Leitung: Dr. Manfred Stähli

Die Forschungseinheit «Gebirgshydrologie und Massenbewegungen» untersucht Naturgefahren-Prozesse in vorwiegend gebirgigen und teilweise bewaldeten Einzugsgebieten. Sie geht der Entstehung und Ausbreitung von Hoch- und Niedrigwasserabflüssen sowie Geschiebetransport, Hangrutschen, Murgängen und Steinschlag nach. Die Forschungseinheit führt Experimente und Langzeitmessungen durch, welche die Grundlage bilden für die Entwicklung von Simulationsmodellen und Massnahmen zur Gefahrenbeurteilung. Hierzu werden spezielle Messsysteme entwickelt, wie z.B. eine Murgangwaage und Geophon-Sensoren zur Messung von Geschiebetransport. Die Einheit beurteilt Schäden und Schaden bringende Prozesse häufiger sowie extremer Naturereignisse. Deren Daten sind notwendige Eingangsgrössen für ein risikobasiertes, nachhaltiges Management von Naturgefahren.

Ein zweiter Schwerpunkt der Forschungseinheit ist die Quantifizierung und Vorhersage von Schnee- und Wasserressourcen, zum Beispiel für die Wasserkraft-Produktion oder zur Früherkennung von Trockenheit. Sie betreibt einen operationellen schneehydrologischen Dienst für Bund und Kantone, sowie eine Trockenheits-Informationsplattform für verschiedene Wassernutzer.

Die Forschungseinheit arbeitet mit Partnern innerhalb der WSL, mit anderen nationalen und internationalen Forschungsinstitutionen sowie mit kantonalen und Bundesbehörden und auch mit Ingenieurunternehmungen zusammen.

Forschungsgruppen

Gebirgshydrologie und Massenbewegungen

Themen

Murgang und Geschiebe

Wildbäche im steilen Gelände können zerstörerische Frachten von Gestein mitreissen. Wir erforschen diese Prozesse, um den Schutz davor zu verbessern.

Steinschlag und Rutschung

Wir erforschen Steinschlag, Felsstürze, Hangmuren und andere Rutschungen, damit Menschen und Infrastruktur in Bergtälern besser geschützt werden...

Hochwasser

Hochwasser richten in der Schweiz enorme Schäden an. Wir erarbeiten seit über hundert Jahren Grundlagen für Vorhersage und Warnung vor Hochwasser.

WEITERFÜHRENDE INFORMATIONEN

Projekte

Niedrigwasserdauerkurven

Der Bedarf nach einer solideren Grundlage für die Abschätzung von Niedrigwasserabflüssen in ungemessenen Gebieten ist im Nachgang zu den Trockenheitsereignissen der Jahre 2003, 2011, 2015 und 2018 gestiegen. Die massgebenden Speicher und Einflussfaktoren wie zum Beispiel Versickerungsstrecken werden

Seeregulierung und Klimawandel

Mit den vorgesehenen Untersuchungen soll die Wirksamkeit der Seeregulierungs-Vorschriften basierend auf den Klimaszenarien CH2018 überprüft werden. Eine mehrstufige Studie klärt den Handlungsbedarf bei den Regulier-Reglementen.

Mehrzweckspeicher als Zukunftsmodell?

Obwohl die Schweiz über reichlich Wasser verfügt, kann es zukünftig lokal zu Engpässen kommen. Mehrzweckspeicher stellen eine Möglichkeit dar, um auf zukünftige Wasserknappheit zu reagieren. Dieses Projekt untersucht die Chancen und Risiken einer gemeinsamen Bewirtschaftung.

Towards automated monitoring of alpine mass movements

This project aims at setting up an interactive network of autonomously communicating instruments to capture processes happening during and directly after alpine mass movements.

Schützen gut strukturierte und gepflegte Wälder besser?

Waldwirkungen gegen flachgründige Rutschungen praxistauglich zu erfassen ist nach wie vor ungelöst. Das Beispiel "Sachseln" deutet darauf hin, dass gut strukturierte Wälder Hänge besser stabilisieren. Darauf aufbauend werden Interaktive Karten zur Anfälligkeit von Wäldern auf Rutschungen erstellt.

