Kolmation Methoden zur Erkennung und Bewertung - Fischnetz

Kolmation 

EAWAG 

Eidg. Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung 

und Gewässerschutz 

Überlandstrasse 133, 8600 Dübendorf 

Methoden zur Erkennung und Bewertung 

Zürich, den 14. Juni 2002 

Schälchli, Abegg + Hunzinger 

dipl. Ing. ETH / SIA, Fluss- und Wasserbau 

Reinhardstr. 14, CH-8008 Zürich Tel.: 01 / 251 51 74, Fax: 01 / 251 51 78

Inhalt 

1 Problemstellung und Auftrag 1 

2 Innere Kolmation 2 

2.1 Einflussgrössen 2 

2.2 Dekolmation 3 

2.3 Morphologische Unterschiede 4 

2.4 Eingriffe 6 

3 Bewertungsverfahren der inneren Kolmation 7 

3.1 Methodischer Ansatz 7 

3.2 Bewertungsklassen 8 

3.3 Konkretes Vorgehen 15 

4 Äussere Kolmation 1 7 

4.1 Phänomen 17 

4.2 Auswirkungen 18 

4.3 Beurteilung 19 

Anhang 

1 Literaturverzeichnis 21 

2 Ansätze zur Erfassung und Beurteilung der inneren Kolmation 23

1 Problemstellung und Auftrag 

Die Sohle von Fliessgewässern wird vorwiegend durch fluviale Ablagerungen aus kiesigem bis 

schottrigem Material aufgebaut. Der Abfluss transportiert unterschiedliche Feststoffmengen in 

Schweb oder als Geschiebe gerinneabwärts. Dringt Oberflächenwasser in die poröse Gewässersohle, 

so werden die Wasserinhaltstoffe (Schwebstoffe) ausfiltriert. Dieser Ablagerungsprozess 

findet massgebend in der obersten Schicht oder bereits auf der Gewässersohle statt. Die 

Ablagerung der Feinpartikel im Porenraum der Sohle wird als innere Kolmation und diejenige 

auf der Gewässersohle als äussere Kolmation bezeichnet. 

Durch die innere Kolmation wird die Sohle verdichtet, der Porenraum verkleinert, die Durchlässigkeit 

reduziert und damit die Sauerstoffzufuhr verringert. 

Die äussere Kolmation führt zu einem instabilen Substrat und zu einer Abnahme der Durchlässigkeit 

mit entsprechend verringerter Sauerstoffzufuhr. 

Das Lückensystem des Sohlenmaterials stellt einen bedeutenden Lebensraum für das Makrozoobenthos 

und die Reproduktion von kieslaichenden Fischen dar. Von entscheidender Bedeutung 

sind der verfügbare Porenraum mit einer Durchströmung, welche die Zufuhr von Sauerstoff 

gewährleistet. Durch die innere und die äussere Kolmation kann dieser Lebensraum massgebend 

beeinträchtigt werden. 

Die innere Kolmation ist ein Prozess, der von verschiedenen Einflussgrössen abhängig ist und 

durch anthropogene Tätigkeiten verstärkt werden kann. Sie ist auf der Gewässersohle häufig 

nicht als solche zu erkennen und es bestehen wegen der Komplexität des Prozesses, keine 

einfachen Berechnungsansätze. Zur Zeit besteht keine einfache und zuverlässige Methode zur 

Grobklassierung der inneren Kolmation. Im Rahmen des vorliegenden Auftrages von Fischnetz 

soll diese Lücke geschlossen werden. 

In Kapitel 2 sind die wesentlichen Einflussgrössen, die Dekolmation sowie die Bedeutung der 

Morphologie und die Auswirkung von Verbauungen auf die innere Kolmation, beschrieben. 

In Kapitel 3 wird eine neue Methode zur Beurteilung der inneren Kolmation mit entsprechender 

Bewertungsskala beschrieben. 

In Kapitel 4 sind zur Ergänzung wesentliche Aspekte der äusseren Kolmation zusammengefasst. 

Alle Kapitel enthalten Literaturhinweise. Das Literaturverzeichnis ist im Anhang zu finden. 

1

2 Innere Kolmation 

2.1 Einflussgrössen 

Massgebend für die innere Kolmation einer Flusssohle sind die vom Abfluss transportierten 

Schwebstoffe und eine in die Sohle gerichtete Sickerströmung. Dadurch gelangen die Feinpartikel 

in den Lückenraum unter der Deckschicht, wo sie ausfiltriert und abgelagert werden. 

Für die innere Kolmation von besonderer Bedeutung sind dabei die feinen Schwebstoffpartikel 

der Silt- und Tonfraktion, die aufgrund ihrer kohäsiven Eigenschaft die Sohle verfestigen und 

die Durchlässigkeit entscheidend verringern. Reine Sandablagerungen führen zu einer vergleichsweise 

geringen Durchlässigkeitsabnahme. In Tabelle 2 sind die Korngrössenbereiche der 

Fraktionen Ton, Silt, Sand, Kies und Steine angegeben. Eine innere Kolmation kann sich bei 

der Exfiltration von Grundwasser nicht und bei klarem Abfluss nur unwesentlich entwickeln. 

In Tabelle 1 sind die wesentlichen Einflussgrössen und ihre Bedeutung für die innere Kolmation 

aufgeführt (/2/ /3/ /5/ /10/ /14/). 

Einflussgrösse Langsame Kolmation Rasche Kolmation 

Schwebstoffkonzentration 

(C) 

Kornverteilung 

des 

Sohlenmaterials 

(KV) 

Sickerströmung, 

hydraulischer 

Gradient (i) 

Abfluss, Sohlenschubspannung 

(Q) 

Wassertemperatur 

Bei tiefem C (klarem Wasser) praktisch 

vernachlässigbare Kolmationsentwicklung 

Beispiele: Niederwasserabfluss im 

Winter oder Seeausfluss 

Sohlen mit schmaler KV zeigen eine 

höhere Porosität. Zur Auffüllung des 

Lückenraums sind mehr Feinpartikel 

erforderlich, d.h. langsamere Kolmationsentwicklung 

Beispiel: Rollkieslage, Sohle im Bereich 

von Schnellen (riffle) 

Hohe hydraulische Gradienten (tiefer 

Grundwasserspiegel) führen zu starker 

innerer Kolmation 

Beispiel: Perkolierende Infiltration, 

verstärkt in Furt 

Kleine Schubspannungen zeigen 

keinen Einfluss auf die Kolmationsentwicklung 

Beispiel: eher in Rinne 

Erhöhte Wassertemperaturen (Sommer) 

resp. kleine Zähigkeiten führen 

zu verstärkter innerer Kolmation 

Tabelle 1 Einflussgrössen der inneren Kolmation. 

