JAHRESBERICHT 1999

Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich

Direktor: Prof. Dr.-lng. H.-E. Minor

Adresse: Gloriastrasse 37-39 8006 Zürich Telefon: +41 1 632 40 91 Postadresse: Telefax: +41 1 632 11 92 ETH-Zentrum e-mail: [email protected] 8092 Zürich Internet: http://www.vaw.ethz.ch

VORWORT

Wir freuen uns, Ihnen wieder unseren Jahresbericht vorlegen zu können. Dieses Jahr tun wir es besonders gern, weil wir über eine grosse Anzahl von Projekten zu berichten haben. Wie dem Anhang zu entnehmen ist, wurden im Jahr 1999 ungefähr 140 Projekte bearbeitet. Sie umfassen kleine Projekte, die in kurzer Zeit abgeschlossen werden können sowie langfristig, über mehrere Jahre angelegte Forschungsvorhaben. Etwas mehr als die Hälfte fällt in den Bereich der Grundlagenforschung, deren Ergebnisse durch Dissertationen, Veröffentlichungen und Vorträge einem breiteren Kreis zugänglich gemacht werden. Der etwas kleinere, aber für uns nicht weniger wichtige Teil umfasst die Aufträge für angewandte Forschung. Erfreulicherweise haben wir im abgelaufe­ nen Jahr eine grosse Anzahl von interessanten, anspruchsvollen Aufgaben übernehmen können. Die grosse Zahl von Anfragen ist für uns Verpflichtung, unseren Auftraggebern eine fachliche Beratung auf höchstem Niveau zu bieten.

Die Fragestellungen aus den Aufträgen regen in vielen Fällen zu weiterführen­ der Grundlagenforschung an. Und oft gelingt es von Anfang an, Grundlagen­ und angewandte Forschung zu verknüpfen.

Wir sind deshalb froh, dass die von uns vor zwei Jahren (siehe Jahresbericht 1998) festgelegten Forschungsschwerpunkte durch die Anfragen, die ja die offenen Probleme in der Gesellschaft widerspiegeln, bestätigt werden. Die überwiegende Anzahl der Aufträge fällt in das Gebiet Schutz vor Naturgefahren, wie Hochwasserschutz, Schwemmholzproblematik, Murgänge und Eisstürze, in dem wir auch in der Grundlagenforschung stark engagiert sind. Aber auch zu den anderen Schwerpunkten ist jeweils eine grössere Anzahl Anfragen einge­ gangen.

Wir hoffen, dass wir Ihnen mit unserem Jahresbericht einen Einblick in unsere Tätigkeit geben können. Neben der Forschung informieren wir Sie auch wieder über die von uns gebotene lehre und Personelles.

Ich ergreife gern die Gelegenheit zu danken

- allen Stellen, die unsere Grundlagenforschung finanzieren,

- den Auftraggebern für die interessanten Projekte und die anregenden Diskussionen sowie

- allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der VAW, die alle zum Ergebnis beigetragen haben, das wir mit dem vorliegenden Jahresbericht dokumen­ tieren.

Zürich, im März 2000

INHALT

Seite

1. Forschung 7

1.1 Hydraulik 7

1.2 Wasserbau 18

1.3 Flussbau 33

1.4 Glaziologie 42

2. lehre 55

2.1 Professur für Wasserbau und affilierte Lehraufträge 55

2.2 Lehraufträge für Glaziologie an der ETHZ 59

2.3 Diverses 60

3. Veranstaltungen 61

3.1 Fachtagung "Naturgefahren: Gletscher und Permafrost" 61

3.2 Tagung "Gletscherbeobachtung im 21. Jahrhundert" 61

3.3 lnt. Symposium "Verification of Cryospheric Models" 62

3.4 Annual Meeting of the Swiss ERCOFTAC Pilot Center 62

3.5 Öffentliche Kolloquien an der VAW 63

4. Personelles 64

ANHANG 65

A1 Grundlagenforschung 65

A2 Angewandte Forschung 67

A3 Mitarbeit in Kommissionen 73

A4 Wissenschaftliche Publikationen 75

A5 Vorträge von Mitarbeitern der VAW 79

A.6 Organigramm der VAW 84

7

1. Forschung

1.1 Hydraulik

Durchflussmessungen bei Hochwasser

Ziel und Motivation Die üblichen Methoden zur Durchflussmessung sind intrusiv und verlangen Projekt 'Doktorieren an viele Einzelmessungen. Dies bedeutet, dass bei Hochwasser die Qualität der anderen Hochschule' der Messungen ungenügend sein kann und der Zeitaufwand für die Projektleiter: Prof. Dr. W.H. Hager Erfassung einer Hochwasserwelle zu gross ist. Geschiebetransport und Doktorand: O. Baud hohe Geschwindigkeiten verhindern oft eine konventionelle Messmethode. Deshalb wird an der VAW eine berührungslose Messmethode entwickelt.

Arbeitsphasen Die Forschungsarbeit besteht aus zwei Teilen: a) Entwicklung eines Systems zur optischen Aufnahme der Wasserober­ flächenstruktur. Die Oberflächengeometrie und das Geschwindigkeitsfeld der Wasseroberfläche werden deshalb gemessen. b) Entwicklung eines 30-Programms, um mit den gemessenen Informatio­ nen den Durchfluss zu berechnen.

Phase A Die neue Durchflussmessmethode wird in einem Kanal mit einer Breite von 40 cm und einer Länge von 6 m entwickelt. Stromaufwärts werden schwim­ mende Partikel als Tracer zugefügt. Die Partikel werden von drei CCD Kameras verfolgt. Mit den drei gleichzeitigen Aufnahmen werden die Koordi­ naten der Partikel für jeden Zeitschritt berechnet. Danach kann das Geschwindigkeitsfeld dank eines Tracking Algorithmus nachgebildet werden .

Phase B Die Sohlentopographie ist für die zweite Phase wichtig. Diese wird nach Ablauf des Hochwassers mit einer konventionellen Methode aufgenommen. Danach kann der Durchfluss durch eine inverse Modellierung mittels FEM berechnet werden. Mehrere Iterationen sind nötig um eine Übereinstimmung mit den Messungen der Oberflächenstruktur zu erzielen (Diss. S.Sulzer).

Technische Daten (Phase A) Mit einer Frequenz von 60 Hz werden drei Bilder gleichzeitig im Arbeits­ speicher (RAM) des Computers gespeichert. Die Aufnahmedauer beträgt 3-4 Sekunden.

• CCD Kamera: Pulnix TM-6702 Progressive Scan (640*480 Pixels I 60 Hz I 8 bits) • Frame Grabber: Matrox Meteor-II Multi-Channel

Software: Visual Basic 6.0 mit OCX Files (Mil-lite). 8

Schiessender Abfluss in Krümmerschächten

Auftrag ATV Schiessend durchflossene Krümmerschächte in Kanalisationen werden gemeinsam mit der durch die Entwicklung von Stosswellen charakterisiert. Anhand der 1998 Universität Neapel erarbeiteten Resultate ist festgestellt worden, dass die Kapazität eines 45° Dr. G. Gisonni Krümmers beträchtlich kleiner als die des 90° Krümmerschachtes ist. Der Prof. Dr. W.H. Hager Grund zu dieser Anomalie liegt bei der Stosswelle längs der äusseren Krümmerwand. Diese besitzt ihr Maximum unabhängig von Zufluss­ teilfüllung und Zufluss-Froudezahl immer bei rund 45°, also dort, wo der Krümmerschacht die Endwand besitzt und das Abwasser ins Unterwasserrohr eintreten soll.

Die optimierte Bauart eines Krümmerschachts besteht deshalb aus dem eigentlichen Krümmer, welcher durch ein gerades Unterwasser-U-Profil erweitert wird. Diese Krümmererweiterung bewirkt eine Kapazitäts• vergrösserung, welche bei einer Länge von rund zwei Durchmessern identisch ist mit derjenigen des 90° Krümmerschachts. Bild B zeigt den 45°­ Krümmerschacht mit Krümmererweiterung.

Abb. 1 Ansicht vom Unterwasser des schiessenden Abflusses im Krümmer• schacht mit Krümmererweiterung

Bei überlasteten Krümmerschächten können gefährliche Phänomene auf­ treten, die hin bis zum Deckelabheben führen. Ist ein bestehender Krümmerschacht überlastet, tritt also ein sogenannter Strömungs• zusammenbruch ein und damit ein Zweiphasen-Druckabfluss im Schacht, so bieten sich grundsätzlich zwei hydraulische Sanierungsmassnahmen an: 1. Einbau einer Krümmererweiterung bei Umlenkwinkeln zwischen 30° und 60°, 2. Sehachtabdeckung, die eine Wellenentwicklung über den 9

Rohrscheitel hinaus verhindert. Die zweite Massnahme ergibt eine gegenüber der Krümmererweiterung zusätzliche Durchfluss-Kapazität, bedingt jedoch eine intensive Überwachung. Die Sehachtabdeckung ist so auszuführen, dass jederzeit Inspektion und Unterhalt der Kanalisation gewährleistet sind.

Energiedissipation an Grosskaskaden

Die Versuche am 50° geneigten Kanal wurden 1999 abgeschlossen und Nationalfondsprojekt mit den Resultaten für einen Schussrinnenneigungswinkel von = 30° ver­ Projektleiter: glichen. Es zeigte sich, dass Widerstandsverhalten und Energie­ Prof. Dr. W.H. Hager dissipationsvermögen der Stufenrauheit auf Kaskaden stark von der Doktorand: R. Boes Geometrie der von den Stufenflächen und dem sog. Pseudoboden, der Verbindung der Stufenkanten, gebildeten dreieckförmigen Stufennischen beeinflusst wird. Bei 30° wird mehr hydraulische Energie dissipiert als für 50°, da die Schubspannungsfläche zwischen dem in der Nische rotierenden Walzenwirbel und der Hauptströmung am Pseudoboden grösser ist. Durch Aufrechterhaltung des Rezirkulationswirbels in der Nische wird der oberhalb des Pseudobodens verlaufenden Hauptströmung permanent Energie entzogen, was in erster Linie für die grossen erreichbaren Energiedissipationsraten auf Treppenschussrinnen verant­ wortlich ist. Bezüglich des Widerstandsverhaltens zeigte sich für = 50° im Gegensatz zu 30° eine Abnahme des Widerstandsbeiwerts f mit zunehmender Relativrauheit K/Dh.•tt• wobei K der Rauheitshöhe der Stufen

Abb. 2 Modellabfluss über Stufen mit K = 20 mm, = 50°, F0 = 4.9, QM = 112.5 1/s, Fliessrichtung von links nach rechts, Seitenansicht im Bereich des Selbstbelüftungspunktes mit x = 1 .5 m von der Strahlbox 10

senkrecht zum Pseudoboden entspricht. Der effektive hydraulische Durch­ messer Dh.•tt beinhaltet einen Formbeiwert w zur Berücksichtigung des vom Kreisquerschnitt abweichenden Rechteckquerschnitts.

Fotoaufnahmen unter Verwendung eines Stroboskops zeigen sehr anschaulich die zunehmende Querverteilung der an der Wasseroberfläche eingetragenen Luftblasen in Richtung der Kanalsohle. Es liegt eine Art Belüftungsgrenzschicht vor, die vom Selbstbelüftungspunkt in Richtung der Schussrinnensohle zunimmt. Messungen der Luftpartikelgrösse in nahezu vollbelüfteter Strömung ergaben mit der Auftretenswahrscheinlichkeit gewichtete mittlere Sehnenlängen von etwa 0.7 mm an der Sohle, wo annähernd kugelförmige Luftblasen vorliegen, bis hin zu ca. 29 mm langen Luftzapfen in der Nähe der Gemischabflussoberfläche. Für das von 95%

der Luftpartikel nicht überschrittene Sehnenmass s95 lauten die

entsprechenden Werte s95 =2.2 mm und 137 mm.

lnitialphase von Impulswellen

Nationalfondsprojekt Seit dem Sommer 1999 läuft das Hauptversuchsprogramm. Bei den bisher Projektleiter: durchgeführten Versuchen sind die Wassertiefe mit 0.45 m und die Sturz­ Prof. Dr. W.H. Hager bahnneigung mit 45° konstant gehalten worden. Variiert wurden Rutsch­ Doktorand: H. Fritz masse m (27, 54, 108 kg), Eintauchgeschwindigkeit v (2.5, 3.5, 5, 7, 9 m/s) und Form des Rutsches beim Eintauchen. Durch den pneumatischen Erd­ rutschgenerator lassen sich verschiedene Rutschformen bei gleicher Rutschenergie erzeugen. Die Strömungsfelder bei der entscheidenden lnitialphase mit dem Eintauchen der Rutschmasse sowie der dabei erfolgenden Wasserverdrängung, Energieumwandlung und Wellen­ generierung werden mittels modernster PIV-Lasermesstechnik simultan erfasst. In Abb. 3 sind mittels Kreuzkorrelation ermittelte Geschwindigkeits­ Vektorfelder dargestellt. Die Trennung der 3 Phasen - Granulat, Wasser und Luft - bleibt während dem Generieren des ersten Wellenkamms weitgehend erhalten. Der massgebende Einfluss des Verhältnisses Rutschmächtigkeit s zu Rutschlänge I auf den Strömungszustand bei gleicher Eintauchenergie ist in Abb. 3 ersichtlich. Sowohl die Ablösung der Strömung im Rücken des Rutsches als auch Form und Ausdehnung des gebildeten Hohlraums werden von der Rutschform entscheidend beeinflusst. Die Vektorfelder zeigen die Entstehung und Entwicklung des Wellenmechanismus mit dem charakteristischen Sattelpunkt im Vektorfeld unter dem Wellenmaximum. Bei gleicher Eintauchenergie kann die Energie der generierten Impulswellen bereits vervierfacht werden, obwohl die Rutschformvariation in den Experimenten nur innerhalb enger Grenzen möglich ist. Entsprechend ist der Nachweis erbracht, dass globale Impuls­ ader Energiebetrachtungen mit einem Dissipationsbeiwert zur Vorhersage entstehender Impulswellen nicht ausreichen. 11

Abb. 3 Geschwindigkeits-Vektorfelder (0.8m x 0.8 m) für: a) m = 27 kg, F = 1.6, s/I = 0.04, t = 333 ms; b) m = 27 kg, F= 1.6, s/I = 0.06, t = 333 ms; c) m = 27 kg, F = 2.3, s/1 = 0.05, t = 266 ms; d) m = 27 kg, F = 2.3, s/I = 0.2, t = 266 ms; t = 0 entspricht dem Eintauchzeitpunkt.

Kolk an Widerlagern und Pfeilern von Brücken

Die Untersuchungen zum Kolkverhalten von Brückenpfeilern und Brücken­ Projekt VAW mit der widerlagern sind in Zusammenarbeit mit dem Dipartimento di ldraulica e Universita della Basilicata Difesa Ambientale, Universita della Basilicata (DIFA), Italien durchgeführt Prof. Dr. W.H. Hager worden. Insgesamt sind rund 150 Experimente gefahren worden , um den zeitlichen Einfluss auf den Kolkfortschritt zu studieren. Die Untersuchungen betrafen vorerst uniformes Sediment mit Dichten von 1.42t/m3 und 2.60t/m3 sowie Korndurchmessern zwischen 0.5 und 5mm. Die betrachteten Anströmungsbreiten variierten zwischen 50 und 500mm in einem 1 m breiten Rechteckkanal. Als Wassertiefen sind Werte zwischen 10 und 400mm gewählt worden. Abbildung 4 zeigt ein typisches Beispiel.

Anhand des früher eingeführten Kriteriums der densimetrischen Partikel­ Froudezahl lassen sich die Experimente analytisch beschreiben. Dabei besitzen Partikeldichte, Partikeldurchmesser und Zuflussgeschwindigkeit einen massgebenden Einfluss auf das Kolkverhalten. Der Einfluss der Verbauungsbreite ist ebenfalls beträchtlich. Die Aussage, nach der ein 12

Endkalk nie erreicht wird, ist durch Langzeitversuche über 10 Wochen bestätigt worden. Im folgenden Jahr sollen Sediment-Mischungen untersucht werden.

Abb. 4 Pfeilerkolk im Feinmaterial d,=0.5mm nach 2 Tagen.

Erweiterung FLORIS

Auftrag: Österreichische Im Rahmen des EDV-Projektes ,,Entwicklung eines Decision Support Verbundgesellschaft, Systems zur Simulation von Strömungs- und Transportvorgängen in Projektleiter: Dr. R. Fäh, Fliessgewässern, Stauräumen und Vorländern" wurden die numerischen Sachbearbeiter: Algorithmen des Computerprogramms FLORIS (Flood Routing in River K. Heinzelmann, Dr. B.W. McArdell Systems) aktualisiert. Zudem wurde das Programmpaket in Zusammen­ arbeit mit verschiedenen Partnern aus der Industrie um mehrere Module erweitert (vgl. Abb. 5)

FLORIS berechnet den Abfluss in beliebig vernetzbaren Gerinnen auf der Basis der De Saint-Venant Gleichungen (instationär, eindimensional). Das bislang verwendete Rechenschema wurde mit einem Algorithmus ergänzt, mit dem sowohl der Übergang zwischen den verschiedenen Fliesszustän• den (Schiessen, Strömen) wie auch das Trockenfallen und Wiederbenetzen des Gerinnes simuliert werden kann.

Der Sedimenttransport-Modul (SEDIM) basiert auf einem Stromröhren• ansatz. Die Kornverteilung kann durch eine beliebige Anzahl Korndurch­ messer repräsentiert werden. Der Transport jeder Kornklasse wird sowohl für das Geschiebe wie auch für die suspendierten Partikel unabhängig von­ einander für jede Stromröhre bestimmt. Der Austausch zwischen den Stromröhren wird im Falle der suspendierten Partikel aufgrund einer Diffusionsgleichung bestimmt. Der laterale Anteil des Geschiebetransportes ist eine Funktion des Längstransportes und der Querneigung der Sohle. 13

Graphische User-Interfaces

Fa. Boom

Externe Visuali­ wasser­ sierung wirt­ FLORIS ~ SEDlM I Planer­ schaft­ stellung liche Pro­ VAW gramme ~ ~ Verbund AG Verbund INVERS ,., AG ECM Büro Reichel TK Consult

Datenbanken

Verbund AG

Abb. 5 Struktur des Decision Support Systems und Bearbeiter der einzelnen Module

Felssturzgefahr lnnertkirchen: Gefährdung des Siedlungsgebietes durch Aarestau und Flutwellenausbruch

Im Gebiet Chapf/Blattenalp werden seit Jahren zwei Felspakete Auftrag: Tiefbauamt des beobachtet, die sich in Bewegung befinden. Die betroffene Felsmasse Kantons Bern, würde bei einem Absturz im Gebiet der Üsseren Urweid (an der Projektleiter: Dr. R. Fäh Grimselroute ca. 1 Kilometer oberhalb von lnnertkirchen) einen maximal 20 m hohen Schuttkegel bilden, der die Aare zurückstaut. Wenn der Wasserspiegel des sich bildenden Sees den tiefsten Punkt des Schuttkegels erreicht, wird der Damm überströmt. Dabei erodiert die Strömung eine Bresche in den Damm und es kann sich eine Flutwelle bilden. Der Auftrag an die VAW war, Grösse und Wirkung dieser Dammbruchwelle zu bestimmen. Die Untersuchungen wurden anhand eines numerischen Modells des betroffenen Gebietes vorgenommen.

Die Grösse der Flutwelle hängt vor allem von der Form und Höhe des Dammes sowie von der Abflussmenge der Aare unmittelbar nach dem Felssturz ab. Im Vergleich dazu beeinflussen andere Modellparameter die Resultate wesentlich weniger. Die Form des Schuttkegels wurde vom Geologen bestimmt und für diese Untersuchung als gegeben voraus­ gesetzt. Um die Sensitivität der hydrologischen Randbedingungen zu bestimmen, wurden verschiedene Simulationen durchgeführt, die den relevanten Schwankungsbereich des Aareabflusses umfassen. 14

Abb. 6 Die Front der Dammbruchwelle erreicht das Zentrum von lnnertkirchen nach etwa 53 Minuten.

Die Resultate zeigen, dass sich die Spitze des Aareabflusses als Folge der Dammbruchwelle um 30- 50 % erhöht. Das wegerodierte Breschenmaterial wird teilweise bis in die Ebene von lnnertkirchen verfrachtet und im Gerinne der Aare abgelagert. Dadurch vermindert sich die Gerinnekapazität oberhalb von lnnertkirchen auf etwa 270 m3/s. Die Dammbruchwelle wird durch die Gerinneretention in der Steilstrecke oberhalb der Ebene von lnnertkirchen um etwa 6% abgeflacht. Wesentliche Ausuferungen können sich demnach erst ereignen, wenn der Abfluss in der Aare einen Wert von 280 m3/s übersteigt. Eine Gefährdung des Siedlungsgebietes von lnnertkirchen durch Aarestau und Flutwellenausbruch ist also nur dann gegeben, wenn ein allfälliger Felssturz mit einem sehr seltenen Hochwasser zusammenfällt. 15

FEMTOOL: Allgemeiner Solver für Parallelrechner

Die Programmierumgebung FEMTOOL ist eine finite Element Bibliothek, Projekt VAW die zur Lösung von partiellen Differentialgleichungen eingesetzt werden Projektleiter: kann. Die Differentialgleichungen können von linearer oder nichtlinearer Dr. P. Rutschmann bzw. stationärer oder instationärer Natur sein. Die FEMTOOL Umgebung ist so ausgelegt, dass die Implementierung der zu lösenden Differentialgleichungen sehr schnell und einfach durchgeführt werden kann. Das Werkzeug wurde schon bei verschiedensten Forschungsprojekten eingesetzt, der Anwendungsbereich reicht von einfachen Poisson­ gleichungen über Konvektions-/Diffusionsgleichungen zu Flachwasser- und erweiterten Flachwassergleichungen hin bis zu Navier-Stokes-Gleichungen von inkompressibler oder kompressibler Natur. Neben einigen neuen Anwendungsfällen, u.a. die Berechnung von Firngletschern und pyroklastischen Strömungen, wurde das Programm auf dem Workstation Cluster ,,stella" der ETH-Zürich unter MPI (message passing interface) portiert. Damit sind Rechenläufe auf massiven Parallelrechnern, mit mehreren hundert Prozessoren, möglich. Die Portierung auf Parallel­ rechnern basiert auf einer Domänendekomposition, d.h. dass das gesamte Rechengebiet in Untergebiete, entsprechend der Anzahl der verfügbaren Prozessoren, unterteilt wird . Jeder einzelne Prozessor arbeitet dann auf seinem Teilgebiet, wo nötig werden Informationen an den Rändern der Teilgebiete ausgetauscht, und das globale, auf die Prozessoren verteilte Gleichungssystem, iterativ gelöst. Diese Art der Parallelisierung arbeitet mit einem minimalen Kommunikationsaufwand, weshalb ein linearer Speedup annähernd erreicht werden kann.

