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Als '''Restwassermenge''' oder '''Restabfluss''' wird bei einem [[Fließgewässer]] der Teil des [[Abfluss]]es genannt, das nach einer [[Wasserentnahme]] durch Ausleitung von Wasser flussabwärts im Gewässer verbleibt oder an einer [[Stauanlage]] kontinuierlich in den [[Flusslängsprofil|Unterlauf]] des Gewässers durchgeleitet wird.

Die '''Mindestrestwassermenge''' oder auch '''Mindestwasserführung''' ist die Menge des Restwassers, die im Bereich einer Ausleitung, Stauanlage oder Entnahme mindestens im Gewässer verbleiben muss. Sie wird in der wasserrechtlichen Zulassung (wasserrechtliche Erlaubnis oder Bewilligung) festgelegt und in l/s oder m³/s angegeben. Das Restwasser soll vor allem die [[Ökologie|ökologischen Funktionen]] des Gewässers, insbesondere als Lebensraum für [[Fische]] und andere wasserlebende Lebewesen, sicherstellen und das [[Landschaft]]sbild erhalten ('''Landschaftlich notwendiger Mindestabfluss''').

== Rechtliche Festlegung ==
Die Mindestrestwassermenge ist in den meisten Staaten über das [[Gewässerschutz]]- oder [[Wasserrecht]] geregelt und wird üblicherweise in der wasserrechtlichen Zulassung der Stauanlage bzw. der Wasserentnahme festgeschrieben. Die Methoden zur Berechnung und Festlegung der Menge sind dabei aber sehr unterschiedlich; während in manchen Staaten mit einfachen Kennziffern oder Formeln gearbeitet wird, wird in anderen die individuelle Situation mit allen Einflussfaktoren im Einzelfall geprüft und bewertet.<ref name="Uhlmann 2006" /><ref name="Mürle" />

=== Deutschland ===
Nach {{§|33|whg_2009|juris}} WHG ist das Aufstauen eines oberirdischen Gewässers oder das Entnehmen oder Ableiten von Wasser aus einem oberirdischen Gewässer nur zulässig, wenn die [[Abflussmenge]] erhalten bleibt, die für das Gewässer und andere hiermit verbundene Gewässer erforderlich ist, um den Zielen des {{§|6|whg_2009|juris}} Absatz 1 und der {{§|27-31|WHG|buzer|text=§§ 27 bis 31}} zu entsprechen (Mindestwasserführung). Diese Ziele sind die in {{§|6|whg_2009|juris}} Absatz 1 WHG benannten allgemeinen Grundsätze der Gewässerbewirtschaftung sowie speziell die in {{§|27-31|WHG|buzer|text=§§ 27 bis 31}} WHG benannten Bewirtschaftungsziele für oberirdische Gewässer.

=== Österreich ===
Nach § 13 Absatz 4 [[Wasserrechtsgesetz (Österreich)|WRG 1959]] ist das Maß der Wasserbenutzung in der Bewilligung in der Weise zu beschränken, dass ein Teil des jeweiligen Zuflusses zur Erhaltung des ökologischen Zustandes des Gewässers sowie für andere, höherwertige Zwecke, insbesondere solche der Wasserversorgung, erhalten bleibt. Ausnahmen hievon können befristet zugelassen werden, insoweit eine wesentliche Beeinträchtigung des öffentlichen Interesses nicht zu besorgen ist.

=== Schweiz ===
In der [[Schweiz]] wird die erforderliche Restwassermenge durch das [[Gewässerschutzgesetz]] (GSchG, ''Bundesgesetz über den Schutz der Gewässer'', 2. Titel, 2. Kapitel) geregelt.<ref name="Uhlmann 2006" /><ref>{{Internetquelle |url=http://www.hintermannweber.ch/forschungspreis/zsfg_preis2009.htm |titel=Aspekte der Bestimmung von Restwassermengen in alpinen Fliessgewässern heute und zukünftig |titelerg=H&W-Forschungspreis 2009 |hrsg=Hintermann & Weber AG |abruf=2011-10-06}}</ref><ref name="BAFU" /><ref name="Eawag" />