Hohe C führen zu einer raschen 

Durchlässigkeitsabnahme und 

Verfestigung der Sohle 

Beispiele: Hochwasserabfluss ohne 

Dekolmation, Spülungen 

Bei Sohlen mit breiter (gut abgestufter) 

KV bildet sich unter der 

Deckschicht relativ rasch eine dünne 

Kolmationsschicht 

Beispiel: Rinne (pool), Furt (run) 

Bei kleinen hydraulischen Gradienten 

bilden sich dünne Kolmationshorizonte. 

Die innere Kolmation kann 

sich nur beschränkt ausbilden. 

Beispiel: Hochliegender Grundwasserspiegel, 

eher in Rinne 

Steigende Schubspannungen führen 

zu einer beschleunigten Kolmationsentwicklung 

(Einvibrieren der Feinpartikel). 

Dies trifft zu, solange keine Dekolmation 

der Sohle eintritt (vgl. Kap. 2.2) 

Beispiel: eher in Furt 

Tiefe Wassertemperaturen (Winter) 

resp. grosse Zähigkeiten führen zu 

verzögerter innerer Kolmation 

2

Fraktion Ton Silt Sand Kies Steine 

Ø [mm] < 0.002 0.002 - 0.06 0.06 - 2 2 - 60 60 - 200 

Transport als Schwebstoffe Geschiebe 

Tabelle 2 Klassifikation der Korngrössen nach DIN 4022 (vgl. z.B. Zanke U. (1982): Grundlagen der Sedimentbewegung. 

Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York) .Grobe Zuteilung der Fraktionen in 

Geschiebe und Schwebstoffe 1 . 

2.2 Dekolmation 

Die Dekolmation einer Gewässersohle setzt ein, wenn der Abfluss (Q), resp. die Sohlenschubspannung 

(Θ) einen Wert (QK , ΘK ) erreicht, bei dem einzelne Komponenten der Deckschicht 

bewegt werden. Dabei wird der unter der Deckschicht liegende Kolmationshorizont 

weggespült und die Durchlässigkeit nimmt im betroffenen Sohlenbereich sprunghaft zu. An 

benachbarten Stellen, wo die Deckschicht noch stabil ist, bleibt die innere Kolmation bestehen. 

Erreicht der Abfluss, resp. die Sohlenschubspannung einen Wert (QD ,ΘD ), wo die Deckschicht 

der Gewässersohle grossflächig aufreisst, so kommt es zur Umlagerung und Neubildung der 

Sohle und damit verbunden zu einer vollständigen Dekolmation. Dabei steigt die Durchlässigkeit 

auf den Wert des unkolmatierten Sohlenmaterials an. 

Bei abklingendem Hochwasser wird der grobporige Lückenraum langsam wieder mit Sand 

verfüllt und der Kolmationsprozess beginnt von neuem. 

Dekolmation und wiedereinsetzende Kolmationsentwicklung bestimmen die Kolmationsganglinie, 

die durch den Verlauf der Sohlendurchlässigkeit, die abgelagerte Kolmationsmasse 

oder das Sickerwasservolumen beschrieben werden kann. 

Bei natürlichen Fliessgewässern mit lockerem Sohlensubstrat finden jährlich mehrmals Hochwasserereignisse 

statt, die zu einer Dekolmation der Sohle führen. Anthropogene Eingriffe wie 

Wasserableitungen, Verbauungen oder Eingriffe in den Geschiebehaushalt können dazu führen, 

dass die Sohle weniger oder gar nicht mehr dekolmatiert. Umgekehrt kann es in Schwallstrecken 

während den natürlichen Niederwasserperioden (Winter) zu vermehrten Sohlenumlagerungen 

kommen, was ebenfalls zu einer Beeinträchtigung des Lebensraums führen kann. 

1 

Ob ein Korn als Geschiebe oder in Schweb transportiert wird, ist abhängig von der Fliessgeschwindigkeit 

und der Turbulenz. 

3

2.3 Morphologische Unterschiede 

Die Morphologie von Fliessgewässern übt einen wesentlichen Einfluss auf die örtliche Entwicklung 

der inneren Kolmation aus. Die charakteristische Abfolge von Furt, Schnelle, Kolk 

und Rinne führt zu einem abgestuften Wasserspiegel, zu unterschiedlichen Strömungsverhältnissen 

und einer Sickerströmung in der Gewässersohle, die von der Furt zur Schnelle 

gerichtet ist /17/. Bezüglich der inneren Kolmation ergeben sich folgende Unterschiede /1/: 

Furt: Der hohe Wasserspiegel führt zu einem grossen hydraulischen Gradienten der 

Sickerströmung, was zu einer hohen Infiltrationsrate führt (gute Sauerstoffzufuhr). 

Umgekehrt führen der hohe Gradient und die grosse Fliessgeschwindigkeit (hohe 

Schubspannung) zu einer ausgeprägten Ausbildung der Deckschicht, einem tieferen 

Eintrag der Feinpartikel und damit zu einer stärkeren Durchlässigkeitsabnahme der 

Gewässersohle. 

Schnelle: Die Exfiltration von Porenwasser verhindert oder beschränkt die innere Kolmation 

(v.a. bei Niederwasserabfluss, weniger ausgeprägt bei grösseren Abflüssen). 

Kolk (falls vorhanden): 

Bei Abflussänderung lokale Umlagerung des 

Sohlenmaterials, keine eigentliche Deckschichtbildung. 

Bei abklingendem Hochwasser häufig 

Schwebstoffablagerung auf der Sohle (äussere 

Kolmation). Bei ausgeprägten Kolken (unterhalb 

von Schwellen) kann sich an der Gegenböschung 

eine Rollkieslage bilden. 

Rollkies am unteren Ende eines Kolks bachabwärts 

einer kleinen Schwelle. Enziwigger bei Hergiswil. 

Blaue Pfeile markieren die Strömungsrichtung. 

Rinne: Der tiefe Wasserspiegel führt zu kleinerem hydraulischen Gradienten der Sickerströmung 

und zu vergleichsweise tiefer Infiltrationsrate. Der kleine Gradient und die 

tiefe Fliessgeschwindigkeit (resp. Sohlenschubspannung) bewirken, dass sich die 

Kolmation nicht so stark ausbildet, wie in der Furt. 

Neben diesen Makrosohlenformen zeigen auch kleinräumige Strukturen grosse Unterschiede 

der inneren Kolmation: 

Erhöhte Sohlenbereiche sind der Strömung stark ausgesetzt, in den Zwischenräumen können 

sich kaum Schwebstoffe ablagern (Spülen der Grobporen) und eine innere Kolmation entwickelt 

sich, wenn überhaupt, nur in tieferen Schichten. 

4

Im Strömungsschatten von Hindernissen (Steine, Blöcke) führen Abflussschwankungen zu 

einer Verlagerung der Wirbelzone in Fliessrichtung. Feingeschiebe und Schwebstoffe werden 

regelmässig umgelagert oder aufgewirbelt. Es kann sich keine Deckschicht ausbilden. Geringe 

innere Kolmation, lokal äussere Kolmation. 

