PROJEKTBESCHRIEB Bätzimatt am Zürcher Obersee – Rettung einer Insel vor der Wellenerosion Andreas Huber, Markus Jud
1 Vorgeschichte Der heutige Linthkanal ist die Verbin- dung des Walensees mit dem Obersee, wo er südlich von Schmerikon einmün- det. Links des Kanalendes und dem Buechberg befindet sich eingerahmt zwischen ein paar Inseln und dem Ka- naldamm ein mehrere Hektaren grosser Baggersee. Das unter Naturschutz ste- hende Gebiet von nationaler Bedeutung heisst Bätzimatt. In den vergangenen zwei Jahrhunder- ten hat sich in dieser Gegend einiges verändert. Im Zuge der Linthkorrektion ist aus dem wilden Gebirgsfluss aus dem Glarnerland ein geschiebefreier und gestreckter Wasserlauf mit klarem Abfluss geworden. Die Verwirklichung des eigentlichen Linthwerkes unter Hans Abbildung 2: Blick nach Süden auf das Gebiet der Bätzimatt. Rechts aussen der Obersee, daneben die Konrad Escher nahm ihren Anfang gerettete Westinsel, Baggersee auf der linken Bildseite, im Hintergrund der Fuss des Buechberges, vorne die Nordinsel, welche den Baggersee vom Linthkanal trennt 1807. Die Linth wurde bereits 1811 über den neu erstellten Escherkanal in den Walensee übergeleitet. Sie hatte der Bevölkerung bis dahin häufig Was- dungsinseln des Flusses sind Zeugen Kote 422,16. Mit der Absenkung der sernöte beschert. Die Erstellung des dieser Zeit. höchsten Walenseespiegel um etwa Linthkanals zwischen Walensee und Auf die Wasser– und Geschiebeführung 4,5 m verringerte sich das Gefälle im Obersee dauerte länger (Abb.1). Das der Linth hatten diese Eingriffe nachhal- 17 km langen Linthkanal zwischen den unterste Teilstück von Grynau bis zum tige Auswirkungen. Nach 1811 erhielt beiden Seen von 1,15‰ auf ca. Zürichsee wurde erst 1866 begonnen die Linth keinen Geschiebenachschub 0,89‰. Schon vor der Korrektion war und 1910 fertiggestellt. Die natürlichen mehr, und das Abflussregime war aus- die Linth nicht imstande gewesen, gro- Mündungsarme im Deltagebiet wurden geglichener dank dem Rückhalt des bes Geschiebe bis in den Obersee zu im Kanal zusammengefasst. Das links- Walensees. Vor der Korrektion lag des- befördern. Sie lagerte Geröll und Steine seitige Deltagebiet der Bätzimatt ver- sen höchster Spiegel gemäss J.G. Tulla bereits zwischen Niederurnen und Zie- landete mit feinen Sedimenten. Die auf Kote 426,62, nachher anlässlich gelbrücke ab und erhöhte so die Lage noch bestehenden, ehemaligen Mün- des 100-Jahr-Ereignisses von 1999 auf ihres Bettes stetig. Bis zum Obersee wurde das noch transportierte Korn zu- nehmend feiner. Im Bereich der Linth- mündung bei Schmerikon ist der Unter- grund feinsandig. Vom Ende des 19. Jahrhunderts bis in die 20er-Jahre des letzten Jahrhunderts hat das Unterneh- men KIBAG aus diesen Ablagerungen Blausand gewonnen, und entstanden ist der grosse Baggersee, der die Land- schaft bereichert und von den Bootsfah- rern gerne besucht wird. Der Baggersee wird durch drei Inseln gegen den Ober- see und den Linthkanal abgegrenzt Abbildung 1: Stich Linthebene 1811, Zustand vor und nach der Linthkorrektion. Das letzte Teilstück des Linthkanals von Grynau bis zum Obersee wurde erst nach 1866 kanalisiert. Zu beachten ist das Delta (Abb. 2 und 3). Die Inseln liegen auf mit der verzweigten Einmündung in den Obersee (aus Wikipedia) dem feinen Untergrund und sind des-
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und versuchten vorerst den Abtrag mit- tels mehr oder weniger wirksamen Ver- bauungen zu stoppen. Die Wellen droh- ten die bereits sehr schmal gewordene Insel in der Mitte zu durchbrechen.
