügg und Sillerebahn sowie unterhalb der<br />

Einmündung des Engstligebachs. Diese können nicht direkt mit dem Bau von Schwellen in<br />

Zusammenhang gebracht werden. Sie könnten auf das Hochwasser vom 7. August 1992<br />

zurückzuführen sein. Dieses Hochwasser, welches durch ein Gewitter ausgelöst wurde,<br />

war im Allebach von relativ kurzer Dauer, hatte aber eine hohe Spitze. Der Engstligenbach<br />

hatte auch Hochwasser geführt.


4.5 Verbauungen 1992-2012<br />

Nach den starken Überschwemmungen im Juli und August 1992 wurden weitere Maßnahmen<br />

ergriffen um die Sohle zu stabilisieren. Dazu wurden 15 weitere Sperren errichtet: In<br />

den Jahren 1992/1993 sieben Sperren zwischen Steinige Brügg und der Sillerebahn sowie<br />

drei Sperren unterhalb der Einmündung der Engstlige und 1995 eine Gruppe von fünf<br />

Sperren in der Münti. In den Sperrenfeldern haben sich insgesamt über 12'000 m 3 Geschiebe<br />

abgelagert. Allerdings sind 1992 und 2012 in der oberen Hälfte des Abschnitts<br />

zwischen Steinige Brügg und Sillerebahn auch 2'400 m 3 aus der Sohle erodiert worden.<br />

Das flache Gefälle zwischen den Sperren 25 und 24 lässt vermuten, dass dort Geschiebe<br />

während des Baus einer Fernwärmeleitung maschinell entnommen worden ist.<br />

Auch unterhalb der 1992 errichteten Sperren 6, 7 und 8 (unterhalb der Einmündung des<br />

Engstligenbachs) hat sich die Sohle eingetieft. Das kann eine Folge des Rückhaltes in den<br />

oben liegenden Sperren sein oder aber eine Folge der Kiesentnahmen I de Stude.<br />

19<br />

Abb. 18: Längenprofil<br />

zwischen Gilsbach<br />

und Margelibrücke<br />

mit Sohlenlagen<br />

zwischen 1984 und<br />

1992 sowie beobachteteVolumenänderungen<br />

in diesem<br />

Zeitraum.


20<br />

Abb. 19: Längenprofil<br />

zwischen Gilsbach<br />

und Margelibrücke<br />

mit Sohlenlagen<br />

zwischen 1992 und<br />

2012 sowie beobachteteVolumenänderungen<br />

in diesem<br />

Zeitraum.<br />

4.6 Kiesentnahmen<br />

Laut Auskunft der Schwellenkorporation <strong>Adelboden</strong> und des Tiefbauamtes des Kantons<br />

Bern wurde in früheren Jahren in Zubringern des Allebachs Geschiebe entnommen, um<br />

Hochwasserschutzbauten oder Straßen zu errichten. Erwähnenswert sind insbesondere<br />

Entnahmen aus dem<br />

– Allebach bei der Horebrügg (in den 1990er Jahren),<br />

– Gilsbach bei Bergläger (in den 1990er Jahren),<br />

– Engstligenbach Under der Birg.<br />

Nach Auskunft der Schwellenkorporation ist seit dem Jahr 2000 eher weniger Geschiebe<br />

aus den Bächen entnommen worden als früher.


In der Engstlige wurde zwischen 1982 und 2013 i de Stude, zwischen den Sperren 3 und<br />

4 regelmäßig Geschiebe entnommen. Verschiedene Firmen hatten jeweils unterschiedliche<br />

Konzessionen mit maximal zulässigen Entnahmemengen zwischen 2'000 m 3 /a und<br />

5'000 m 3 /a. Laut Entnahmestatistik des Tiefbauamtes wurde diese Menge in der Regel<br />

nicht ausgeschöpft (Tabelle 6). Die Konzessionen sind in der Zwischenzeit abgelaufen.<br />

1982 6'315 1990 2'064 1998 178 2006 189<br />

1983 1'739 1991 1'928 1999 0 2007 189<br />

1984 1'922 1992 0 2000 0 2008 0<br />

1985 1'944 1993 290 2001 509 2009 0<br />

1986 0 1994 0 2002 2'457 2010 1'354<br />

1987 0 1995 113 2003 0 2011 0<br />

1988 0 1996 0 2004 4'662 2012 0<br />

1989 2'064 1997 1'169 2005 950 2013 300<br />

4.7 Fazit<br />

Mit den Sperrenbauten der letzten 40 Jahre wurde die Sohlenlage im Allebach und der<br />