Entlang von Kiesbankböschungen kann sich 

keine Abpflästerungsschicht ausbilden. Die 

Strömungsverhältnisse führen oft zu Wirbelbildung 

und Ablösungen, welche die innere 

Kolmation beschränken oder verhindern. Bei 

steilen Böschungen (auch bei einer Geschiebefront) 

kann es zur Bildung von grobporigen 

Rollkieslagen kommen (keine oder stark 

verzögerte Kolmationsentwicklung). 

Rollkieslage entlang Kiesbankböschung, 

Enziwigger bei Hergiswil. 

Generell führen unregelmässige Strukturen (Sohle und Ufer) bei schwankendem Abfluss zu 

lokal stark variablen Strömungsverhältnissen. Damit verbunden sind meistens auch grössere 

Unterschiede in der Kolmationsentwicklung, das heisst, dass in gut strukturierten Gewässerabschnitten 

meist Sohlenbereiche ohne ausgeprägte innere Kolmation vorhanden sind. 

Wie in Kapitel 2.2 erwähnt, kann sich bei regelmässiger Sohlenumlagerung keine ausgeprägte 

innere Kolmation entwickeln. Dasselbe gilt auch bei regelmässigem Geschiebetransport mit der 

Umlagerung von Geschiebebänken. In diesen Ablagerungen kann sich die innere Kolmation 

kaum entwickeln. Selbst in kanalisierten Fliessgewässern mit aktivem Geschiebetransport 

zeigen grössere Sohlenbereiche eine nur geringe oder vernachlässigbare Kolmation. 

Lockere Geschiebeablagerungen in der kanalisierten 

und mit Schwellen verbauten Luthern (LU) 

bei Briseck. 

Detail der locker gelagerten und grobporigen Ablagerungen. 

5

Bei Fliessgewässern, wo sich die Morphologie bei Hochwasserereignissen ändert, wird die 

Sohle durch die Verlagerung von Furt, Schnelle und Rinne tiefgründig umgelagert. Dadurch 

werden auch tieferliegende Kolmationshorizonte erodiert. Dementsprechend kann bei Gewässern 

mit hoher morphologischer Dynamik von geringer innerer Kolmation ausgegangen 

werden. 

2.4 Eingriffe 

Anthropogene Tätigkeiten können die innere Kolmation örtlich und zeitlich nachhaltig beeinflussen. 

Nachfolgend sind wesentliche und häufig anzutreffende Eingriffe aufgeführt. 

Kanalisierung, Begradigung 

Kanalisierte und begradigte Fliessgewässer verfügen über eine ebene Sohle mit einheitlich 

geneigten Böschungen. Das prismatische Gerinne zeigt eine gleichförmige Strömung, was zu 

einer Sohle mit gleichmässiger Kornverteilung führt. Sofern Flusswasser infiltriert, besteht eine 

einheitliche Sickerströmung durch die Gewässersohle, die zu einer gleichmässigen Entwicklung 

der inneren Kolmation führt. Gegenüber natürlich belassenen Fliessgewässern fehlen unregelmässige 

Sohlenstrukturen, welche die Kolmation örtlich begrenzen oder verhindern (vgl. Kap. 

2.3). 

Schwellen 

Querbauwerke (Schwellen, Sperren, Sohlgurten, Traversen) sind Fixpunkte im Längenprofil 

eines Fliessgewässers. Oberstrom der Querbauwerke ist die Sohle stark abgepflästert und 

wegen der ausgeprägten Sickerströmung stark bis vollständig kolmatiert. Die Dekolmation der 

Sohle wird durch die Sohlenfixpunkte weitgehend verhindert. Gerinneaufwärts wird der 

Einfluss mit zunehmender Entfernung vom Querbauwerk kleiner. 

Wasserableitungen 

Durch das Ableiten von Wasser zu Nutzungszwecken oder zum Hochwasserschutz nimmt im 

betroffenen Gewässer die Häufigkeit von Hochwasserereignissen, die zu einer Dekolmation der 

Sohle führen, ab. Zwischen solchen Ereignissen kann sich die innere Kolmation stärker ausbilden. 

In extremen Fällen (z.B. unterstrom von Stauseen) wird durch die Wasserableitung eine 

Dekolmation der Sohle langfristig verunmöglicht. Wegen erhöhter Trübung bei Niederwasserabfluss 

führt die Wasserableitung auch häufig zu einer Verstärkung der äusseren 

Kolmation. 

6

Schwall 

Der tägliche Abflussschwall führt in der Regel zu einer Erhöhung der Trübung (Resuspension 

abgelagerter Feinsedimente), des hydraulischen Gradienten der Sickerströmung (höherer 

Wasserspiegel) und der Sohlenschubspannung. Der Kolmationsprozess wird dadurch beschleunigt 

und verstärkt. Im Alpenrhein wirkt sich der Kraftwerkschwall in der Winterperiode für die 

aquatische Lebensgemeinschaft ungünstig aus, da sich unter natürlichen Niederwasserabfluss- 

Verhältnissen die innere Kolmation nur beschränkt entwickeln würde /1/. 

Geschiebehaushalt 

Ausbleibende Geschiebezufuhr kann zu einer 

Eintiefung des Gerinnes, einer Abnahme des 

Sohlengefälles und zu einer zunehmenden 

Ausbildung der Deckschicht bis zur vollständigen 

Abpflästerung führen. Feingeschiebebänke 

fehlen und die Sohle wird 

durch fast einheitlich grosse dachziegelartig 

gelagerte Steine abgedeckt. Eine Dekolmation 

der Sohle findet immer seltener statt 

und die Sohle ist weitgehend kolmatiert. 

Bild oben: 

Eingetieftes Hauptgerinne, Aare Restwasserstrecke 

Wildegg-Brugg. 

Bild unten: 

Stark ausgeprägte Abpflästerung, Aare Restwasserstrecke 

Wildegg-Brugg. 

3 Bewertungsverfahren der inneren Kolmation 

3.1 Methodischer Ansatz 

Für Zustandsabklärungen der Gewässersohle wird eine praxisgerechte Methodik gesucht, mit 

der relativ rasch eine grobe und zuverlässige Bewertung der inneren Kolmation erfolgen kann. 

In Anhang 2 sind alle in der Literatur gefundenen Methoden zur Erfassung der inneren Kolmation 

zusammengestellt. Keines dieser Verfahren erlaubt eine zuverlässige und rasche Grobbewertung 

der inneren Kolmation. Bewertungsansätze mit geringem Aufwand sind ungenau 

und liefern häufig subjektive Resultate. Zuverlässige Messeinrichtungen sind sehr kostspielig 

und die Berechnung der inneren Kolmation erfordert umfangreiche Datengrundlagen. 