Erweiterte Flachwasserberechnungen

Im Rahmen eines Forschungsprojekts des Schweizerischen Nationalfonds Nationalfondsprojekt (SNF-Projekt: 20-45631 .95) wurde ein Programm entwickelt, das die Betreuer: Flachwassergleichungen um nicht-hydrostatische Druckverteilungen und Dr. P. Rutschmann Geschwindigkeit bzw. Impuls in der vertikalen Raumrichtung erweitert. Doktorandin: S. Krüger Zusätzlich wurde der Einfluss des Lufteintrags auf die Stosswellenbildung qualitativ untersucht und die Berechnung auf schiessende Vereinigungen in Kanälen und Rohren erweitert. Das Projekt wurde mittlerweile abgeschlos­ sen. Als wichtigste Erkenntnisse können folgende erwähnt werden:

• Nicht-hydrostatische Effekte spielen in schiessenden Strömungen eine grosse Rolle. Simulationen mit den klassischen Flachwasser­ gleichungen sind nicht in der Lage, die Strömung korrekt nachzubilden.

• Der Einfluss von Lufteintrag durch natürliche oder künstliche Belüftung auf die Stosswellenbildung ist gering. Ein dämpfender Einfluss auf die maximale Stosswellenhöhe kann kaum festgestellt werden, nur die Lage der Maxima/Minima ändert sich geringfügig. 16

Abb. 7 Vereinigung zweier stark schiessender Abflüsse (Fr = 6.0) mit Stoss­ wellenbildung.

• Numerische Schwierigkeiten ergeben sich dort, wo die Stosswellen in Natur in Spray aufbrechen, d.h. wo ein Kontinuums-Ansatz nicht mehr gegeben ist. Mit einem speziellen Dämpfungsterm lassen sich diese Probleme umgehen.

• Die dynamischen Veränderungen im Bereich abgelöster Strömungen, wo Trockenfallen/Benetzen von Elementen eine Rolle spielen, lassen sich lösen, so dass selbst die Simulation von komplexeren, wasserbau­ lichen Problemen möglich ist.

• Die erweiterten Flachwassergleichungen sind ein möglicher Kompro­ miss, um grosse Rechengebiete bei denen dreidimensionale Effekte nicht vernachlässigt werden können, mit vernü nftigem Rechenaufwand nachzubilden. 17

Abflussberechnungen an Pegelmessstationen

Mit einem dreidimensionalen Programm, das die turbulenten Gleichungen Nationalfondsprojekt von Navier-Stokes und die Lage sowohl des Wasserspiegels als auch einer Betreuer: beweglichen Flussohle berücksichtigt, sollen die Strömungsverhältnisse an Dr. P. Rutschmann einer Pegelmessstation möglichst gut berechnet werden. Wenn das Doktorandin: S. Sulzer Programm fertig entwickelt ist, wird es dazu verwendet werden, aus Messungen der Wasserspiegellage und der Oberflächengeschwindigkeiten an einer Messtation auf den herrschenden Abfluss zu schliessen. Dazu ist eine inverse Modellierung nötig, d.h. ein Verfahren, das die freien Parameter (im vorliegenden Fall die Abflussmenge und eventuell Rauhigkeiten oder Zuflussgeschwindigkeitsprofile) solange variiert, bis eine optimale Uebereinstimmung mit den Messungen (hier die gemessenen Wasserspiegel und Oberflächengeschwindigkeiten) erreicht wird.

simulation measurcment ischargc icturn pcriod [m3sf) (a] 20 -l.5 40 -15 ·------.. --- ~ --- 0 70 -100 0.15

0.05

-0.2 -0. l 0 0.2 0.3 Lengch [m]

Abb. 8 Vergleich gemessener und berechneter Wasserspiegel für die Saltina bei Brig.

Im vergangenen Jahr wurde das Verfahren der inversen Modellierung vollständig eingebaut, als Algorithmus' wurde derjenige von Levenberg­ Marquard gewählt. Anhand eines ausgesuchten Beispiels, Modell­ messungen des Saltina-Pegels bei Brig, wurde das Verfahren getestet (Abb. 8). Obwohl sich der Abfluss an der Pegelmesstation in einem hydraulisch instabilen Bereich bewegt (ondulierender Wassersprung) konnte eine sehr gute Uebereinstimmung von Messung und Rechnung erzielt werden. Das Verfahren der inversen Modellierung erlaubt es, die Sensitivitäten in Bezug auf einzelne Messgrössen oder Messpositionen abzuschätzen. Es kann gesagt werden, dass die horizontale Oberflächen­ geschwindigkeit einen dominierenden Einfluss auf die Zielgrösse und als einziger Parameter einen ausgeprägten Einfluss auf die Zielfunktion hat. Sämtliche Vortests wu rden im vergangenen Jahr abgeschlossen und der Uebergang auf eine volle 30 Berechnung ist im Gang. 18

1.2 Wasserbau

Untersuchung über den Einfluss der Geometrie und Anströmung von Einlaufrechen auf den Betrieb von Wasserkraftwerken

Auftrag: Umfangreiche Naturmessungen haben gezeigt, dass der in der Praxis Vereinigung Deutscher gemessene Rechenverlust um ein vielfaches grösser sein kann, als die Elektrizitätswerke• VDEW-e. V. theoretisch berechneten Rechenverluste nach verschiedenen Autoren. Die Projektleiter und Gründe dafür sind naheliegend. Die diversen Formeln berücksichtigen nicht Sachbearbeiter: alle verlustrelevanten Parameter wie z.B. Gesamtverbauungsgrad, H. Meusburger Schräganströmung und Strömungsinhomogenitäten.

Ziel der Untersuchung ist es eine Berechnungsmethode zu entwickeln, mit Hilfe derer die Energieverluste in der Praxis genauer berechnet werden können als bisher. Anhand hydraulischer Modellversuche konnte eine Formel empirisch entwickelt werden, welche diesen Ansprüchen gerecht wird.

Abb. 9 Die Geometrie des Gebietes vor dem Einlaufrechen des KW Wahnhausen für die 3 dimensionale numerische Simulation. Die Pfeile geben zum besseren Verständnis die Fliessrichtung an.

In der Projektierungsphase eines Kraftwerkes kann der Energieverlust am Einlaufrechen nun folgendermassen bestimmt werden.

In einem ersten Schritt wird mit Hilfe des Programmes Hydro 2de der globale Abflussvorgang vor dem Einlaufrechen berechnet. Das Modell­ gebiet umfasst dabei den Kraftwerkseinlauf, die Wehranlage und erstreckt sich von diesen ca. 300 m flussaufwärts. In einem weiteren Schritt wird das Modellgebiet für die 3 dimensionale Betrachtung auf die Einlaufbucht vor dem Rechen eingegrenzt. Als Anfangs- und Randbedingungen dienen die Ergebnisse aus der 2 dimensionalen Betrachtung. In einem letzten Schritt 19

wird das vorhandene Rechenfeld in Teilfelder aufgeteilt. Für jedes dieser Teilfelder werden die Mittelwerte der Anströmgeschwindigkeit und des Anströmwinkels ermittelt. Mit Hilfe dieser Parameter und der von der VAW entwickelten Formel kann dann der Energieverlust am Einlaufrechen berechnet werden. Vergleichsrechnungen und Naturmessungen an bestehenden Kraftwerken haben gezeigt, dass eine gute Übereinstimmung zwischen dem tatsächlichen und den nach der VAW-Methode berechneten Energieverlusten vorherrscht.

Naturmessung am Kraftwerk Schiffmühle, Limmat-Kraftwerke AG

Im Zuge des Forschungsprojektes "Energieverluste an Einlaufrechen von Forschungsprojekt Flusskraftwerken bei inhomogener Anströmung" wurde eine Naturmessung PSEL und VAW am Kraftwerk Schiffmühle der Limmat-Kraftwerke AG durchgeführt. Das Projektleiter: Dr. P. Volkart Kraftwerk Schiffmühle ist ein sogenanntes Kanalkraftwerk und wird von 3 Sachbearbeiter: vertikal-achsigen Kaplanturbinen mit einer Gesamtausbauleistung von H. Meusburger 2.6 MW angetrieben. Während der Naturmessung wurde für drei verschiedene Betriebszustände das Geschwindigkeitsfeld vor den drei Rechenfeldern und die Wasserspiegeldifferenz zwischen dem Ober- und Unterwasser der Rechen gemessen. Die Messung des Geschwindigkeits­ feldes erfolgte mittels zweier dreidimensionaler Ultraschallmessgeräte, welche an einem Messwagen montiert waren (Abb. 10).

Abb. 10 Messwagen vor dem Einlaufrechen des KW Schiffmühle mit den zwei Ultraschallsonden für die Drei-Dimensionale-Geschwindigkeitsmessung. 20

Die Ergebnisse der Naturmessung zeigen deutlich, dass die Zuströmung zu einem Einlaufrechen dreidimensional, turbulent und lokal instationär ist. Das Geschwindigkeitsfeld ist inhomogen und lokale Geschwindig­ keitsspitzen können wesentlich über der mittleren Strömungs• geschwindigkeit liegen. Besonders in Randbereichen und an Pfeilern kann es Wirbel und Rückströmungen geben. Ein asymmetrischer Betrieb von mehreren Turbinen verstärkt die Strömunsginhomogenitäten.

Rechenschwingungen

Die Thematik der Schwingungen von Einlaufrechen wurde 1999 an zwei verschiedenen Projekten behandelt. Es wurde eine Naturmesskampagne beim lnnkraftwerk Langkampfen in Zusammenarbeit mit den Tiroler Wasserkraftwerken AG (A) durchgeführt und eine rechnerische Beurteilung für die Einlaufrechen der Grundablassleitungen der Möhnetalsperre für den Ruhrverband aus Essen (D) untersucht.

Naturmesskampagne KW Langkampfen Projekt VAW Es wurden die Beschleunigungen der Rechenstäbe in Fliessrichtung und Projektleiter: quer dazu, die Beschleunigungen im Kraftwerksinneren und die Anström• R. Hollenstein geschwindigkeiten vor dem Rechen gemessen. Die Eigenfrequenzen in Sachbearbeiter: Querrichtung stimmen mit den Ausschwingversuchen gut überein. Wirbel­ D. Gubser, U. Keller induzierte Anfachung kann nur bei den grossen Anströmgeschwindigkeiten bei Volllastbetrieb beobachtet werden. Durch die starke Turbulenz wird eine Wirbelbildung bei schwächeren Anströmgeschwindigkeiten unter­ drückt. Neben der strömungsinduzierten Anfachung des Einlaufrechens konnten auch die über das Kraftwerksgebäude auf den Rechen über• tragenen Erregerfrequenzen der Maschinen erfasst werden.

Trotz einer Anfachung im Resonanzbereich bleiben für den Einlaufrechen die auftretenden Spannungen infolge einer starken Dämpfung in einem für die Dauerfestigkeit zulässigen Bereich.

Möhnetalsperre Auftrag: Auf Grund der Strömungsbedingungen bei den Einläufen der Grundablass­ Ruhrverband Essen (D) leitungen der Möhnetalsperre und den Vorgaben des Ruhrverbandes für Projektleiter: die Rechenkonstruktion wurde von der VAW die Schwingungsgefährdung R. Hollenstein von möglichen Einlaufrechen beurteilt.

Die Berechnungen der Anfachungsfrequenzen für verschiedene Rechen­ stabquerschnitte und die Berechnung der erforderlichen Eigenfrequenzen bzw. dazugehörigen freien Schwinglängen zeigten, dass für die Gewähr• leistung der Schwingungssicherheit seitliche Verstrebungen erforderlich sind. Die seitlichen Verstrebungen müssen kraftschlüssig und unverschieb­ lich angeordnet werden, um eine Resonanzanfachung und ein Über• schreiten der Dauerfestigkeit für die Schwingungen in Quer- und in Fliess­ richtung zu verhindern. 21

Schwingung Querrichtung Schwingung Fliessrichtung

Rechenstäbe

Rechenstäbe

• i freie Q) ~ Schwinglänge :o ! ~ C Q) ~ 0 CD 0::: ! Seitliche I i Verstrebun en (( L A~~m ------~ ---

Abb. 11 Statische Systeme für das Rechendesign mit seitlichen Verstrebungen .

Naturmessung am Grundablass WKW Mühleberg

Als Bindeglied zwischen dem abgeschlossenen PSEL-Projekt ,,Strömungs­ Forschungsprojekt: prozesse in Grundablassstollen" und dem 1999 begonnenen PSEL-Projek1 PSEL, VAW ,,Vollschlagen von Stollen und grossen Leitungen" wurde im August 99 am Projektleiter: Dr. P. Volkart sanierten Grundablass der WKW Mühleberg der BKW eine Naturmess­ Sachbearbeiter: U. Keller kampagne durchgeführt. Sie sollte erste Hinweise auf das veränderte Systemverhalten eines Grundablasses geben, falls dieser nicht, wie im ersten Projekt vorausgesetzt, vor der Öffnung der Schütze trocken ist, sondern von einem vorhandenen Unterwasserspiegel beeinflusst wird. Mit der Aare als Vorflut ist eben dies in Mühleberg der Fall.

Anlässlich der Kampagne waren im Unterwasser der Schütze von den maximal 3.55 m lichter Höhe des Normalprofils rund 2.30 m mit der Aare korrespondierendem Wasser gefüllt. Durch diesen Umstand ergeben sich sowohl für die Drücke in Belüftungskammer und Stollen wie auch für den Luftzufluss durch die Belüftungsleitung - beide Grössen aufgetragen gegen die relative Schützenöffnung S - von bisher gemessenen Beispielen ohne benetzten Stollen deutlich abweichende Verläufe. Dies wird beispielsweise im Vergleich mit Daten ersichtlich, die anlässlich des Ersteinstaus der Schwergewichtsmauer Panix im Sommer 92 durch die VAW erhoben wurden.

Klar erkennbar ist das Fehlen des ersten rapiden Anstiegs des Luftzu­ flusses durch die Belüftungsleitung, sowie des zugehörigen markanten Druckabfalls in der Belüftungskammer in Mühleberg. Im Gegensatz zu Panix wi rd hier der sogenannte Spray-Flow durch die Wasserüberdeckung 22

der Schützenlippe vermieden. Ebenso wird im Gegensatz zu Panix bei relativen Schützenöffnungen S über 0.5 in Mühleberg weder beim Unter­

druck noch beim Luftzufluss 0 0 0 ein Plateau erreicht. Beide Gegebenheiten lassen das deutlich veränderte Systemverhalten eines Grundablasses durch das Vorhandensein eines Unterwasserspiegels im Stollen erkennen.

Oao Oao

40 ...... >--~~~~~~~~~~~~~ 40 .-~~~~~----:jJ-•

20 20

Panix GA Mühleberg

0 0 0.0 0.5 1.0 0.0 0.5 s s Abb. 12 Luftzufluss durch die Belüftungsleitung o. . in (m 3/s] aufgetragen gegen die relative Schützenöffnung S [-]. Links Daten der Messkampagne Panix (1992) und rechts die aktuellen Daten der Untersuchung in Mühleberg. Deutlich erkennbar ist das komplett verschiedene Systemverhalten ohne (Panix) und mit vorhandenem Unterwasserpiegel (Mühleberg).

Für das angelaufene PSEL-Projekt ,,Vollschlagen von Stollen und grossen Leitungen" muss dies berücksichtigt werden. Konkret wird demnach für eine erste Phase von Modellversuchen der bestehende Versuchsstand dahingehend umgebaut werden müssen, dass ein Unterwasserspiegel im Stollen eingestellt werden kann.

Optimierung KW Mühleplatz

Auftrag: Städtische Wenige Meter oberstrom des Standortes des stillgelegten alten Kraftwerkes Werke Luzern wurde bis im Frühjahr 1998 das neue Kraftwerk Mühlenplatz in Luzern Projektleiter: erbaut. Es ist mit zwei Kegelradrohrturbinen ausgestattet. Nach der H. Meusburger Fertigstellung musste bei einem Probebetrieb ein lastfallabhängiges Sachbearbeiter: U. Keller Leistungsdefizit konstatiert werden. Dieses wurde durch einen Mangel an Bruttofallhöhe hervorgerufen, für den in erster Linie ein Rückstau im Auslaufbereich verantwortlich war.

In der Folge wurden an einem Modell im Massstab 1: 25 zwei grundlegend unterschiedliche Versuchsgruppen durchgeführt. Dabei ging es in einer ersten Phase um eine möglichst weitgehende Verbesserung der Strömungssituation im Unterwasser der Anlage. Später dann wurde auf zusätzliche Möglichkeiten zur Fallhöhengewinnung im Oberwasser fokussiert. 23

Im Unterwasser konnte schliesslich durch eine Sohlabsenkung im Auslauf von 430.14 m ü.M. auf 428.00 m ü.M . und kleine Anpassungen am Widerlagerblock der Spreuerbrücke (der ,, Nase") für den Referenzfall des Naturmessungszustandes eine Verbesserung, also eine Senkung des Wasserspiegels am Saugrohrende von rund 58 cm erzielt werden. Auf kompliziertere Möglichkeiten, wie zum Beispiel der Einbau von mittigen Trennwänden im Auslauf, kann aufgrund des marginalen Verbesserungs­ potentials verzichtet werden.

0 Sm Vorbrücke i.--1 Spreuerbrücke

Abb. 13 Grundriss des Kraftwerkes vor der Ausführung der Optimierungsmass­ nahmen.

20.74

428.00 -t~

0

0 5. 00m uuu

Abb. 14 Grundriss der vorgeschlagenen Lösung im Auslauf des Kraftwerkes. Deutlich erkennbar ist die Sohlabsenkung im markierten Bereich auf 428.00 m ü.M., sowie die leichten Modifikationen an der Berandung.

Bei den anschliessenden Versuchen im Oberwasser musste festgestellt werden, dass der Einfluss von verschiedenen Sohlentopographien in diesem Bereich auf die Wasserspiegellage am Kraftwerkseinlauf äusserst gering ist. 24

Vorversuche Renovation Wehr Wettingen

Auftrag: IBA, Zürich Die Wehranlage des auf die 30-er Jahre zurückgehenden Kraftwerkes Projektleiter: Wettingen soll saniert und teilweise umgebaut werden. Heute besteht das Dr. P. Volkart Wehr aus vier Wehrfeldern, alle ausgerüstet mit je einer Überfallklappe und Sachbearbeiter: U. Keller einem Grundablass. Im Auflageprojekt vom Mai 1999 ist eine Reduktion der Wehrfelder von vier auf drei vorgesehen, wobei in das stillgelegte Feld links aussen eine Dotierturbine mit einem Durchfluss von 7.5 -12 m3/s eingebaut werden soll. Damit ist auch die Beschickung der anschliessen­ den Schlaufe der Limmat als Restwasserstrecke gewährleistet. Die Grundablässe sollen von der heutigen Situation ausgehend durch eine Trennwand zweigeteilt und mit unabhängig beweglichen Schützen bestückt werden. Erhöht wurden die abzuführenden Dimensionierungshochwasser. Während die ursprüngliche Auslegung von einem Hochwasser von 720m3/s 3 3 ausging, sind die heutigen Werte 900m /s für ein HQ1000 und 1350m /s für ein Höchsthochwasser (EHQ). Man steht also vor dem Problem eines verdoppelten Bemessungshochwassers, das über ein Wehrfeld weniger abgeführt werden muss, wobei die Koten für den Normal- wie für einen zulässigen Überstau bei 380.24m.ü.M. bzw. 382.74m.ü.M. beibehalten werden.

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Abb. 15 Projektsituation KW Wettingen. Ganz links ist das zukünftig mit einer Dotierturbine versehene Wehrfeld. Es wird für die Hochwasserabführung nicht mehr zur Verfügung stehen.

Die dargelegten Untersuchungen an einem Vormodell mussten einerseits das Vorhandensein einer ausreichenden Kapazität nachweisen und andererseits ein Augenmerk auf die Vorgänge zur Energievernichtung im Unterwasser legen. Der Wassersprung soll im bestehenden Tosbecken gehalten, ein Ausblasen also vermieden werden. Dies ist insofern wichtig, als dass sich im Unterwasserbereich der Wehranlage zwei Pfeiler einer SBB-Brücke befinden, deren Standsicherheit zu gewährleisten ist. Das Tosbecken wurde an der damaligen VAWE in Versuchen für einen maximalen Abfluss von 720m3/s optimiert (VAWE Nr. 201 , 1930). 25

Abb. 16 Ansicht eines projektierten Wehr­ feldes vom Unterwasser aus gesehen. Deutlich erkennbar sind die beiden neuen, kleineren Grundab­ lassöffnungen von 2x4.5m statt 1 x11 m Breite.

Die vorliegenden Versuche zeigten, dass die Kapazität der verbleibenden drei Wehrlelder ausreichend ist, um auch das angenommene Höchst• hochwasser von 1350m3/s mit zulässigem Überstau abzuführen. Sensibler zeigt sich die Anlage in Bezug auf das wichtige zweite Kriterium, ein Halten des Wassersprunges im Tosbecken für Hochwasser.

Naturmessung Schwallwelle KW Rüchlig

Auf Grund kritischer Hochwassersituationen in der Vergangenheit wollen Auftrag: IUB, Bern die Jura-Cement-Fabriken (JCF) als Betreiber eine Neubeurteilung der Projektleiter: Hochwassersicherheit des Kraftwerkes Rüchlig in Aarau. Die Ingenieur­ Dr. P. Volkart, Unternehmung AG Bern (IUB), als verantwortlicher Ingenieur, beauftragte Sachbearbeiter: R. Hollenstein die VAW mögliche instationäre Strömungszustände nummerisch zu modellieren.

