Die Wassertemperatur ist ein Schlüsselfaktor für den ökologischen Zustand der Fliessgewässer. Sie beeinflusst eine Vielzahl biologischer, physikalischer und chemischer Prozesse und wirkt sich direkt oder indirekt auf alle im Wasser lebenden Organismen aus. In heissen Sommern und insbesondere an Hitzetagen leiden Wirbellose und Fische unter hohen Wassertemperaturen. Kältebedürftige Fischarten wie die Bachforelle stellen bereits bei Temperaturen von über 19 Grad die Nahrungsaufnahme ein, leiden an Stress und werden anfälliger für Krankheiten (Elliot et al. 1995; Spees 2015). Temperaturen von 25 Grad sind für Bachforellen und Äschen selbst bei kurzzeitiger Überschreitung tödlich (Elber et al. 2019).
Bereits heute erreichen unsere Fliessgewässer häufig solch unnatürlich hohe Wassertemperaturen. In der Folge kommt es immer wieder zu Fischsterben wie beispielsweise im Hochrhein. Im August 2018 stiegen dort die Wassertemperaturen auf über 27 Grad. Rund 90 Prozent der lokalen Äschen-Population verendete. Solche Ausnahme-Ereignisse werden sich zukünftig häufen. Denn die aktuellen Klimaszenarien zeigen, dass sich unsere Gewässer bis zum Ende dieses Jahrhunderts nochmals deutlich erwärmen. Ohne Klimaschutzmassnahmen könnten die Wassertemperaturen sogar um 3 bis 9 Grad ansteigen (NCCS 2021). Gleichzeitig werden auch Trockenperioden und Hitzewellen deutlich zunehmen und länger dauern.
Diese Prognosen sind für die aquatischen Lebewesen fatal. Sofern keine Massnahmen zur Kühlung unserer Fliessgewässer ergriffen werden, sind daher gravierende Veränderungen der Lebensbedingungen und Artenzusammensetzung zu erwarten. Arten wie die Bachforelle oder Äsche könnten im Schweizer Mittelland sogar mittelfristig aussterben. Doch neben der Klimaerwärmung gibt es viele weitere Faktoren, die auf die Wassertemperatur einwirken. Einige davon, wie eine starke Beschattung, können zur Abkühlung überhitzter Gewässer beitragen, andere, wie die Wasserentnahme zur Energiegewinnung, sorgen für eine zusätzliche Erwärmung.
Forschungsprojekt «Temperaturverlauf in Fliessgewässern»
Um das Bewusstsein für Temperaturprozesse in Fliessgewässern und die Wirkung kühlender Massnahmen zu stärken, haben die Büros Sieber & Liechti GmbH und IUB Engineering AG das Forschungsprojekt «Temperaturverlauf in Fliessgewässern» initiiert und durchgeführt. Finanziert wurde das Projekt vom BAFU, den Kantonen Zürich und Aargau, dem Renaturierungsfonds des Kantons Bern und dem WWF Schweiz. Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde der Frage nachgegangen, wie sich an Hitzetagen die Wassertemperatur in Fliessgewässern im Längsverlauf verändert und welchen Einfluss Faktoren wie Beschattung, seitliche Zuflüsse, Wasserkraftanlagen und Eindolungen auf die Wassertemperatur haben. Daraus wurden Massnahmenempfehlungen abgeleitet, um unsere Gewässer in Zeiten des Klimawandels kühl(er) zu halten.
Im Sommer 2019 während der Hitzeperiode vom 20. Juli bis 13. August wurden hierzu entlang von vier Fliessgewässern in den Kantonen Zürich und Aargau Temperaturmessungen durchgeführt: Am Erusbach, der Wyna (beide AG) sowie der Jonen und der Sihl (beide ZH). Es wurden bewusst Bäche und mit der Sihl ein kleinerer Fluss ausgewählt. Solche Gewässer bilden etwa 80 Prozent unseres Fliessgewässernetzes (Tent 2011) und können sich aufgrund der geringeren Wassermenge schneller erwärmen als grosse Ströme wie der Rhein oder die Aare. Für die Temperaturmessungen wurden insgesamt 110 Temperaturlogger eingesetzt. Sie lieferten Daten sowohl über den zeitlichen Verlauf der Wassertemperaturen – die Messungen erfolgten im Fünf-Minuten-Intervall – als auch über die Wärmeentwicklung in Fliessrichtung des Gesamtverlaufs der untersuchten Gewässer.
Der zeitliche Verlauf der Temperaturentwicklung war bei allen Gewässern sehr ähnlich. Die Minimalwerte traten in den frühen Morgenstunden kurz nach Sonnenaufgang auf. Die Maximalwerte wurden am späten Nachmittag bis frühen Abend erreicht. Auch zeigte sich bei den untersuchten Gewässern eine generelle Temperaturzunahme in Fliessrichtung. Dennoch war der Temperaturverlauf in Fliessrichtung insbesondere bei den kleineren Fliessgewässern Erusbach, Jonen und Wyna sehr inhomogen. Es zeigte sich, dass sich die Temperatur in Abhängigkeit von lokalen Einflussfaktoren kleinräumig verändern kann. Kühlenden Einfluss hatten dabei vor allem eine starke Beschattung der Gewässer, aber auch Grundwassereinträge. Zu einer zusätzlichen Erwärmung kam es vor allem entlang unbeschatteter Abschnitte, durch Einleitungen aus ARAs und unbeschatteter Seitenbäche, an Wasserstauungen sowie entlang von Restwasserstrecken von Ausleitkraftwerken.
Massnahmen zur Kühlung unserer Fliessgewässer:
Kontakt
Email: pascal.sieber@sieberliechti.ch
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