Controlled reservoir drawdown : challenges for sediment management and integrative monitoring : an Austrian case study : part B: local scale

The present case study deals with a controlled drawdown beyond the operational level of the Gepatsch reservoir (Austria). Based on the awareness of potential ecological consequences, an advanced set of measures was conducted and an integrative monitoring design was implemented. This pre- and post-event monitoring included measurements regarding the cross sectional variability and habitat-related turbidity, freeze-core sampling to obtain knowledge on fine sediment infiltration and an evaluation of the macroinvertebrate communities as well as fish egg development (salmonid incubation). The results of the sedimentological as well as biological investigations show a negligible impact on the downstream located aquatic system due to the controlled drawdown of the Gepatsch reservoir. In addition, recommendations based on the findings from this study regarding possible methods for local scale monitoring can be given.Austrian Federal Ministry for Digital and Economic Affair

HEM Impoundment—A Numerical Prediction Tool for the Water Framework Directive Assessment of Impounded River Reaches

A novel prediction tool is presented as a component of the Habitat Evaluation Model (HEM), which allows the assessment of the ecological status of impounded water bodies based on environmental factors that were shown in literature to correlate with the abundance of benthic macro-invertebrates. Main model parameters are the observed grain sizes and depth-averaged flow velocities obtained from a hydrodynamic simulation. The tool was tested in three Austrian river reaches. It was found that the river lengths predicted to be ecologically affected by the impoundments were substantially shorter for mean flow conditions than previously assessed when employing a physical mapping approach. The differences disappeared for low discharge conditions. The numerical prediction tool allows us to perform a status assessment for discharge conditions, which are potentially more representative of the annual discharge spectrum than those within the in-situ observable range. This property, thus, bears the potential to facilitate the recommendation of sediment management strategies in impounded river reaches in the future

Critical flows in semi-alluvial channels during extraordinarily high discharges: Implications for flood risk management

For channelized, flood-regulated rivers, morphological changes are avoided as much as possible. Extraordinarily high flows in the past, however, have demonstrated that channelized rivers may also become morphologically active, especially when a discharge exceeds the design discharge, such as in hundred-year floods. However, the morphodynamic potentials and critical flows in such cases have hardly been investigated, and the flood risk to human settlements is therefore poorly understood. The present study aims to analyse the critical flow conditions in Flåmselva, western Norway and the consequences of morphological adjustment on the Froude number from an extraordinary flood event in 2014. Based on a step-backwater modelling approach, three different high-resolution river bathymetries of Flåmselva were investigated: (i) pre-flood, (ii) post-flood and (iii) re-channelized morphology. The results showed that due to the 2014 flood, large parts that were in critical flow conditions in the pre-flood stage (>1), exhibited significantly lower Froude numbers in the post-flood stage. It turned out that the artificially created plane-bed morphologies in flood-regulated channelized rivers can act as drivers for critical flow conditions and that structural as well as non-structural measures should consider non-fluvial, semi-fluvial and fluvial sediment deposits in rivers and floodplains in terms of flood risk management

Critical flows in semi-alluvial channels during extraordinarily high discharges: Implications for flood risk management

For channelized, flood-regulated rivers, morphological changes are avoided as much as possible. Extraordinarily high flows in the past, however, have demonstrated that channelized rivers may also become morphologically active, especially when a discharge exceeds the design discharge, such as in hundred-year floods. However, the morphodynamic potentials and critical flows in such cases have hardly been investigated, and the flood risk to human settlements is therefore poorly understood. The present study aims to analyse the critical flow conditions in Flåmselva, western Norway and the consequences of morphological adjustment on the Froude number from an extraordinary flood event in 2014. Based on a step-backwater modelling approach, three different high-resolution river bathymetries of Flåmselva were investigated: (i) pre-flood, (ii) post-flood and (iii) re-channelized morphology. The results showed that due to the 2014 flood, large parts that were in critical flow conditions in the pre-flood stage (>1), exhibited significantly lower Froude numbers in the post-flood stage. It turned out that the artificially created plane-bed morphologies in flood-regulated channelized rivers can act as drivers for critical flow conditions and that structural as well as non-structural measures should consider non-fluvial, semi-fluvial and fluvial sediment deposits in rivers and floodplains in terms of flood risk management.publishedVersio