Engstlige beeinflusst. Neue Schwellen wurden in der Regel höher eingebaut als die Sohle<br />

zum Zeitpunkt des Projektes. Das hat zur Folge, dass sich im Oberwasser der Sperren<br />

Geschiebe abgelagert hat und im Unterwasser ein Geschiebedefizit durch Sohlenerosion<br />

wieder ausgeglichen wurde.<br />

Einzelne Sperren ragen aus dem Längenprofil heraus. Sie bilden dadurch einen besonders<br />

markanten Fixpunkt im Längenprofil (z.B. Sperre 9 oberhalb der Einmündung des Engstligenbaches<br />

und Sperre 13 oberhalb der Schützenbrücke). Andere Sperren haben eine verhältnismäßig<br />

tiefe Überfallkante und neigen so zur Verlandung (z.B. Sperren 14 und 25<br />

oberhalb der Einmündung des Schrenzigrabens).<br />

Vergleicht man das Nettogefälle in den Sperrenfeldern von 2012 mit dem Sohlengefälle<br />

welches 1974 gemessen wurde fällt auf, dass das Gefälle zwischen der Steinige Brügg und<br />

der Schützenbrücke heute zwischen 0.5 % und 1.0 % geringer ist als noch 1974. Das kann<br />

verschiedene Gründe haben:<br />

– Mit dem Bau der Schwellen wurde das Gerinne tendenziell eingeengt. Bei gleich<br />

bleibender Geschiebezufuhr ist das Gefälle in einem schmalen Querschnitt geringer<br />

als in einem breiten Querschnitt.<br />

– Verbauungen im Einzugsgebiet des Allebachs, insbesondere im Unterlauf des Gilsbaches<br />

und die 1995 errichteten Sperren in der Münti, haben die mittlere jährliche<br />

Geschiebezufuhr vermindert. In der Folge hat sich ein geringeres Gleichgewichtsgefälle<br />

eingestellt. Die Tatsache, dass im Unterlauf des Allebachs vermehrt Auflandung<br />

beobachtet worden sind, würde dieser These widersprechen.<br />

– Mit der verwendeten Messmethode wird das aktuelle Nettogefälle in den Sperrenfeldern<br />

unterschätzt 1 .<br />

– Die Veränderung liegt innerhalb des Bereichs jährlicher Schwankungen und ist nicht<br />

signifikant.<br />

Um das aktuelle Nettogefälle auf den Wert von 1974 anzuheben, müssten zwischen der<br />

Steinige Brügg und der Schützenbrücke rund 3'500 m 3 Geschiebe abgelagert werden.<br />

1 Das Nettogefälle wird ermittelt aus: Differenz der Schwellenhöhen, abzüglich Überfallhöhe,<br />

geteilt durch die Länge des Sperrenfeldes. Wegen der Kolkbildung kann die Überfallhöhe überschätzt<br />

werden. Ein Fehler von ±10 cm an der gemessenen Überfallhöhe hat eine Unschärfe<br />

im Nettogefälle von ±0.13 % zur Folge.<br />

21<br />

Tabelle 6: Kiesentnahmen<br />

aus der<br />

Engstligen i de Stude<br />

[16].


22<br />

Abb. 20: Nettogefälle<br />

in den Sperrenfeldern<br />

des Allebachs 2012<br />

und Gefälle der Sohle<br />

1974.<br />

Auch unterhalb der Einmündung des Engstligenbaches ist das Nettogefälle aktuell geringer<br />

als 1974. Dies könnte aber auf Kiesentnahmen zurück zu führen sein.