-V- Konzessionsgrenze -0-Kettenbrücke ---6;- Flösserplatz ---0-- Steg OW -0-Zufahrt KW

Fliessrichtung Aare

0.8

0.6 :[ "'C: ~ C: 1

0 60 120 180 240 300 360 .+Notschluss während 1Os Zeit (s)

Abb. 17 Verlauf der Schwallwelle, erzeugt durch Notschluss beim KW Rüchlig, Naturmessungvom 18.1 2.1 999. 26

Schnell- und Notentlastungen der Turbinen führen zu Schwallwellen im Oberwasser, welche zu Überschwemmungen in der Stadt Aarau führen können. Um solche Ausuferungen zu vermeiden, ist eine Anpassung des Betriebsreglementes vorgesehen oder als Alternative eine Erhöhung der gefährdeten Uferbereiche.

Nummerische Strömungsberechnungen mit dem 2D-Programm Hydro2de sollen Aufschluss geben über die Ausbildung der Schwallwellen bei unter­ schiedlichen Lastfällen. Für die Eichung des nummerischen Modelles wurden Naturmessungen bei einem Abfluss durch das Kraftwerk von 265 m3/s durchgeführt. Die Naturmessungen bestanden aus zwei Lastfällen:

- Notabschaltung der Turbinen innerhalb 10 Sekunden von 265 auf 40 m3/s - langsames Drosseln der Turbinen während 60 Sekunden von 265 m3/s auf 95 m3/s.

In der Folge gilt es nun das nummerische Modell mit den gemessenen Daten zu eichen. Abbildung 17 zeigt den Verlauf der Schwallwelle beim Lastfall Notschluss, gemessen an verschiedenen Punkten.

Düker zur Umlegung des Allschwilerbaches, Basel-Stadt Auftrag: Tiefbauamt Basel-Stadt Im Zuge der Arbeiten an der N2-Nordtangente soll der bestehende All­ Projektleiter: schwilerbach in ein Dükerbauwerk umgeleitet werden. Als Verbindung von Dr. P. Volkart Dükerober- zu Dükerunterhaupt sind einerseits ein Meteorwasserrohr des Sachbearbeiter: A. Lais Durchmessers von 3.00 m und anderseits in dessen Sohle eingelegt zwei Trockenwetterrohre NW 400 mm vorgesehen. Eines der Rohre NW 400 soll in Betrieb sein, das andere als Reserve dienen (Abb. 18).

i! /1 " N2 i f l:~__ _ _;/;..../ __ _.. 247.44 - liii1'i;;::~J ~0=3.=00~m';;;;;i..;/ ,;;;;;;,;;;;;::=;;;;;~iiiiillii[E21l~~ I j I I ~OO m I'-•t-- - -;i j 0 3.00 m. 2· 0 399 mm Ort der Luftzugabe !! 193.66m. J= 3%. ..

Normalprofil ~ '°+' 3.00m _d.e.399 mm _ .,,..,~- Troctcenwenenohr ····· '

Abb. 18 Längenprofil des Dükers im Prototyp. 27

An der VAW wurde im Massstab 1:1.66 ein Teil des horizontalen Dükerastes NW 400 und die Vertikalleitung des Unterhauptes nachgebildet. Die Pressluft konnte im Bereich des Unterhaupt-Fusses radial eingepresst und reguliert werden (Abb. 19).

Abb. 19 Luftüberdruckanlage mit Messeinrichtung.

Untersucht wurden die Druckverhältnisse in der Rohrleitung bei Lufteintrag am Fusse des Düker-Unterhauptes und der Einfluss des Lufteintrages auf das Verhalten abgelagerter Feststoffe.

Der Eintrag von Luft ins Wasser reduziert die statische Druckhöhe im Steig­ rohr des Unterhauptes. Dadurch verschiebt sich das hydraulische Druck­ gefälle. Je nach System sind zwei unterschiedliche Auswirkungen möglich:

1) Der Wasserstand im Oberhaupt sinkt wegen des kleineren Gegen­ druckes ebenfalls ab, eine Durchflusssteigerung ist deshalb nur von ganz kurzer Dauer.

2) Kann ein erhöhter Wasserbedarf im Oberhaupt voll ausgeglichen werden, so wirkt die Durchflusssteigerung langfristig. Dies tritt aber nur bei Regenereignissen auf oder dann, wenn ein Oberwasserbecken angeordnet ist (sog. Reservoir Fall).

An der VAW konnte ein Zusammenhang zwischen Lufteintrag und Abnahme der Druckhöhe der Wasser-Luft-Gemisch-Säule im Steigrohr festgestellt werden. Damit kann die Hydraulik für sämtliche Lastfälle im Prototyp beschrieben werden. 28

Bei den Versuchen im Zusammenhang mit dem Feststofftransport ist die Aufmerksamkeit dem Grösstkorn, einem 4 cm Rundkies, gewidmet worden. Dieses wird unbeeinflusst von der Luftzugabe bei einer Fliessgeschwin­ digkeit von 1.2 m/s die Vertikalleitung hoch transportiert, d.h. der Allschwilerbach oder die vorgeschalteten Regenauslässe müssen mindestens 150 l/s zuführen, damit das Grösstkorn verfrachtet wird.

Im Falle des Dükers am Allschwilerbach bringt das Einpressen von Luft demnach keine nennenswerte Erhöhung des Durchflusses bei Trockenwetter. Nicht zu unterschätzen ist hingegen die positive lokale Auswirkung der Druckluft auf das Aufwirbeln von Ablagerungen vor dem Steigrohr. Messungen in situ sind vorgesehen.

Wirbelfallschacht (Hochwasserentlastung Kelchbach)

Auftrag: Kanton Wallis, Im Zusammenhang mit der Hochwasserentlastung des Kelchbaches in Verkehrs-, Bau- und Naters wurden neben dem Geschieberückhaltebecken mit integrierter Umweltdepartement Üblauftulpe (vgl. Jahresbericht 1998) auch die unterirdischen Anlageteile Projektleiter: 2 Dr. J. Speerli, an einem hydraulischen Modell im Massstab 1 :16 / 3 untersucht. Dr. P. Volkart Hauptbestanteil der Anlage ist ein Wirbelfallschacht mit einer Fallhöhe von Sachbearbeiter: C. Marti 128 m und einer Ausbauwassermenge von maximal 105 m3/s. Wird das Projekt realisiert, entstünde im internationalen Vergleich einer der grössten je gebauten Wirbelfallschächte (Tab.1 ).

Anlaqe Zweck Qfm'/sl Drml Llzfml Uml v fm/sl

KW Narni (I} Über!. Oberwasser-Freispiegel- 180.0 6.0 30.0 12.2 14.8 stallen

KW Monte Über!. Oberwasser-Freispiegel- 150.0 5.5 58.8 37.4 24.8 Argento (I) stallen

KW Curbans (F) Überlauf Wasserschloss 140.0 7.3 107.0 90.7 29.7

Kelchbach (CH) HQ~Entlastung Gebirgsbach 105.0 4.8 128.0 115.0 31.7

KW Oraison (F) Überlauf Oberwasserkanal 88.0 7.0 76.7 68.0 25.2 KW Villa S. Maria Über!. Oberwasser-Freispiegel- 18.0 2.6 142.0 124.5 20.4 Im stallen

Tab. 1 Zusammenstellung der grössten Wirbelfallschächte in Europa. Die HQ­ Entlastung des Kelchbaches würde die höchste Gemischgeschwindigkeit am Ende des Fallrohrs aufweisen. Die Gemischgeschwindigkeit wurde

nach Kellenberger (1988) für die jeweilige Fallrohrlänge L 1 mit einem k5,­ Wert von 90 m'r.i/s berechnet.

Auf Grund der grossen Fallhöhe werden gegen Ende des Fallrohres Fliess­ geschwindigkeiten bis zu 32 m/s erwartet. Bei Schussrinnen von Hochwas­ serentlastungsanlagen sind bei solchen Fliessgeschwindigkeiten schon massive Kavitationsschäden aufgetreten. 29

Um diesbezüglich die Verhältnisse im Fallrohr genauer überprüfen zu können, wurden erstmals in der Fallrohrströmung auch Luftkonzentrations­

(C.) und Geschwindigkeitsmessungen (v } durchgeführt (Abb. 20). 9

Luftkonzentrations­ und Geschwindigkeits­ messsonde

Abb. 20 Schematische Darstellung des Wirbelfallschachtes mit der Drallkammer für schiessenden Zufluss. 90 m unterhalb der Drallkammersohle wurde mittels fiberoptischer Doppelsonde die Luftkonzentration C. und die Fliessgeschindigkeit v in der Fallrohrströmung gemessen. 9

Dabei zeigte sich, dass die Verhältnisse im Bezug auf die Gefahr von Kavitationsschäden im Fallrohr sicher günstiger sind als in Schussrinnen. Die Luftkonzentration nimmt mit zunehmendem Abstand zur Berandung viel rascher zu (Abb. 21 ). Dies mindert die Gefahr von Kavitationserosion stark ab. Um das Versprühen des Fallstrahles zu verhindern, darf die Follrohrauskleidung aber keine horizontalen Überzähne oder andere Unebenheiten aufweisen. Es wurde daher eine Gleitschalung empfohlen.

::!: I - :~ 0.8 ...... -~ ...... -~- ...... -~-. ~ . . ... ~-. : : : ~ : : : ;; ' : . :; 0.6

0.-l

0.2 . ··f .... ··- -~--. ·- ···:. j"" ~~~:-··1·- 1, Schussrinne I

o+-~-r-~--+~~-t-~--i-~--+ o+-~-r-~--+~~+-~-+-~-+ 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Luftkonzentration C[-) Luft konzen D'ation C[-)

Abb. 21 Vergleich der Luftkonzentrationsprofile im Fallrohr und bei vergleichbaren Messungen in einer 7.5° geneigten Modellschussrinne. Die relative Gemischtiefe H bezieht sich im Fallrohr auf die horizontale Distanz zur 9 Rohrwand. Werte für q in [m3/sm]: • 0.039; .A 0.058, T 0.078, • 0.1 02 30

Dichteströmung im Nahfeld von Räumern in Nachklärbecken

Forschungsprojekt Nachklärbecken stellen in vielen Kläranlagen die letzte Veriahrensstufe BUWAL und VAW dar, bevor das Wasser in die Vorflut zurückgegeben wird. Entsprechend Projektleiter: wichtig ist ihre einwandfreie Funktion. Dr. P. Volkart Doktorand: Beobachtungen an unserem, mit frischem Belebtschamm betriebenen Ver­ K. Winkler suchsnachklärbecken haben ergeben, dass sowohl die Strömung als auch die Feststoffkonzentration im unteren Teil des Beckens stark durch die Räumung beeinflusst werden. Zudem wird Energie ins Becken eingetragen, bereits sedimentierter Schlamm resuspendiert und der zurückgeführte Schlamm wird verdünnt.

Zum besseren Verständnis der Prozesse und zur Optimierung der geome­ trischen und betrieblichen Parameter wurde ein Saugräumer ins Versuchs­ becken eingebaut und im Nahbereich des Räumerkopfs detaillierte Strömungs- und Feststoffkonzentrationsmessungen durchgeführt. Es zeigte sich die günstige Wirkung flacher, langsam bewegter Räumerköpfe. Schild­ artige Räumerköpfe, die Fahrrichtung zum Einlauf hin und kurz aufeinander folgende Räumerdurchgänge sind ungünstig.

Geschwindigkeit in Mittelebene 0.1- [m/s] I 1.5 - - - J.! - - - .r. - - - - 0 - - - cn - - - - : - .C - ~ - - - - ~ CO - - - -- , N 0.5 / C: ---- / ------/ CO ---- / - /_.,. .!!?- -:::: C -1 .5 -1 -0.5 0 0.5 1 Distanz ab Raeumer [m]

Abb. 22 Gemessene, absolute Strömungsgeschwindigkeiten um den Saugräumer• kopf, dargestellt in einem mit dem Räumer mitbewegten Koordinaten­ system. a) Fahrrichtung des Räumers vom Einlauf weg (nach rechts). b) Fahrrichtung des Räumers zum Einlauf hin (nach links).

Numerische Simulation der Strömung unterhalb einer Schütze mittels der MAC-Methode

Projekt VAW Die MAC-Methode (Marker and Cell) ist eine der bestehenden Möglich­ Projektleiter: keiten, mit einem Finite-Differenzen-Solver freie Randwertprobleme zu Dr. F. Hermann lösen. Zu diesem Zweck wird der Fluidkörper mit imaginären, gewichts­ losen Partikeln versehen, die mit dem Fluid mitbewegt werden und so das 31

Abb. 23 Sechs Stadien eines Tracerdurchganges unter einer eingestauten Schütze, berechnet mit der MAC-Methode.

Fluidgebiet definieren. Der hohe Aufwand (in einem grösseren Gebiet sind bald mehrere Millionen Partikel zu berechnen) wird durch die Tatsache wettgemacht, dass den Partikeln noch weitere Eigenschaften mitgegeben werden können, so dass sie beispielsweise gleichzeitig noch als Tracer agieren oder Fluidgebiete verschiedener Dichte markieren. Von der ersten Möglichkeit wurde in der nachfolgend dargestellten Rechnung Gebrauch gemacht. 32

Unterströmte Schützen werden als bewegliche Abschlussorgane häufig eingesetzt. Vor allem in den ersten Phasen einer Oeffung stellen sich hohe Durchflussgeschwindigkeiten ein, welche die Schütze einer grossen und manchmal auch oszillierenden Belastung aussetzen. Diese rührt von der Wirbelentstehung an der unteren Schützenlippe her. Je nachdem, ob die Schütze eingestaut ist oder nicht, ergeben sich verschiedene Strömungs• bilder. In der ersten Bildfolge ist dargestellt, wie sich ein Tracer durch eine eingestaute Schütze bewegt. Der Tracer bewegt sich zuerst ungestört unter der Schütze durch, erst etwa zwei Schützendurchmesser weiter hinten wird ein Teil des Tracers durch die Aktivität grosser Wirbel nach oben gezogen. In der Folge fliesst dieser Teil des Tracers gegen die Hauptströmung nach links und befindet sich schliesslich unterhalb der Schützenlippe. Während dieses Prozesses werden weitere Teile des Tracers von den verschiedenen Wirbeln aufgenommen, so dass am Schluss alle Wirbel gut sichtbar sind. Bemerkenswert ist auch die enge Kopplung von Wirbeln und Oberflächenwellen.

Die zweite Simulation zeigt die Strömung durch eine nicht eingestaute Schütze. Die Strömung reisst an der vorderen Schützenkante ab und bildet eine Vena contracta. Direkt unterhalb und wenig rechts der Schützenlippe ist die Strömung glatt. Erst weiter unterstrom beginnt sie sich aufzurauhen. Da diese Simulation ohne Luft durchgeführt wurde, gewissermassen im Vakuum stattfand, und auch keine Oberflächenspannung berücksichtigt wurde, kann die Aufrauhung der Oberfläche nur durch die Turbulenz der Strömung erklärt werden.

Abb. 24 Entwicklung der Wasseroberfläche hinter einer nicht eingestauten Schütze. Das Aufreissen des Wasserspiegels ist mit dem Auftreten hoher Wirbelstärke gekoppelt. Letztere ist im Bild hellgrau dargestellt. 33

1.3 Flussbau

Murgangdosierung innerhalb eines Geschiebesammlers in der Maschänserrüfe

Zum Schutz der Bahnlinien von Rhß und SBB, der Autobahn A 13 und der Auftrag: Tiefbauamt des Kantonsstrasse vor Murgängen wurde 1964 am Hals des Schuttkegels der Kantons Graubünden Maschänserrüfe ein Geschiebesammler gebaut. Bis 1982 wurde ein grosser Projektleiter: 3 Dr. Ch. Tognacca Teil des angefallenen Geschiebes (circa 400'000 m ) für den Bau der Sachbearbeiter: Nationalstrasse aus dem Sammler entnommen. Nach 1982 wurden nur noch M. Schatzmann kleine Geschiebemengen entnommen, wodurch das Rückhaltevolumen des Sammlers stets kleiner wurde. Ein Versuch, mittels einem Schlitz im ursprünglich geschlossenen Abschlussbauwerk die Durchgängigkeit des Sammlers zu erhöhen, zeigte wenig Erfolg.

Ziel der laufenden Untersuchung ist die Erarbeitung eines Konzepts für den Umbau und die optimierte Bewirtschaftung des Geschiebesammlers. Insbe­ sondere soll die Durchgängigkeit des Sammlers erhöht werden und dem sich in Erosion befindlichen Rhein vermehrt Geschiebe zurückgeführt werden. Gleichzeitig sollen die Schutzziele im Bereich der Querungen der verschiedenen Verkehrsträger sowie bei der Einmündung der Maschänser• rüfe in den Rhein erfüllt werden.

Abb. 25 Überblick des physikalischen Modells nach einem Versuch mit einem mittle­ 3 ren Murgang mit einer Kubatur von rund 25'000 m • Teile des Mu rgangs wurden über die Streichwehre in die Auffangräume links und rechts des Transportgerinnes entlastet. 34

Das Lösungskonzept sieht den Bau eines Transportgerinnes im bestehenden Geschiebesammler von, mit dem das vorwiegend in Form von Murgängen anfallende Geschiebe durch den Sammler hindurch bis in den Rhein geführt werden soll. Gleichzeitig wird das Auslassbauwerk neu gestaltet. Zur Verhinderung von Schäden im Bachabschnitt zwischen dem Sammler und dem Rhein und zur Verhinderung eines gefährlichen Rückstaus im Rhein sollen sowohl der Maximalabfluss als auch das Volumen der Murgänge limitiert werden. Zur Reduktion des Murgangabflusses wird das Transport­ gerinne im Sammler als Streichwehr gestaltet. Die Begrenzung des Murgangvolumens kann z.B. mit einem automatisierten Absperrsystem beim Auslassbauwerk erreicht werden.

Die Untersuchungen werden in einem physikalischen Modell im Massstab 1 :60 durchgeführt (Abb. 25) und durch numerische Simulationen begleitet.

Geschiebehaushalt in steilen Gerinnen mit Sperrentreppen

Projekt VAW Wildbäche im alpinen und voralpinen Raum werden häufig mit Sperren­ Projektleiter: treppen verbaut, um die Erosion des Bachbetts und der seitlichen G.R. Bezzola Böschungen zu verhindern (Schutz vor Naturgefahren). Zudem verändern Sachbearbeiter: M. Roth diese Verbauungen den Geschiebehaushalt des Baches gegenüber dem natürlichen Zustand. So wirken die Gerinneabschnitte zwischen den Sperren häufig als eigentliche Geschiebespeicher.

An der VAW wurde ein numerisches Modell zur Simulation des Geschiebe­ transports sowie der Ablagerungs- und Erosionsprozesse in Sperrentreppen entwickelt. Dem Modell liegt das ,, Nettogefällskonzept" zugrunde (Abb. 26). Die einzelnen Sperrenfelder bilden dabei die Grundelemente. Bezüglich der Ablagerungs- und Erosionsgeometrie wird angenommen, dass das Netto­ gefälle innerhalb eines einzelnen Sperrenfeldes gleichmässig und die Sohle

J8 Brutto­ Zufuhr gefälle seitlicher ~ Eintrag ~ ~ Austrag Zeit [s] ~LA Zeit [s] ~!& ------_ ~ Zeit [s] ~ ---- - c:=:> ------.-~------s --- I Sperrenfeld Abb. 26 ,,Nettogefällskonzept" zur Erfassung der Geschiebedynamik in Sperren­ treppen. 35

eben bleibt. Die Sohle rotiert dabei um den Fixpunkt bei der Überfallkrone der unteren Sperre. Der Geschiebeaustrag am unteren Rand eines Sperren­ feldes wird jeweils gleich der Transportkapazität auf der dazugehörigen Zwischenstrecke gesetzt.

Um das numerische Modell zu überprüfen und allenfalls zu verbessern, werden systematische Versuche im hydraulischen Modell durchgeführt. Der Vergleich zwischen den Versuchen und den numerischen Simulationen zeigt, dass die Dynamik des Geschiebetransports in Sperrentreppen mit Hilfe des ,,Nettogefällskonzepts" zuverlässig erfasst werden kann.

Geschiebebewirtschaftung auf einem Wildbachschwemmkegel am Beispiel des Rotbachs bei Flühli, LU

Der Rotbach ist ein voralpiner Wildbach südöstlich von Flühli, LU, der eine Auftrag: Verkehrs- und Fläche von rund 23 km 2 entwässert und in die Waldemme mündet. Die Tiefbauamt des Kantons Luzern Flysch-Berglandschaft des Einzugsgebiets ist seit jeher morphologisch aktiv. Projektleiter: Der Bach mobilisiert bei Hochwasser episodisch grosse Geschiebemengen G.R. Bezzola und lagert diese auf seinem mächtigen Schwemmkegel ab (Abb. 27). Sachbearbeiter: M. Roth In den Jahren 1996 und 1997 führten mehrere Hochwasser zu Schäden im Bachunterlauf. Uferverbauungen wurden erodiert und der Brückendurchlass der Kantonsstrasse drohte zu verklausen. In der Folge haben sich die zuständigen Behörden entschieden, ein Konzept zur Geschiebe­ bewirtschaftung auf dem Schwemmkegel ausarbeiten zu lassen.

Abb. 27 Langgezogener Schwemmkegel des Rotbachs (damals Kragenbach genannt), dargestellt auf einer historischen Karte. 36

Das vorgeschlagene Bewirtschaftungskonzept orientiert sich an der Morphologie des natürlichen Schwemmkegels. Das Geschiebe soll kontrolliert, auf mehrere Bachabschnitte verteilt, zur Ablagerung gebracht werden. Vorgesehen ist ein System von aufeinanderfolgenden dezentralen Geschieberückhalteräumen, die dem linienförmigen Charakter des natürlichen Bachlaufs angepasst sind. Die gezielte Plazierung von Wildbachsperren in Lage und Höhe ist entscheidend für eine erfolgreiche Geschiebebewirtschaftung. Erosionsprozesse, die durch Geschiebedefizite unterhalb der Rückhalteräume verursacht werden, bleiben lokal begrenzt. Auf einen ,,klassischen" Totalausbau des Schwemmkegels mit einem einzelnen grossen Geschiebesammler am Kegelhals und einem durchgehenden Schalenverbau des Gerinnes kann daher verzichtet werden.