Habitatkartlegging i Stordalselva høsten 2020

Denne rapporten sammenstiller resultater av habitatkartlegging utført av NORCE LFI i Stordalselva i Fjord kommune høsten 2020. Kartleggingen viser at mangel på gytehabitat er den viktigste habitatflaskehalsen, og at kanalisering og avstenging av sideløp har redusert anadromt areal og forringet habitatforholdene betydelig. Det anbefales restaureringstiltak i form av gjenåpning av en rekke sideløp, som vil øke tilgjengelig gyteareal og oppvekstareal for laks og sjøørret. I tillegg vil sideløp øke avløpstverrsnittet, slik at skuring og massetransport i hovedløpet reduseres ved flom og isgang.publishedVersio

Konsekvenser for fiskehabitat

Denne rapporten sammenstiller grunnlagsdata til vurdering av vannførings- og arealforhold samt nedkjøring av vannføring i Tokkeåi. Dessuten vurderes vandringsforhold og en mulig passesjeløsning over Helvetesfossen

Hydrologiske og hydrodynamiske forhold i Tokkeåi

Denne rapporten sammenstiller grunnlagsdata til vurdering av vannførings- og arealforhold samt nedkjøring av vannføring i Tokkeåi. Dessuten vurderes vandringsforhold og en mulig passesjeløsning over Helvetesfossen

Controlled Reservoir Drawdown—Challenges for Sediment Management and Integrative Monitoring: An Austrian Case Study—Part A: Reach Scale

For Europe, a reduction of 80% of the potential storage volume due to reservoir sedimentation is predicted by 2080. Sedimentation processes trigger the decrease of the storage volume and a related restriction in hydropower production. Further, the artificial downstream flushing of deposited fines has manifold effects on the aquatic ecology, including changes in morphology and sediment quality, as well as increased turbidity and subsequent stress for aquatic species. However, it is common to lower the water surface of reservoirs for technical inspections, which is not comparable to reservoir flushing operations. The presented case study deals with such a controlled drawdown beyond the operational level of the Gepatsch reservoir (Tyrol, Austria). Based on the awareness of possible ecological consequences, an advanced set of measures and an integrative monitoring design, consisting of a detailed event-based quantification of suspended sediments, changes in the morphology, especially with respect to fine sediments, and analyses of the biological quality element fish on the reach scale along the Inn River have been developed

Flom og miljø i et endret klima. Verktøy til en naturbasert klimatilpasning. Statusrapport 2020