2 Uferschutzmassnahmen bei der Westinsel
2.1 Grundsätzliche Überlegungen und Projektvorbereitung In Anbetracht der schwindenden Insel beauftragte der Verwaltungsrat der Ortsgemeinde Schmerikon im Juni 2000 ein Ingenieurbüro mit der Ausar- beitung wirksamer Uferschutzmassnah- men. Zielsetzung ist ein nachhaltiger Schutz der Westinsel. Es sollen stabile Flachufer mit dichtem Bewuchs von Schilf und Wasserpflanzen geschaffen werden. Harte Verbauungen, welche die Wellen reflektieren und damit denn Schilfgürtel schwächen, sollen nur dort, wo sie unbedingt nötig sind, erstellt wer- Abbildung 3: Das Mündungsgebiet des Linthkanals mit den Inseln, dem Baggersee und dem Riedland den. Die ehemalige Uferlinie soll soweit Bätzimatt. Parallel zum Linthkanal verlaufen der linke und der rechte Seitengraben als möglich wiederhergestellt werden. Das Ufer am oberen Ende des Zürich- halb erosionsgefährdet. Die mittlere die- tion als Wellen- und Sichtschutz. Die sees wurde durch die Sedimente des ser Inseln ist besonders gegenüber den längliche Westinsel schützt die hintere vorstossenden Linthdeltas gebildet, es ist Wellen des Westwindes exponiert. Bätzimatt vor der Erosion und hilft mit, flach, und der Grund ist feinsandig. Der Seit dem 22. April 1420 ist die Bätzimatt den Landverlust einzudämmen. Diese In- Sedimentnachschub der Linth wurde vor im Besitz der Ortsgemeinde Schmerikon, sel ist aber selbst durch den Wellen- nahezu 200 Jahren infolge der Einlei- liegt aber auf dem Hoheitsgebiet der po- schlag, insbesondere jenen der Stürme, tung des Flusses in den Walensee unter- litischen Gemeinde Tuggen im Kanton und durch die Seeregulierung gefähr- bunden. Die Wellen des Windes aus Schwyz. Die Bätzimatt mit den Inseln ist det. Vor allem das Westufer erlitt Unter- Richtung Westen/Nordwesten (225° in der Liste der Landschaften von natio- spülungen und einen beträchtlichen bis 325°), dessen Streichlänge vom naler Bedeutung und somit im Bundesin- Landabtrag. Das Hochwasser 1999, Rapperswiler Seedamm her 11 Kilome- ventar der Landschaften und Naturdenk- mit einem Seespiegelanstieg von mehr ter beträgt, und der für die Wellenbil- mäler aufgeführt. Die Inseln sind zudem als einem Meter im Vergleich zum Mit- dung massgebend ist, leisten seither ste- ein Erholungsgebiet, wo die Ortsge- telwasserstand, verschärfte die Situa- tige Erosionsarbeit und befördern den meinde kleine Grundstücke verpachtet. tion zusätzlich. Die Pächter wurden des Sand durch die welleninduzierten Strö- Nachdem die kanalisierte Linth keine kritischen Zustandes der Insel gewahr mungen in grössere Seetiefen. Aus der Sedimente mehr dem Zürichsee zu- führte, setzte die Erosion der feinsandi- Windstärke nach Beaufort 10 9 8 7 gen Flachufer ein. Die Uferlinien bilde- Windgeschwindigkeit [m/s] 24,5 – 28,5 20,8 – 24,4 17,2 – 20,7 13,9 – 17,1 ten sich allmählich zurück, ein Prozess, [km/h] 89 – 102 75 – 88 62 – 74 50 – 61 der auch an andern Seen mit kanali- sierten Zuflüssen zu beobachten ist. Ähnliche Beispiele finden sich etwa bei Beobachtungsperiode 2004 1 1 3 10 der Reussmündung in den Vierwaldstät- 2005 1 2 2 4 tersee, bei der Rhonemündung in den 2006 1 2 1 15 Genfersee und beim Rheindelta am Bo- 2007 0 4 12 12 densee. 2008 0 2 8 16 Die rund 100 Jahre alten Inseln in der Bätzimatt erfüllen eine wichtige Funk- Tabelle 1: Anzahl Tage der Periode, an welchen die Windstärken gemessen wurden (Sekundenböen)