Untersuchung der Ursachen der Zerstörung der Blockrampe an der Grande Eau

Auftrag: Bundesamt für Die Blockrampe an der Grande Eau bei La Tine (VD) ist während eines Wasser und Geologie Hochwasserereignisses (10.-16. Mai 1999) zum grössten Teil zerstört Projektleiter: worden (Abb. 28a). Der zerstörte Bereich der Rampe wies eine Länge von G. R. Bezzola circa 70 m, ein mittleres Gefälle von rund 17% und eine Breite von 12 m auf. Sachbearbeiter: Ch. Tognacca Die Rampe wies einen im Grundriss gekrümmten Verlauf sowie eine in Querrichtung geneigte Sohle auf. Nach den Aufzeichungen der Messstelle der Landeshydrologie und Geologie (LHG) in Aigle betrug der maximale Abfluss während dieses Ereignisses 52 m3/s , was etwa einem fünfjährlichen Abfluss entspricht. Die Blockrampe war auf einen Abfluss von 90 m3/s mit Hilfe eines empirischen Stabilitätskriteriums dimensioniert worden.

Abb. 28 a) Zerstörte Rampe an der Grande Eau (3.11.1999). b) Spezifischer Abfluss für Q = 52 m3/s 37

Aufgrund der Untersuchung ist das Versagen der Rampe auf zwei wesentliche Faktoren zurückzuführen. Diese sind einerseits ein reduzierter Widerstand der Rampe und anderseitseine lokal erhöhte Belastung des Bauwerks infolge der komplexen Gerinnegeometrie. Die Beobachtungen des heutigen Zustandes und die Rekonstruktion der Geschichte der Blockrampe seit ihrem Bau im Jahre 1989 lassen vermuten, dass ihre Struktur nicht homogen war und dass Schwachstellen im Gefüge bestanden. Einzelne Blöcke der Rampe waren der Strömung stärker exponiert.

Die Analyse der hydraulischen Verhältnisse zeigt, dass aufgrund der komple­ xen Geometrie die Strömungsverhältnisse auf der Rampe nicht eindimen­ sional waren. Dies konnte mit Hilfe von zweidimensionalen hydraulischen Berechnungen nachgewiesen werden (Abb. 28b). Dies hat zu einer gegenüber den Bemessungsannahmen bedeutenden lokalen Erhöhung des spezifischen Abflusses geführt.

Die Erfahrungen an der Grande Eau zeigen, dass die Anwendung von ein­ fachen Stabilitätskriterien bei komplexen Strömungsverhältnissen zu einer Überschätzung der Stabilität eines Bauwerkes führen kann. Die Dimensionie­ rung derartiger Bauwerke hat somit entweder unter Berücksichtigung eines hohen Sicherheitszuschlags oder unter Verwendung geeigneter physika­ lischer oder numerischer Modelle zu erfolgen.

Studie zur Schwemmholzproblematik

Die anlässlich des Unwetters vom 15. August 1997 in Sachsein angefallenen Auftraggeber: Bundesamt grossen Schwemmholzmengen haben erneut auf das diesbezügliche Gefah­ für Wasserwirtschaft renpotenzial aufmerksam gemacht. Als Ergänzung zu Untersuchungen im Projektleiter: G.R. Bezzola Zusammenhang mit aktuellen Projekten in diversen Kantonen soll die Sachbearbeiter: Schwemmholzproblematik im Rahmen dieser Studie generell untersucht Dr. A. Hartlieb, werden. R. Hollenstein, M. Schatzmann, Die Ergebnisse aus den Fallstudien werden durch den Einbezug von Zusatz­ H.-J. Sigg, M. Weber versuchen und den Erfahrungen vergleichbarer Projekte so weit verallgemei­ nert, dass sich Möglichkeiten und Strategien zur Verringerung des Gefahren­ potenzials durch Schwemmholz ableiten lassen. Abgeklärt wird, unter welchen Bedingungen ein möglichst weitgehender Rückhalt, ein Auskämmen (Schwemmholzrückhalt bei Weiterleitung des Geschiebes) oder ein schad­ loses Weiterleiten des Schwemmholzes möglich sind.

Die Studie umfasst die folgenden sechs Module:

A) Prozessverständnis: Untersuchung der Prozesse, die zu einer Verklausung bei vertikalen und horizontalen Hindernissen führen .

Am Fallbeispiel des Riemenstaldnerbaches wurde die Durchgängigkeit der Brückenquerschnitte im Dorf Sisikon untersucht. Generelle Unter­ suchungen zu dieser Thematik werden folgen. 38

B) Erfahrungssammlung: Literaturstudium sowie Befragung von Kraft­ werksbetreibern und kantonalen Wasserbaufachstellen.

Der aktuelle Kenntnisstand bezüglich Schwemmholz im Sinne der oben beschriebenen Problematik wurde in einer Übersicht zusammen­ gefasst und in der Zeitschrift "Wasser Energie Luft" publiziert.

C) Holz- und Geschieberückhalt: Untersuchung von baulichen Mass­ nahmen für einen kombinierten Holz- und Geschieberückhalt.

Im Rahmen der Fallbeispiele Doribach Sachsein, Edisrieder- und Ewilerbäche sowie Sigetsbach (alle Sachsein) und im Zusammenhang mit dem projektierten Geschieberückhaltebecken am Kelchbach bei Naters wurden Massnahmen für einen kombinierten Holz- und Geschieberückhalt in Geschiebesammlern untersucht.

D) Auskämmen von Schwemmholz: Trennen von Geschiebe und Schwemmholz unter Ausnützung von Kurven- und Verbreiterungs­ effekten.

Im Rahmen der Fallstudie Riemenstaldnerbach wird neben der Durch­ gängigkeit der Brückenquerschnitte im Dort abgeklärt, mit welchen Massnahmen dasjenige Holz, welches bei den Brückenquerschnitten zu Verklausungen führt, oberhalb des Dories selektiv zurückgehalten werden kann. Auch zu dieser Thematik werden generelle Untersuchungen folgen.

E) Schadlose Weiterleitung: Prüfung von Möglichkeiten zur Ausrichtung von Langholz vor Engstellen.

F) Synthese

Abb. 29 Holzrückhalterechen im Geschiebesammler am Dorfbach Sachsein, welcher in Modellversuchen optimiert und im Sommer 1998 realisiert wurde (siehe auch VAW Jahresbericht 1998). 39

Werdbach Heiden

Der Werdbach bei Heiden im Kanton Appenzell wird unterhalb seines bewal­ Auftrag: Tiefbauamt des deten Einzugsgebietes am Rande des Dorfes in den sogenannten Kantons Appenzell A.Rh. Werdkanal eingedolt, welcher weiter flussabwärts in den Gstaldenbach Projektleiter: G.R. Bezzola mündet. Bei einem Unwetter am 3. Juli 1998 trat der Werdbach über die Ufer Sachbearbeiterin: und verursachte beträchtliche Schäden. Bei diesem Ereignis verlegten Dr. B. McArdell, M. Weber Schwemmholz und Geschiebeablagerungen den Rechen am Einlauf in den Werdkanal. In der Zwischenzeit wurde dieser Einlauf mit einem hydraulisch günstig geformten Anbau versehen, welcher ein Hängenbleiben von Schwemmholz verhindern soll. Zusätzlich ist ein neu konstruierter Einlaufrechen geplant. Der linksseitige Damm vor der Eindolung wurde erhöht. Er kann jedoch im Extremfall überströmt werden, wobei die seitlich entlastete Wassermenge über die Hauptstrasse direkt in den Gstaldenbach geführt werden soll. Entlang dem Fliessweg sind dafür Objektschutzmassnahmen getroffen worden. Oberhalb der Eindolung ist im Weiteren ein Grobholzrechen und ein Geschiebesammler vorgesehen.

Abb. 30 Einlaufbereich Werdkanal mit geplantem Einlaufrechen 40

An der VAW wurde in einem physikalischen Modell im Massstab 1:15 die Kapazität des Einlaufes ermittelt und die Zweckmässigkeit des geplanten Einlaufrechens getestet. Es zeigte sich, dass der Abfluss im Werdkanal durch den Querschnitt beim Einlauf limitiert wird, welcher eine maximale Abflusskapazität von rund 9.6 m3/s aufweist. Dieser Abfluss kann durch den Werdkanal abgeführt werden, sofern dort alle Hindernisse (Leitungen) entfernt werden. Bei grösseren Zuflüssen wird ein Teil seitlich entlastet.

Der geplante Einlaufrechen hat auf die Abflusskapazität und die Wasser­ spiegellage vor dem Einlauf keinen messbaren Einfluss. Schwemmholz wird jedoch nur bei kleineren Abflüssen zurückgehalten. Bei eingestautem Einlauf wird der Rechen wirkungslos. Es wird jedoch erwartet, dass in diesem Fall durch den Bau des flussaufwärtsgelegenen Grobholzrechens das Schwemmholz mit einer Länge von über einem Meter bereits weiter oben zurückgehalten wird.

Sohlensicherungen an der grossen Aare unterhalb der Staats­ schleuse lnterlaken

Auftrag: Wasser- und Im Unterwasser der Staatsschleuse lnterlaken sind nach der Wehrsanie­ Energiewirtschaftsamt rung im Jahre 1993 Sohlenerosionen aufgetreten, welche Schäden an des Kantons Bern den Ufermauern und an angrenzenden Liegenschaften zur Folge hatten. Projektleiter: G.R. Bezzola Die physikalischen Modellversuche und numerische 2-D Berechnungen Sac h bea rbeiteri n: haben gezeigt, dass die Auskolkung der Sohle vermutlich durch M. Weber asymmetrische Strömungsbedingungen begünstigt worden ist.

In der Zwischenzeit wurde die entsprechende Störung beseitigt und, die Situation unterhalb der Staatsschleuse soll umfassend saniert werden. Die Sohle am Ufermauerfuss soll dabei um mindestens einen Meter angehoben und stabilisiert werden. Im hydraulischen Modell wurden dazu 2 Sanierungsvarianten untersucht:

Bei der Variante A soll der Kolk teilweise aufgefüllt werden und die Sohle durch eine Anreicherung der Deckschicht mit grobem Material stabilisiert werden.

Bei der Variante B soll die Sohle vollständig aufgefüllt und mittels Sohl­ rippen stabilisiert werden.

Es zeigte sich, dass eine Auffüllung mit feinem Material erfolgen kann, wenn dieses durch ein offenes Deckwerk abgedeckt wird. Die Belegungs­ steine müssen so gross gewählt werden, dass sie der Strömungs­ belastung standhalten. In ihrem Strömungsschatten ist das umgebende feinere Sohlenmaterial vor Erosion geschützt. Dadurch genügt eine Bedeckung von rund 41 % der Sohlenfläche. In Ufernähe müssen die Böschungen allerdings zusätzlich mit mehreren Lagen Steinen geschützt werden.

Der Einsatz von Sohlrippen entsprechend Variante B vermag dagegen die Sohle nicht genügend zu stabilisieren. Entweder müssen die Rippen in 41

einem sehr kleinem Abstand zueinander angeordnet werden, oder die Sohle zwischen den Rippen muss zusätzlich stabilisiert werden.

Abb. 31 Froudezahlen aus den zweidimensionalen numerischen Berechnungen {links) und Strömungsbild im physikalischen Modell (rechts) bei einem Abfluss von 90 m3/s. Am unteren Bildrand sind die Wehrtore der Staatsschleuse sichtbar. Durch einen Störkörper unterhalb des rechten Wehrtores stellt sich ein asymmetrischer Fliesswechsel ein, welcher ungleichmässige Strömungsverhältnisse bis weit ins Unterwasser zur Folge hat. 42

1.4 Glaziologie

Hydro-mechanische Kopplung am Gletscherbett des Haut Glacier d'Arolla

Projekt: VAW und NERC Die erheblichen Variationen der Geschwindigkeit, die an der Oberfläche von (Natural Environment einigen Gletschern beobachtet werden (siehe dazu auch die Jahresberichte Research Council, Gross­ britannien) der VAW von 1996 und 1998), lassen sich zum grossen Teil auf Prozesse an Sachbearbeiter und der Gletschersohle zurückführen. So wird vermutet, dass insbesondere starke, Projektleiter: kurzfristige Geschwindigkeitsveränderungen zu Beginn der Schmelzperiode Dr. U.H. Fischer mit einer Umstrukturierung des subglazialen Abflusssystems im Zusammen­ hang stehen.

In Zusammenarbeit mit den Universitäten in Cambridge, Wales und Glasgow versucht die Abteilung Glaziologie genaueren Aufschluss über die basalen Prozesse zu bekommen, welche zu diesen markanten Geschwindigkeits­ schwankungen führen. So wurden im Mai auf dem Haut Glacier d'Arolla 22 Löcher durch das Eis bis ans Gletscherbrett gebohrt und mit 38 Instrumenten bestückt, um unter anderem den subglazialen Wasserdruck und die Festigkeit und Verformung der basalen Sedimentschicht zu messen.

140 (a) Subglacial Water Pressure

C: 0 120 I 100 80 I----' 1200 (b) Basal Sediment Strength 1000 ~

600

400 20~-+--+-+-"f-+-+--+-+-1-+-t--+-+-+-+--+--t--t-t-t--t--1-1-t--t--t-"l (c) Subglacial Bed Deformation

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 June

Abb. 32 Bohrlochmessungen im Ablationsgebiet des Haut Glacier d'Arolla. (a) Subglazialer Wasserdruck, dargestellt als Prozent des Schwimm­ gleichgewichts. (b) Kraft gemessen mit einem Ploughmeter, einem Instrument, welches durch die subglazialen Sedimente gezogen wird. (c) Neigung eines Inklinometers in der basalen Sedimentschicht. 43

Anhand von detaillierten Messungen der Oberflächengeschwindigkeit konnte am 5. Juni, nach heftigen Regenfällen, und am 22. Juni, nach einer Periode mit Lufttemperaturen bis zu 20°C, eine rund fünffache, zeitlich auf etwa drei bis vier Tage begrenzte Erhöhung der Geschwindigkeit über weite Teile des Ablationsgebiets festgestellt werden. Gleichzeitig wu rd e ein markanter Anstieg des subglazialen Wasserdrucks registriert (Abb. 32a), was darauf schliessen lässt, dass das subglaziale Abflusssystem nicht ausreichend ausgebildet war, um das zusätzlich und plötzlich anfallende Wasser von der Gletscheroberfläche abzuführen. Die zeitgleich gemessene Abnahme der Kraft, die auf den Ploughmeter wi rkt (Abb. 32b), wird damit gedeutet, dass der erhöhte Wasserdruck am Gletscherbrett in die darunterliegende Sediment­ schicht eingedrungen ist und diese deshalb an mechanischer Festigkeit verloren hat. Das Deformationspotential der Sedimentschicht wächst infolgedessen an, wie sich an der zunehmenden Neigungsrate der Inklino­ meter beobachten lässt (Abb. 32c). Jedoch kann mit der Sedimentverformung nur etwa 10% der Geschwindigkeitszunahme erklärt werden. Damit liegt der Schluss nahe, dass der Anstieg des subglazialen Wasserdruckes zu einer Entkopplung des Gletschers vom Bett führt und die Zunahme der Oberflächengeschwindigkeit eher auf verstärktes Gleiten an der Gletscher­ sohle zurückzuführen ist, als auf eine schnelle Verformung der basalen Sedimentschicht.

Zeitliche Entwicklung des internen Abflusssystems am Unteraar­ gletscher

Die basale Komponente der Gletscherbewegung steht in engem Zusammen­ Forschungsprojekt ETH hang mit der Existenz von flüssigem Wasser am Gletscherbett. In Projektleiter: Abhängigkeit von der Neubildung dieses Wassers einerseits und seiner Dr. U.H. Fischer und Dr. G.H. Gudmundsson Drainage andererseits bildet sich ein zeitlich variabler Wasserdruck am Doktoranden: Gletscherbett aus. Das Wasserdargebot in einem Gletscher unterliegt, in der Th. Schuler, R. Sterr Hauptsache der Schnee- und Eisschmelze folgend, einer ausgeprägten saisonalen wie auch täglichen Variabilität. Das Abflusssystem eines temperierten Gletschers stellt man sich so vor, dass ein verteiltes, wenig effizientes System, quasi als Grundzustand, konkurriert mit einem sehr effizienten Kanalsystem, das sich im l aufe der Schmelzsaison entwickelt. In diesen beiden unterschiedlichen Systemen entstehen sehr verschiedene Drucke, die unterschiedlichen Auswirkungen auf die basale Gletscher­ bewegung ist somit offensichtlich. Für ein tieferes Verständnis von ereignishaften Beschleunigungsphasen, wie sie am Unteraargletscher beobachtet werden, werden im Rahmen des Projektes dort Untersuchungen durchgeführt, die das hydrologische Ve rhalten des Gletschers charakterisieren und die Entwicklung des Abflusssystems nachvollziehen sollen.

Im Juni 1999 wurde eine Abflussmessstation am Fluss im Vorfeld des Unter­ aargletschers errichtet. Diese Anlage wurde aber leider nach etwa zwei­ wöchigem Betrieb von einer unerwartet heftigen Überschwemmung zerstört. 44

Eine erste Inspektion der Messdaten legt die Vermutung nahe, dass in der Zeit vor diesem Wasserausbruch die Bilanz aus Schmelzwasser und Abfluss nicht ausgeglichen war, dass also Wasser im oder unter dem Gletscher gespeichert wurde. Diese Speicher wären dann in der Folge eines Gewitterniederschlags an den Abfluss angeschlossen worden und hätten dieses Hochwasser mitver­ ursacht. Zur Zeit wird ein Schmelzmodell für den Unteraargletscher adaptiert, mit dessen Hilfe eine genaue Bilanzierung zur Stützung dieser Hypothese vor­ genommen werden kann. Eine Konsequenz dieser Speicherperiode für die Druckverteilung und damit für die basale Randbedingung ist in Abbildung 33

300

250 ü .s~ 200 ~ ::l gi 150 ~ C.. 100

50 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 July 1999

Abb. 33 Wasserdruckvariationen im Bohrloch 99bh04 am Unteraargletscher. Der Sensor ist in ca. 250 m Tiefe angebracht, am Ende der dargestellten Periode war das Bohrloch bis zur Oberfläche mit Wasser gefüllt.

demonstriert. Der Wasserspiegel in einem Bohrloch, das ursprünglich an ein Drainagesystem angeschlossen war, zeigt anfänglich noch Tagesschwankun­ gen des Wasserdrucks an. Kurz vor dem Ausbruch der Wassermassen (in der Nacht vom 5. auf den 6. Juli 1999) steigt der Wasserdruck bis nahe der Eis­ oberfläche an . Die folgenden Fluktuationen deuten auf eine eismechanische Tätigkeit hin, ebenso die Tatsache, dass das Loch anschliessend seine Verbindung zum Abflusssystem verloren hat. Die Bestätigung für ein solches Beschleunigungsereignis wird in den Oberflächengeschwindigkeiten des Glet­ schers zu finden sein. Eine Analyse der Oberflächenbewegungen, die mit einem automatischen Theodolit aufgezeichnet wurden, ist angelaufen. 45

Sensitivität von Oberflächengeschwindigkeiten auf Temperatur- änderungen in Blockgletschern Forschungsprojekt ETH In den meisten Blocktgletschern wird ein Horizont gefunden, in welchem der Betreuer: grösste Teil der Gesamtdeformation stattfindet. Schwankungen der Geschwin­ Dr. H. Gudmundsson digkeit an der Oberfläche werden am stärksten durch Änderungen in diesem Doktorandin: Deformationshorizont beeinflusst. Das Material in diesem Horizont ist ein Eis­ G. Leysinger Schutt Gemisch mit einer Temperatur, welche sich nahe am Schmelzpunkt befindet. Die Eigenschaften dieses Materials können sich durch eine leichte Temperaturvariation stark ändern. Die jahreszeitliche Temperaturänderung dringt bis in eine Tiefe von ca. 20 m ein. Es scheint also naheliegend, dass eine Deformationsschicht, welche weniger tief als 20 m im Blockgletscher liegt, mit ändernder Temperatur auch eine Änderung im Deformationverhalten zeigt.

Anhand von Inklinometer-Messungen und Geophysik in Bohrlöchern von Blockgletschern kann eine Deformationsschicht erkannt werden. Das Bohrloch im Blockgletscher Murte! zeigt in einer Tiefe von 28 bis 30 m einen solchen Deformationshorizont, in welchem 75% der Gesamtdeformation des Blockgletschers stattfindet. Beim Bohrloch 1 am Schafberg Pontresina wurde die Deformationsschicht in 11 bis 16 m gefunden, welche einen hohen Eisgehalt hat (bis 80%). Bei 16 m stösst man im Bohrloch auf Fels. Der Hauptteil der Deformation findet in 11 bis 13 m statt, wo man Temperatur­ änderungen von 0.4 bis 0.7° Celsius misst. Am Murtel sind konstante Oberflächengeschwindigkeiten über die Jahre gemessen worden. Am Schafberg aber variieren die Geschwindigkeiten mit der Zeit. Dies legt die Vermutung nahe, dass die Position der Deformationszone in der Tiefe für diesen Unterschied eine Erklärung bringen könnte. (Erwähnte Daten wurden von der VAW im Zeitraum 1987 bis 1999 erhoben).

-6

- 8

-10 'E ~ N ll> Qj -12 i=

-14

271.8 272.0 272.2 272.4 272.6 Temperatur [ K]

Abb. 34 Temperaturprofile der Handmessungen von 1991 bis 1999 (Daten von der VAW erhoben) 46

Das Materialverhalten wird mit dem Glen'schen Fliessgesetz beschrieben, wobei ein Parameter temperaturabhängig ist. Es wurde nun mit einem zwei­ lagigen 1-dimensionalen Modell untersucht, wie die berechnete Geschwindigkeit mit der Temperatur variiert und ob diese Variation in der Natur gemessen werden kann. Der Horizont, in welchem der Grossteil der Deformation geschieht, wurde durch eine Schicht mit verringerter Viskosität simuliert.