7

Im folgenden wird ein Bewertungsverfahren vorgeschlagen, das auf der Beobachtung der 

Kolmation an verschiedenen Schweizerischen Fliessgewässern beruht. Das Bewertungsverfahren 

stützt sich auf die folgenden drei Punkte: 

1. Die innere Kolmation wird in erster Linie dort beobachtet, wo sie stattfindet. Das heisst, 

dass die Feinmaterialablagerungen unter der Deckschicht untersucht und beurteilt werden 

(Bewertung der Kolmationshorizonte). Dies ist nur in trockenen Bereichen 2 der Gewässersohle 

möglich und daher vorzugsweise bei Niederwasserabfluss durchzuführen. Die 

Bewertung erfolgt nach den in Kapitel 3.2 angegebenen Bewertungsklassen. 

Für die Bewertung genügen bereits schmale Uferbereiche oder kleine Bänke, die in der 

Mehrzahl aller Gewässer zu finden sind. Auf die Beurteilung von über längere Distanzen 

vollständig benetzten Gewässersohlen wird in Kapitel 3.3 eingegangen. 

2. Bei der Beurteilung sind die grundlegenden Prozesse der Kolmationsentwicklung zu 

berücksichtigen. Dies betrifft den zeitlichen Ablauf (Zeitpunkt der Beobachtung), die 

Sickerwasserverhältnisse (In-, Exfiltration 3 ) sowie lokale morphologische Unterschiede. 

3. Die Beurteilung ist durch übergeordnete Beobachtungen abzusichern und zu ergänzen. 

Massgebend sind eine Grobbeurteilung des Geschiebehaushalts, der Morphologie und der 

Eingriffe (Verbauungen, Nutzungen). 

Das konkrete Vorgehen einer Beurteilung ist in Kapitel 3.3 beschrieben. 

3.2 Bewertungsklassen 

Für die Bewertung der inneren Kolmation werden an verschiedenen Stellen in trockenen Uferbereichen 

oder auf Kiesbänken die Steine der Deckschicht vorsichtig entfernt. Die Probenahmestellen 

sollen in ebenen Bereichen (keine Hochpunkte, keine Mulden) nahe der Wasserlinie 

gewählt werden. 

Die Bewertung der inneren Kolmation stützt sich ab auf die Zusammensetzung des Substrats 

und des verfügbaren Lückenraums (Grob- und Feinporen 4 ) unter der Deckschicht. 

2 Werden im benetzten Sohlenbereich einzelne Deckschichtkörner entfernt, so werden sofort darunterliegende 

Feinsedimente aufgewirbelt (Trübung!) was eine ungestörte Beurteilung der Kolmationshorizonte 

verunmöglicht. 

3 Wie bereits erwähnt, kann sich bei einer Exfiltration von Grundwasser keine oder nur eine beschränkte 

innere Kolmation ausbilden. Grundwasserspiegelmessungen oder Grundwasserkarten geben in der Regel 

einen zuverlässigen Hinweis, ob Grundwasser exfiltriert. Wenn keine Angaben verfügbar sind, so ist zu 

berücksichtigen, dass in Schnellen häufig Grundwasser exfiltriert. In den anderen Gewässerabschnitten 

ist von einer Infiltration von Flusswasser auszugehen. 

4 Als Grobporen werden Öffnungen mit einem Durchmesser > 1 mm bezeichnet. Feinporen haben einen 

Durchmesser < 1mm und sind von Auge noch sichtbar. In siltig - tonigem Material sind von Auge keine 

Poren zu erkennen. 

8

Die Untersuchung des Substrats und des Lückenraums erlaubt die Unterscheidung von 5 

Bewertungsklassen. Entscheidend für die Zuordnung zu einer Klasse ist der sichtbare Anteil der 

Korngrössenklassen Steine, Kies, Sand, und kohäsivem Material (Silt, Ton) unter der Deckschicht. 

Für die Kolmation massgebend ist der Anteil der kohäsiven Partikel. 

In Tabelle 3 sind die 5 Bewertungsklassen mit den massgebenden Indikatoren zusammengestellt. 

Es wird unterschieden zwischen keiner, schwacher, mittlerer, starker und vollständiger 

Kolmation. 

Auf den nachfolgenden Seiten sind für alle 5 Bewertungsstufen Referenzbeispiele dargestellt. 

Klasse Bewertung 

1 Keine Kolmation 

2 Schwache Kolmation 

3 Mittlere Kolmation 

4 Starke Kolmation 

5 Vollständige Kolmation 

Indikatoren 

Substrat und Lückenraum unter der Deckschicht 

Substrat grobkörnig (Steine, Kies) 

Nur wenig Sand- und keine kohäsiven Ablagerungen 

Lückenraum dominant grobporig 

Substrat locker und breit abgestuft (Steine, Kies, Sand) 

Keine kohäsiven Ablagerungen sichtbar (Silt, Ton) 

Lückenraum grob- bis feinporig 

Substrat leicht verfestigt 

Kontaktfläche etwa 1/4 mit kohäsiven Feinpartikeln verfüllt, 

übrige Kontaktfläche v.a. Sand, aber auch Kies und Steine) 

Lückenraum zu 3/4 feinporig, bei kohäsiven Ablagerungen 

keine Poren sichtbar 

Substrat deutlich verfestigt 

Kontaktfläche etwa zur Hälfte mit kohäsiven Feinpartikeln 

verfüllt, übrige Kontaktfläche vorwiegend Sand 

Örtlich noch feinporiger Lückenraum sichtbar 

Substrat stark verfestigt 

Kontaktfläche praktisch flächendeckend mit kohäsiven 

Feinpartikeln verfüllt 

Kein Lückenraum sichtbar 

Tabelle 3 5-stufige Bewertungsskala der inneren Kolmation mit den massgebenden Indikatoren. 

9

Bewertung der inneren Kolmation 10 

Klasse 1: Keine Kolmation 

Indikatoren (unter Deckschicht): 

Substrat grobkörnig (Steine, Kies, wenig Sand) 

Keine kohäsiven Ablagerungen 

Lückenraum grobporig 

Beispiel: Töss Saland, 3.2.02 

Ansicht Substrat und Lückenraum nach Entfernen der Deckschicht (vgl. Bild unten rechts) 

Beispiel 2: Emme bei Goldbach, 17.3.02 Sohle Probenahmestelle Töss Saland (vgl. Bild 

oben) mit entferntem Deckschichtbereich


Klasse 2: Schwache Kolmation 


Substrat locker und breit abgestuft (Steine, Kies, Sand) 

Keine kohäsiven Ablagerungen sichtbar 

Lückenraum grob- feinporig (deutlicher Unterschied zu Klasse 1) 

Beispiel: Emme Burgdorf, 17.3.02 


Beispiel 2: Enziwigger, bachabwärts Hergiswil, 

17.3.02 

Sohle Probenahmestelle Emme Burgdorf 

(vgl. Bild oben) mit entferntem Deckschichtbereich 

(rot umrandet)


Klasse 3: Mittlere Kolmation 


Substrat leicht verfestigt 

Lückenraum feinporig, örtlich mit kohäsiven Feinpartikeln verfüllt (ca. 1/4 der Kontaktfläche mit 

der Deckschicht) 

Übrige Kontaktfläche v.a. Sand (auch Kies, Steine) 

