Die Gail im Ortsgebiet Kötschach-Mauthen in Kärnten zeigt ein hart reguliertes Gerinne mit einheitlicher Sohlbreite. Zur Sohlstützung existieren mehrere kleinere Sohlstufen. Im Zuge der Überprüfung des Hochwasserschutzes von Kötschach-Mauthen zeigte sich ein Defizit, welches es auszugleichen gilt.
Im Zuge der abflussmäßigen Ertüchtigung des Gerinnes, vorwiegend durch Gerinneaufweitung, wurde als zweites maßgebendes Ziel neben der Gewährleistung eines entsprechenden Hochwasserschutzes die Sohlstabilisierung des Gerinnes unter ökologischen Gesichtspunkten definiert, wobei gleichzeitig die vorhandenen Sohlstufen rückgebaut werden sollen. Das Sohlgefälle des Gewässerabschnittes erhöht sich dabei von derzeit 0,8 auf 1 %.
Sohlschwelle an der Gail bei Kötschach-Mauthen
Um nun den Anforderungen der Hochwassersicherheit einerseits und jenen der Ökologie andererseits gerecht zu werden, wurden vom Büro DonauConsult für den gegenständlichen Flussabschnitt verschiedene Lösungsmöglichkeiten zur Sohlstabilisierung vorgeschlagen, die im Rahmen eines Modellversuches untersucht werden. Der Modellversuch soll die Basis für einen Vergleich der wasserbautechnisch machbaren, ökologisch vertretbaren und wirtschaftlich effizienten Bauweisen bei unterschiedlichen Betriebszuständen liefern. Ziel des Versuches ist es, verlässliche Dimensionierungshilfen für den Hochwasserschutz an der Gail im Ortsbereich von Kötschach-Mauthen zu erarbeiten und somit die technisch, ökologisch und wirtschaftlich beste Lösung zu erhalten.
Die zu untersuchenden Lösungsansätze umfassen neben einer Analyse der Bestandssituation folgende Varianten:
- Schwellen
- offenes Deckwerk
- aufgelöste Rampe
Alle drei untersuchten Lösungsansätze zur Sohlstabilisierung bewiesen nach ihrer Optimierung ihre Machbarkeit.
Im Falle der Sohlsicherung durch Querschwellen erfolgte die Stabilisierung der durch den Einbau fester Querschwellen aus Bruchstein in gleichmäßigen Abständen von 40 m. Die Schwellenbreite war mit 10 m gewählt, woraus sich ein lichter Abstand zwischen den Querschwellen von 30 m ergab. Aus den Versuchen mit geringer beziehungsweise ohne Geschiebezufuhr zeigten sich Kolktiefen von bis zu 2,5 m Tiefe zwischen den Querschwellen, die einerseits eine gesonderte Sicherung von Schwellenkopf und Schwellenende erforderten und andererseits einen gewellten Abfluss mit Wellenhöhen bis zu 4 m zeigten. Es ist aber davon auszugehen, dass im Normalfall Geschiebetrieb herrscht, bei dem sich keine so großen Kolktiefen ausbilden und daher auch die Wellenformen mit weniger ausgeprägten Maxima auftreten.
Bild links: Schwellenlösung im trockenen Zustand;
Bild mittig: Schwellenlösung bei Niederwasser;
Bild rechts: Schwellenlösung bei 100-jährigem Hochwasser
Offene Deckwerke sind Sohlbelegungen mit größeren Steinen in offener Anordnung, so dass zwischen den einzelnen Steinen ein großer Teil der Sohle frei bleibt. Durch die Zwischenräume zwischen den Belegungssteinen ist die vertikale wie auch horizontale Durchlässigkeit der Sohle gewährleistet und vielfältige Strömungsmuster im Strömungsschatten der Steine ergeben sowohl Unterstände für Fische als auch eine verringerte Kolmatierungsgefahr. Das offene Deckwerk wurde mit einer 35%igen Belegungsdichte auf die gesamte Sohle aufgebracht und erwies sich bei allen Versuchen, sowohl mit als auch ohne Geschiebezugabe, als stabil. Bei Versuchen mit Geschiebezugabe wurde das Deckwerk von einer Geschiebeschicht überdeckt.
Deckwerk mit 35%iger Belegungsdichte
Die aufgelöste Sohlrampe bestand aus zehn konkav gekrümmten Einzelriegeln, wobei jeder der Einzelriegel aus drei Steinreihen zusammengesetzt war. Zwischen den Riegeln befand sich eine vollflächige Beckensicherung, die die Rampenfläche schloss und die ein Aufreißen der Rampe und somit ein Versagen der Riegel verhindern sollte. Die Rampe war 1 zu 25 geneigt, der Riegelabstand betrug 10 m, woraus sich ein Höhenunterschied von 0,40 m zwischen den einzelnen Riegeln ergab. Dies soll die Fischpassierbarkeit und somit eine Verbesserung des Fließgewässerkontinuums gewährleisten. Die Sohlrampe überstand alle Reinwasserversuche bis zum Bemessungsabfluss sowie Versuche mit Geschiebezufuhr unbeschadet.
linkes Bild: aufgelöste Sohlrampe bei Niederwasser
rechtes Bild: aufgelöste Rampe beim Bemessungsabfluss
Um dem Fluss auch im Ortsgebiet von Kötschach-Mauthen wieder mehr Strukturvielfalt zu geben, ist geplant, eine kombinierte Lösung von offenem Deckwerk und aufgelöster Sohlrampe umzusetzen.
Der Modellversuch wurde in Form einer Kooperation zwischen dem Büro DonauConsult und dem Institut für Wasserbau und hydrometrische Prüfung des Bundesamtes für Wasserwirtschaft durchgeführt.
Die nachfolgenden 3 Fotos zeigen den fertigen Hochwasserschutz im Juni 2018 bei einem Abfluss von 6,2 Kubikmeter pro Sekunde (der mittlere Abfluss beträgt circa 10 Kubikmeter pro Sekunde):
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Die Umsetzung der Maßnahmen wurde im Herbst 2017 abgeschlossen. Bereits 1 Jahr später, im November 2018, ereignete sich eine Hochwasser, das mit einer Abflussspitze von 506 Kubikmeter pro Sekunde (Hochwasser Drau Möll und Gail Hydrologischer Endbericht_19032019 der Hydrographie des Landes Kärnten) nur wenig unter dem Bemessungsabfluss von 600 Kubikmeter pro Sekunde lag. Die Schutzmaßnahmen haben dieses Hochwasser schadlos überstanden.