Im Bohrloch 1 am Schafberg wird jedes Jahr, seit 1990 von der VAW, mindestens eine Inklinometer-Messung und eine punktuelle Handmessung der Temperatur durchgeführt. Die Temperaturdaten bilden den Input für das 1- dimensionale Fliessmodell. Um die Oberflächengeschwindigkeiten mittels eines "Enhancement" Faktors zu normieren, wird die Temperatur und die Oberflächengeschwindigkeit eines Jahres benutzt. Das normierte Modell berechnet zu den restlichen Temperaturprofilen die Geschwindigkeiten. Die Variation der modellierten Oberflächengeschwindigkeit wurde mit der Variation der gemessenen Geschwindigkeiten verglichen. Der Vergleich zeigt, dass die Variationen von derselben Grössenordnung sind. Dies bestätigt die Vermutung, dass die gemessene Variation der Oberflächengeschwindigkeiten, zumindest teilweise von einer Temperaturvarianz innerhalb der Gleitschicht herrühren kann.

Tem eraturabhaen i e Geschwindi keit -6 Eichwerte an der Oberflaeche: Temperatur = 272.55999 Geschwindigkeit = 5.20202 -8

-10 I N

Q) Q; -12 i=

-14

-16

0 2 4 6 Geschwindigkeit [ cm/o]

Abb. 35 Mit dem Modell berechnete Oberflächengeschwindigkeiten zeigen eine maximale Differenz von ca 0.7 cm/a.

Die mit dem Inklinometer gemessene Deformationsrate wird über die Tiefe integriert, um die Oberflächengeschwindigkeit zu erhalten. Der Vergleich der gemessenen und der berechneten Deformationsrate über die Tiefe zeigt im unteren Bereich keine gute Übereinstimmung. Die modellierte Deformations­ rate nimmt mit der Tiefe linear zu; leicht in der Oberschicht, stark in der weichen Deformationsschicht. Das Modell kann verbessert werden durch die 47

Einführung einer dritten Schicht, welche härter als die bisherige Deformations­ schicht, aber weicher als die Oberschicht ist. Die gemessene Änderung der Deformationsrate ist sehr klein , so dass eine genaue Kenntnis der Messfehler wichtig ist. Zudem sind kontinuierliche Temperatur-Messungen über ein Jahr, im Bereich der Deformationsschicht, nötig, um den Einfluss der Temperatur auf die Bewegung genau zu bestimmen.

Im Dezember wurde am Schafberg eine bereits bestehende Thermistorenkette mit einer weiteren ergänzt, und an einen Logger angeschlossen, so dass alle 4 Stunden eine Messung durchgeführt wird. Mit diesen Messungen kann dann ein 1-dimensionales Temperaturmodell, welches eine Jahresschwankung in der Gleitschicht modelliert, normiert und überprüft werden.

Untersuchungen der Eistemperaturen am lllimani (Bolivien)

Auf dem 6'500m ü.M. hochgelegenen lllimani Gletscher wurden im Juni 1999 Projekt VAW durch die eingangs erwähnten Institute zwei 138m tiefe Kernbohrungen bis (gemeinsam mit Paul Scherrer Institut, Villigen; ans Gletscherbett durchgeführt (Abbildung 36). Universität Bern; Institut pour la recherche et le developpement Paris) Diplomand: B. Zweifel Projektleiter: Dr. M. Funk

Abb. 36 Blick vom lllimani Gipfel auf die Bohrstelle (Pfeil).

In diesen Bohrlöchern konnten die Eistemperaturen gemessen werden. Die Temperaturprofile wurden mit einem Wärmeflussmodell interpretiert, welches zeitabhängig unter der Vorgabe einer Temperaturgeschichte rechnet. Das Ergebnis zeigt, dass in den obersten 70m eine markante Erwärmung der mittleren Oberflächentemperatur von nahezu 3 Grad während der letzten Jahrzehnte stattfand. Ein Firntemperaturanstieg von rund 1 Grad konnte vor kurzem auch in den Alpen, am Celle Gnifetti im Monte Rosa Massiv, fest­ gestellt werden. Dieses Ergebnis deutet daraufhin, dass die Firntemperaturen in den Anden stärker zugenommen haben als in den Alpen. In Abbildung 37 sind die gemessenen Werte sowie die Modellresultate eingetragen. 48

-10 -9 -8 -7 -6 Temperatur (C)

Abb. 37 Die gemessenen Eistemperaturen (*). Mit der gestrichelten Linie wird ein stationäres Temperaturprofil dargestellt. Mit der Vorgabe eines Tempe­ raturanstieges an der Oberfläche von 2.9 Grad während 50 Jahren (ausge­ zogenen Linie) können die gemessenen Temperaturen recht gut erklärt werden.

Fliessverhalten von Eis bei kleinen Spannungen

Diplomand: J. Helbing Um das Fliessverhalten eines Gletschers beschreiben zu können wird in der Betreuer: Glaziologie meistens das Glensche Fliessgesetz verwendet. Es stellt die Dr. G.H. Gudmundsson Beziehung zwischen den vorherrschenden Spannungen. und den daraus 1 resultierenden Dehnungsraten dar, und hat die Form E .r = A r "- a;~d l . Wie aus dieser Gleichung ersichtlich handelt es sich um ein Potenzgesetz, was dazu führt, dass bei kleinen effektiven Spannungen 't die effektive Viskosität, als Neigung der Tangente, unendlich gross wird, siehe Abbildung 38. Dies bedeutet, dass an der Gletscheroberfläche das Eis unendlich steif wird, und so die vertikalen Geschwindigkeiten verschwinden. Trotzdem können die Horizontalgeschwindigkeiten eines Gletschers anhand des Glenschen Fliess­ gesetzes ausreichend genau berechnet werden, da diese hauptsächlich auf Eisdeformationen in der Nähe des Gletscherbettes beruhen und dort die beteiligten Schubspannungen vergleichsweise gross sind. Um die Schwäche des Gesetzes nun aufzuheben gibt es verschiedene Ansätze. Die einfachste Möglichkeit ist das Hinzuaddieren einer Konstanten y zur effektiven Spannung 't. Diese verhindert den rapiden Abfall des Potenzgliedes bei kleinen 't, übt hingegen bei grösseren 't keinen Einfluss mehr aus. Das Fliessgesetz wird nun

1 ; ij = A(r"- + r ')a~d) geschrieben. 49

0.8

"' 0.6 E ·c;;Cl 0.4 FG gamma=O,O FG gamma=0,05 FG gamma=0,1

0.0 ~~~~-~---~--~---~~-~---~ 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 epsilon

Abb. 38 Darstellung des Fliessgesetzes für verschiedene Werte des Parameters y. Die Neigungen, sprich die Viskositäten, im Ursprung sind als Geraden dargestellt. Für y=O ergibt sich eine senkrechte Tangente mit unendlich grosser Neigung. Aufgrund der Eichung der Horizontgeschwindigkeiten an der Oberfläche ergibt sich bei grösseren Spannungen eine Versteifung des Eises.

Diese einfache Form des Fliessgesetzes ermöglicht es zudem bei den Modellen der unendlich ausgedehnten Platte und des unendlich ausge­ dehnten Halbzylinders eine exakte analytische Lösung für die Geschwin­ digkeiten zu finden. Diese soll dazu dienen, die numerisch ermittelten Werte zu kontrollieren. Durch das neue Fliessgesetz ergibt sich, dass bei der Aufarbeitung für das FEM Prog ramm MARC die benötigten Zähigkeiten sich nicht direkt berechnen lassen, sondern mit Hilfe einer Iteration der effektiven Spannung 't ermittelt werden müssen, eine zusätzliche Iteration zu der die für n > 1 ohnehin durchgeführt werden muss. Es zeigt sich, dass die numerisch ermittelten und analytisch berechneten Werte sehr gut übereinstimmen. Nun konnte dazu übergegangen werden an einfachen zweidimensionalen Modellen die Wirksamkeit des Parameters y zu untersuchen. Anhand einer unendlich ausgedehnten Platte ohne "Buckel" und einer mit "Buckel" wurde die Differenz der horizontalen bzw. vertikalen Geschwindigkeiten gebildet.

0.2

C: ~ _,, - . ._., /·~+~:-,.,,,..-,...... __,_ -5, o.o ~· ------\ I ·- '----~-::_ ~ \ I -~ \ J ~ MARC gamma=O,O \ / ~ MARC gamma=0,05 \ / ~ -0.2 >-- MARC gamma=0, 1 \ } - ~ ~ j > \. :! :\"//.....

Plattenlaenge

Abb. 39 Ausschnitt des Geschwindigkeitsprofils über die Plattenlänge für verschie­ dene Werte des Parameters y 50

In Abbildung 39 sieht man deutlich eine Veränderung der Geschwindigkeiten in eine physikalisch erklärbare Richtung. Mit zunehmendem y werden bei kleinen Spannungen die Dehnungsraten vergrössert, das Eis wird weicher, so dass sich die Geschwindigkeiten vom Betrag her vergrössern müssen .. Ver­ suche im Dreidimensionalen ergeben, dass y einen unterschiedlichen Einfluss auf die vertikalen bzw. horizontalen Geschwindigkeiten ausübt. Damit ist bei Modellrechnungen ein Mittel vorhanden, um das Verhältnis der horizontalen zu den vertikalen Geschwindigkeiten zu verändern. Für die Zukunft bleiben aber noch viele Fragen, denn im Moment ist nur die programmtechnische Integra­ tion des Parameters y geglückt. Seine Grenzen und Fähigkeiten müssen aber anhand ausgedehnter Rechnungen am realen Modell und durch Vergleiche mit im Feld gemessenen Geschwindigkeiten ermittelt werden.

Unstable Alpine Permafrost: a potentially important natural hazard

ETH Mini-Poly-Projekt Das Jahr 1999 stand im Zeichen der Feldarbeiten. Dabei bilden die Bohrungen Beteiligte Institute: durch den Blockgletscher im Val Muragl den Höhepunkt. Die im Winter VAW Glaziologie: durchgeführten geophysikalischen Abklärungen dienten zur Bestimmung der Dr. D. Vonder Mühll genauen Bohrstandorte. Institut für Geotechnik: Prof. Dr. S. Springman, Im Januar wurden die idealen Wetterbedingungen für die einwöchige Seismik­ L. Arenson kampagne genutzt. Mit einem Geophonabstand von 2,5 resp. 5m wurden drei Institut für Geophysik: seismische Linien von insgesamt rund 600 m Länge aufgenommen. Als Quelle Dr. H.R. Maurer, M. Musil dienten jeweils 400 Gramm Telsit-A, wobei alle 4 resp. 5 m geschossen wurde. Die Daten wurden sowohl refraktionstomografisch (2-D) wie reflexionsseismisch ausgewertet. Die Felsoberkante wurde in einer Tiefe von 30 bis 50m bestimmt. Von besonderem Interesse war ein offenbar degradierter Teil des Blockgletschers, der kein I kaum Eis mehr zu enthalten scheint.

Die Arbeiten für die vier Bohrungen dauerten von Ende April bis Mitte Septem­ ber. Rund 25 Tonnen Material (Bohrgeräte, Kompressor, Wassertank, Container, Tiefkühltruhe, Wohnwagen, etc.) wurden anfangs Mai mit Hilfe eines Super-Pumas der Schweizer Armee von Samedan auf den Block­ gletscher geflogen. Die vier Bohrungen sollten einerseits so angeordnet sein, dass mittels geophysikalischer Cross-Hole-Messungen (Seismik, Georadar) der Untergrund dazwischen untersucht werden kann. Andererseits sollte gleichzeitig möglichst viel gefrorenes Material in Form von Bohrkernen (Durchmesser: 75mm) in ungestörtem Zustand gewonnen werden, um die geotechnischen und physikalischen Eigenschaften im Labor zu untersuchen. Das durchbohrte Material erwies sich jedoch als viel weniger eishaltig als erwartet und die Temperaturen lagen nahe bei 0°C. Die Bohrungen ergaben dann aber, dass der Anteil an grobem Festmaterial so gross war, dass die heutige Bohrtechnik keinen genügenden Erfolg zeigte. Die durch die Bohrung erzeugte Hitze konnte nicht abgeführt werden, so dass die Eismatrix schmolz. Wohl wurde rund 20 m gekernt, in der mit Solarenergie betriebenen Tiefkühltruhe gelagert und über das Findus-Lager St. Moritz nach Zürich 51

transportiert. Die Störungen sind teilweise jedoch so gross, dass die ursprüngliche Struktur nicht mehr untersucht werden kann. Die vier Bohrungen sind alle zwischen 65 und 72 m tief. In allen Löchern wurden geophysikalische Logs gefahren, um zusammen mit den Bohrungen auf die Stratigrafie schliessen zu können. In zwei Bohrlöchern wird die Deformation und die Temperatur, in einem lediglich die Temperatur gemessen.

Die ersten, sehr bemerkenswerten Resultate zeigen, dass der Permafrost im Blockgletscher lediglich rund 20m bis 25m mächtig ist und dass die schnellen Oberflächenbewegungen, welche photogrammetrisch ermittelt wurden, in einem markanten Scherhorizont in einer Tiefe von rund 15 m Tiefe stattfinden.

Abb. 40 Einsatz des Bohrgerätes im unwegsamen Gelände. Trotz Raupe wurde für die Verschiebung von einem Bohrloch zum andern der Helikopter benötigt. 52

Geophysikalische Messungen bei den PACE Bohrungen in Svalbard, Schweden, Spanien, Norwegen, Italien und in der Schweiz EU-Projekt Permafrost and Climate in Europe Im PACE-Projekt ist die VAW in Rahmen von Work Package 2 (Geophysical (PACE) Surveys) für Kartierung und Charakteristik des Permafrostes in der Nähe der Projektleiter VAW: PACE-Bohrungen verantwortlich. Dr. D. Vonder Mühll Sachbearbeiter: Verschiedene geophysikalische Methoden wurden angewendet. Abgesehen Chr. Hauck, C. Scheurle von der Ermittlung der Verbreitung ist ein weiteres wichtiges Ziel, geophysika­ lische Methoden für die Anwendung auf Permafrost zu entwickeln. Das Jahr 1999 war das eigentliche Feldarbeitsjahr in diesem dreijährigen Projekt. Bei den PACE-Bohrungen Janssonhaugen I Svalbard, EI Veleta I Spanien, Tarfala I Schweden, Stelvio I Italien, Juvvasshoe I Norwegen und Schilthorn I Schweiz kam eine Vielzahl geophysikalischer Methoden zum Einsatz. An den meisten Orten wurden die elektrische 2-D Widerstandstomographie, die Refrak­ tionsseismik sowie die Methode der elektromagnetischen Induktion (mit dem EM-31) angewendet. Die Ergebnisse wurden - sofern bereits vorhanden - mit den Bohrlochdaten und den Resultaten der Work Packages 3 (geo­ morphologische Kartierung) und 4 verglichen (Verbreitungsmodellierung).

Abb. 41 Geophysikalische Messungen in Jotunheimen (Norwegen) 53

Das Resultat einer elektrischen 2-D Widerstandstomographie ist ein zwei­ dimensionaler Querschnitt mit der Verteilung der spezifischen Widerstände des Untergrundes. Hohe spezifische Widerstände deuten auf Permafrost mit einem niedrigen ungefrorenen Wassergehalt, z.B. Blockgletscher oder Moränen mit einem hohen Eisgehalt. Bei Orten mit feinkörnigem Material (Ton, Lehm) oder an den Stellen mit einem niedrigen Eisgehalt ist es jedoch oft schwierig, das Auftreten von Permafrost durch elektrische 2-D Widerstands­ tomographie allein zu ermitteln. Die Variabilität der Widerstände kann aufgrund der Geologie grösser sein als diejenige, die temperaturbedingt ist. In diesem Fall müssen ergänzende geophysikalische Methoden wie refrak­ tionsseismische Tomographie angewendet werden. Dabei werden entlang eines Profils mehrere Schüsse aufgenommen. Eine lnversionsberechnung ergibt dann ebenfalls ein zweidimensionales Bild des Untergrundes, diesmal jedoch mit Informationen über die Verteilung der P-Wellen-Geschwindigkeit. Die kombinierte Information von den zwei Tomogrammen (Widerstand und P­ Wellen-Geschwindigkeit) lässt meist eine eindeutige Interpretation bezüglich Permafrost zu.

Messungen mit dem EM-31 Gerät (eine elektromagnetische Induktions­ methode) bilden die durchschnittliche Leitfähigkeit (= 1/Widerstand) der obersten 6m des Bodens ab. Verglichen mit der Widerstands-Geoelektrik kann mit dem EM-31 in viel kürzerer Zeit ein grosses Gebiet erfasst werden. Nachteilig wirkt sich jedoch die geringe Eindringtiefe und die fehlende Auflösung mit der Tiefe aus. Folglich müssen zusätzliche Informationen (z.B. von Bohrlöchern oder anderen geophysikalischen Methoden) herbeigezogen werden.

Mit der Anwendung dieser drei Methoden ist es möglich, die Präsenz von Permafrost zu evaluieren und zu charakterisieren. Bei Juvvasshoe in Jotun­ heimen (Norwegen) konnte die Höhe der Permafrostuntergrenze zunächst mittels EM-31 festgestellt werden. In der Übergangszone wurden beide Arten geophysikalische Tomographie angewendet, um den Wechsel von "Perma­ frost" zu "nicht Permafrost" zu erheben.

Auf ähnliche Weise konnten am Stelvio (Italien) und im Val Bever (Schweiz) dauernd gefrorene Zonen im fleckenhaft auftretenden Permafrost lokalisiert werden. Auf dem Schilthorn (Schweiz) und in der Sierra Nevada (Spanien) konnte Permafrost trotz wechselnder Geologie ermittelt werden. Zusätzlich ermöglichten verschiedene Messungen Vergleiche zwischen Blockgletschern in Svalbard, Spanien, Italien und der Schweiz.

Firntemperatur- und Energiebilanzmessungen im Monte Rosa Gebiet

Im Rahmen des EU Projektes ALPCLIM (Environmental and Climate Records EU-Projekt ALPCLIM from High Elevation Alpine Glaciers) werden mit Beteiligung von 8 Instituten Projektleiter VAW: aus Deutschland, Frankreich, Italien, Österreich und der Schweiz die hoch­ Dr. M. Hoelzle gelegenen Gletscherarchive des Monte Rosa und des Mont Blanc Gebietes Doktorand: S. Suter untersucht. Anhand von Kernbohrungen und Eisbohrkernanalysen sowie 54

durch die Messung von Bohrlochtemperaturen und Klimagrössen soll die Umwelt- und Klimageschichte Mitteleuropas über die letzten Jahrhunderte bis Jahrtausende rekonstruiert werden.

Im Mai respektive Juli 1999 konnten im Monte Rosa Gebiet auf dem Grenz­ und Lisgletscher in einem Höhenbereich von 3800 bis 4500 m ü.M. insgesamt 31 Bohrlöcher mit einem Dampfbohrer bis in eine Tiefe von 22 m gebohrt und Temperaturprofile gemessen werden. Während die 16-m Firntemperaturen auf dem Grenzgletscher eine starke Expositions- bzw. Strahlungsabhängigkeit zeigen, folgen sie auf dem südexponierten Lisgletscher eher einer Höhenab• hängigkeit. Sattel- und Gratlagen bilden eigentliche Kälteinseln aus. Die Unter­ grenze von kaltem Firn ist in N-Expositionen auf ca. 3700 m ü.M. zu finden, während sie in Südlagen gegen 4100 m ü.M. ansteigt.

200 Net Radiation Ground Heat Flux Sensible Heat Flux Latent Heat Flux 100 Residual Flux ~ E ~ E (i) f­ Ql (.) C Cll (ij CO -100

-200 .__~~~~~~~~~~~~~---'-~~~~'--~~~~----' 0: 2: 4: 6: 8: 10: 12: 14: 16: 18: 20: 22: 0: 26 27 June 1999

Time

Abb. 42 Energiebilanz für den 26. Juni 1999 am Seserjoch, 4300 m ü.M. (Monte Rosa). Während der klaren Nacht wird die stark negative Strahlungsbilanz vor allem durch den sensiblen Wärmefluss kompensiert. Während des Tages sind die Energieumsätze kleiner (Nebelbildung am Nachmittag).

Die Energiebilanzstation auf dem 4300 m hoch gelegenen Seserjoch im Monte Rosa liefert nun bereits seit September 1998 kontinuierliche Daten, wobei zwischen Ende Januar und Mitte März ein Unterbruch entstand, da die Stromversorgung zusammenbrach. Im Mai 1999 konnte ein PIR-Gerät (Precision lnfrared Radiometer) zur Messung der langweiligen Strahlung und ein 4. Niveau zur Messung der Temperatur, Feuchte und Windgeschwindigkeit installiert werden. Abbildung 42 zeigt ein Beispiel einer aus den Messdaten abgeleiteten Energiebilanz für den 26. Juni 1999. Auffallend ist die stark negative Strahlungsbilanz während der (klaren) Nacht durch Ausstrahlung und die z.T. sehr hohen turbulenten Flüsse. Die Energieumsätze über kaltem Firn scheinen sehr hoch zu sein. 55

2. LEHRE

Die Angaben in diesem Kapitel beziehen sich auf das Studienjahr 1998/99.