Økte nedbørsmengder har ført til større flomskaderisiko og behov for bedre flomrisikohåndtering. Samtidig skal miljøtilstand i vassdrag forbedres. Med tradisjonelle metoder medfører flomsikring imidlertid ofte en reduksjon av miljøtilstand. Samfunnet etterspør en bærekraftig, multifunksjonell klimatilpasning som ikke går på bekostning av naturen. Dette FoU-prosjektet skal fremskaffe metoder som ivaretar både bedre flomsikring og miljøtilstand i vassdrag. I fire case-vassdrag ble det samlet inn data og utviklet scenarier for flomsikring og miljøtiltak. Arbeidet inkluderer samarbeid med lokalbefolkning og kommuner i case-vassdragene (Aurlandselva, Flåmselva, Nausta, Storelva i Brekke). Prosjektet pågår i perioden 2017-2021 og er finansiert av NVE, med bidrag fra Fylkeskommunen og Fylkesmannen i Vestland. Arbeidet blir gjennomført av NORCE LFI (Bergen) og BOKU IWHW (Wien). Statusrapporten inneholder et sammendrag av foreløpige resultater, status april 2020. Det har blitt fremskaffet ny kunnskap om hvordan elver har blitt dannet i postglasiale landskap og hvordan dette påvirker flomrisikohåndtering, miljøtilstand og -tiltak. Dette arbeidet danner grunnlaget for et nytt modellverktøy til kartlegging og håndtering av erosjonsrisiko ved flom. Det vises hvordan elverestaurering kan brukes som aktivt tiltak for å redusere flomskaderisiko. I rammen av prosjektet ble det utviklet metoder for en mer miljøvennlig erosjonssikring, samt sedimentforvaltning. Flere miljøvennlige flomsikringstiltak sammenstilles i en katalog. Det har blitt samlet inn en rekke biologiske og abiotiske data som grunnlag for løsningsscenarier i casevassdragene. Løsningsscenariene gir mulighet å sammenligne muligheter og effekter i en konkret kontekst og det har blitt valgt tiltak som kan bli aktuelle til å bedre økologisk tilstand i henhold til vannforskriften. Resultatene vil kunne supplere og forbedre dagens flomrisikohåndtering og bidra til en mer bærekraftig, naturbasert klimatilpasning. En sluttrapport skal leveres 2021

Flom og miljø i et endret klima – innovative metoder for restaurering og bedre miljøtilstand

Klimaendringer vil føre til større flomskaderisiko i Norge og med dette et behov for klimatilpasning og bedre flomrisikohåndtering. Samtidig skal miljøtilstand i vassdrag forbedres. Norge har forpliktet seg å nå både natur- og klimamål og å gjennomføre en aktiv klimatilpasning. Samfunnet etterspør en bærekraftig og multifunksjonell klimatilpasning som ikke går på bekostning av naturen. Tradisjonelle flomsikringsmetoder kan imidlertid ofte ha negativ miljøpåvirkning. Dette FoU-prosjektet «Flom og miljø i et endret klima» (Flom & Miljø) hadde som mål å sammenstille og utvikle metoder som kan forbedre både flomrisikohåndtering og miljøtilstand i og langs vassdrag. Gjennom arbeidet har det blitt fremskaffet ny kunnskap om hvordan elver har blitt dannet i postglasiale landskap og hvordan dette påvirker flomrisikohåndtering, miljøtilstand og -tiltak. Dette arbeidet danner grunnlaget for nye verktøy til kartlegging og håndtering av erosjonsrisiko ved flom. Det vises hvordan elverestaurering kan brukes og dimensjoneres som tiltak for å redusere flomskaderisiko. I rammen av prosjektet ble det dessuten utviklet og sammenstilt metoder for miljøtilpasset flomsikring og avbøtende miljøtiltak der det kreves tradisjonell sikring. Et hovedresultat er at fremtidens flommer trenger mere plass. Det anbefales å benytte naturbaserte løsninger til flomrisikohåndtering når både flomsikring og miljøtilstand skal forbedres. Vi har laget en prioriteringsliste for naturbaserte løsninger, som muliggjør miljøhensyn ved all flomrisikohåndtering, tilsvarende tiltakshierarkiet: 1. Arealplanlegging med bevaring av naturtypiske vassdragsdeler, våtmark og elveslette. 2. Vassdragsrestaurering der det er mulig, med økt hydraulisk tverrsnitt og plass til morfodynamikk. 3. Miljøtilpassete sikringsmetoder der det ikke er plass til stor skala restaurering. 4. Avbøtende miljøtiltak der det trengs tradisjonelle, ikke-naturbaserte flomsikringstiltak. Med dette konseptet kan både miljøforhold og flomrisikohåndtering sikres og bedres i hele bredden av Norges vassdrag. Resultatene vil kunne supplere og forbedre dagens flomrisikohåndtering og arbeidet med miljøtiltak i vassdrag samt bidra til en mer bærekraftig og naturbasert klimatilpasning.Flom og miljø i et endret klima – innovative metoder for restaurering og bedre miljøtilstandpublishedVersio