Dieses 2. Kapitel ''Sicherung angemessener Restwassermengen'' normiert in
{{Art.|29|814_20|ch}} wann eine ''Bewilligung'' benötigt wird, in {{Art.|30|814_20|ch}} die ''Voraussetzungen für die Bewilligung'', in {{Art.|31|814_20|ch}} die ''Mindestrestwassermenge'', in {{Art.|32|814_20|ch}} die ''Ausnahmen'', also die Voraussetzungen, unter denen die Kantone geringere Mindestrestwassermengen ansetzen können, in {{Art.|33|814_20|ch}} die ''Erhöhung der Mindestrestwassermenge'', also die Interessen nach deren Abwägung die Behörde diese Erhöhung vornehmen kann, in {{Art.|34|814_20|ch}}, dass für ''Wasserentnahmen aus Seen und Grundwasservorkommen'', die die "Wasserführung eines Fliessgewässers wesentlich beeinflussen", die vorhergenannten Artikel sinngemäß gelten, in
{{Art.|35|814_20|ch}} den ''Entscheid der Behörde'' insbesondere zur Dotierwassermenge und in {{Art.|36|814_20|ch}} die ''Kontrolle der Dotierwassermenge''.

Die Festlegung der Restwassermenge erfolgt nach der sogenannten Matthey-Formel (benannt nach ihrem Entwickler, dem Hydrologen François Matthey vom ''Service des Eaux, Sols et Assainissement'' (SESA) des [[Kanton Waadt|Kantons Waadt]]). Diese Formel orientiert sich an der Menge Q347 des Gewässers; das ist diejenige Abflussmenge, welche an 347 Tagen im Jahr erreicht oder überschritten wird, gemittelt über 10 Jahre.

Von Anfang Oktober 2022 bis Ende März 2023 galten für bestimmte Wasserkraftwerke tiefere Mindestrestwassermengen, gemäß einer Verordnung des Bundesrates (siehe dazu auch [[Energiekrise#Schweizer „Strommangellage“ 2022–2023]]).<ref>{{Internetquelle |url=https://www.news.admin.ch/de/nsb?id=93758#links |titel=Energie: Bundesrat setzt befristete Reduktion der Restwassermengen vorzeitig ausser Kraft |werk=admin.ch |datum=2023-03-17 |abruf=2023-03-18}}</ref>

== Ökologische Bedeutung ==
[[Datei:Bruar non-Water (3) below the dam - geograph.org.uk - 774688.jpg|mini|Stauwehr in [[Schottland]]: Aufgrund der zu geringen Restwassermenge fällt das Flussbett fast trocken.]]
[[Datei:E-Werk Unterberg Weißenbach Sarntal 2023.jpg|mini|hochkant|Infotafel des E-Werks Unterberg in Weißenbach ([[Sarntal]]) mit Angabe der Restwassermenge]]

Aus [[Ökologie|ökologischen]] Gründen ist es erforderlich, dass immer eine gewisse Mindest-Restwassermenge im Gewässer verbleibt. Diese Wassermenge wird benötigt, damit das Gewässer auch im Restwasserlauf unterhalb der Entnahmestelle seine vielfältigen ökologischen Aufgaben erfüllen kann.<ref name="BAFU" /><ref name="Eawag 2010" /><ref name="Boku" />

Eine der Funktionen des Gewässers – einschließlich der [[Ufer]]- und [[Flussaue|Aubereiche]] – ist als [[Biotop]] für [[Fauna]] (im und am Wasser lebende Tiere) und [[Flora]] (im und am Wasser wachsende Pflanzen und Algen) als Beitrag zur Erhaltung der biologischen Artenvielfalt ([[Biotopschutz]], [[Artenschutz]]).

Bei den Tieren sind insbesondere die Fischpopulationen von Bedeutung, denn für die Fortpflanzung vieler [[Fischwanderung|wandernder Fischarten]] ist die Mindestwassermenge in Verbindung mit [[Fischtreppe|Aufstiegshilfen]] an Staustufen zwingend erforderlich.