Beispiel: Limmat Restwasserstrecke KW Dietikon, 2.2.02 


Beispiel 2 

Kleine Emme Wolhusen, 17.3.02 

Deckschicht der Probenahmestelle (vgl. Bild 

oben) mit entferntem Bereich (rot umrandet)


Klasse 4: Starke Kolmation 


Substrat deutlich verfestigt, durch Kolmationsmasse Steine aneinander klebend 

Lückenraum etwa zur Hälfte mit kohäsiven Feinpartikeln verfüllt, übrige Kontaktfläche 

vorwiegend Sand 

Örtlich feinporiger Lückenraum sichtbar 

Beispiel: Ilfis, Trubschachen, 17.3.02 


Beispiel 2: Limmat Restwasserstrecke KW 

Dietikon, 2.2.02 

Sohle Probenahmestelle Ilfis (vgl. Bild oben) 

mit entferntem Deckschichtbereich (rot 

umrandet)


Klasse 5: Vollständige Kolmation 


Substrat stark verfestigt 

Lückenraum praktisch flächendeckend mit kohäsiven Feinpartikeln verfüllt, keine Feinporen 

sichtbar 

Beispiel: Luthern, Hofstatt, 17.3.02 


Beispiel 2: Reppisch Mündungsstrecke, 2.2.02 Sohle Probenahmestelle Luthern (vgl. Bild 

oben) mit entferntem Deckschichtbereich (rot 

umrandet)

3.3 Konkretes Vorgehen 

Die Beurteilung der inneren Kolmation erfolgt in drei Schritten, die sich mit der Gewässersohle, 

den Eigenschaften des Untersuchungsabschnitts, sowie mit dem Gewässersystem befassen. 

Schritt 1: Bewertung der Gewässersohle anhand der Bewertungsklassen 

Die innere Kolmation wird anhand Tabelle 2 und der Referenzbeispiele bewertet. Durch die 

Beprobung mehrerer Stellen können lokale Unterschiede der inneren Kolmation festgestellt und 

durch Mittelbildung der einzelnen Bewertungen die Untersuchungsstrecke als Ganzes beurteilt 

werden. Die Beobachtungen werden durch eine Beurteilung der Sohlenverfestigung („Stiefelprobe 

1 “) im benetzten Bereich ergänzt. Damit kann eine zuverlässige Bewertung der inneren 

Kolmation durchgeführt werden. 

Zudem wird empfohlen, die Resultate mit den Fragen der Schritte 2 und 3 zu überprüfen. 

Dadurch ergibt sich ein ganzheitliches Bild der im Gewässer ablaufenden Kolmationsprozesse. 

Bei Gewässern, wo die gesamte Sohlenbreite über längere Distanzen auch bei Niederwasserabfluss 

benetzt ist, kann keine direkte Bewertung der Kolmation durchgeführt werden. Unter 

diesen Verhältnissen stützt sich die Beurteilung auf die Stiefelprobe und Abklärungen der 

Schritte 2 und 3. Dabei ist die Beurteilung des Geschiebehaushalts und der Sohlenmorphologie 

(Ausbildung der Deckschicht, Vorkommen von Sohlenstrukturen und Geschiebebänken) von 

grosser Bedeutung. Die Bewertung der inneren Kolmation ohne direkte Beobachtung (Schritt 1) 

erfordert fundierte Kenntnisse der Flussmorphologie und der Kolmationsprozesse. Die resultierende 

Bewertung ist gröber und weniger zuverlässig als bei Anwendung von Schritt 1. 

Die Beantwortung der Fragen der Schritte 2 und 3 ergibt zudem ein differenziertes Bild über den 

morphologischen Zustand und den Geschiebehaushalt des Gewässerabschnitts sowie die 

bestehenden Eingriffe. 

Schritt 2: Eigenschaften des Gewässerabschnitts 

Frage 2.1 Beurteilung der Morphologie, Vorkommen von Sohlenstrukturen. Vielfältige Morphologie 

hemmt die innere Kolmation, resp. führt zu unterschiedlicher Ausbildung 

der inneren Kolmation; monotone Morphologie fördert die innere Kolmation (vgl. 

Kap. 2.3). 

Frage 2.2 Erfassen und Beurteilen von Flussverbauungen bezüglich der Auswirkungen auf 

die innere Kolmation. Kanalisierung (Einengung), Uferverbauungen und 

Schwellen fördern in der Regel die innere Kolmation (Kap. 2.4). Künstlich 

abgepflästerte Sohlen sind meist vollständig kolmatiert. 

1 Die Kolmation wird beurteilt anhand des Aufwandes, der mit dem Fuss zum Aufbrechen und Aufwühlen 

der Deckschicht erforderlich ist. Für die (subjektive) Beurteilung sind Erfahrungen mit der Festigkeit von 

unkolmatierten und kolmatierten Sohlen erforderlich (vgl. Anhang 2, Punkt 1.2). 

15

Frage 2.3 Bestehen lokale Unterschiede in der Korngrössenverteilung der Deckschicht (Sortierung)? 

Bei einer Sortierung des Substrats kann von variabler Kolmation ausgegangen 

werden. Häufig deutet Sortierung auf einen nicht vernachlässigbaren 

Geschiebehaushalt hin (geringe oder nur lokale Abpflästerung). 

Frage 2.4 Besteht lokal oder sohlendeckend ein Algenbewuchs? Fehlender Bewuchs deutet 

auf regelmässigen (oder nicht lange zurückliegenden) Geschiebetransport. Ein 

Bewuchs mit Algen deutet nicht zwingend auf eine ausgeprägte Kolmation. 

Schritt 3: Gewässertyp, Feststoffhaushalt und Eingriffe 

Frage 3.1: Wie ist das Trübeaufkommen zu bewerten? 

hoch : z.B. Einzugsgebiet mit vielen Hanganrissen. Häufig in Form von Schwebstoffablagerungen 

auf der Gewässersohle (äussere Kolmation) zu erkennen. 

Rasche Kolmationsentwicklung. 

mittel : Gewässermehrheit. 

gering : z.B. Seeausfluss. Ausbleibende bis sehr langsame Kolmationsentwicklung. 

Frage 3.2: Wie ist das Geschiebeaufkommen zu bewerten? 

hoch : viele Geschiebebänke, meist fehlende bis schwache Kolmation. 

mittel : Kiesbänke vorhanden, mittlere Kolmation (resp. keine bis starke Kolmation). 

gering : ausgeprägte Sohlenpflästerung, meist ausgeprägte Kolmation. 

Frage 3.3: Hydrologie, Dekolmation: 

Gibt es Informationen, wie lange das letzte bedeutende Hochwasserereignis 

zurückliegt? 

Gibt es Informationen, ob die Deckschicht regelmässig oder nur selten aufreisst 

(Dekolmation, Kap. 2.2)? 

Frage 3.4: Eingriffe in das Abfluss- und Geschieberegime (Kap. 2.4)? 