5 Zukünftige Sohlenveränderungen<br />

5.1 Geschiebetransportmodell<br />

Der Abfluss und der Geschiebetransport in Allebach und Engstlige wurden eindimensional<br />

mit dem Programm TREPPE simuliert. Es wurde ein Abschnitt von der Horebrügg bis zur<br />

Margelibrücke simuliert.<br />

Als Eingangsgrößen für das Modell werden die Geometrie der Gerinneabschnitte (Breite,<br />

Sohlenhöhen), die Korngrößen von Sohlenmaterial und Geschiebe, Abflussganglinien und<br />

der Geschiebeeintrag benötigt. Die Zufuhr von Geschiebe kann sowohl am oberen Modellrand<br />

als auch entlang der Fließstrecke simuliert werden.<br />

Das Simulationsprogramm berechnet zunächst unter Normalabflussbedingungen die Geschiebetransportraten<br />

in den einzelnen Gerinneabschnitten. Anschließend werden der<br />

Geschiebeeintrag und -austrag in jedem Abschnitt bilanziert und daraus die Sohlenveränderung<br />

bestimmt (Speicherkaskaden). Als Resultat können die Geschiebetransportraten,<br />

die Sohlen- und Wasserspiegellagen bzw. die Sohlenveränderung als Längenprofil oder in<br />

den einzelnen Gerinneabschnitten in Funktion der Zeit dargestellt werden.<br />

5.2 Szenarien<br />

Die Sohlenveränderungen wurden für ein kleines und ein großes Hochwasserereignis simuliert.<br />

Stellvertretend für solche Ereignisse wurden die Abflussganglinien für HQ5 und<br />

HQ100 aus Abb. 15 verwendet.<br />

Der Geschiebeeintrag am oberen Modellrand und die Zufuhr aus dem Gilsbach und dem<br />

Engstligenbach wurden mit Hilfe von Transportrechnungen auf limitierenden Abschnitten<br />

bestimmt. Die so ermittelte Geschiebezufuhr wurde als Grundszenario verwendet. Um die<br />

Sensitivität gegenüber der Geschiebezufuhr zu testen, wurden die Sohlenveränderungen<br />

auch bei einer um 50 % erhöhten Zufuhr simuliert. Die verwendeten Abflusswerte und<br />

Geschiebeeinträge sind in Tabelle 7 zusammengefasst.<br />

Das Simulationsmodell verwendet die Sohlelage von 2012 als Eingangsgröße. Um 'Unebenheiten'<br />

in dieser Geometrie auszugleichen, wurde jeder Simulation ein Hochwasserereignis<br />

HQ5 voran gestellt. Die in den nachfolgenden Längenprofilen als Ausgangssohle<br />

bezeichnete Geometrie hat also bereits Sohlenveränderungen erfahren.<br />

Szenario HQ5 Szenario HQ100<br />

Abschnitt Abflussspitzen Geschiebeeintrag Abflussspitzen Geschiebeeintrag<br />

G-Eintrag bei Horebrügg 5'000 / 7'500 m 3 11'700 / 17'600 m 3<br />

Allebach: Horebrügg-Stiegelbach 23 m 3 /s 47 m 3 /s<br />

Allebach: Stiegelbach-Gilsbach 29 m 3 /s 60 m 3 /s<br />

G-Eintrag Gilsbach 600 / 900 m 3 3'000 / 4'500 m 3<br />

Allebach: Gilsbach-Engstligenbach 45 m 3 /s 92 m 3 /s<br />

G-Eintrag Engstligenbach 1'400 / 2'100 m 3 3'700 / 5'600 m 3<br />

Engstlige: Engstligenbach-Margelibrücke 59 m 3 /s 121 m 3 /s<br />

Die Sensitivität des Simulationsmodells auf andere Eingangsgrößen wurde ebenfalls getestet.<br />

So wurde das Szenario HQ5 mit einer um 2 m breiteren Gerinnesohle simuliert und<br />

das Szenario HQ100 mit Korndurchmessern, welche jeweils um 20 % vermindert bzw.<br />

vergrößert wurden.<br />

23<br />

Tabelle 7: Szenarien<br />

für die Simulation<br />

von Geschiebetransport<br />

und Sohlenveränderungen.