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Windstatistik vergangener Jahre gehen Abtransport stellen keine besonderen Wellenhöhe H zu Wassertiefe h, einen für die Station Schmerikon Hafen von Probleme. Das von der Glarner Linth Grenzwert überschreitet. Es gilt: MeteoSchweiz folgende Zahlen der ge- hertransportierte Geschiebe enthält ei- H > 0,78 messenen Windböen hervor (Tabelle 1). nen beachtlichen Anteil an Schwemm- – h Länger andauernde höhere Windge- holz. Grössere Stücke wurden heraus- Für h = 0,4 m brechen demnach Wellen schwindigkeiten dürften etwa die Hälfte gelesen, die kleineren sind für die vor- ab der Höhe H = 0,31 m. Geht man von der Spitzenwerte erreichen. Wird bei- gesehene Verwendung ohne Nachteil. einer durchschnittlichen Wellensteilheit spielsweise ein Wind der Geschwindig- von 2.2 Schüttungen und keit v = 10 m/s und 2 Stunden Dauer H angenommen, so können sich Wellen Erosionsschutz – = 0,05 = 5 % der Höhe H = 0,8 m entwickeln. Bei hef- Ziel der Bauarbeiten war einerseits die L tigen Stürmen sind Wellen von mehr als Rückgewinnung eines Teils des verlore- aus, so ergibt sich eine zugehörige Wel- 1,0 m Höhe möglich. Diesen Wellen nen Territoriums und andererseits die lenlänge von L = 6,2 m, welche einem halten örtliche Uferbefestigungen nicht Gestaltung einer stabilen, biologisch angeregten Wellengang entspricht. Län- stand, sie werden unterspült und zerfal- wertvollen und wellendynamisch wirk- gere Sturmwellen brechen auf jeden Fall len. Die Uferlinie weicht immer mehr samen Flachwasserzone auf der West- bevor sie die Uferlinie erreichen. Wel- zurück. seite. lenströmungen sind bis in eine Tiefe un- Die Lösung des Problems bietet sich an Zunächst stellte sich die Frage nach ei- ter dem Wasserspiegel noch spürbar, durch die Vorschüttung aus einer Sand- nem standortgerechten und stabilen die der halben Wellenlänge L/2 ent- Kies-Mischung mit gröberen Komponen- Uferprofil für die gefährdete Westseite spricht. Im gezeigten Beispiel sind also ten. Ähnlich dem morphologischen Ge- der Insel. Das Flachwasser sollte so Strömungen bis in eine Tiefe von 3,1 m schehen im Bett eines Fliessgewässers seicht sein, dass sich darin Schilf ansie- spürbar. Diese Zahl belegt auch, dass bildet sich auch an einem sandig-kiesi- deln und ausbreiten kann. Die geringe im Flachwasser mit wellenbedingten Tur- gen Seeufer eine pflästerungsartige Wassertiefe verstärkt zudem die refrak- bulenzen zu rechnen ist, denen ein fein- Deckschicht aus den gröberen Körnern. tionsbedingte Bremswirkung auf die an- sandiger Grund nicht zu widerstehen Sie schützt den feineren Untergrund vor laufenden Wellen. Mit der Absicht, die vermag. einem weiteren Abtrag. Die Sandkörner Wellen vor dem Eintritt ins Flachwasser Ein weiterer Projektierungsschritt betraf aus der Oberfläche werden dabei von ein erstes Mal zum Brechen zu bringen, die Festlegung des Schüttkörpers und den Wellenströmungen ins Tiefwasser wurde ein Riff eingeplant, welches das dessen Schüttvolumen. Vor der Schüt- verfrachtet. Zurück bleibt eine stabile gesamte Flachwasser gegen den offe- tung wies die Insel eine Oberfläche von gepflästerte Uferböschung. Es stellt sich nen Obersee abgrenzt (Abb. 4 und 11). 