Die Restwassermenge trägt unter anderem zur Erhaltung der Temperaturpufferkapazität gegen übermäßige Erwärmung im Sommer und Zufrieren im Winter sowie zur Vermeidung übermäßiger [[Eutrophierung]] (Algen- und Bakterienwuchs) bei. Hierüber hat das Restwasser einen erheblichen Einfluss auf die [[Wasserqualität]] ([[Gewässergüte]]), die einerseits für die oben genannte Funktion als Biotop und andererseits für die Funktion der natürlichen Klärung (Abbau von Schadstoffen) wichtig ist. Eine ausreichende Menge und Qualität des Restwassers sind wiederum wichtig für die Funktion der Speisung des [[Grundwasser]]s.

Eine weitere Funktion nimmt das Gewässer im [[Landschaftsschutz]] zur Erhaltung der landschaftlichen Vielfalt als [[Landschaftselement]] ein. Das Restwasser trägt hier zur Erhaltung der [[Hydromorphologie|Morphologie des Gewässers]] und insbesondere zur Vermeidung einer Verlandung durch Ablagerung von [[Sedimentation|Schwemmsedimenten]] (vor allem [[Sand]] und [[Schlick]]) im [[Flussbett]] bei.

Die aus ökologischen Gründen notwendige Mindestrestwassermenge ist sehr vom [[Gewässertyp]], dem [[Abflussregime]], dem Charakter des Gewässers sowie der individuellen Situation an der Entnahmestelle und entlang der Restwasserstrecke abhängig. Wichtigste Kenngröße ist die Wassermenge; je weniger Wasser der Fluss im Jahresmittel führt, umso größer ist tendenziell die relative Mindestrestwassermenge. Daneben sind aber auch das Gefälle, die mittlere Fließgeschwindigkeit, Breite und Tiefe des Gewässers und die Geologie des Flussbettes und viele andere Einflussfaktoren von Bedeutung.<ref name="Uhlmann 2006" />

== Dotierung ==
Reicht bei einer Stauanlage die Mindestwassermenge, die funktions- oder bauartbedingt über das Wehr fließen muss ("Überwasser"), nicht aus, um die erforderliche Mindestwassermenge des Gewässers aufrechtzuerhalten, so muss die Wassermenge durch eine zusätzliche, künstliche Wasserzugabe ("Dotierung" oder "Dotation" genannt) gestützt werden.<ref name="Boku" /> Die Dotierung erfolgt durch das Öffnen einer regulierbaren Absperrung.

Dient die Gebrauchswasserableitung der Energieerzeugung aus Wasserkraft, so mindert die erforderliche Dotierung den Ertrag, da weniger Triebwasser zum Wasserkraftwerk geleitet wird. Um diese Verluste zu reduzieren, werden verstärkt [[Dotierturbine]]n vorgesehen. Eine Dotierturbine, manchmal auch ''Restwasserturbine'' genannt, ist eine in die Stauanlage integrierte [[Wasserturbine]], über die die Dotierwassermenge abgeleitet und energetisch ausgenutzt wird. Hierdurch lässt sich der energetische Ausnutzungsgrad der Wasserkraftwerknutzung auf bis zu 100 % steigern.

== Rechnerische Abschätzung nach dem MEFI-Modell ==
Zur rechnerischen Abschätzung eines ökologisch fundierten Abflussminimums in Flüssen wurden im bayrischen Alpenvorland Untersuchungen der hydraulischen, morphologischen, biologischen, physikalischen und chemischen Parameter im Bereich von Ausleitungsstrecken durchgeführt und hieraus das sogenannte "MEFI-Modell" entwickelt.<ref name="Mürle" /><ref name="Strobl" /><ref name="Maile" /><ref name="BUWAL 2000" />

Als Hauptparameter und Unterparameter für eine ökologische Zustandsbeschreibung konnten identifiziert werden:
{| class="wikitable" style="text-align:left"
|-
|- class="hintergrundfarbe6"
! Gemessener Parameter !! Enthaltene Parameter
|-
| rowspan="7" | sohlnahe Fließgeschwindigkeit '''unb'''
| Abfluss
|-
| Gefälle
|-
| Morphologie der Flussohle
|-
| Bodensubstrat
|-
| Kornverteilung (Bodenrauheit)
|-
| Nährstoffangebot
|-
| Turbulenz
|-
| rowspan="4" | Bodenrauheit '''hA50'''
| Gefälle
|-
| Intensität der sohlnahen Turbulenz
|-
| sohlnahe Fließgeschwindigkeit
|-
| Habitat Angebot
|-
| rowspan="5" | Maß für die Sonneneinstrahlung '''IF'''
| Ufervegetation
|-
| Nährstoffangebot
|-
| Wassertemperatur
|-
| Algenwachstum
|-
| Wasserchemie (z. B. Sauerstoffgehalt, pH-Wert)
|}