24<br />

Abb. 21: Geschiebefracht<br />

und Sohlendifferenzen<br />

für das<br />

Szenario HQ5. Gestrichelte<br />

Linie: Geschiebeeintrag<br />

+50 %.<br />

5.3 Geschiebetransport und Sohlenveränderungen bei HQ5<br />

In der Abb. 21 sind die Geschiebefracht entlang von Allebach und Engstlige und die simulierten<br />

Sohlenveränderungen für das Szenario HQ5 dargestellt. Eine flussabwärts abnehmende<br />

Geschiebefracht weist auf die Ablagerung von Geschiebe auf der Sohle hin; die<br />

entsprechenden Sohlendifferenzen haben ein positives Vorzeichen. Eine flussabwärts<br />

zunehmende Geschiebefracht bedeutet Erosion von Geschiebe aus der Sohle; die entsprechenden<br />

Sohlendifferenzen sind negativ. Ein Sprung in der Geschiebefracht weist auf eine<br />

Zufuhr von Geschiebe aus einem Seitenzubringer hin.<br />

Beim Szenario HQ5 passieren rund 5'000 m 3 Geschiebe die Rehärtibrücke. Ein Teil davon<br />

wird unterhalb der Einmündung des Gilsbaches abgelagert, so dass etwas 4'000 m 3 durch<br />

die Steilstrecke in der Münti transportiert werden. Unterhalb der Steinige Brügg wird die<br />

Hälfte dieses Materials abgelagert und die Sohle landet um mehrere Dezimeter auf. Auf<br />

der Höhe der Sillerebahn nimmt der Allebach wieder Geschiebe auf - die Sohle erodiert<br />

wenige Dezimeter - um es noch vor der Einmündung des Engstligenbaches wieder abzulagern.<br />

Der größte Teil des Geschiebes, welches vom Engstligenbach eingetragen wird,<br />

wird auf dem Abschnitt bis zur Einmündung des Schmittegrabe wieder abgelagert. Rund<br />

3'000 m 3 Geschiebe passieren die Margelibrücke und werden in den Unterlauf der<br />

Engstlige ausgetragen.<br />

Wird die Geschiebezufuhr um 50 % erhöht, hat das keine Auswirkungen auf das generelle


Bild der Ablagerung. Die Ablagerungen auf der Umlagerungsstrecke unterhalb der Horebrügg<br />

und diejenigen unterhalb der Einmündung des Engstligenbaches fallen etwas<br />

mächtiger aus.<br />

25<br />

Abb. 22: Längenprofil<br />

des Allebachs zwischen<br />

Steinige Brügg<br />

und Öy für das Szenario<br />

HQ5.<br />

Abb. 23: Längenprofil<br />

des Allebachs zwischen<br />

Öy und der<br />

Einmündung des<br />

Engstligenbaches für<br />

das Szenario HQ5.


26<br />

Abb. 24: Geschiebefracht<br />

und Sohlendifferenzen<br />

für das<br />

Szenario HQ100.<br />

Gestrichelte Linie:<br />

Geschiebeeintrag<br />

+50 %.<br />

5.4 Geschiebetransport und Sohlenveränderungen bei HQ100<br />

Beim Szenario HQ100 passieren rund 13'000 m 3 Geschiebe die Rehärtibrücke. Ein Teil<br />

davon stammt aus Sohlenerosion in der Umlagerungstrecke unterhalb der Horebrügg. Von<br />

dem Geschiebe, welches vom Gilsbach eingetragen wird, wird ein Teil unmittelbar nach<br />

der Einmündung abgelagert. Weiter flussabwärts nimmt der Allebach erneut Geschiebe<br />

aus der Sohle auf, was eine Sohlenerosion von bis zu einem Meter zur Folge hat. Es passieren<br />

rund 16'000 m 3 die Steinige Brügg. Ähnlich wie beim Szenario HQ5 wird ein großer<br />

Teil des Geschiebes unterhalb der Steinige Brügg abgelagert und die Sohle landet bis zu<br />

einem Meter hoch auf. Beim Szenario HQ100 ist die Geschiebefracht aber so groß, dass<br />

auf dem ganzen Abschnitt zwischen der Sillerebahn und der Einmündung des Engstligenbaches<br />

Geschiebe abgelagert wird. Die Ablagerungen betragen jeweils im Unterwasser<br />

einer Sperre einen halben Meter. Einzelne Sperren werden dadurch ganz eingeschottert.<br />

Unterhalb der Eimündung des Engstligenbaches wird ebenfalls Geschiebe abgelagert. Die<br />

Ablagerungen sind aber nicht mächtiger als beim Szenario HQ5. Die Engstlige führt bei<br />

diesem Szenario genügend Wasser, um den größten Teil des Geschiebe flussabwärts zu<br />

verfrachten. Es werden 14'000 m 3 in den Unterlauf ausgetragen.


