Project

Discipline

hydropower potential; abrasive capacity of glaciers; periglacial environment; glacier runoff; sediment production; sediment yield; glacier retreat; sediment management; reservoir sedimentation

Lead
Um den von Bundesrat und Parlament beschlossenen Ausstieg aus der Kernenergie umzusetzen, müssen Effizienzpotenziale und Möglichkeiten zur verstärkten Nutzung erneuerbarer Energie erschlossen werden. Der Gletscherrückzug bietet neue Chancen für den Bau von Stauanlagen in den in Zukunft eisfreien Gebieten im Hochgebirge. Aufgrund der unmittelbaren Nähe der neuen Stauanlagen und Wasserfassungen zu der glazialen Umgebung ergeben sich jedoch verschiedene Anforderungen an den Bau und den Betrieb dieser Anlagen. Durch den Gletscherrückzug werden z.B. grosse Sedimentmengen freigelegt, die in die Stauanlagen transportiert werden können und somit die Stauraumverlandung beschleunigen. Somit muss mit einem Verluste des Nutzvolumens für die Energieproduktion sowie mit einem begrenzten Retentionsvolumen für den Hochwasserschutz gerechnet werden. Zudem kann der unterbrochene Sedimenttransport zu negativen ökologischen Auswirkungen im Unterwasser der Stauanlagen führen.
Lay summary
Ziel Das Projekt hat zum Ziel, das Potential zukünftiger (Speicher-)Wasserkraftwerke in periglazialer Umgebung abzuschätzen. Dazu werden sowohl geeignete Standorte gesucht als auch Prognosen über die dort zu erwartenden Bedingungen bezüglich Abfluss und Sedimentproduktion erstellt. Zudem wird abgeschätzt, wie sich insbesondere die Sedimentproduktion in den kommenden Jahrzenten verändern wird. Mittels numerischer Modellierung soll die Stauraumverlandung simuliert werden, um so die Lebensdauer einer Anlage abschätzen und möglichst früh Gegenmassnahmen planen zu können. Bedeutung Das Projekt trägt direkt zur zukünftigen Entwicklung bestehender sowie neuer Wasserkraftanlagen und somit zur Energieversorgung der Schweiz bei. Insbesondere werden Entscheidungsgrundlagen erarbeitet, die für mittel- bis langfristige Strategien im Wasserkraftsektor benötigt werden. Von den Informationen zum Potential der Wasserkraft profitieren sowohl die Kraftwerksbetreiber selbst als auch die Behörden und Bundesämter. Die Resultate können zudem auch auf ähnliche vergletscherte Gebiete ausserhalb der Schweiz angewandt werden.

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Last update: 09.10.2014

Active participation

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Software

In Switzerland, the high alpine environment is still covered by 944 km² of ice. The expected glacier retreat in the coming decades due to atmospheric warming will offer new perspectives for the construction of alpine reservoirs and hydropower plants to harness the considerable energy potential of the periglacial catchments. However, the immediate proximity to the glacial high alpine environment of such infrastructures will pose challenges in terms of construction, operation and maintenance, since the temporal evolution of glaciers, runoff and sediment transport in the catchments, the resulting reservoir sedimentation and the protection against different natural hazards have to be considered.The goal of the proposed study is to systematically assess where the construction of new reservoirs and hydropower plants appears to be feasible in the periglacial environment, with a strong research focus on future runoff changes, retreat and abrasive capacity of glaciers, sediment production and transport, reservoir sedimentation and operation, and hydropower potential.To achieve these goals, the following activities are planned: After a systematic search for potential sites for new hydropower facilities in the periglacial regions, we plan methodological improvements to determine glacier bed topography, modelling the future evolution of glaciers, runoff and sediment production accounting for climate variability in WP1 (glaciology). In WP2 (hydraulic engineering and numerics) a numerical model will be developed, optimized and applied to systematically analyse the impacts of irregular runoff and high sediment yield on both existing and new hydropower schemes. In WP2 we will further focus on the analysis of sediment management at both high-head run-of-river and storage hydropower plants, and will conduct a systematic hydropower feasibility assessment taking into account hydrology and energy production, sedimentology and reservoir sedimentation.