5'639 m2 auf, nach der Schüttung hierbei die Frage nach den zu wählen- Die Wassertiefe über dem Riff bei mitt- 6'687 m2. Demnach konnte vom See den Korngrössen. Wohl gibt es Theorien lerem Seestand soll ca. 0,4 m betragen. eine Landfläche von 1'048 m2 oder dazu, doch ist es schwierig, die Einga- rund 10 Aren zurückgewonnen wer- bedaten exakt zu bestimmen, weil z.B. Folgende Überlegungen führten zur vor- den. Diese schmale Fläche ist 110 m repräsentative Wellenmessungen fehlen liegenden Bemessung des Riffs: Das aus lang und etwa 10 m breit. Die Berech- und die örtlichen Verhältnisse nicht so der Wellentheorie bekannte Brechkrite- nungen ergaben einen Inhalt des Schütt- einfach idealisiert werden können. rium sagt aus, dass eine Welle im seich- körpers von 5'000 m3. Die Schüttungen Einfacher ist es die Natur zu beobach- ten Wasser bricht, wenn die relative samt Riff auf der Inselwestseite sind in ten und ihre Gesetzmässigkeiten zu Wellenhöhe, definiert als das Verhältnis der Situation Abb. 5 dargestellt. übernehmen. Grundsätzlich gilt: Je stei- ler die Uferböschung, je gröbere Steine sind erforderlich zur Befestigung. Es ging also darum, passendes Material, nämlich Flusskies mit genügend gros- sem Maximalkorn, in ausreichender Menge zu finden. Was lag näher, als dem gleichen Fluss weiter oben gröbe- res Material zu entnehmen, nämlich im Kieswerk Gäsi bei der Mündung des Escherkanals in den Walensee. Ein Augenschein ergab, dass sich dieses Flussgeschiebe vorzüglich eignet. Der gesamte Korngrössenbereich bis ca. 15 cm ist vorhanden, das Material ist sauber gewaschen. Gewinnung und Abbildung 4: Normalprofil durch die Schüttung am Westufer
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Vor den eigentlichen Bauarbeiten wurde das zum Teil nicht standortge- rechte Gehölz auf der Insel teilweise ge- rodet. Die im nassen Boden stark trei- benden Bäume und Sträucher behin- dern mit ihrem Schattenwurf das Wachstum des Schilfes. Das Sand-Kies-Gemisch aus dem Gäsi wurde mit Lastwagen zur Umschlag- stelle westlich von Schmerikon transpor- tiert und von dort mit einem Nauen zur Insel gebracht. Auf der Ostseite der In- sel wurde das Schüttgut mittels Baggern entladen und in einem Depot zwi- schengelagert. Schliesslich wurde es mit Maschinen ins Flachwasser eingebracht Abbildung 5: Situation der Westinsel. Dunkelgrün: noch vorhandenes Inselgebiet; dunkelgrün-schwarz und gemäss den vorgegebenen Profilen schraffiert: Landschilf; hellgrün, Flachwasserschilf; dunkelbraun: Terrainvorschüttung; hellbraun: Flach- verteilt (Abb. 6). wasseraufschüttung umgrenzt vom Riff. Links und rechts der Insel führen vertiefte Fahrrinnen durch, so dass eine Steiluferbefestigung aus Pfahlreihen und Blocksteinen notwendig ist (mit schwarzer Signatur dargestellt) Ein Teil des Schüttmaterials wurde zur Landrückgewinnung verwendet. Die so gewonnene zusätzliche Inseloberfläche erhielt eine Humusschicht von 10 cm Stärke. Sie soll als Liegewiese genutzt werden können (Abb. 7). Ein beachtli- cher Teil der Schüttung entfällt auf das künstliche Riff (Abb. 8). Am Flachufer wurde grundsätzlich auf harte Verbauungen verzichtet. An den Schmalseiten der Insel, wo der Grund stark in gebaggerte Fahrrinnen abfällt, ist ein Verzicht nicht möglich. Der Insel- rand wurde mit Weisstannenpfählen eingefasst (Abb. 8). Über dem Mittel- wasser wurden Sandsteinblöcke aus dem nahen Steinbruch Buechberg auf- geschichtet (Abb. 9). Abbildung 6: Verteilung des Schüttmaterials auf der Westseite der Insel (Februar 2004) Der Raum zwischen Pfählen und ge- wachsenem Boden wurde mit Kies auf- gefüllt und als notwendige Filter Geo- textilien eingelegt. Das steile, in den Baggersee abfallende Ostufer von etwa 60 m Länge wurde nicht angeschüttet, sondern mit ingenieurbiologischen Mass- nahmen befestigt. Verwendet wurde ein Flechtwerk (Abb. 10).