Wird die Geschiebezufuhr um 50 % erhöht wird in der Umlagerungsstrecke unterhalb der<br />

Horebrügg Geschiebe abgelagert statt aufgenommen. Die Ablagerungen unterhalb der<br />

Einmündung des Engstligenbaches fallen etwas mächtiger aus und der Geschiebeaustrag<br />

bei der Margelibrücke erhöht sich um etwa 1'000 m 3 . In Öy hat der erhöhte Geschiebeeintrag<br />

keine Auswirkungen.<br />

Die Ablagerungen auf der Sohle des Allebachs sind am Ende der Hochwasserganglinie am<br />

mächtigsten. Während der Abflussspitze ist die Geschiebetransportkapazität groß und es<br />

lagert sich wenig Geschiebe auf der Sohle ab. Aus diesem Grund haben die Ablagerungen<br />

auch wenig Einfluss auf den Hochwasserspiegel.<br />

27<br />

Abb. 25: Längenprofil<br />

des Allebachs zwischen<br />

Steinige Brügg<br />

und Öy für das Szenario<br />

HQ100.<br />

Abb. 26: Längenprofil<br />

des Allebachs zwischen<br />

Öy und der<br />

Einmündung des<br />

Engstligenbaches für<br />

das Szenario HQ100.


28<br />

Abb. 27: Entwicklung<br />

der Sohle und des<br />

Wasserspiegels über<br />

die Zeit im Profil<br />

unterhalb der<br />

Schwelle 11.<br />

In Abb. 27 ist die Veränderung der Sohlenlage und des Wasserspiegels während zweier<br />

Hochwasser exemplarisch im Profil unterhalb der Schwelle 11 (50 m unterhalb der Schützenbrücke)<br />

dargestellt. Im Bild ist deutlich sichtbar, wie sich Geschiebe erst im abklingenden<br />

Ast der Hochwasserwelle des HQ100 auf der Sohle ablagert.<br />

5.5 Sensitivitätsrechnungen<br />

Wird in der Simulation der Korndurchmesser um 20 % erhöht oder vermindert ändert sich<br />

der generelle Verlauf der Geschiebefracht entlang des Allebachs nicht. Das heißt, die Zonen<br />

mit Ablagerung und Erosion bleiben sich gleich. Die Variation des Korndurchmessers<br />

hat aber einen Einfluss auf den Betrag der Geschiebefracht. Bei kleineren Korndurchmessern<br />

kann der Allebach in der Umlagerungsstrecke unterhalb der Horebrügg mehr Geschiebe<br />

aufnehmen, bei größeren Korndurchmessern bleibt mehr Geschiebe unterhalb der<br />

Einmündung des Gilsbaches liegen. Der Austrag bei der Margelibrücke ändert sich um<br />

±1'500 m 3 .<br />

Eine Variation der Sohlenbreiten wirkt sich noch weniger auf das Ergebnis aus als die Variation<br />

des Korndurchmessers. Es wird deshalb darauf verzichtet, die Ergebnisse graphisch<br />

darzustellen.


5.6 Lokale Effekte beim Zusammenfluss von Allebach und Engstligenbach<br />

Mit dem verwendeten Abflussmodell können lokale Effekte beim Zusammenfluss von Allebach<br />

und Engstligenbach nicht nachgebildet werden. Bei den simulierten Hochwasserszenarien<br />

treffen die Abflussspitzen von Allebach und Engstligenbach gleichzeitig auf und<br />

das herangeführte Geschiebe wird immer abtransportiert.<br />

In der Natur kann eine andere Abfolge von Hochwassern ein anderes Bild der Ablagerungen<br />

hervorrufen. Wenn zum Beispiel die Abflussspitze des Engstligenbaches auftritt, während<br />

dem das Hochwasser im Allebachs bereits am Abklingen ist, wird der Allebach zurück<br />

gestaut und Geschiebe aus dem Allebach lagert sich im Rückstau ab. Die Situation in<br />

Abb. 29 dürfte so entstanden sein. Dort ist sichtbar, wie die Abflussrinne des Engstligenbachs<br />

(im Bildhintergrund) deutlich tiefer liegt als die Ablagerungen im Vordergund, welche<br />

vom Allebach stammen.<br />

Solche Phänomene sind auf den unmittelbaren Mündungsbereich beschränkt. Die Ablagerungen<br />

im Allebach werden wieder weggespült, wenn dieser Hochwasser führt ohne dass<br />

gleichzeitig im Engstligenbach eine Abflussspitze auftritt.<br />

29<br />

Abb. 28: Geschiebefracht<br />

und Sohlendifferenzen<br />

für das<br />

Szenario HQ100 mit<br />

variablen Korndurchmessern.<br />

Abb. 29: Zusammenfluss<br />

von Allebach<br />

(von rechts) und<br />

Engstligenbach (im<br />

Bildhintergrund).