Handelt es sich um eine Restwasserstrecke ? Wasserableitungen führen zu weniger 

häufigem Aufreissen der Deckschicht, seltenerer Dekolmation und damit ausgeprägterer 

innerer Kolmation. 

Handelt es sich um eine Schwallstrecke ? Durch den Abflussschwall wird in der 

Regel die innere Kolmation verstärkt. 

Liegt der Untersuchungsabschnitt in einem Rückstaubereich (z.B. Stauwurzel 

eines Flusskraftwerks, einzelne Mündungsstrecken)? Wegen der abnehmenden 

Schleppkraft nur noch seltene oder ausbleibende Dekolmation, frische Geschiebeablagerungen 

kolmatieren zunehmend (innere und ev. auch äussere Kolmation). 

16

4 Äussere Kolmation 

4.1 Phänomen 

Die äussere Kolmation betrifft die Ablagerung von Schwebstoffen (Sand, Silt, Ton) auf der 

schottrigen Gewässersohle. Dadurch werden die Zwischenräume und zunehmend auch die 

Steinoberseiten mit Feinsedimenten bedeckt. 

Äussere Kolmation durch Sandablagerungen 

im Uferbereich. Alpenrhein bei Mastrils. 

17 

Äussere Kolmation in einer Ruhigwasserzone 

durch kohäsive Ablagerungen. Alpenrhein 

bei Bad Ragaz. 

Die äussere Kolmation ist ein Phänomen, das in allen Fliessgewässern mit Schwebstofftransport 

auftritt. Bei Niederwasser ist der Abfluss meist klar und es werden kaum 

Schwebstoffe abgelagert. Ein Abflussanstieg ist meist auch mit einer Erhöhung der Trübung 

verbunden. Die zugeführten Schwebstoffe werden dann in Bereichen mit geringer Fliessgeschwindigkeit 

abgelagert. Bei Mittelwasserabfluss sind dies beispielsweise Flachufer, 

Buchten und Hinterwasser, wo Sandbänke entstehen können. Bei Hochwasserabfluss werden 

die Schwebstoffe vorallem in den Überschwemmungsflächen abgelagert. Dies führt zur 

Auflandung von Vorländern oder Auensukzessionsflächen. In eingeengten und kanalisierten 

Gewässern findet wegen der gleichmässig hohen Fliessgeschwindigkeit häufig keine äussere 

Kolmation statt. Demgegenüber führen Stauhaltungen zur Ablagerung von ausgedehnten und in 

Fliessrichtung zunehmend mächtigeren Feinsedimentablagerungen. Auch in Schwallstrecken 

oder infolge von Spülungen kann die äussere Kolmation verstärkt werden. 

Die Ablagerung eines Schwebstoffkorns bestimmter Grösse auf der Sohle ist abhängig vom 

Korndurchmesser (resp. von der Sinkgeschwindigkeit) und der Fliessgeschwindigkeit des 

Wassers. Gute Resultate, ob ein Korn als Schweb oder über die Sohle als Geschiebe transportiert 

wird, gibt die Formel von Kresser /9/: 

2 

vGrenz = 360 g d

mit vGrenz = Grenzgeschwindigkeit des Wassers, d = Korndurchmesser. Bei vm > vGrenz wird das 

Korn als Schweb, bei vm < vGrenz als Geschiebe transportiert oder ist in Ruhe (vm = mittlere 

Fliessgeschwindigkeit). 

Bei der Ablagerung der Schwebstoffe kommt es zu einer Sortierung der Feinpartikel. In leicht 

überströmten Uferbereichen (v < 0.5 m/s) kommt es oft zur Ablagerung von Sand, wogegen die 

kohäsiven Partikel der Silt- und Tonfraktion vorallem in praktisch stehenden Gewässerbereichen 

abgelagert werden. 

Ändert sich der Abfluss, so ändert sich auch die Fliessgeschwindigkeit und damit die Sohlenbereiche, 

wo die verschiedenen Schwebstofffraktionen abgelagert werden. Bei einer Abflussabnahme 

können Sandablagerungen durch feinere Partikel überdeckt werden. Eine Abflusszunahme 

führt zu Resuspension und Transport von abgelagerten Feinsedimenten, wobei die 

Schwebstoffe in neu entstandenen Ruhigwasserzonen (z.B. in Überflutungsgebieten) wieder 

abgelagert werden können. 

4.2 Auswirkungen 

Die äussere Kolmation ändert die Eigenschaften der Gewässersohle, wodurch der entsprechende 

Lebensraum auf vielfältige Weise beeinflusst oder beeinträchtigt werden kann: 

1. Durch die Ablagerung von Schwebstoffen werden die Zwischenräume der Deckschichtkörner 

aufgefüllt und der Zugang in den Lückenraum der Gewässersohle für das Makrozoobenthos 

erschwert. 

2. Feinsedimentablagerungen sind instabil. Eine Abflussänderung (insbesondere Abflusszunahme) 

führt zur Umlagerung von Feinpartikeln. Die Sohlenoberfläche ist als 

Lebensraum nicht mehr nutzbar, wie dies eine stabile schottrige Gewässersohle ist. 

3. Feinsedimentablagerungen reduzieren die Infiltration von Flusswasser und damit die 

Sauerstoffzufuhr in die Gewässersohle. Insbesondere kohäsive Feinsedimente sind 

schlecht durchlässig und zeigen einen vergleichsweise hohen Erosionswiderstand. Reine 

Sandablagerungen sind in der Regel noch gut durchlässig und werden bei ansteigender 

Fliessgeschwindigkeit rasch erodiert. 

Fallbeispiele der Auswirkungen der äusseren Kolmation auf das Makrozoobenthos sind in /19/ 

und /1/ beschrieben. 

Bei unbeeinflussten (geschiebeführenden) Fliessgewässern spielt die äussere Kolmation der 

Gewässersohle oft eine untergeordnete Rolle. Im Bereich der Hauptströmung ist die 

Fliessgeschwindigkeit so gross, dass sich keine Schwebstoffe ablagern können oder die 

Trübung des Abflusses ist vernachlässigbar (z.B. Niederwasserabfluss in der Winterperiode). 

Bei Fliessgewässern mit Einzugsgebieten mit hohem Feinsedimenteintrag (z.B. aus Ufer- und 

18

Hanganrissen, Erosionsrinnen) kann es auch in Niederwasserperioden zu einer bedeutenden 

äusseren Kolmation kommen /1/. 

Durch anthropogene Eingriffe kann die äussere Kolmation stark beeinflusst werden. Eine 

verstärkte äussere Kolmation ist vorallem nach Spülungen in der unterliegenden Gewässerstrecke, 

in Schwallstrecken (v.a. im Winter), in Restwasserstrecken oder bei anthropogenen 

Tätigkeiten, welche die Trübung massgebend erhöhen, zu erwarten. In Flussstauhaltungen führt 

die Ablagerung von Schwebstoffen zur Verlandung der Stauhaltung. 