Beurteilung des Potentials von Bodenfeuchtedaten für die Vorwarnung vor Hangrutschungen

Das Hauptziel dieses SNF-Projekts ist es, den Nutzen von in-situ Bodenfeuchtemessungen in Bezug auf die Verwendung in einem Vorwarnsystem für Hangrutschungen zu beurteilen.

Sediment Cascades in Alpine Mass Movements

This project aims at further developing models for the prediction of magnitudes and frequencies of debris-flow events in a changing climate.

Rock sediment disposition

Recently, rock-ice deposits have come into focus for their potential to provide sources of secondary hazards and as an alternative water resource in a changing climate. The aim of this project is to model the evolution of the thermal regime of rock-ice deposits under future climate scenarios.

SmallFlex: hydrologische Echtzeitvorhersagen für ein Kleinwasserkraftwerk

Bei diesem Projekt wird der Mehrwert von sehr kurzfristigen (< 6 Std.) und langfristigen (1 Monat) hydrologischen Vorhersagen für den Betrieb eines alpinen Kleinwasserkraftwerks (Gletsch-Oberwald) untersucht.

The Swiss plate geophone system

This project aims to further develop the Swiss plate geophone system, a passive seismic method to measure bedload transport in water courses, with a new set of controlled experiments and field calibration measurements.

Risks for small hydropower plants associated with climate change

estimate the impact of climate change on the inflow in a snowmelt dominated tributary of a small hydropower plant using a stochastic 2-dimensional weather generator, a high-resolution energy balance snow cover and a gridded hydrological model

A seismological study of mass movements

The aim of this project is to better understand the dynamics and triggering mechanisms of mass movements in a changing climate.

Hydro-CH2018 Wasserspeicher

Diese Synthese-Arbeit soll - auf der Skala Schweiz, aber auch anhand von einzelnen Fallstudien - aufzeigen, wie gross das Potenzial von Wasserspeichern (natürliche und künstliche Seen, Staubecken und andere Reservoire) ist, um zukünftige Trockenheitssituationen zu mildern.

CRAMPON - Cryospheric Monitoring and Prediction Online

How much are Swiss glaciers melting right now? In the CRAMPON project we develop an operational modeling tool to nowcast and predict mass balance and runoff of all Swiss glaciers.

Exploring the Hydropower potential of future ice-free basins on a global scale

In this project we analyze new landscapes which are emerging though glacier retreat, and identify locations which may be suitable for potential new water storages and hydropower production once glaciers have retreated.

KTI-Flexstore

Lösungen zur flexiblen Bewirtschaftung von Wasserkraftwerken unter sich ändernden Umwelt- und Marktbedingungen

EXAR

Durch das Projekt EXAR soll eine einheitliche Datengrundlage geschaffen werden, um die Gefährdung von flussnahen Anlagen durch extreme Hochwasserereignisse an der Aare und am Rhein neu zu beurteilen.

WoodFlow

Durch das Forschungsprogramm WoodFlow sollen wissenschaftliche Grundlagen erarbeitet werden für die Bewältigung aktueller Herausforderungen beim Schwemmholz-Management an Fliessgewässern.

MicroVegSnow

Um die Wettervorhersage und Katastrophenprävention zu verbessern, bestimmt die European Space Agency ESA weltweit den Wassergehalt in den oberen Bodenschichten. Ein Forschungsprojekt in den Schweizer Alpen soll nun aufzeigen, welchen Einfluss eine Schneedecke auf die Genauigkeit dieser Messungen ausübt.

Insights into streamflow generation mechanisms

To study streamflow generation mechanisms in steep mountainous catchments, we installed a «lab in the field» for monitoring stable water isotopes and water quality in streamflow and precipitation at 30-min resolution.