Zur Bestimmung des Mindestwasserabflusses wurden die Fließbedingungen an Ausleitungsstrecken einer genauen Betrachtung unterzogen. Insbesondere wurden an charakteristischen Querschnitten die Höhe des Algenwachstums hA50 und die mittlere sohlnahe Fließgeschwindigkeit unb gemessen. Als Ergebnis erhält man eine Beziehung zwischen dem Abfluss Q und der sohlnahen [[Reynoldszahl]] Renb – jeweils für die betrachtete Ausleitungsstrecke.

:<math>Re_{nb}=\dfrac{u_{nb} \cdot h_{A50}}{v} \ \ \mathrm{ \lbrack - \rbrack}</math>
Renb wiederum steht im Zusammenhang mit dem biologischen Parameter Taxarheo. Dieser steht stellvertretend für die biologischen Lebensbedingungen im Fließgewässer, insbesondere Organismen betreffend, die eine gute Wasserqualität, eine kiesige Sohle und eine gewisse Mindestfließgeschwindigkeit benötigen. Einen Indikator eines guten [[Ökologie|ökologischen]] Zustandes stellen somit die rheotypischen Organismen (z. B. Eintagsfliegen) dar. Aus Verknüpfung der beiden Beziehungen lässt sich Taxarheo. bestimmen, und folglich ein Mindestwasserabfluss, der den Ansprüchen der ökologischen Lebensgemeinschaft im Gewässer gerecht wird.

Einen weiteren negativen Effekt, bedingt durch kleine Wassertiefen, niedrige Fließgeschwindigkeiten und hohe Sonneneinstrahlung, stellt die Erwärmung des Wassers dar. Als Folge stellt sich ein verstärktes, schädliches Algenwachstum ein. Um diesen Umstand zu berücksichtigen, wurde der ''Irradiation Factor (IF)'' eingeführt. Dieser führt bei steigender Sonneneinstrahlung zu einer Erhöhung des Basisabflusses QB und somit zum eigentlichen Mindestabfluss Qres.
:<math>Q_{res}=Q_B + \dfrac{Q_B \cdot IF}{10} \ \ \mathrm{ \lbrack \dfrac{m^3}{s} \rbrack}</math>
Trotz der Berücksichtigung von nur sohlnahen Strömungsbedingungen stellt das MEFI-Modell eine Ermittlung des Mindestwasserabflusses auf ökologisch fundierter Basis, speziell bei Flüssen mit kiesiger Sohle, dar. Ebenso sei auf die allgemeine, einfache und kostengünstige Anwendbarkeit hingewiesen.<ref name="Strobl" />

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor=Viviane Uhlmann, Bernhard Wehrli
|Titel=Wasserkraftnutzung und Restwasser. Standortbestimmung zum Vollzug der Restwasservorschriften
|Verlag=[[Eawag]]
|Ort=Kastanienbaum
|Datum=2006-06
|Online=[http://e-collection.library.ethz.ch/eserv/eth:29560/eth-29560-01.pdf Online]
|Format=PDF
|KBytes=1300
|Abruf=2017-05-13}}
* {{Literatur
|Hrsg=[[Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft]]
|Titel=Restwassermengen in Fliessgewässern
|TitelErg=Mitteilungen zum Gewässerschutz, Nr. 24
|Ort=Bern
|Datum=1997}}
* {{Literatur
|Autor=Michael Hütte
|Titel=Ökologie und Wasserbau: Ökologische Grundlagen von Gewässerverbauung und Wasserkraftnutzung
|Verlag=Vieweg + Teubner
|Datum=2003
|ISBN=3-528-02583-2
|Online={{Google Buch |BuchID=W0M_vHB-4KAC}}}}

== Weblinks ==
* [[Bundesamt für Umwelt]] der Schweiz: [https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/wasser/fachinformationen/massnahmen-zum-schutz-der-gewaesser/renaturierung-der-gewaesser/restwasser.html ''Restwasser''] und [https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/wasser/dossiers/restwasser.html ''Restwasser – Gewässer brauchen Wasser'']