2.1 Professur für Wasserbau und affilierte Lehraufträge

Lehrveranstaltungen

Minor H.-E., Prof. Dr.-lng., ordentlicher Professor Abteilung für Bauingenieurwesen (Abt. 11): Diplomarbeiten im Wasserbau (11 Diplomanden, davon 1 experimentelle Arbeit Wintersemester an der VAW) 1998/99 Semesterarbeiten im Wasserbau (6 Studierende) Diplomarbeit im Wasserbau (1 Diplomand, experimentelle Arbeit an der VAW) Sommersemester 1999 Semesterarbeiten im Wasserbau (4 Studierende)

Wasserbau (Stauanlagen) 2 Std. Vorlesung im 7. Sem. Wintersemester 1 Std. Übung 1998/99 Wasserbau GZ II 4 Std.,.Vorlesung im 6. Sem. Sommersemester (inkl. Ubungen) 1999 Leitungen für Flüssigkeiten und Gase 2 Std. Vorlesung im 8. Sem. (gemeinsam mit R. Wendelspiess)

Bezzola G.R., Dipl.Bau-Ing.ETH (Lehrauftrag) Abteilung für Kulturtechnik und Vermessung (Abt. VIII) und Abteilung für Erdwissenschaften (Abt. XC): Naturgefahren, Schutzkonzepte 2 Std. Vorlesung im 7. Sem. Wintersemster (gemeinsam mit Prof. J.-F. Schneider) 1998/99

Hager W.H., Tit.Prof. Dr.Sc.rech., Dipl.Bau-Ing.ETH (Lehrauftrag) Abteilung für Bauingenieurwesen (Abt. II): Gerinnehydraulik in Abwassersystemen 2 Std. Vorlesung im 7. Sem. Wintersemester 1998/99

Jäggi M., PD Dr.Sc.rech., Dipl.Kultur-Ing.ETH (Lehrauftrag) Abteilung für Bauingenieurwesen (Abt. II), Abteilung für Kulturtechnik und Vermessung (Abt. VIII) und Abteilung für Erdwissenschaften (Abt. XC): Flussbau (Flussbau und Wildbachverbau, 2 Std. Vorlesung im 7. Sem. Wintersemester Dynamik von Flüssen und Wildbächen) 1998/99 56

Rutschmann P., Dr.Sc.Techn., Dipl.Bau-Ing.ETH (Lehrauftrag) Abteilung für Bauingenieurwesen (Abt. 11): Sommersemester Hydraulik II 2 Std. Vorlesung im 8. Sem 1999 (gemeinsam mit W. Kinzelbach) 1 Std . Übung

Volkart P. , Dr.Sc.Techn., Dipl.Bau-Ing.ETH (Lehrauftrag) Abteilung für Kulturtechnik und Vermessung (Abt. VIII): Wintersemester Wasserwirtschaft für Umweltingenieure 2 Std. Vorlesung im 5. Sem. 1998/99 (inkl. Übungen/Exkursion)

Ammann W., Dr.Sc.Techn., Dipl.Bau-lng.ETH/SIA (Lehrauftrag) Abteilung für Bauingenieurwesen (Abt. 11) , Abteilung für Kulturtechnik und Vermessung (Abt. VIII), Abteilung für Erdwissenschaften (XC) 2. Sem.-Hälfte: Sommersemester Schnee- und Lawinenmechanik 3 Std. Vorlesung im 6. Sem. 1999 bzw. Lawinenschutz (inkl. Übungen)

Epple W., Dipl. Bau-Ing.ETH (Lehrauftrag) Abteilung für Kulturtechnik und Vermessung (Abt. VIII): Wintersemester Energiewirtschaft+ Kleinwasserkraftwerke 2 Std . Vorlesung im 7. Sem. 1998/99

Exkursionen im Rahmen der Professur für Wasserbau

Exkursionen im 4.11.98 Exkursion im Fach Wasserwirtschaft (Abt. VIII , Kulturingenieure, Wintersemester Studienrichtung Umweltingenieure): 1998/99 Besichtigung des Kernkraftwerks Gösgen und des Wasserkraft­ werks Ruppoldingen. (Teilnehmer: Dr. P. Volkart, Assistenz und 24 Studierende des 5. Semesters der Abt VIII).

10.11 .98 Exkursion im Fach Wasserbau (Stauanlagen): Besichtigung der Staumauer Punt dal Gall, der Fassung Pradella und zentrale Martina. (Teilnehmer: Prof. Minor, A. Salvetti, Assistenz und 24 Studierende des 7. Semesters der Abt. II).

15.12.98 Exkursion im Fach Energiewirtschaft und Kleinwasserkraftwerke: Besichtigung eines Kleinwasserkraftwerkes (Laufkraftwerk) an der Töss in Pfungen. (Teilnehmer: W. Epple, Assistenz und 6 Studierende des 7. Seme­ sters der Abt. VIII).

18.1.99 Exkursion im Fach Flussbau: Besichtigung der Arbeiten an der Thur in Kleinandelfingen. (Teilnehmer: Dr. M. Jäggi, Assistenz und 15 Studierende des 7. Semesters der Abt. II und VIII). 57

4.2.99 Exkursion im Fach Schnee- und Lawinenmechanik: Besichtigung des Eidg. Instituts für Schnee- und Lawinenforschung SLF in Davos. (Organisation: Dr. W. Ammann, Departement Wald- und Holzforschung, Assistenz für Wasserbau; Teilnehmer: 7 Studie­ rende des 7. Semesters der Abt. II , VIII und XC, zusammen mit weiteren Studierenden der Abt. VI).

8.6.98 Exkursion im Fach Wasserbau GZ II: Exkursionen im Besichtigung der Kraftwerksbaustelle Ruppoldingen sowie des Sommersemester 1999 Rheinkraftwerk Kembs samt Schleuse. (Teilnehmer: Prof. Minor, R. Boes, Assistenz und 39 Studierende des 6. Semesters der Abt II).

24.6.98 Exkursion im Fach Leitungen für Flüssigkeiten und Gase: Besichtigung von Baustellen in der Kompressorstation Ruswil und entlang der Transitgasleitung im Entlebuch. (Teilnehmer: R. Wendelspiess, Assistenz und 2 Studierende des 8. Semesters der Abt. II).

13.-16.7.99 Assistenz-Exkursion: Baustellenbesichtigung des Pumpspeicherwerks Goldisthal in Thüringen; Besichtigung der Anlagen des Rhein-Main-Donau­ Kanals im Altmühltal sowie des Donau-Kraftwerks Vohburg, beides in Bayern. (Teilnehmer: Prof. Minor, Assistenz).

Abb. 43 Herr Hälg von den Engadiner Kraftwerke AG erläutert den Studierende des 7. Semester die Fassung Pradella (Exkursion im Fach Wasserbau Stauanlagen vom 10.11.98). 58

Diplomarbeiten

Wintersemester 10 Diplomierende wählten als Diplomarbeit das von der Professur ausgeschrie­ 1998/99 bene Vorprojekt zur Wasserkraftanlage Deriner, einem aktuellen Bauvorhaben im Nordosten der Türkei. Die Fragestellung orientierte sich an einer definitiven Projektstudie, welche die Electrowatt Engineering AG in Zürich zusammen mit ihren türkischen Partnern erarbeitet hatte. Das Ziel der Diplomarbeit bestand in der wirtschaftlich optimalen Ausnutzung des energetischen Potentials eines ca. 80 km langen Abschnittes des Coruh Flusses. Die Projektbearbeitung reichte vom Konzeptstudium über das Variantenstudium bis zum Vorprojekt. Den Abschluss bildeten ein Präsentations-Nachmittag sowie eine Ausstellung der Arbeiten, welche im Rahmen einer kleinen Vernissage eröffnet wurde.

1 Diplomand beschäftigte sich mit einer experimentellen Diplomarbeit an der VAW mit dem Titel "Modellversuche zum Thema Murgänge". In einer Förder• bandrinne untersuchte er das Fliessverhalten einer stationären Murgangwelle und insbesondere den Einfluss verschiedener Fluide. Ziel war eine bessere Einschätzung der Übertragbarkeit von Laborresultaten auf natürliche Verhält• nisse. Der Diplomand erhielt für seine Arbeit dem IM-Preis (Maggia-Preis).

Sommersemester 1 Diplomand führte eine Diplomarbeit an einem Versuchsstand der VAW zum 1999 Thema "Skisprung - Modeme Anordnung" durch. Die Besonderheit lag im konvergierenden Abschlussbereich des Skisprungs, welcher den Strahl besser auffächern soll. Zu untersuchen waren die hydraulischen Bedingungen im Zufluss und in der Strahlgeometrie sowie die Kalkcharakteristika. Auch dieser Diplomand präsentierte die Ergebnisse seiner Arbeit in Form eines Referats.

Semesterarbeiten

Wintersemester Thema der Semesterarbeiten im Wintersemester 1998/99 war die Wasser­ 1998/99 kraftanlage Kukule in Sri Lanka. Die Grundlagen des im Bau befindlichen Projekts stellte die Electrowatt Engineering AG zur Verfügung, welche an der Planung massgeblich beteiligt ist. Den Studierende wurde die Aufgabe gestellt, einen gegebenen Abschnitt des Kukule Flusses wirtschaftlich optimal zu nutzen. Zu diesem Zweck war die gesamte Planung vom Konzeptstudium über das Variantenstudium bis zum Vorprojekt zu durchlaufen.

Die Arbeit wurde in Zweiergruppen durchgeführt. 6 Studierende befassten sich mit diesem Projekt.

Die Assistenz beteiligte sich ausserdem an der Semesterarbeit "Arteplage Biel", welche die Professur für Stahlbau herausgab. Der wasserbauliche Beitrag betraf vor allem die Abschätzung der angreifenden Wellenlasten. Auch auch Schiffsstoss-Probleme wurden gestreift. 4 Studierende wählten dieses Projekt.

Alle Semesterarbeiten wurden ebenfalls von den Studierenden präsentiert.

Som mersemster Mit der Semesterarbeit Deriner beschäftigten sich 4 Studierende. Die Arbeit 1999 wurde in Zweiergruppen durchgeführt. 59

Abb. 44 Pumpspeicherwerk Goldisthal: Die Professur studiert die Baustelle des Unterbeckens (Assistenzexkursion vom 13.-16.6.98).

Von der Professur herausgegebene Vorlesungstexte Skripte

Minor: Wasserbau, ergänzende Texte provisorisch

Minor: Wasserbau (Stauanlagen) Textbuch

Volkart: Wasserwirtschaft {für Abt. VII I: Umweltingenieure) Textbuch

Jäggi: Flussbau Textbuch

Salm, et al.: Schnee, Lawinen und Lawinenschutz Textbuch

Vischer, Schneider: Naturgefahren, Schutzkonzepte provisorisch

Minor, Wendelspiess: Leitungen für Flüssigkeiten und Gase provisorisch

2.2 Lehraufträge für Glaziologie an der ETHZ

Abteilungen Erdwissenschaften (XC) und Physik (IX) Wintersemester 1998/99 Physik der Gletscher 3 Std. Vorlesung 5.+7.Sem. G.H. Gudmundsson inkl. Übungen

Angewandte Glaziologie I 1 Std. Vorlesung 5.+7.Sem. M. Funk, W. Haeberli inkl. Übungen

Seminar in Glaziologie 1 Std. 7. Sem. G. H. Gudmundsson, U.H. Fischer 60

Abteilung Erdwissenschaften (XC)

Glaziologie I: Gletscher und Permafrost 2 Std. Vorlesung 5.+7.Sem. U.H. Fischer, W. Haeberli, M. Hölzle, inkl. Übungen D. Vonder Mühll

Selbst. Arbeiten, Praktikum in Glaziologie 8 Std. gesamt 6.-8. Sem. H. Bösch, U.H. Fischer, M. Funk, G.H. Gudmundsson, W. Haeberli, M. Hölzle, A. Kääb, D. Vonder Mühll

Geomorphologie: Seminar Mittelland 2 Std. 6.-8. Sem. W. Haeberli, H.P. Holzhauser 0. Keller, M. Hölzle, D. Vonder Mühll

Sommersemester 1999 Abteilung Erdwissenschaften (XC) Selbst. Arbeiten, Praktikum in Glaziologie 8 Std. gesamt 6.-8. Sem. H. Bösch, U.H. Fischer, M. Funk, G.H. Gudmundsson, W. Haeberli, M. Hölzle, D. Vonder Mühll

Geomorphologie: Seminar Mittelland 2 Std. 6.-8. Sem. W. Haeberli, H.P. Holzhauser 0. Keller, M. Hölzle, D. Vonder Mühll

Diplomarbeiten

Diplomarbeiten M. Vonmoos: Auswirkungen basaler Störungen auf das Geschwindigkeitsfeld und die Oberfläche eines Gletschers (Betreuer: G.H. Gudmundsson)

A. Bassi: Mesungen der Oberflächengeschwindigkeitaänderungen des Unter­ aargletschers mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung (Betreuer: G.H. Gudmundsson)

M. Fuchs und A. Huwiler: Glaziologische und geomorphologische Untersuchun­ gen an einem Kargletscher und seinem Vorfeld im Gebier Gruben (Saas Baien, Wallis). (Betreuuer: M. Funk, A. Kääb, D. Vonder Mühll).

2.3 Diverses

Vonder Mühll D. Dr. Dipl.Geophys. ETH: 'Glacial and periglacial processes'. University Courses in Svalbard, UNIS Longyeubyen, Blockkurs, 1.-9. März/April 19998 gemeinsam mit Etzelmüller, B., Hamrau, S.E. und 01gard, R.

Volkart P. Dr. Dipl.Bau-Ing. ETH: Hochschule Technik und Architektur Luzern (Horw), Inspektor und Diplomexperte für das Fach 'Hydraulik'. 61

3.VERANSTALTUNGEN

3.1 Fachtagung "Naturgefahren: Gletscher und Permafrost"

Die Fachtagung "Naturgefahren: Gletscher und Permafrost, Übersicht aus Fachtagung Forschung und Praxis" wurde von der VAW am 29. März 1999 in Zusammen­ Gletscher und Permafrost arbeit mit der CENAT (Natural Hazards Competence Centre) in Zürich 29.3.1999 organisiert. Klimaänderungen und extreme Witterungsbedingungen können Gletscher- und Permafrost-Prozesse stark beeinflussen. Bei der Beurteilung dieser Prozesse stehen nicht selten Fragen der Risikoabschätzung beispielsweise im Zusammenhang mit Gletscherstürzen und Wasseraus­ brüchen im Zentrum der Untersuchungen. In der Praxis ist oft nur eine auf wenige Tage oder sogar Stunden gültige Prognose brauchbar. Solchen Anforderungen kann aber nur selten entsprochen werden. Ein Grund dafür liegt in der schwierigen Modellierbarkeit der Prozesse mit dem Mangel an Ereignissen zur Verifizierung. Dies ist bedingt duch das seltene Auftreten von gut auswertbaren Ereignissen. Die Fachtagung bot in 4 Sessionen theoretische und praktische Erfahrungen im Umgang mit diesen Naturgefahren im Hochgebirge und den Auswirkungen auf potentiell gefährdete Objekte.

3.2 Tagung "Gletscherbeobachtung im 21. Jahrhundert"

Zusammen mit der Glaziologischen Kommission (GK) der Schweizerischen Gletscherbeobachtung im Akademie der Naturwissenschaften (SANW) organisierte die VAW für die 21. Jahrhundert 24.6.1999 schweizerischen Gletscherbeobachter eine Tagung am 24. Juni 1999. Dabei nahmen mehr als 40 Beobachter aus den verschiedensten Gebirgskantonen teil. Die Tagung wurde durch M. Hölzle (VAW) und R. Delaloye (Universität Friborg) geleitet. Unter dem Titel "Gletscherbeobachtung im 21. Jahrhundert konnte folgendes Programm präsentiert werden:

Gäggeler H. Begrüssung und Einleitung

Hölzle, M. Das schweizerische Gletschermessnetz

Maisch, M. Vergletscherung in den Schweizer Alpen: 1850, Heute, 21 . Jahrhundert

Klauser H.-P. Gletscherbeobachtung am Fusse des höchsten Glarners

Funk, M. La mesure des bilans de masse en Suisse

Bösch, H. Messtechniken zur Erfassung von Gletscherveränderungen

Haeberli, W. Strategies mondiales d'observation de glaciers

Frauenfelder, R. Ausgewählte Analysen und Resultate der weltweiten Gletscherbeobachtung

Hölzle, M. Zur zukünftigen Organisation des Messnetzes 62

3.3 lnt. Symposium "Verificaiton of Cryospheric Models" lnt. Symposium Die VAW war Co-Organisator des Symposiums und Organisator der Pre­ Verification of Symposium Tour zum Unteraargletscher des Symposiums der International Cryospheric Models 16.-20.8.1999 Glaciological Society "Verification of Cryospheric Models: Bringing Data and Modeling Scientists Together", vom 16. - 20. August 1999 in Zürich.

Die Exkursion zum Unteraargletscher am 13. und 14. August 1999 führte nach der Überquerung des Grimselsees vom Zungenende zum Zusammenfluss von Finsteraar- und Lauteraargletscher. Dabei wurden die Messeinrichtungen im Gletschervorfeld und bei der VAW-Bohrstelle sowie die GPS-Messstationen und der automatische Theodolit vorgestellt. Die Exkursionsteilnehmer erhielten so vor Ort einen umfassenden Überblick über das laufende Forschungsprojekt auf dem Unteraargletscher. Ein gemütliches Käsefondue in der Lauteraarhütte des SAC und Erzählungen von Prof. Hans Röthlisberger über historische Forschungsarbeiten auf dem Unteraargletscher haben die Exkursion abge­ rundet.

Abb. 45 Hilmar Gudmundsson erklärt den Teilnehmenden der Pre-Symposium Tour die Funktionsweise des automatischen Theodolits auf dem Unteraargletscher

3.4 Annual Meeting of the Swiss ERCOFTAC Pilot Center

Die Jahresversammlung des Leohard Euler Pilot-Zentrums (LEC), das Schweizerische Pilot-Zentrum des ERCOFTAC· (European Research on Flow Turbulence and Combustion), fand am 5. November 1999 an der VAW statt. Rund 50 Teilnehmer, vorwiegend aus der Schweiz, besuchten die Vorträge mit Schwerpunktthema "Multiphase Flow". Als Gastreferenten waren Prof. Y. 63

Matsumoto von der University of Tokyo sowie Prof. M. Ungarish vom Technion in Haifa eingeladen worden. Die übrigen acht Referenten stammten aus der Schweiz. Der gute Besuch der Jahrestagung zeigt, dass das Thema "Multiphase Flow" sowohl an der Hochschule als auch in der Industrie von brennendem Interesse ist.

Im Anschluss an die Veranstaltung wurde die Sitzung des "scientific committee" des LEC durchgeführt.

3.5 Öffentliche Kolloquien an der VA W

19.01 .99 Margreth, S., Dipl.Bau-Ing.ETH Wintersemester Eidg. Institut für Schnee- und Lawinenforschung, Davos 1998/99 Lawinenschutz: Erfahrungen mit bewährten und neuen Techniken im In- und Ausland

13.04.99 Fäh , R., Dr. Sommersemester Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, 1999 ETH Zürich Vorstreckung des Alpenrheins: Numerische Simulation der Delta­ entwicklung

04.05.99 Bremen, R. , Dr. Lombardi AG , Minusio-Locarno Stauhaltung Chixoy, Guatemala: Anpassung der Hochwasser­ entlastung

01.06.99 Müller, D., Dr. Colenco Power Engineering AG , Baden Hochwasserschutz und Renaturierung an der Suhre/Muhen

29.06.99 Horlacher, H.-B., Univ.Prof. Dr.- lng. habil. Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik, Tech­ nische Universität Dresden, Deutschland Hydraulische Probleme bei der Instandsetzung von Trinkwasser­ talsperren

19.10.99 Kesselring, P., Dipl.Ing. Wintersemester Kraftübertragung Rheinfelden AG, Rheinfelden, Deutschland 1999/2000 Praktische Erfahrungen mit Einlaufrechen

16.11 .99 Stöckli, P. , Dipl.Bau-Ing.ETH IBA, Ingenieurbüro für bauliche Anlagen, Zürich Limmatwerk Wettingen, Erneuerung der Anlagen und der Konzes­ sion

14.12.99 lseli, Ch., Dipl.Forsting. ETH lseli & Böriger, Biel Uferschutzmassnahmen am Bielersee 64

4. PERSONELLES

Besondere Ereignisse Dienstjubiläen Bruno Schmid 01. April 30 Jahre Bernard Cuche 01. Juli 20 Jahre

Eintritte Schuler Thomas, Dipl. Hydrologe, Doktorand 1.Januar99 Hartlieb Arnd, Dr.-lng., wiss. Mitarbeiter 1. Mai 99 Laemmel Myriam, Sekretärin 1 . September 99 Leysinger Gwendolin, Dipl.Natw.ETH, Doktorandin 1. April 99 Zimmermann Frank, Dipl.Bau-Ing., Assistent 1. Juli 98

Austritte Heinzelmann, Karl, Theoret. Phys., wiss. Mitarbeiter 31 . März 99 Speerli, Jürg, Dr. Dipl.-Bau.lng.ETH, Chef Abt. Wasserbau 15. April 99 Hunzinger, Lukas, Dr., Dipl. Kultur-Ing.ETH, Gruppenchef 30. April 99 Pensionierung Raemy, Felix, Dr., Dipl.Bau-Ing.ETH, Ingenieur 31. Juli 99 Pensionierung a Marca de Donaz, Silvia, Sekretärin 31. Juli 99 Blaser, Frank, Dipl.Bau-Ing.ETH, Doktorand 31. Oktober 99 Haller, Rene, Dipl.Bau-Ing.ETH, Assistent 31. Oktober 99 Wegmann, Matthias, Dr. Dipl.Natw.ETH 31. Oktober 99 Lüthi, Martin, Dr. Dipl.Phys. ETH , Doktorand 30. November 99 Hartlieb Arnd, Dr.-lng., wiss. Mitarbeiter 31. Dezember 99

Abschluss von Doktorarbeiten

Promotionen Tognacca Ch., "Beitrag zur Untersuchung der Entstehungsmechanismen von Murgängen" Referent: Prof. Dr. H.-E. Minor; Korreferenten: Prof. Dr. T.R.H. Davies, Environmental Management and Design Division, Lincoln University, Canterbury, New Zealand; G.R. Bezzola, VAW

Akademische Gäste

Dr. Giuseppe Oliveto, Universita della Basilicata, Potenza, Italien, 31.1.-27.3.99 und 7.6.-3.7.1999.