The potential of UAV photogrammetry for hydro-glaciological forecasts

This study investigates (a) the impact of weather forecasts on the resulting runoff predictions and (b) the potential of the UAV photogrammetry to generate high-resolution digital elevation models, ice flow velocities, and snow heights.

Dekadische Vorhersagen

Das Projekt erforscht in welchem Ausmass dekadische Vorhersagen für Mittelfristprognosen im hydro-glaziologische Kontext verwendet werden können. Dies soll dazu beitragen, die in der Energiestrategie 2050 festgehaltenen Ziele zu erreichen.

Vorhersage von hydrologischer Trockenheit

SREP-drought befasst sich mit der Untersuchung der Abhängigkeit der Sommer-Niedrigwasser und Sommer-Trockenzeiten durch die Winterschneedecke in drei Einzugsgebieten (Voralpen, Zentralschweiz; Isergebirge, Nordböhmen; Kleiner Kaukasus, Zentralgeorgien)

Ensemblevorhersagesysteme

Das Projekt HEPS4Power untersucht die Anwendungsmöglichkeiten von mittel- bis langfristigen hydrologischen Vorhersagesystemen (Hydrologische Ensemble Prediction Systems - HEPS) zur Verbesserung der Steuerung von Wasserkraftwerken und damit zur Profitsteigerung.

Ferngesteuerte Messung von Hochwasserabfluss

Zur Erforschung von Hochwasserspitzen und -volumina in Wildbächen wird eine Methodik entwickelt, welche eine ferngesteuerte Auslösung der Abflussmessung ermöglicht. Zur Bestimmung des Messzeitpunkts werden Bilder des Niederschlagsradar verwendet.

Abflussbildungsmodul

In Zusammenarbeit mit den Büros Scherrer AG und Soilcom GmbH wird ein neues Abflussmodul für hydrologische Modelle generiert. Räumlich verteilte Prozessinformationen aus sogenannten Abflussprozesskarten, welche auf Feldaufnahmen und geographischen Grundlagen basieren, werden in das Modul integriert.

Rain-on-Snow

Im Frühling kommt es häufiger vor, dass es auf eine bestehende Schneedecke regnet. In diesem Projekt untersuchen wir den Einfluss der Schneedecke auf die Abflussbildung während Regenereignissen.

Steinschlagnetze

Dank eines neuen Computermodells des SLF kann die Industrie in Zukunft Steinschlagnetze kostengünstiger und effizienter entwickeln.

Böden und Wasserhaushalt von Wäldern

Wir möchten Wasserhaushalts-relevante Bodeneigenschaften für die Waldfläche der Schweiz digital kartieren und als GIS-Layer verfügbar machen. Somit werden Regionen lokalisiert, in denen unter künftigem Klima mit verstärkter Trockenheit zu rechnen ist.

Hangmurendatenbank

Bei Starkniederschlägen entstehen in den betroffenen Gebieten oft zahlreiche flachgründige Rutschungen und Hangmuren. Die Dokumentation und Analyse sowie das Erfassen der Ereignisse in einer Datenbank dienen der Verbesserung der Grundlagen hinsichtlich Gefahrenkartierung.

Georadar

Mit Georadar lassen sich Schneeeigenschaften messen, die für schneehydrologische Untersuchungen wichtig sind. Ziel dieses Projekts ist es den Einsatz von Georadar im Hinblick auf möglich effiziente Messungen des Schneewasseräquivalents zu optimieren.

DROUGHT-CH

Der Hitzesommer 2003 hat gezeigt, dass Trockenperioden gravierende Auswirkungen auf Wasserressourcen, Gesundheit, Ökosysteme und Wirtschaft haben können. Oftmals fehlen jedoch frühzeitige Informationen über Trockenperioden und Strategien zur Bewältigung von Wasserknappheit und Vermeidung von Schäden.

IFKIS Hydro Sihl

Die WSL entwickelt und betreibt ein probabilistisches Hochwasservorhersagesystem für das voralpine Einzugsgebiet der Sihl. Hochwasserereignisse können anhand einer Reihe von täglich durchgeführten Vorhersagen frühzeitig erkannt werden.