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="BAFU">
{{Internetquelle
|url=https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/wasser/fachinformationen/massnahmen-zum-schutz-der-gewaesser/renaturierung-der-gewaesser/restwasser.html
|titel=Restwasser
|hrsg=[[Bundesamt für Umwelt]] der Schweiz (BAFU)
|abruf=2018-09-16}}
</ref>
<ref name="Uhlmann 2006">
{{Literatur
|Autor=Uhlmann, Wehrli
|Titel=Wasserkraftnutzung und Restwasser. Standortbestimmung zum Vollzug der Restwasservorschriften
|Datum=2006}}
</ref>
<ref name="Boku">
{{Internetquelle
|url=https://www.boku.ac.at/hfa/files/4a-Restwasser.pdf
|titel=Ursachen für Restwasser und dessen räumliche Wirksamkeit
|hrsg=[[Universität für Bodenkultur Wien]]
|format=PDF
|abruf=2011-10-06}}
</ref>
<ref name="Eawag">
{{Internetquelle
|url=https://www.eawag.ch/forschung/surf/schwerpunkte/project/wasserkraft/index
|titel=Oberflächengewässer. Wasserkraftnutzung und Restwasser
|hrsg=[[Eawag]]
|abruf=2011-10-07}}
</ref>
<ref name="Eawag 2010">
{{Internetquelle
|autor=Alfred Wüest
|url=https://www.eawag.ch/forschung/surf/teaching/management_as/programm/handouts/2010/04_jw.pdf
|titel=Wasserkraftwerke in der CH. Überblick und Effekte der WK-Nutzung
|hrsg=[[Eawag]]
|datum=2010
|format=PDF; 1,3 MB
|abruf=2011-10-06}}
</ref>
<ref name="Strobl">
{{Literatur
|Autor=[[Theodor Strobl]], Franz Zunic
|Titel=Handbuch Wasserbau
|Verlag=Springer
|Datum=2006
|ISBN=3-540-22300-2}}
</ref>
<ref name="Maile">
{{Literatur
|Autor=Willi Maile, Thomas Heilmair, Theodor Strobl
|Titel=Bewertung von Fliessgewässer-Biozönosen im Bereich von Ausleitungskraftwerken (Schwerpunkt Makrozoobenthos). Das MEFI-Modell: ein Verfahren zur Ermittlung ökologisch begründeter Mindestabflüsse in Ausleitungsstrecken von Wasserkraftwerken.
|Sammelwerk=Wasserbau und Wasserwirtschaft: Berichte der Versuchsanstalt Obernach und des Lehrstuhls für Wasserbau und Wassermengenwirtschaft der Technischen Universität München
|Nummer=80
|Verlag=[[Technische Universität München]]
|Datum=1997
|ISSN=0947-7187
|Seiten=247-267}}
</ref>
<ref name="BUWAL 2000">
{{Literatur
|Autor=R. Estoppey et al.
|Hrsg=[[Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft]]
|Titel=Angemessene Restwassermengen - Wie können sie bestimmt werden?
|TitelErg=Wegleitung Vollzug Umwelt
|Ort=Bern
|Datum=2000}}
</ref>
<ref name="Mürle">
{{Literatur
|Autor=Uta Mürle
|Titel=Morphologie und Habitatstruktur in der Ausleitungsstrecke einer alpinen Stauhaltung (Spöl, Schweizerischer Nationalpark, Engadin)
|TitelErg=Diplomarbeit im Fach Geoökologie
|Verlag=Institut für Geographie und Geoökologie Universität Karlsruhe TH
|Ort=Öschelbronn
|Datum=2000-04
|Online=[http://www.hydra-institute.com/de/ifah/pdf/Muerle_2000.pdf Online]
|Format=PDF
|KBytes=5200
|Abruf=2017-05-13}}
</ref>
</references>

[[Kategorie:Bewirtschaftung von Gewässern]]
[[Kategorie:Limnologie]]
[[Kategorie:Flussbau]]
[[Kategorie:Stauanlagenbau]]
[[Kategorie:Wasserrecht (Deutschland)]]
[[Kategorie:Gewässerökologie]]

Restwassermenge - Versionsgeschichte

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