Prof. Dr. Eric de Sturler, University of lllinois, USA, 22.7.-1.8.1999

Dr. Corrado Gisonni, Universita di Napoli, Italien, 20.9. - 23.10.1999

Dr. Phil R. Porter, University of Leeds, Leeds, U.K. , 11.-17.10.99

Prof. Gustavo Cordoba, Universidad de Narino, Columbia, 13.10.-20. 11 .1999 65

ANHANG

A.1 Grundlagenforschung

Hydraulik

Brückenkalk (gemeinsam mit der Universita della Basilicata, Italien) Projekte 'Hydraulik'

Talsperrenbruchwelle im rauhen Kanal (SNF-Projekt)

Grosskaskaden (SNF-Projekt) lnitialphase von Impulswellen (SNF-Projekt)

Abflussmessstelle bei Extremereignissen {ETH-Projekt)

Deflektoreffekt auf Skisprüngen (abgeschlossen)

Tornadowirkel in Absetzbecken

Geschichte der Hydraulik

Wastewater hydraulics (Buchwerk, abgeschlossen)

IDNDR Report Disaster Resilient lnfrastructure, UNESCO (abgeschlossen)

IRMA Hochwasser - Notfallplanung

Berechnung von schiessenden Strömungen in Kanal- und Rohrvereinigungen unter Berücksichtigung des Lufteintrages (SN F-Projekt)

Numerische Simulation von Extremereignissen an Abflussmessstationen (SNF­ Projekt)

Numerische Simulation von Murgängen, Hilfestellung für WSL Birmensdorf

Numerische Simulation von Flusssystemen mit beweglicher Sohle (FLORIS, Stromröhrenmodell)

Wasserbau

Unterströmte Schützen, Numerik Projekte 'Wasserbau'

Laser-Doppler-Anemometrie in der angewandten Hydromechanik, gekoppelte LDA-Geschwindigkeits- und Druckmessungen

Numerische Simulation der Strömungen um Stäbe und Stabgitter

Dynamische Strömungsvorgänge in Stollen und an Grundablässen

Wasser-Luft-Gemisch in Strömungen des Wasserbaus

Energieverluste bei Einlaufrechen von Flusskraftwerken

Dichteströmung im Nahfeld von Räumern in Nachklärbecken, NKB III

Vollschlagen von Stollen und grossen Leitungen 66

Flussbau

Projekte 'Flussbau' Fliesswiderstand und Sohlenstabilität in Gebirgsflüssen

Entstehung von Murgängen

Numerische Simulation von Murgängen

Geschiebetransport in mit Wildbachsperren verbauten Gerinnen

Morphological Dynamics in Braided Rivers

Buhnen

Computational River Mechanics - Simulation der Entwicklung von Sohlenformen mit Hilfe des zweidimensionalen Computerprogramms 2dmb

Weiterentwicklung des Computerprogramms MORMO zur Berechnung der Sohlenentwicklung und des Geschiebetransports in Flüssen

Einsatz von Ersatzmaterialien in physikalischen Modellen zur Nachbildung von Feinsedimenten

Erosionsschutz von Seeufern

Schwemmholz - Rückhalt, Auskämmung, schadlose Weiterleitung

Neue Versuchsrinne für Grundlagenforschung im Flussbau

Glaziologie

Projekte 'Glaziologie' Hydrologische und glaziologische Untersuchungen in vergletscherten Ein­ zugsgebieten (in Zusammenarbeit mit dem Institut für Hydromechanik und Wasserwirtschaft der ETH)

G letscherbeobachtungsmessnetz: - Teilprojekt VAW: Messungen an den Gletschern Aletsch, Gries, Silvretta, Plattalva

- Teilprojekt Glaziologische Kommission: Messungen an Gletscherzungen, Organisation und Auswertung der Erhebungen am Beobachtungsnetz, Redaktion der Gletscherberichte, Öffentlichkeitsarbeit

Unterhalt der Gletscher-Datenbank

World Glacier Monitoring Service (WGMS): Aufarbeitung der weltweiten Glet­ scherdaten (zusammen mit dem Geographischen Institut der Universität Zürich)

Permafrostbeobachtungsmessnetz: Messungen der Tempartur sowie der horizontalen und vertikalen Deformation in den Bohrlöchern im kriechenden Permafrost

Pegel-Messungen im Jungfraufirngebiet

Geophysik auf Permafrost, insbesondere DG-Widerstands-Tomographie

Aufbau des Schweizer Permafrost Beobachtungsnetzes PERMOS

Permafrost and Climate in Europe (PACE) 67

Unstable Alpine Permafrost: A potentially important natural hazzard

Geophysikalische Feldmessungen in Italien (Valtellina), Spanien (Sierra Nevada) und der Schweiz (Oberengadin, Schilthorn, Zermatt) im Rahmen von PACE

Testmessungen mit einem Mikrowellenradiometer zur Bestimmung der BTS

Refraktions- und Reflexionsseismik auf dem Blockgletscher Muragl

Untersuchung der Gletschermechanik des Unteraargletschers

Laser-scanner Experimente auf dem Unteraargletscher (in Zusammenarbeit mit dem Institut für Geodäsie der ETH)

Bestimmung der Massenbilanz vom Unteraargletscher mit indirekten Methoden

GPS-Messungen der Oberflächengeschwindigkeiten des Unteraargletschers

Abfluss subglazialer Kanäle am Unteraargletscher

Modellierungen und Feldmessungen des Fliessverhaltens des Vatnajökull, Island

Theoretische Untersuchungen des Einflusses von Bettunebenheiten auf die Eisdeformation

Hydromechanische Kopplungsprozesse am Gletscherbett

Numerische Untersuchungen des Einflusses von Temperaturänderungen auf die Fliessgeschwindigkeit eines Blockgletschers

Subglaziale hydrologische Prozesse und deren Einfluss auf die Dynamik von alpinen Gletschern

Zeitliche Entwicklung der Struktur von subglazialen Sedimenten

Jahreszeitliche Entwicklung der Morphologie des subglazialen Abflusses

Eisdynamische Untersuchungen am Fiescher Sattel (in Zusammenarbeit mit dem Paul Scherrer Institut und der Universität Bern)

Glaziologische Abklärungen für Kernbohrungen in den Anden (in Zusam­ menarbeit mit dem Paul Scherrer Institut und der Universität Bern)

Kalbungsprozesse von arktischen Gletschern (in Zusammenarbeit mit dem Geographischen Institut der ETH)

A.2 Angewandte Forschung

Hydraulik

Bundesamt für Wasser und Geologie, Siel: Vorabklärung zur Studie "Möglichkeiten der baulichen und raumplanerischen Aufträge 'Hydraulik' Vorsorge bei extremen seltenen Hochwassern" 68

ATV, Deutschland: Schiessender Abfluss in Krümmerschächten

Verbundgesellschaft AG, Wien, Oesterreich: Erweiterung des mathematischen Modells FLORIS (abgeschlossen)

Internationale Rheinregulierung, Lustenau, Österreich: Numerisches Modell des Vorstreckungsprojektes des Alpenrheins im Bodensee (abgeschlossen)

Schutzgenossenschaft Renggbach, Luzern: Überflutungsszenarien von Kriens, Luzern und Horw (abgeschlossen

Wasserbau

Aufträge 'Wasserbau' PSEL Projekt TBF, Wildegg: Betonabrasion in hydraulischen Systemen von Wasserkraftanlagen

Vereinigung Deutscher Elektrizitätswerke (VDEW): Rechenverluste bei Niederdruckanlagen, Naturmessungen, Modellversuche und numerische Simulationen

Tiroler Wasserkraftwerke AG (TIWAG), Innsbruck, Österreich: lnnkraftwerk Langkampfen, Schwingungsuntersuchungen für die Wehrschützen und den Einlaufrechen, Modellversuche (abgeschlossen)

Gemeinde Vechingen, BE: Hochwasserschutz Stämpbach, Beratung (abgeschlossen)

Bächtold AG, AZP, Zürich Entlastungskanal Wankdorf-Aare, Beratung (abgeschlossen)

Ingenieurbüro Gebr. Hunziker AG, Winterthur: Numerische Simulation der Nachklärbeckenströmung der ARA Au, SG (abgeschlossen)

Tiefbauamt Luzern: Entlastungskanal Willisau, Beratung

Gemeinde Jenins, EW Jenins: Wasserfassung Alpbach, Sanierung, Gutachten (abgeschlossen)

Electrowatt Engineering AG, Zürich San Roque Spillway Aerator, Beratung (abgeschlossen)

von Moos Stahl AG: Strömunsgmodellierung in einem Tundish, Modellversuche (abgeschlossen)

Verkehrs-, Bau- und Umweltdepartement Kt. Wallis: Hochwasserentlastung Kelchbach, Wirbelfallschacht und Toskammer, Modell­ versuche (abgeschlossen)

Städtische Werke Luzern: Optimierung KW Mühlenplatz, Modellversuche (abgeschlossen) 69

Tiefbauamt Kt. Basel Stadt: Düker Allschwilerbach, Beratung und Modellversuche (abgeschlossen)

Monopol AG: Rauhigkeitsmessung bei Druckrohren mit verschiedenen Farbanstrichen (abgeschlossen)

IBA, Zürich: KW Wettingen, wasserbauliche Machbarkeitsversuche

Aqua-System, Winterthur: Absetzbecken, ARA Lyss, Gutachten

IUB AG , Bern: KW Rüchlig, Stauschwall, Naturmessung, numerische Berechnung

Ruhrverband, Essen, Deutschland: Überprüfung der Schwingungssicherheit der Grundablassrechen der Möhnetalsperre, Gutachten

GSB Acero SA, Spanien: Tundish IVm Strömungsmodell

BKW Bern, PSEL, Olten: KW Mühleberg, Grundablassstollen, Naturmessung industrielle Werke Basel: Sanierung der Stauanlage Schliesse an der Wiese, wasserbauliche Versuche

Entsorgung und Recycling, Zürich: Bauwerke Glatt zur Sanierung der Abwasser Zürich Nord, wasserbauliche Versuche und Beratung

Oberingenieurkreis III, Bern: Verbauung der Schüss nach der Taubenlochschlucht in Siel, Beratung

Baudepartement Kanton Aargau: Sanierung Dorfbach Spreitenbach, Beratung

IUB AG , Bern: Verbauung der Worble in Worblaufen, Beratung

Amt für Gewässerschutz und Abfallwirtschaft Bern und Aquawet, Gümligen: ARA Langental, Durchflussmessung, Beratung

Amt für Umweltschutz, Luzern, Gemeinde Littau: Hochwasserentlastung Bodenhof, Kleine Emme, Beratung

Oekag, Luzern: Fluid Control, Regenwasser-Vorlaufabscheider, Beratung (abgeschlossen)

Tiefbauamt Uri, Abt. Wasserbau, Altdorf: Entlastung Reuss Andermatt, Baulos 1, Beratung in der Bauphase

Teysseire & Gandolfi AG, Visp: Hochwasserentlastung Vispa, Beratung 70

SF DRS, MTW: Gefährliche Flussüberfälle

tagmar AG, Dagmarsellen: Fischtreppe Wigger, Langnau, Beratung

Fäh AG, Glarus: KW Weidmann, Mitlödi, Wehrausrüstung, Beratung

Flussbau

Aufträge 'Flussbau' Internationale Rheinregulierung: Hydraulisches Modell des Vorstreckungsprojekts des Alpenrheins in den Bodensee

Bundesamt für Wasser und Geologie: Integrale Studie zur Schwemmholzproblematik

Bundesamt für Wasser und Geologie: Studie "Möglichkeiten der baulichen und raumplanerischen Vorsorge bei extremen seltenen Hochwassern"

Bundesamt für Wasser und Geologie: Sigetsbach Sachsein, Modellversuche zum kombinierten Geschiebe- und Holzrückhalt (abgeschlossen)

Bundesamt für Wasser und Geologie: Untersuchung der Ursachen für die Zerstörung der Blockrampe an der Grande Eau (abgeschlossen)

Bundesamt für Wasser und Geologie: Stämpach Boll, Stellungnahme zum Hochwasserschutzprojekt (abgeschlossen)

Bundesamt für Wasser und Geologie: Beratung des Büros Basler & Hofmann bei der Erarbeitung eines Berichts über Rauhigkeitsbeiwerte in Fliessgewässern

Bundesamt für Wasser und Geologie: Definition der flussbaulichen Randbedingungen fü r Einbauten in den Flussraum der Sihl im Zusammenhang mit der eventuellen Erweiterung des Landesmuseums (abgeschlossen)

Tiefbauamt des Kantons Appenzell A.R.: Werdbach Heiden, Stellungnahme zum Hochwasserschutzprojekt (abgeschlossen)

Tiefbauamt des Kantons Appenzell A.R.: Werdbach Heiden, Hydraulische Modellversuche zum Einlaufbereich Hirschen (abgeschlossen)

Tiefbauamt des Kantons Appenzell A.R.: Hubbach Herisau, Berechnung der Kapazität der Kanalstrecke (abgeschlossen) 71

Wasser- und Energiewirtschaftsamt des Kantons Bern: Staatsschleuse lnterlaken, Modellversuche zu Sohlensicherungsmassnahmen in der Grossen Aare (abgeschlossen)

Kanton Graubünden: Prüfung des Wehrreglements des Kraftwerks Reichenau, numerische Simulation (abgeschlossen)

Amt für Energie des Kantons Graubünden: Stellungnahme zu Fragen im Zusammenhang mit dem Wehrreglement des Kraftwerks Reichenau (abgeschlossen)

Tiefbauamt des Kantons Graubünden: Maschänserrüfe, Modellversuche zur Erhöhung der Geschiebedurchgängigkeit des Sammlers an der Maschänserrüfe

Tiefbauamt des Kantons Graubünden: Sohlensicherungsmassnahmen im Alpenrhein, numerische Simulation (abgeschlossen)

Tiefbauamt des Kantons Luzern: Rotbach Flühli, numerische Simulation und Beratung zur Geschiebebewirtschaftung (abgeschlossen)

Amt für Tiefbau des Kantons Uri: Riemenstaldnerbach, Modellversuche zur Gefährdung durch Schwemmholz und zum Rückhalt von Schwemmholz

Amt für Tiefbau des Kantons Uri: Reussbrücken N2, Risikoanalyse (abgeschlossen)

Entreprise de correction de la rive sud du lac de Neuchätel, Canton de Vaud: Participation au groupe de travail "erosion" qui s'occupe de la protection de cette rive

Verkehrs-, Bau- und Umweltdepartement des Kantons Wallis: Kelchbach Naters, Modellversuche zur Hochwasserentlastung (abgeschlossen)

Dienststelle für Strassen- und Flussbau des Kantons Wallis: lllgraben, Modellversuche zur Neugestaltung des lllgrabens in den Rotten und zur Ausleitung von Murgängen im Kegelbereich

Dienststelle für Strassen- und Flussbau des Kantons Wallis: Dala Leukerbad, Modellversuche zur Sohlenstabilisierung (abgeschlossen)

Gemeinde Beckenried: Lielibach, Studie zum Geschiebetransport im Unterlauf

Gemeinde Grono: Grobbeurteilung der Auswirkungen des Felssturzes in die Calancasca (abgeschlossen)

Politische Gemeinde Wattwil: Thur Wattwil, Untersuchung der flussbaulichen Funktion der Schleuse Stadtbrugg 72

Renggbachschutzgenossenschaft: Risikoanalyse Renggbach (in Zusammenarbeit mit der Abteilung Glaziologie und dem Institut für Hydromechanik und Wasserwirtschaft der ETHZ) (abgeschlossen)

Wasserbauverband Obere Gürbe: Grobbeurteilung des Holzrückhalterechens an der Gürbe

Wuhrgenossenschaft Edisrieder- und Ewilerbäche: Sachsler Wildbäche, Modellversuche zum Holzrückhalt in Geschiebesammlern (abgeschlossen)

Wuhrgenossenschaft Westliche Sarnersee-Wildbäche: Steinibach Giswil, Überprüfung der Auswirkung eines Hochwasserrückhaltebeckens auf die Erosionstätigkeit (in Zusammenarbeit mit dem Institut für Hydromechanik und Wasserwirtschaft der ETHZ) (abgeschlossen)

Gebäudeversicherung des Kantons St. Gallen: Beurteilung der Uferstabilität an der Sitter im Bereich des Schlipfs Oberegg (abgeschlossen)

KBM Bureau d'ingenieurs civils SA, Sion: Beratung im Rahmen des Gesamtprojekts "Pfynwald"

Edy Toscano AG: Stellungnahme zu den Sofortmassnahmen zur Sicherung des linken Ufers im Unterwasser des Limmatwehrs Dietikon (abgeschlossen)

Schubiger AG, Bauingenieure: Dynamische Belastungseinwirkung auf Tragwerke infolge von Murgängen, Beratung (abgeschlossen)

Glaziologie

Aufträge 'Glaziologie' Kraftwerke Aegina AG , Ulrichen, durch Maggia Kraftwerke AG, Locarno, und Alusuisse, Zürich: Überwachung des Griesgletschers

Forces Motrices de Mauvoisin SA, Sion/Laufenburg: Fragen im Zusammenhang mit der Sicherheit der Stauanlage Mauvoisin in Bezug auf Gletscherstürze und Massenhaushalt des Glacier de Gietro

Forces Motrices de Mauvoisin SA, Sion/Laufenburg: Massenhaushalt und Bewegung im Zungengebiet des Glacier de Corbassiere

Kraftwerk Mattmark AG , Sion/Zürich: Untersuchung der hydrologischen und glaziologischen Verhältnisse im Matt­ markgebiet

Jungfraubahn AG , lnterlaken: Eissturzgefahr Mönch-Süd 73

Jungfraubahn AG, lnterlaken: Eissturzgefahr Eiger-West

Gemeinde Saas Fee: Othmarhang: glaziologische Abklärungen im Zusammenhang mit dem Bau eines Staubeckens

Kanton Wallis: Erstellung eines Inventars von gefährlichen Gletschern im Kanton Wallis

Gemeinde Grindelwald: Gutzgletscher: Beratung bei der Eislawinenproblematik

Gemeinde Kriens: Renggbach: geomorphologische Analyse im Einzugsgebiet

Landeshydrologie und -geologie, Bern: Hydrologischer Atlas der Schweiz, Tafel 3.9 Permafrost

A.3 Mitarbeit in Kommissionen

Konferenz für Hochwasserschutz, Mitglied Bezzola, G.R.

International Glaciological Society, Scientific Editor for Annals of Glaciology, Fischer, U.H . Band 28

Glaziologische Kommission der SANW, Mitglied Funk, M.

Schweiz. Landeskomitee IUGG (International Union of Geodesy and Geo- physics), Mitglied

Bergführerkommission des SAG, Mitglied

International Glaciological Society, Scientific Editor für Annals of Glaciology, Gudmundsson G.H. Band 31

American Society of Civil Engineers (ASCE), Journal of Hydraulic Engineering, Hager, W.H. Reviewer

American Society of Civil Engineers (ASCE), Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Reviewer

International Association for Hydraulic Research (IAHR), Journal of Hydraulic Research, member of Editorial Board

Abwassertechnische Vereinigung (ATV), Kommission 1.2.2, Ausschussmitglied

Journal of Water, Maritime and Energy, Proceedings Institution Civil Engineers, London, U.K., Reviewer

Canadian Journal of Civil Engineering, Reviewer

Working group on dambreak modelling, ICOLD, member

IAHR, Hydraulic structures group, secretary 74

Journal of Hydropower and Dams, Member of Scientific Board

Sciences et Technologies, Constantine, Algerie, membre du comite

Hoelzle, M. World Glacier Monitoring Service (WGMS), Sachbearbeiter Nationaler Korrespondent

Glaziologische Kommission der Schweizerischen Akademie der Natur­ wissenschaften (SANW), Sekretär und Delegierter für das Gletschermessnetz

Groupe de travail interdepartemental pour !'Hydrologie Operationelle (GHO), Mitglied Lenkungs- & Koordinationsorgan Umweltbeobachtung (IKUB) des EDI , Mitglied

Koordinationsgruppe Permafrost der Schweizerischen Akademie der Natur­ wissenschaften (SANW), Mitglied

Meier Rolf Departementskonferenz Bau und Umwelt, Mitglied

Minor H.-E. Schweizerisches Nationalkomitee für Grosse Talsperren, Mitglied der Techni­ schen Kommission

Working Group "Floods" des European Club of ICOLD, Präsident

Schweizerischer Wasserwirtschaftsverband, Vorstandsmitglied

Scientific Board des Leonhard Euler Center Schweiz. Pilot Center des ERCOFT AC (European Research of Flow, Turbulence and Combustion), Mitglied Kompetenzzentrum Naturgefahren, Mitglied

Konferenz für Hochwasserschutz, Mitglied

International Association for Hydraulic Research (Mitglied)

Rutschmann, P. Scientific Board des Leonhard Euler Center Schweiz. Pilot Center des ERCOFTAC (European Research of Flow, Turbulence and Combustion), Mitglied

Schram, K. Vereinigung der Kader des Bundes (VKB), Sektion Zürich, Vorstandsmitglied, Sekretärin

Volkart, P. Kommission SIA Norm 190 "Kanalisationen", Mitglied

IAHR Section on Experimental Techniques and Physical Modeling, member

Kommission VSA "Messtechnik in der Siedlungsentwässerung", Mitglied

Vonder Mühll, D. Koordinationsgruppe Permafrost der Schweizerischen Akademie der Natur­ wissenschaften (SANW): Leiter der Gruppe

Schweizerische Geomorphologische Gesellschaft (SGmG) der SANW, Präsident Schweizerische Geophysikalische Kommission der SANW, Mitglied

Glaziologische Kommission SANW, Mitglied und Delegierter für Permafrost

International Permafrost Association, Member of the Council and national contact for Switzerland 75

A.4 Wissenschaftliche Publikationen (60)

Blaser, F., Hager, W.H. (1999). Positive front of dambreak wave on rough bottom. Proc. 28'h IAHR Congress, Graz, Austria, (CD-ROM)

Boes, R. (1999). Gewichtsstaumauern aus Walzbeton. Wasser, Energie, Luft, 91, 1/ 2, 11-15

Boes, R. (1999). Sanierung von Schüttdämmen mit Walzbeton. Wasserwirt­ schaft 89, 6, 292-296

Boes, R. (1999). Physical model study on two-phase cascade flow. JFK Student Paper Competition, Proc. 28'h IAHR Congress, Graz, Austria (H. Bergmann, R. Krainer, H. Breinhälter, eds.): Paper 81 .1, (CD-ROM)

Boes, R. (1999). Physikalische Modellversuche an Treppenschussrinnen. Proc. Hydraulik im Wasserbau zwischen numerischer Simulation und Experimental­ hydraulik, Bauhaus-Universität Weimar, Germany, 1999, 12-27

Bürgisser, M. (1999). Numerische Simulation der freien Wasseroberfläche bei Ingenieurbauten. Mitteilung VAW 162, 144 p.