3 Beobachtungsphase und Bewährung Nach der Fertigstellung der Bauarbei- ten im Februar 2004 wurde die Insel der Natur und den Pächtern übergeben. Dennoch interessiert die weitere Ent- wicklung der Pflanzenwelt und der Ufer- morphologie, weshalb im Sinne eines
Abbildung 7: Fertiggestellte Vorschüttung auf der Westseite der Insel. Rechts, oberhalb der Uferböschung Monitorings von den Projektverantwort- wurde das zurückgewonnene Inselgebiet auf Wunsch der Bauherrschaft humusiert (März 2004) lichen am Ende der Jahre 2004, 2005,
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2006 und 2008 ein Augenschein ge- nommen wurde. Im Jahr 2006 wurden zudem die ursprünglich festgelegten Querprofile (Abb. 5) auf Veränderun- gen überprüft. Den Erwartungen gemäss haben die Wellenströmungen die Feinanteile aus der Oberfläche der Schüttung seewärts verfrachtet. Unter- halb der Wasserlinie schützt nun eine Abpflästerung aus Rundkies den Schütt- körper vor der weiteren Wellenerosion. 2008 betrug die Wasserüberdeckung des Riffs 45 bis 50 cm. Ähnliche Erfahrungen wurden bei der Befestigung der südlichen Schmalseite Abbildung 8: Links: Herstellung des Riffs mit Hilfe des Schrittbaggers. Rechts im Hintergrund: Einram- der Insel durch die Sandsteinblöcke ge- men der Weisstannenpfähle auf der nördlichen Schmalseite der Insel (Februar 2004) wonnen. Die aufprallenden Sturmwel- len erreichten das hinterschüttete Sand- Kies-Material (Abb. 9) und spülten es weg. Gröberes Kies als Ersatz bewährte sich hingegen. Nachträgliche Ausbesserungen wurden am oberen Rand der Strandböschung beim Übergang zur Liegewiese notwen- dig. Die heftigen Sturmwellen erreichten diese Böschungskante und bildeten ei- nen kliffartigen Erosionssaum (Abb. 12). Um den unerwünschten Material- abtrag zu stoppen, wurde die Böschung im gefährdeten Bereich mit gröberem Geröll belegt (Abb. 13). Die sich aus- breitende Vegetation wird die Steine mit der Zeit überdecken. Die vorliegenden 4-jährigen Erfahrun- Abbildung 9: Uferbefestigung auf der südlichen Schmalseite der Insel mit Sandsteinblöcken aus dem gen zeigen, dass die Westseite der Insel Steinbruch Buechberg. Im Gegensatz zum ursprünglichen Feinkies hält die Nachfüllung aus Grobkies den aufpeitschenden Sturmwellen stand (Dezember 2006) durch die gewählten Massnahmen sta- bilisiert werden konnte. Das geschüttete Riff dämpft die anlaufenden Wellen in einem wesentlichem Masse. Der Wei- terbestand der Insel ist nun gesichert.
Abbildung 10: Flechtwerk auf der Ostseite der Insel, welche steil in den Baggersee abfällt (März 2004)
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Adresse der Autoren Markus Jud dipl. Bauing. FH c/o P. Meier & Partner AG Bauingenieurbüro Tellstrasse 1 8853 Lachen
Andreas Huber Dr. sc. techn. dipl. Bauing. ETHZ beratender Ingenieur Im Baumgarten 12 8606 Greifensee
Weitere am Projekt Beteiligte Bauunternehmung: Johann Müller Schmerikon (JMS) Abbildung 11: Das geschüttete Riff kurz nach der Fertigstellung. Es wurde seither durch die Wellen auf 8716 Schmerikon das gewünschte Niveau abgeflacht und ist vom Ufer her kaum mehr sichtbar (März 2004) Biologische Begleitung: AquaPlus, 6300 Zug Vermessung Terra Vermessungs AG, 8006 Zürich
Literatur SPEICH DANIEL (2006): Linth-Kanal, Die Korrigierte Landschaft – 200 Jahre Geschichte, Verlag Baeschlin, Glarus.
AMSTUTZ PIA, KÄMMLEIN BRIGITTE (1988): Landschaftswandel in der Linth- ebene, Interkantonales Technikum Rap- perswil, Abteilung Grünplanung, Gas- terländer Druck & Verlag, Kaltbrunn.
Abbildung 12: Der obere Teil der neuen Böschung wurde durch die Sturmwellen abgetragen, und es Ortsgemeinde Schmerikon (2003): Aus- bildete sich ein kliffartiger Erosionssaum (21. Dezember 2006) serordentliche Bürgerversammlung vom 6. November 2003, Gutachten und An- trag, Uferschutzmassnahmen Westinsel Bätzimatt im Betrag von 920'000 Fran- ken.
SISSEGGER BERTHOLD, TEIBER PETRA (2001): Erfolgsmodell für Renaturierun- gen am Bodenseeufer, Ingenieurbiolo- gie 3/01.
Abbildung 13: Der Erosionssaum bis zur Böschungskante wurde mit Geröll belegt. Der Übergang zur Liegewiese ist nicht mehr gefährdet (Aufnahme 22. Dezember 2008)
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