6 Folgerung<br />

Aus den Untersuchungen zur Verbauungsgeschichte und zum Geschiebetransport bei<br />

Hochwassern im Allebach und der Engstlige lassen sich die folgenden Schlüsse ziehen:<br />

– Der Geschiebetransport in Wildbächen ist grundsätzlich variabel und Schwankungen<br />

in der Sohlenlage sind die Regel.<br />

– Im Allebach und seinen wichtigsten Zuflüssen Gilsbach und Engstligenbach ist die<br />

Zufuhr von Geschiebe durch Flachstrecken begrenzt. Lokale Defizite können durch<br />

Erosion aus der Sohle ausgeglichen werden, ein Überschuss an Geschiebe wird auf<br />

der Sohle zwischengespeichert.<br />

– Sperrenbauten, welche seit 1965 immer wieder unternommen wurden, haben<br />

künstliche Rückhalteräume für Geschiebe geschaffen. Der Rückhalt hinter einer<br />

Sperre hat häufig eine Sohlenerosion im Unterwasser ausgelöst, welche dann wiederum<br />

mit neuen Sperren unterbunden wurde.<br />

– Der Rückhalteraum hinter den Sperren ist in der Zwischenzeit aufgefüllt und die<br />

vorübergehend reduzierte Geschiebezufuhr ist wieder kontinuierlich (Ausnahme:<br />

Flachstrecke zwischen den Sperren Nr. 24 und 25).<br />

– In Öy, d.h. von der Talstation der Sillerebahn an flussabwärts, kann für kleine<br />

Hochwasser keine generelle Ablagerungstendenz nachgewiesen werden. Nur bei<br />

großen Hochwasserereignissen mit einem deutlichen Geschiebeüberschuss wird im<br />

abklingenden Ast einer Hochwasserwelle Geschiebe abgelagert. Während der<br />

Hochwasserspitze ist die Abflusskapazität nicht durch Ablagerungen beeinflusst.<br />

– Beim Zusammenfluss von Allebach und Engstligenbach unterliegt die Sohlenlage<br />

Schwankungen, welche durch die unterschiedliche zeitlich Abfolge von Hochwasserwelle<br />

in den beiden Bächen verursacht wird.<br />

– Die Sperren Nr. 8 und 9 beim Zusammenfluss liegen relativ hoch. Sie beeinflussen<br />

die Sohle im Oberwasser übermäßig und auch dann, wenn im Mündungsbereich<br />

kein Geschiebe abgelagert ist.<br />

Vorschlag für Maßnahmen:<br />

– Die Sohlenentwicklung in Öy soll regelmäßig beobachtet werden. Die Vermessung<br />

der Überfallhöhe bei den Schwellen soll alle vier bis fünf Jahre wiederholt werden.<br />

– Es soll geprüft werden, ob die Krone der Sperren Nr. 8 und 9 um etwa 60 cm abgesenkt<br />

werden könnte. Damit würde die Sohlenlage im Oberwasser der Schwelle tiefer<br />

zu liegen kommen und die Schwelle Nr. 10 wäre wieder wirksam.<br />

– Geschiebeentnahmen im Oberlauf des Allebachs können nicht empfohlen werden.<br />

Der Allebach würde ein Geschiebedefizit durch Sohlenerosion im Unterwasser der<br />

Entnahmestelle wieder ausgleichen.<br />

– Möchte die Schwellenkorporation in Zukunft die Möglichkeit haben, Geschiebe aus<br />

Gründen der Ressourcennutzung entnehmen zu können, bietet sich dafür der<br />

Standort I de Stude an. Für diesen Standort soll ein Entnahmekonzept erarbeitet<br />

werden.<br />

Bern, 24.06.13<br />

Flussbau AG SAH<br />

Dr. L. Hunzinger<br />

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