Bürgisser, M., Rutschmann, P. (1999). Numerical Solution of Viscous 2DV Free surface flows: flow over spillway crests. Proc. 28'h IAHR Congress, Graz, Austria (CD-ROM)

Dei Giudice, G., Hager, W.H. (1999). Sewer sideweir with throttling pipe. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 125, 5, 298-306

Dei Giudice, G., Hager, W.H. (1999). Sideweir for combined sewers. Proc. 28'h IAHR Congress, Graz, Austria, (CD-ROM)

Favey, E., Geiger, A., Gudmundsson, G.H., Wehr, A. (1999). Evaluating the potential of an airborne laser-scanning system for measuring the volume change of glaciers. Geografiska Annaler, "81 A"(4), 555-561.

Fischer, U.H ., Clarke, G.K.C., Blatter, H. (1999). Evidence for temporally­ varying "sticky spots" at the base of Trapridge Glacier, Yukon Territory, Canada. Journal of Glaciology 45, 150, 352-360.

Fischer, U.H., Hubbard, B. (1999). Subglacial sediment textures: character and evolution at Haut Glacier d'Arolla, Switzerland. Annals of Glaciology 28,241-246.

Fischer, U.H., Mair, D., Hubbard, B., Nienow, P. , Willis, I. (1999). Use of field measurements to constrain three-dimensional modelling of valley-glacier ice dynamics: Haut Glacier d'Arolla, Switzerland. EOS Trans AGU 80(46), Fall Meeting Suppl., F331-332.

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Fritz, H. (1999). Strömungsverhältnisse bei Dammüberfällen. Wasser & Boden 51, 1+2, 29-33

Funk, M. (1999). Ecoulements de rochers et chutes de seracs sur le versant sud du massif du Mont Blanc. Mont Blanc & Ditorni 8, 16, 49-52. 76

Funk, M. , Margreth, S. (1999). lce avalanches. IDNDR, H.-E. Minor (ed.), Disaster resilient infrastructure, 29-36.

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Gisonni, C., Hager, W. H. (1999). Bend flow in bottom outlets. Proc. 28'h IAHR Congress, Graz, Austria, (CD-ROM)

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Gudmundsson, G.H., Bauder, A. , Lüthi, M., Fischer, U.H., Funk, M. (1999). Estimating rates of basal motion and internal ice deformation from continuous tilt measurements. Annals of Glaciology, 28, 247-252.

Gudmundsson, G.H., Raymond , C. F., Bindschadler, R. (1999). The origin and longevity of flow-stripse on Antarctic ice streams. Annals of Glaciology, 27, 1999, 145-1 52

Haeberli, W., Kääb, A. , Wagner, S. , Geissler, P., Haas, J.N. , Glatzel-Mattheier, H., Wagenbach, D. and Vonder Mühll, D. (1999): Pollen analysis and 14C-age of moss remains recovered from a permafrost core of the active rock glacier Murtel/Corvatsch (Swiss Alps): geomorphological and glaciological implications. Journal of Glaciology, 45 (149). 1-8.

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Hager W. H. (1999). Cavity outflow from a nearly horizontal pipe. lnt. Journal of Multiphase Flow 25, 340-364 Hager W. H. (1999). Wastewater hydraulics. Theory and practice. Springer Berlin Heidelberg New York, ISBN 3-540-52998-X

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Hermann, F. (1999). Towards moving obstacles in CFX. Proc. CFX International Users Conference, Friedrichshafen (DG-ROM)

Hoelzle M., Wegmann M., Krummenacher B. (1999). Miniature temperature dataloggers for mapping and monitoring of permafrost in high mountain areas: First Experience from the Swiss Alps. Permafrost and Periglacial Processes 10, 113-124.

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Hollenstein, R. , Kühnemund, M., Herrmann, Ch. {1999). Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Stahlverteilbehältern mittels hydraulischer Modelle. Proc. Hydraulik im Wasserbau zwischen numerischer Simulation und Experinemtal­ hydraulik, Bauhaus-Universität Weimar, Germany, 1-7

1 Hollenstein, R. (1999). Flow-induced vibration of a trashrack. Proc. 28 h IAHR Congress, Graz, Austria, (CD-ROM)

Hollenstein, R. , Kühnemund, M., Herrmann, Ch. (1999). Hydraulische Strömungsmodellierung für einen Stahlverteilbehälter (Tundish). Wasser, Energie, Luft, 90, 7/8, 204-209

Hunzinger, L. {1999). Morphology in river widenings of limited length. XXVIII IAHR Congress, Graz, Austria, (CD-ROM)

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1 Krüger, S. (1999). Shock-wave computations in air-water mixtures. Proc. 28 h IAHR Congress, Graz, Austria (CD-ROM)

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Margreth, St., Funk, M. {1999). Hazard mapping for ice and combined snow/ice avalanches - two case studies from the Swiss and ltalian Alps. Cold regions Science and T ech nology, 30, 159-173

McArdell, B.W., Faeh, R. {1999). Choice of grain size for morphological modeling. Proc. IAHR Symposium of River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, Genova, 6-10 September (Poster presentation) and Proc. Vol.2, 189-198.

Minor, H.-E., Molinari, P., Öhmichen, V. (1999). :Wasserkraftanlage Samana­ lawewa Sri Lanka - Erfahrungen bei der Auskleidung des Druckstollens. Wasser, Energie, Luft 90, 7/8, 143-149 78

Minor, H.-E. {ed.) {1999). Disaster resilient infrastructure. International Decade for Natural Disaster Reduction (IDNDR), Geneva

Raemy F., Vischer D. (1999). Histoire de la protection contre les eaux dans les Alpes suisses. gwa, Gas Wasser Abwasser 79, 6, 477-481

Roth, M., Bezzola, G.R. {1999). Geschiebetransport in Wildbächen mit Sperrentreppen. Wasser, Energie, Luft 11 /12, 309-310.

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Stahl, H., Hager, W.H. (1999). Hydraulic jump in circular pipes. Canadian Journal Civil Engineering 26, 368-373

Tognacca C. (1999). Beitrag zur Untersuchung der Entstehungsmechanismen von Murgängen. Mitteilung VAW 164, 259 p.

Vischer, D., Bezzola, G.R. (1999). Wasserbausteine aus Beton - einige neuere Entwicklungen. Oesterr. Wasser- und Abfallwirtschaft 51, 1/ 2, 1-5

Volkart, P., Speerli, J. {1999). Strömungsdynamik in Grundablassstollen. Bulletin ASE/UCS 18, 24-25

Volkart, P. , Ackermann, U, Bassanello, C., Frei, F., Kratzer, D., Siegrist, H., Widmer, P. (1999). Messtechnik in der Siedlungsentwässerung, Teil 1 Durchflussmessung. VSA Fachdokumentation, Sept. 1999, 92 S.

Volkart, P., Meusburger, H. (1999). Rechenverluste und Strömungsnahfeld an Wasserkraftanlagen. Proc. 2. Seminar Kleinwasserkraft, Institut für Strömungsmechanik, Univ. Stuttgart, 68-78.

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Winkler K., Hermann F., Baumer P. {1999). Strömungsberechnung für ein rundes Nachklärbecken mit Schildräumer. gwa Gas, Wasser, Abwasser 79, 2, 137-147

Zünd B. {1999). Entwicklung der schweizerischen Bauinvestitionen im Bereich der Wasser- und Energiewirtschaft. Wasser, Energie, Luft, 91 , 1/ 2, 31 79

A.5 Vorträge von Mitarbeitern der VAW

Mass-balance determination using the kinematic boundary condition. 3rd. Alpine Bauder, A. Glaciology Meeting (AGM), Innsbruck, Österreich, 27.2.99

Artificial armor units for protection against lateral erosion. lnt. Presentation of Bezzola, G.R. NHI Course #13046, Stream Stability and Scour at Highway Bridges, HR Wallingford, UK, 30.04.99

Physikalische Modellversuche an Treppenschussrinnen. Hydraulik im Boes, R. Wasserbau zwischen numerischer Simulation und Experimentalhydraulik. Erstes Treffen junger Wissenschaftler der hydraulischen, hydrologischen und wasserbaulichen Institute deutschsprachiger Hochschulen und Universitäten, Weimar, Deutschland, 29.7.99

Physical model study on two-phase cascade flow. JFK Student Paper Competition, XXVIII IAHR Congress, Graz, Österreich, 25.8.99

Fast flowing ice. Department of Physical Geographgy, Stockholm University, Fischer, U.H. Stockholm, Schweden, 3.2.99 lce-bed coupling during a "spring event": preliminary results from Haut Glacier d'Arolla, Switzerland. 3d Alpine Glaciology Meeting, Innsbruck, Österreich, 25.2.99

Subglaziale Prozesse als Ursache für aussergewöhnliches Gletscherfliess­ verhalten. Fachtagung Naturgefahren: Gletscher und Permafrost, ETH Zürich, 29.3.99

Hydro-mechanical coupling processes beneath a surge-type glacier: investiga­ tions at the bed of Trapridge Glacier, Yukon Territory, Canada. XV Congress of the International Union of Quaternary Research (INQUA), Durban, Südafrika, 7.8.99 Hydrological control on basal flow dynamics of an Alpine glacier: Haut Glacier d'Arolla, Switzerland. IGS Symposium on the Verification of Cyrospheric Models, Zürich, 19.8.99

Use of field measurements to constrain three-dimensional modelling of valley­ glacier ice dynamics: Haut Glacier d'Arolla, Switzerland. IGS Symposium on the Verification of Cyrospheric Models, Zürich, 19.8.99

Fels- und Eisstürze auf der Südseite des Mont-Blanc Massivs. Fachtagung Funk, M. Naturgefahren: Gletscher und Permafrost. Zürich, 29.3.1999

La mesure des bilans de masse en Suisse. Tagung 'Gletscherbeobachtung im 21. Jahrhundert', ETH Zürich, 24.6.99

Assessing risks from glacier hazards (invited talk). VIII Convegno Glaciologico ltaliano, Bormio, 9.9.99

Forecasting breaking off of unstable ice masses. 3rd. Alpine Glaciology Meeting (AGM), Innsbruck, Österreich, 27.2.99

Gletscherveränderungen im Wallis und Perspektiven für die Zukunft. 10. Visper Wirtschaftstage, Visp, 17.4.99 80

Gudmundsson, G.H. The effects of basal disturbances on glacial flow. European Geophysical Society. General Assembly, Den Haag, Holland, 21.4.99

The transient evolution of surface undulations on glaciers. International Glaciological Society, International Symposium on the Verification of Cryospheric Models, Zürich, 20.8.99.

Aktuelle Forschungen auf den Aaregletschern. Vortragszyklus: Die Gletscher der Aare: Natur- und Kulturerbe, Universität Bern, 8.11 .99.

Hager, W.H. Schiessender Abfluss in Krümmerschächten. ATV-Ausschuss 1.1.2, Hennef, Deutschland, 25.3.99

Selected lectures in hydraulic engineering. Universita della Basilicata, Potenza, Italien, 11.-21.4.99

Dambreak flows. Universita di Napoli, 22.4.99

Roughness effect on dambreak wave. XXVIII IAHR Congress Graz, 24.8.99

Schoklitsch's contribution to dambreak flow. XXVIII IAHR Congress Graz, 24.8.99

Dambreak flow, propagation characteristics. RWTH Aachen, 12.11 .99

Lectures in Hydraulic engineering. National Technical University Athens, Greece, 24.-28.11 .99

Hager, W.H., Sideweir for combined sewer. XXVIII IAHR Congress, Graz, Austria, 25.8.99 Dei Giudice, G.

Hager, W.H., Gisonni, G. Bend flow in bottom outlets. XXVIII IAHR Congress, Graz, Austria, 25.8.99

Hauck, Ch. The project PACE (Permafrost and Climate in Europe). 3rd Alpine glaciology meeting (AGM), Universität Innsbruck, 25.02.1999

Geophysical methods on mountain permafrost within the PACE project. 3rd Alpine glaciology meeting (AGM), Universität Innsbruck, 25.02.1999

Geophysical fieldwork in Switzerland, Spain and Svalbard. University Courses in Svalbard (UNIS), PACE coordination meeting, Longyearbyen/Svalbard, 17.04.1999

Using DC resistivity tomography to detect and characterise mountain permafrost. 61. EAGE (European Association of Geoscientists and Engineers) Konferenz, Helsinki/Finnland, 08.06.1999

New geophysical methods to detect mountain permafrost. Institut für Angewandte und Umweltgeophysik, ETH Zürich, AGU talk, 08.07.1999.

Electro-Magnetic methods for detecting mountain permafrost. 7. International Symposium on Thermal Engineering and Sciences of Cold Regions (ISTESCR), Darmstadt/Deutschland, 24.08.1999.

Geophysical measurements at the PACE drill site at Juvvasshöe/Norway. PACE coordination meeting, Universität Giessen/Deutschland, 07.10.1999

Electromagnetic measurements at PACE sites in Svalbard, Sweden, ltaly and Switzerland. PACE coordination meeting, Univ. Giessen/Germany, 07.10.1999 81

Seasonal resistivity measurements at Schilthorn, Switzerland. PACE Hauck, Ch. coordination meeting, Universität Giessen/Deutschland, 07.10.1999.

Resistivity measurements of freezing and thawing permafrost samples in the laboratory. PACE coordination meeting, Universität Giessen/Deutschland, 07.10.1999.

Neue geophysikalische Sondiermethoden auf alpinem Permafrost. Seminar für Physische Geographie, Universität Zürich, 09.11 .1999

Towards moving obstacles in CFX. CFX International Users Conference, Hermann, F. Friedrichshafen, 24.6.99

Visualization of CFD tracer movement in complex flows using AVS5 for Linux. AVS 5 Users Meeting, ETH Zürich, 14.9.99

Moving obstacles in still bounded fluids. Annual Meeting of the Leonhard Euler Swiss ERCOFT AC Competence Center, 4.11.99

Worldwide glacier length change measurements: analysis and results. 3rd Hoelzle, M. Alpine glaciology meeting (AGM), Universität Innsbruck, 25.02.1999 (gern. mit Dischl, M., Univ. Zurich)

Weltweite Gletscherbeobachtung als Indikator der Klimaveränderung. Naturforschende Gesellschaft Oberengadin, Samedan, 5.7.99

Variations of the Swiss glaciers. GLIMA-workshop, Zurich, 14.8.99 (gern. mit Maisch, M., Univ. Zurich)

Klimaänderungen und deren Auswirkungen. Lawinenkommission, Engelberg, 5.11.99.

Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Stahlverteilbehältern mittels Hollenstein, R. hydraulischer Modelle. Erstes Treffen junger Wissenschaftler der hydraulischen, hydrologischen und wasserbaulichen Institute deutschsprachiger Hochschulen und Universitäten, Weimar, Deutschland, 29.7.99

Flow-induced vibration of a trashrack. XXVIII IAHR Congress, Graz, Austria, 25.8.99

Air entrainment of free surface tunnel flow. XXVIII IAHR Congress, Graz, Keller, U. Austria, 24.8.99

Numerical simulation of viscous 2DV free surface flows: flow over spillway Krüger, S. crests. (Poster von M. Bürgisser), XXVIII IAHR Congress, Graz, Austria, 25.8.99

Shock-wave computations in air-water mixtures. XXVIII IAHR Congress, Graz, Austria, 25.8.99

Numerical modelling of rock glaciers. 3rd. Alpine Glaciology Meeting (AGM), Leysinger, G. Innsbruck, Österreich, 27.2.99

Dating lce cores with a flow model for cold firn. General Assembly of the Lüthi, M., Funk, M. European Geophysical Union, Den Haag, 19.4.99

Bed topography measurements on Colle Gnifetti. Genral Assembly of the European Geophysical Union, Den Haag, 20.4.99 82

Lüthi, M., Funk, M. Borehole experiments and flow modeling at Jakobshavn lsbrae and its surrounding ice sheet. Verification of cryosphere models, International Glaciological Society, Zürich, 17.8.99

Dating ice cores from a high altitude Alpine glacier with a flow model for cold firn. Verification of cryosphere models, International Glaciological Society, Zürich, 20.8.99

McArdell, B. A numerical study of the morphological development of the Rhine River Delta at Lake Constance. Teaching lecture + group discussion "La modelisation dans la gestion de l'environnment", University of Geneva, 4.6.1999.

Numerical simulation of the Rhine river delta at lake Constance. Schweizerische Geomorphologische Gesellschaft Jahresversammlung 8-10 July 1999, Sion, 9.7.1999.

River morphology research at VAW: an overview. GESINUS-Treffen, Universität der Bundeswehr München, 22.10.1999

A computational investigation of river braiding. lnvited lecture, Universita di Genova, Dipartimento di lngegneria Ambientale, 5.1 1.1999.

Minor, H.-E. Wehranlagen - Funktion, Entwurf, Sicherheit. SNGT Fachtagung Wehranlagen: Sicherheit, Entwicklung, Erneuerung, Solothurn, 10.6.99

Disaster Resiliant lnfrastructure. IDNDR Programme Forum 1999, Genf. Presentation of Coping Study, 5.7.99

Sulzer, S. Numerische Simulation von Extremereignissen an Abflussmessstationen. Jahresversammlung 1999 der Schweiz. Geomorphologischen Gesellschaft der SANW, Sion, 9.7.99

Suter, S. Erste Resultate von Firntemperatur- und Energiebilanzmessungen vom Mont Blanc und Monte Rosa. Doktorandenseminar, Geographisches Institut ETH Zürich, 4.2.99

First results from firn temperature and energy balance measurements in the Summit Region of Monte Rosa and Mont Blanc. (EU-Project ALPCLIM). 3rd Alpine glaciology meeting (AGM), Universität Innsbruck, 25.02.1999

First results from firn temperature and energy balance measurements in the Summit Region of Monte Rosa and Mont Blanc. 1999 Annual ALPCLIM Meeting, Varallo, Italien, 25.3.99

First results from firn temperature and energy balance measurements in the Summit Region of Monte Rosa and Mont Blanc. IGS Symposium on the Verification of Cryospheric Models, Zürich, Schweiz, 18.8.99 Kalter Gletscherfirn als Klimaarchiv: Erste Ergebnisse von Firntemperatur- und Energiebilanzmessungen im Monte Rosa und Mont Blanc Gebiet. Seminar in Physischer Geographie, Geographisches Institut, Universität Zürich, 21.12.99.

Tognacca, Ch. Debris-flow initiation due to surface run-off. European Geophysical Society (EGS), 24th General Assembly, The Hague, 22.4.1999 83

Murgangentstehung und Gefahrenbewertung. Nachdiplomkurs in angewandten Tognacca Ch. Erdwissenschaften, Naturgefahren: Instabile Hänge, Kurszentrum Schloss Münchenwiler, 30.9.1999

Rechenverluste und Strömungsnahfeld an Wasserkraftanlagen. 2. Seminar Volkart, P. Kleinwasserkraft, Institut für Strömungsmechanik, Universität Stuttgart, 1.10.99

Durchflussmessung - Grundlagen. 212. VSA Mitgliederversammlung, Zürich, 24.9.99 Durchflussmessung - Anwendung. 212. VSA Mitgliederversammlung, Zürich, 24.9.99

Konzept zum Aufbau eines Permafrost-Beobachtungsnetzes in der Schweiz Vonder Mühll, D. (PERMOS). Workshop Permafrost, Glaziologische Kommission der SANW, lnterlaken, 14.1.99.

Permafrost in den Alpen. Naturforschende Gesellschaft Oberwallis, Brig, 18.2.99.

Permafrost in den Alpen. SAC Sektion Lindenberg, Wohlen, 26.2.99.

Permafrost and climate in Europe (PACE). University courses on Svalbard, N­ Longyearbyen, 2.3.99.

Aspects of hazard mitigation in the permafrost areas in Switzerland. University of Oslo, Oslo, 9.3.99

Geophysik am Moränendamm Grubengletscher (Wallis). CENAT-Tagung Gletscher und Permafrost, ETH Zürich, 29.3.99.

Progress in Work Package 2 (Geophysical Survey). University Courses in Svalbard (UNIS), Longyearbyen/Svalbard, PACE coordination meeting, 17.4.99

Tafel 3.9 ,, Permafrost". Vierte HADES Lieferung, Schulwarte Bern. 3.6.99.

Permafrost in den Alpen. SAC Sektion Pilatus, Luzern, 8.6.99.

Verification of geophysical models in Alpine permafrost by borehole information. IGS-Symposium, Zurich, 18.8.99.

Thermal variations of mountain permafrost: An example of measurements since 1987 in the Swiss Alps. International Symposium Global Change in Protected Areas, L'Aquila, ltaly, 8.9.99.

Permafrost and climate in Europe: Climate change, mountain permafrost degradation and geotechnical hazard. International Symposium Global Change in Protected Areas, L'Aquila, ltaly, 9.9.99.

Erfahrungen im Projekt-Management in einem EU-Projekt. Kurs 'Projekt­ management', ETH Zürich, 30.9. 99 und 19.11.99.

Permafrost in den Alpen. Naturforschende Gesellschaft Uri, Altdorf, 22.10.99.

Geophysik in Alpinem Permafrost. Institut für Geophysik, ETH Zürich, 29.10.99. CO .j:>.

VAW Versuchsanstalt für Wasserbau, Institutsleitung: Hydrologie und Glaziologie ~II~ Dr. Funk, Prof.Dr. Hager, Direktor: Prof. Dr. H.-E. Minor Prof.Dr. Minor, Dr. Volkart

I I I Assistenz der Versuchsanstalt Hydraulik Glaziologie Professur für für Wasserbau Wasserbau Dr. P. Volkart Prof.Dr. W.H.Hager Dr. M.Funk B.Zünd

Konstruktiver Flussbau Wasserbau Dr. P. Volkart G.R.Bezzola