Schwall und Sunk
Allgemein bezeichnet der Begriff Schwall und Sunk plötzliche Wasserspiegelsenkungen bzw. –hebungen. In Gewässern werden diese durch abrupte Durchflussänderungen hervorgerufen. In der Regel wird die Bezeichnung Schwall und Sunk jedoch ausschließlich auf Abflussschwankungen in Fließgewässern, welche durch einen bedarfsorientierten Betrieb von Wasserkraftanlagen hervorgerufen werden, bezogen. Die Schwankungen können allerdings auch durch stoßhafte Entnahmen oder Ausleitungen, die nichts mit einer Wasserkraftnutzung zu tun haben, in Gewässern hervorgerufen werden.
In Verbindung mit der Wasserkraftnutzung heißt das konkret, dass der Betrieb der Turbinen ausgesetzt oder reduziert wird, und das Wasser vor einer Wasserkraftanlage aufgestaut wird. Anschließend wird die Turbine in Betrieb genommen und das aufgestaute Wasser fließt – bedingt durch eine Aufhebung der Aufstauung – “in einem Schwall” durch die Turbine.
Dies trat vor allem in früheren Zeiten im Mühlbetrieb auf. Die Sägewerke stauten das in der Nacht, vor allem in sogenannten Klotzweihern, auf. Am Tag, während des Betriebs des Sägewerkes, wurde der Stau dann wieder abgefahren, um das Sägegatter mechanisch mit Hilfe der Wasserkraft anzutreiben.
Insbesondere bei Niedrigwasserabflüssen kann Schwall und Sunk gewässerökologische Probleme verursachen. In und auf der Gewässersohle lebende Organismen, insbesondere Wirbellose, Fischeier oder Fischlarven werden dadurch geschädigt. Im Schwall werden diese Organismen in seichtere Uferflächen gespült, im nachfolgenden Sunk liegen diese dann trocken, die Organismen verenden.
Auch für Wasserkraftbetreiber:innen ist Schwall- und Sunkbetrieb mit Problemen verbunden, führt er doch häufig zu ungewollten Regelvorgängen bis hin zum Abstellen der Maschinen aufgrund von Rückleistung.
Laut einer Studie der BOKU Wien kann Schwall und Sunk bewusst eingesetzt werden, um Sedimente weiterzugeben.
Die heutzutage mitunter zu beobachtenden Schwankungen treten überwiegend kurzzyklisch mehrmals täglich auf und haben oft ungewollte technische Hintergründe, wie z.B. ungenügende, nicht durchdachte Steuerungstechnik bzw. Regeleinrichtungen, zu groß dimensionierte Spülvorgänge am Rechen, zu hohe Schluckvermögen der Turbinen für die geringen Wassermengen bei Niedrigwasser bzw. kein guter Betrieb der Turbine bei Niedrigwasser oder eine Kombination verschiedener Faktoren, die sich im Verlauf eines Gewässers auch „hochschaukeln“ können. Gut funktionierende Stauregelungen sind in der Lage, auch ankommende Schwankungen auszugleichen oder zumindest zu dämpfen.
Aufgrund der geringeren Durchflussmenge und der geringen Aufstauungsmöglichkeiten ist ein Schwall- und Sunkbetrieb an Kleinwasserkraftwerken nicht effizient und stört eher den normalen, stetigen Betrieb. Damit sprechen sowohl ökonomische als auch ökologische Gründe gegen einen willentlichen Schwall- und Sunkbetrieb an Kleinwasserkraftanlagen.
In aller Regel ist ein Schwall- und Sunkbetrieb für die Kleinwasserkraftanlagen auch nicht gestattet. So gibt etwa das baden-württembergische Wassergesetz in § 23 Abs. 2 vor: „Schwall und Sunk sind zu vermeiden; die Wasserbehörde kann auf Antrag Ausnahmen zulassen.“
Um die auf allen Seiten unerwünschten Auswirkungen des Schwall- und Sunkbetriebs zu vermindern, sind unter anderem folgende Maßnahmen möglich:
- Eine Umleitung des Schwalls, beispielsweise in einen See oder in ein größeres Gewässer
- Die Einleitung des Schwalls in ein Ausgleichbecken und die dosierte Rückgabe des Wassers ins Fließgewässer.
- Das Abdämpfen des Schwall-Sunk-Übergangs durch langsameres Anfahren und Zurückfahren der Turbinen.