CCES-TRAMM

TRAMM war ein Forschungsprojekt im Rahmen des ETH-Kompetenzzentrums für Umwelt und Nachhaltigkeit (CCES) von 2006 bis 2015 mit dem Ziel, Auslöse- und Transportprozesse von Hangrutschungen, Murgängen und Lawinen besser zu verstehen.

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Mitarbeitende

Gebirgshydrologie und Massenbewegungen

Dr. Manfred Stähli	Leiter Forschungseinheit
Stefan Boss	Technischer Mitarbeiter
Bruno Fritschi	Aushilfe
Prof. Dr. Masaki Hayashi	Fellow
Dr. Derek Anderson Houtz	PostDoc
Florian Käslin	Technischer Mitarbeiter
Prof. Dr. James Kirchner	Senior Scientist / Gastwissenschafter
Reza Naderpour	PostDoc
Mike Schwank	Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Karl Steiner	Aushilfe

Wildbäche und Massenbewegungen

Dr. Alexandre Badoux	Gruppenleiter
Gilles Antoniazza	Gastdoktorand
Zheng Chen	Gastdoktorand
Curdin Condrau	Master-Student
Christoph Graf	Technischer Mitarbeiter
Jacob Hirschberg	Doktorand
Andreas Huwiler	Zivildienst Mitarbeiter
Elena Leonarduzzi	Gastdoktorandin
Dr. Brian McArdell	Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Tobias Nicollier	Doktorand
Dr. Dieter Rickenmann	Senior Scientist
Christian Rickli	Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Olivia Sartorius	Master-Studentin
Nicolas Steeb	Wissenschaftlicher Assistent
Dr. Axel Volkwein	Gastwissenschafter
Dr. Albrecht Von Boetticher	Gastwissenschafter
Adrian Wicki	Doktorand

Hydrologische Vorhersagen

Dr. Massimiliano Zappa	Gruppenleiter
Norina Andres	Technische Mitarbeiterin
Luzi Bernhard	Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Dr. Konrad Bogner	Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Lucas Bridler	Master-Student
Dr. Manuela Brunner
Yuan-Yuan Chang	Master-Studentin
Antonio Giordani	Master-Student
Severin Koller
Dr. Käthi Liechti	Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Michael Margreth	Doktorand
Josephine Meyer	Master-Studentin
Dr. Andrea Rücker	Gastwissenschafterin
Jana von Freyberg	Gastwissenschafterin
Tobias Wechsler	Gastwissenschafter

Schneehydrologie

Dr. Tobias Jonas	Gruppenleiter
Nena Griessinger	Gastwissenschafterin
Dr. Nora Helbig	Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Kalliopi Koutantou	Gastdoktorand
Dr. Bert Kruyt	PostDoc
Johanna Teresa Malle	Gastdoktorandin
Giulia Mazzotti	Doktorandin
Dr. Rebecca Mott-Grünewald	Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Louis Quéno	PostDoc
Dr. Michael Schirmer	Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Dr. Clare Webster	PostDoc
Dr. Adam Harry Winstral	Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Glaziologie

Prof. Dr. Daniel Farinotti	Gruppenleiter, Joint Professorship
Loris Compagno	Gastwissenschafter
Saskia Gindraux	Doktorandin
Elias Hodel	Gastwissenschafter
Dr. Matthias Huss	Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Claudia Kurzböck	Praktikantin
Johannes Marian Landmann	Gastwissenschafter
Dr. Hamish Pritchard
Luisa Pruessner	Gastdoktorandin
Emmanuel Rouges	Praktikant
Michaela Wenner	Doktorandin
Harry Zekollari	PostDoc

Hochgebirgsgletscher und Hydrologie

Dr. Francesca Pellicciotti	Gruppenleiterin, Senior Scientist
Stefan Fugger	Doktorand
Prof. Regine Hock	Fellow
Marin Kneib	Doktorand
Dr. Michael James McCarthy	PostDoc
Dr. Evan Stewart Miles	PostDoc