4.3 Beurteilung 

Die äussere Kolmation ist gekennzeichnet durch die Mächtigkeit, die Ausdehnung, die Zusammensetzung 

und die zeitliche Änderung der Feinsedimentablagerungen. Dementsprechend sind 

folgende Parameter geeignet, die äussere Kolmation zu erfassen: 

1. Deckungsgrad und Mächtigkeit der Ablagerungen. Der Deckungsgrad (engl. „embeddedness“) 

betrifft die prozentuale Bedeckung der Gewässersohle mit Feinsedimenten /13/ /19/. 

Die Mächtigkeit der Ablagerungen ist abhängig von der Schwebstoffzufuhr und der Fliessgeschwindigkeit. 

Der Parameter wird im Feld beobachtet. 

2. Die flächige Ausdehnung von Schwebstoffablagerungen auf der Gewässersohle, resp. die 

Ausdehnung der Sohlenbereiche, die mit Feinsedimenten bedeckt sind. Diese können im 

Feld kartiert werden. Deren Ausdehnung ist abhängig von den lokalen Strömungsverhältnissen, 

resp. von der lokalen Fliessgeschwindigkeit bei schwebstoffführenden 

Abflüssen. Je kleiner die Fliessgeschwindigkeit, desto feiner die Schwebstoffpartikel, die 

sich ablagern können (vgl. Formel von Kresser, Kap. 4.1, sowie Formeln von Kozeny 

und Banscher /14/). 

In der Studie „Trübung und Schwall im Alpenrhein“ /1/ wurde die flächige Ausdehnung der 

äusseren Kolmation in Abhängigkeit der täglichen Abflussschwankungen (Schwall) durch 

Feldbeobachtungen und Berechnungen ermittelt und kartografisch dargestellt. 

Ein Beipiel für die Kartierung der flächigen Ausdehnung und der Mächtigkeit von Schwebstoffablagerungen 

ist in /13/ zu finden. 

3. Die Zusammensetzung der abgelagerten Feinsedimente an einem Ort ist abhängig vom 

Abflussgeschehen und der aktuellen Fliessgeschwindigkeit. Eine Unterscheidung zwischen 

Sand und feineren (kohäsiven) Sedimenten ist zweckmässig. Beobachtung im Feld. 

4. Die zeitliche Änderung von Feinsedimentablagerungen ist abhängig vom Abflussgeschehen 

und der Schwebstoffzufuhr. Eine Abschätzung, welche Sohlenbereiche bei einer bestimmten 

Abflusszunahme freigespült werden, kann mit der Formel von Kresser durchgeführt 

werden (vgl. Punkt 2). 

19

Abgesehen von stark schwebstoffführenden Fliessgewässern, wie beispielsweise der Landquart 

und dem Alpenrhein oder kleinen Bächen in den Talebenen, deren Sohle häufig aus Feinsedimenten 

bestehen, spielt die äussere Kolmation häufig eine untergeordnete Rolle. Zur Beurteilung 

der äusseren Kolmation genügt es daher in den meisten Fällen, den Deckungsgrad der 

Sohle mit Feinsedimenten im Feld zu schätzen. 

20

Anhang 1 

Literaturverzeichnis 

/1/ Arbeitsgemeinschaft Schälchli, Abegg + Hunzinger, Limnex AG, ARGE Limnologie, 

Universität für Bodenkultur (2001): Trübung und Schwall im Alpenrhein. Im Auftrag der 

Internationalen Regierungskommission Alpenrhein. 

/2/ Banscher E. (1976): Gesetzmässigkeiten der Kolmationsentwicklung. Wasserwirtschaft, 

Wassertechnik, (9), 320 - 323. 

/3/ Brunke M. (1999): Colmation and depth filtration within streambeds: Retention of 

particles in hyporheic interstices. International Review of Hydrobiology, 2:99-117. 

/4/ Cunningham, Anderson & Bouwer (1987): Effects of Sediment - Laden Flow on Channel 

Bed Clogging. J. of Irrigation and Drainage Eng., ASCE, Vol. 113, No. 1, 106-118. 

/5/ Diplas P. and Parker G. (1990): Deposition and Removal of Fines in Gravel-Bed 

Streams. Proceedings of the Third International Workshop on Gravel Bed Rivers, 

Firenze, 24-28. Sept. 1990. 

/6/ Frostick, L.E., Lucas, P.M., Reid, I. (1984): The Infiltration of Fine Matrices into 

Coarse - Grained Alluvial Sediments and ist Implications for Stratigraphical Interpretation. 

J. Geol. Society, Vol. 141, Part 6, 955-965. 

/7/ Grimm N.B. (1996): Surface-Subsurface Interactions in Streams. Methods in Stream 

Ecology. Ed. by Hauer F.R. and Lamberti G.A.. Chapter 30:625-646. Academic Press. 

/8/ Kaleris V. (1983): Strömungsvorgänge in natürlichen Sickerkörpern in der Nähe von 

Oberflächengewässern. Wasserwirtschaft 73, 11. 

/9/ Kresser W. (1964): Gedanken zur Geschiebe- und Schwebstoffführung der Gewässer. 

Österreichische Wasserwirtschaft, H 1/2, 6-11. 

/10/ Kustermann H. (1962): Der Einfluss der Organismen in Kiesschotterböden der Flüsse auf 

die Wasserversickerung. Monatsbull. Schweiz. Verein von Gas- und Wasserfachmännern, 

No. 2,3,4. 

/11/ Lee D.R., Cherry J.A. (1978): A Field Exercise on Groundwater Flow Using Seepage 

Meters and Mini-piezometers. Journal of Geol. Education, v.27, 6-10. 

/12/ Munchenberger F. (1979): Abflussmessungen in Oberflächengewässern für Grundwasserbilanzierungen. 

Gas Wasser Abwasser, H9, 401-407. 

/13/ Reiser D.W., Ramey M.P., Lambert T.R. (1985): Review of Flushing Flow Requirements 

in Regulated Streams. Pacific Gas and Electric Company, Department of 

Engineering Research, San Ramon, California. 

21

14/ Schälchli U. (1993): Die Kolmation von Fliessgewässersohlen: Prozesse und Berechnungsgrundlagen. 

Diss. ETH Nr. 10293 und Mitteilung Nr. 124 der Versuchsanstalt für 

Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie der ETH Zürich. 

/15/ Schälchli U. (1995): Basic Equations for Siltation of Riverbeds. J. of Hydr. Eng., Vol. 

121, No. 3, 274-287. 

/16/ The design and use of a hydraulic potentiomanometer for direct measurement of 

differences in hydraulic head between groundwater and surface water. Limnol. 

Oceanogr., 33(5), 1988, 1209-1214. 

/17/ Thibodeaux L.J. & Boyle J.D. (1987): Bedform-generated Convective Transport in 

Bottom Sediment. Nature, Vol 325 22 Jan., 341-343. 

/18/ Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie der ETH Zürich (1990): Die 

Langetensohle. Bericht über die Auswirkungen der Hochwasserableitung auf die 

Langetensohle zwischen dem Entlastungsbauwerk und Langenthal. Im Auftrag des 

Hochwasserschutzverbandes unteres Langetental. 

/19/ Zweig L.D., Rabeni C.F. (2001): Biomonitoring for deposited sediment using benthic 

invertebrates: a test on 4 Missouri streams. J. of the North American Benthological 

Society, 20(4):643-657. 

22

Ansätze zur Erfassung und Beurteilung der inneren Kolmation Anhang 2 

Es bestehen verschiedene Ansätze zur Beurteilung der inneren Kolmation. In untenstehender Tabelle werden qualitative, messtechnische und rechnerische 

Ansätze unterschieden. Bei den qualitativen Verfahren wird versucht, in einer Begehung die Kolmation aufgrund charakteristischer Merkmale zu klassifizieren. 

Die messtechnischen Ansätze untersuchen entweder die Zusammensetzung des Sohlenmaterials und der eingelagerten Feinsedimente oder den Druckabfall 

des Infiltrats beim Durchströmen der Gewässersohle. Bei den Berechnungsansätzen wird in Funktion verschiedener gemessener Grössen die zeitliche Entwicklung 

der Kolmation ermittelt. 

Nr. Ansatz Vorgehen, Eingabegrössen Vor-, Nachteile 

Beurteilung 

1 Qualitative Beurteilung 

1.1 Visuelle Beurteilung Äussere Erscheinung (Verfüllung der Lückenräume zwischen 

den Deckschichtkörnern, Morphologie, Sortierung 

Korngrössen) 

1.2 Verfestigung der 

Deckschicht 

„Stiefelprobe“ 

2 Messtechnische Verfahren 

Vorkommen von Laichplätzen 

Aufwand und Kraft, die zur Auflockerung der Deckschicht 

erforderlich ist. 

Beurteilung mit Siefel, Eisenstange oder dgl. 

2.1 Sedimentfallen Vergraben von gelochten Behältern, die mit einer bekannten 

Kornmischung gefüllt sind 

Ausgraben und aussieben der Mischung, bestimmen der 

Feinsedimentanteile verschiedener Grössenklassen 

2.2 Siebanalysen Schichtweise Entnahme von Sohlenmaterial und aussieben 

der Proben 

Kolmatierte Schichten zeigen einen höheren Anteil an Feinpartikeln 

Geringer Aufwand 

Bei kleinen Gewässern auch im benetzten Bereich möglich 

Subjektive Beurteilung (Ausbildung innere Kolmation muss nicht mit 

äusserer Erscheinung übereinstimmen) 

Hinweis auf geringe innere Kolmation 

Geringer Aufwand 

Subjektive Beurteilung (der Eindruck der Verfestigung ist auch von der 

Korngrössenverteilung abhängig) 

Mittlerer Aufwand 

Die Masse der eingetragenen Sedimente ist abhängig von der eingebauten 

Kornmischung 

Die Sickerströmung entspricht nicht den natürlichen Verhältnissen 

Nur qualitative Beurteilung möglich 

Als Nebenprodukt von biologischen Untersuchungen interessant z.B. zur 

Beurteilung der natürlichen Reproduktion von kieslaichenden Fischen 

durch Vibertkästen 

Aufwand gross (vorallem in benetzten Sohlenbereichen) 

Je gröber das Sohlenmaterial, umso grösser muss die beprobte Fläche 

der Gewässersohle sein 

Deutliche Kolmationsunterschiede können durch relativ kleine Mengenunterschiede 

hervorgerufen werden 

Abgestufte Beurteilung der Kolmation kaum möglich 

Literatur 

/18/ 

/18/ 

/1/ /6/ 

/18/

2.3 Druckdifferenz Messung des Porenwasserdrucks unter der Deckschicht 

Druckdifferenz zum Wasserspiegel des Fliessgewässers 

als Mass der Kolmation 

2.4 Infiltrationsmessung Einschlagen oder aufsetzen eines Zylinders / Rohres auf 

die Gewässersohle, zuführen von Wasser, sodass der 

Wasserspiegel im Rohr höher als im Gewässer ist, beobachten 

des Absinkens des Wasserspiegels in Funktion 

der Zeit und berechnen der Durchlässigkeit 

Verschiedene Verfahren 

2.5 Grundwasserstand Vergleich der Abflussganglinie (oder der Wasserspiegelganglinie 

im Fliessgewässer) mit gewässernahen Grundwasserstandsganglinien 

2.6 Abflussmessungen Abflussmessung in zwei Querprofilen unter Berücksichtigung 

von Zu- und Abflüssen. 

Die Abflussdifferenz ergibt die Sickerwassermenge 

(Infiltration pro m2) 

3 Berechnungsverfahren 

3.1 Durchlässigkeit in 

Funktion der Zeit 

Berechnung der Sohlendurchlässigkeit in Funktion der 

massgebenden Einflussgrössen im Fliessgewässer 

Aufwand mittel 

Die Messung des Porenwasserdrucks ist mit einer Störung des Sohlenaufbaus 

verbunden (Bildung von Grobporen, Rissen, etc). 

In feinkörnigen (sandigen) Gewässersohlen empfehlenswerter Ansatz 

Aufwand klein bis mittel 

Durch das Einschlagen des Rohres in die schottrige Gewässersohle wird 

das Korngefüge gestört und die Durchlässigkeit erhöht /8/ (fehleranfällige 

Messung) 

Bessere Resultate werden bei vorgängigem Vergraben eines Anschlussrohres 

erzielt. Die Messung erfolgt erst nach der Einlagerung von 

Schwebstoffen /10/ (bei dieser Versuchsanordnung ist keine Dekolmation 

möglich) 

Bei gutem hydraulischem Anschluss widerspiegelt die Grundwasserstandsganglinie 

die Abflussganglinie 

Bei stark kolmatierter Sohle ist keine oder eine nur sehr geringe Abhängigkeit 

des Grundwasserspiegels vom Abfluss festzustellen. 

Häufig sind keine entsprechenden Messungen verfügbar 

Keine differenzierte Bewertung der Kolmation möglich 

Aufwand mittel 

Diffuse Zuflüsse werden nicht berücksichtigt 

Die Infiltration liegt häufig im Bereich der Messgenauigkeit (kleine Infiltration 

im Verhältnis zum Gewässerabfluss) 

Infiltration im unkolmatierten Zustand ist nicht bekannt (wichtiger 

Referenzwert) 

Nur in Einzelfällen gute Resultate, Bewertung der Kolmation nicht eindeutig 

Aufwand gross 

Zuverlässiger Berechnungsansatz für innere Kolmation und Dekolmation 

Messung vieler Eingabeparameter erforderlich (Ganglinien Abfluss, Trübung, 

Grundwasserspiegel, Temperatur sowie Siebanalyse des Sohlenmaterials) 

/7/ /16/ 

/7/ /8/ /11/ 

/18/ 

/18/ 

/12/ 

/1/ /15/

Kolmation Methoden zur Erkennung und Bewertung - Fischnetz

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