Milieux fluviaux – dynamique sédimentaire et connectivité


De très humides à complètement secs, les écosystèmes fluviaux proches de l’état naturel sont bien plus que de l’eau : ils forment un corridor qui relie les bancs de gravier, les forêts alluviales et les mares. Les cours d’eau comptent ainsi parmi les milieux naturels les plus diversifiés de la planète. En anglais, il existe même un néologisme, « riverscape », créé par analogie avec « landscape » (paysage), pour désigner les paysages fluviaux. Cette diversité résulte entre autres de la dynamique des sédiments. Ainsi, les crues détruisent et créent des habitats, notamment en provoquant des transferts de matériaux. La faune et la flore se sont adaptées à cette dynamique et en sont même souvent tributaires. Or, nombre de cours d’eau ont perdu leur dynamique naturelle à la suite d’endiguements et de régulations. La réactivation de cette dynamique est une tâche complexe, en particulier dans un pays voué à une utilisation intensive tel que la Suisse.

Le projet de recherche « Milieux fluviaux – dynamique sédimentaire et connectivité » reprend le thème de la phase précédente du programme (sédiments et dynamique sédimentaire) pour l’approfondir et le développer compte tenu de son actualité et de son urgence. Portant toujours sur l’aménagement et l’écologie des cours d’eau, il se concentre sur la connectivité et sur les deux points suivants :

  1. transport solide: importance en termes de sécurité et d'écologie, surtout dans les cours d'eau de taillle moyenne,

  2. espace réservé aux eaux: aménagement, utilisation et entretien optimaux en termes de sécurité et d'écologie.

Article général su le contenu et la structure du projet

Lebensraum Gewässer – Sedimentdynamik und Vernetzung: Forschungsprogramm «Wasserbau und Ökologie» Vetsch, D., Allen, J., Belser, A., Boes, R., Brodersen, J., Fink, S., Franca, M., Juez, C., Nadyeina, O., Christopher, R. T., Scheidegger, Ch., Schleiss, A., Siviglia, A., Weber, Ch., Weitbrecht, V., 2018, Wasser, Energie und Luft 1: 19-24 [pdf, 599 KB]

Phase du projet

Terminé
2017-2021

Direction

Anna Belser (OFEV, coordination)
Giovanni de Cesare (LCH)
Christoph Scheidegger (WSL)
David Vetsch (VAW)
Christine Weber (Eawag)

Groupe de suivi

Cantons: Norbert Kräuchi (AG), Christian Marti (ZH), Vinzenz Maurer (BE), Erik Olbrecht (GR), Pascale Ribordy (FR), Thomas Stucki (AG)
Autres: Lukas Hunzinger (Flussbau AG SAH), Benjamin Leimgruber (AquaViva), Tamara Ghilardi (CSD Ingenieurs SA), Roger Pfammatter (SWV), Sandro Ritler (Holinger AG)

Comité de pilotage

OFEV: Rémy Estoppey, Susanne Haertel-Borer, Andreas Knutti, Carlo Scapozza
Instituts de recherche: Robert Boes (VAW), Christoph Hegg (WSL), Giovanni de Cesare (LCH), Johny Wüest (Eawag)

Suivi technique OFEV

Diego Dagani, Katharina Edmaier, Lorenzo Gorla,
Thomas Gregor, Christian Holzgang, Stephan Lussi, Antoine Magnollay, Manuel Nitsche, Martin Pfaundler, Adrian Schertenleib.

Produits & Publications

  • Connaissance de l’environnement

    Chapitres individuels

    Info-Flyer

    Carte interactive

    Stop Motion Movies

    1. Bleu et vert - et étroitement liés

    2. Le cours d’eau comme habitat

    3. En route avec les Rolling Stones

    4. L'intervention de l'homme

    5. Une diversité dynamique

    • Fink, S., Belser, A., De Cesare, G., Weber, C., Vetsch, D., 2023. "Lebensraum Gewässer - Seidmentdyamik und Vernetzung": Veröffentlichung aus der praxisorientierten Forschung im Wasserbau und Ökologie. N + L Inside 23(2): 27-32. pdf

    • Fink S., Belser A., Juez C., Scheidegger C., Weber C., Vetsch D., 2018. „Lebensraum Gewässer – Sedimentdynamik und Vernetzung“, ein Projekt im Forschungsprogramm „Wasserbau und Ökologie“. N + L Inside 18:27-32. pdf

    • Fink, S., Senn-Irlet, B., Scheidegger, C., & Gross, A., 2020. Quelles sont les espèces fongiques qui fructifient fréquemment dans les plaines inondables et comment nous devons les protéger? Schweizerische Zeitschrift für Pilzkunde (4): 16-17. pdf

    • Fink, S., Senn-Irlet, B., Scheidegger, C., & Gross, A., 2020. Welche Pilze kommen in Flussauen häufig vor und wie können wir sie schützen? Schweizerische Zeitschrift für Pilzkunde (4): 14-15. pdf

    • Fink, S., & Scheidegger, C., 2020. Monitoring von naturschutzrelevanten Pflanzen und Flechten in Auenlandschaften. Ingenieurbiologie: Mitteilungsblatt (4): 45-54. pdf

    • Fink, S., Scheidegger, C., 2022. Naturschutzplanung für Fliessgewässer-Auen unter Klimawandel. Auenmagazin: Magazin des Auenzentrums Neuburg a.d. Donau (21): 10-15. pdf

    • Rachelly, C., 2022. Sediment Supply Control on River Widening Morphodynamics and Refugia Availability. VAW-Mitteilungen. 265. Zürich: Eigenverlag der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW), ETH Zürich.

    • Schleiss, A.J., Bühlmann, I., Thalmann, M., Maechler, G., Juez, C. und Franca, M. (2018). Feinsedimentdynamik in revitalisierten Flüssen. KW Korrespondenz Wasserwirtschaft 11(4):211-216, doi: 10.3243/kwe2018.04.004 pdf

    • Schroff R., Mörtl C., De Cesare G., 2021. Wirkungskontrolle einer Sedimentzugabe: Habitatvielfalt und Kolmation. WasserWirtschaft, 111(9): 68–76.

    • Schroff, R., Mörtl, C., Vonlanthen, P., De Cesare, G., 2022. Impacts et enjeux de charriage d’une crue artificielle – Exemple de la Petite Sarine 2020. Wasser Energie Luft, 114 (2): 75-84.

    • Schwindt, S., Franca, M.J. and Schleiss, A.J. (2018). Teildurchgängige Geschiebesammler für sicheren Rückhalt [Partially permeable sediment traps for safe bed load retention], Wasserwirtschaft 108(4):18-23, doi:10.1007/s35147-018-0026-y pdf

    • Twining, C.W., Weber, C., Kowarik, C., Gossner, M.M., Graham, C.H., Matthews, B. et al., 2022. Zum Fressen gern: Unsere Gewässer aus der Vogelperspektive. WEL 114: 68-74.

    • Vetsch, D., Allen, J., Belser, A., Boes, R., Brodersen, J., Fink, S., Franca, M., Juez, C., Nadyeina, O., Christopher, R. T., Scheidegger, Ch., Schleiss, A., Siviglia, A., Weber, Ch., Weitbrecht, V., 2018: Lebensraum Gewässer – Sedimentdynamik und Vernetzung : Forschungsprogramm «Wasserbau und Ökologie». Wasser, Energie und Luft, 110 (1): 19-24 pdf

    • van Rooijen, E., 2022. The Development and Application of a New Automatic Fluvial Mesohabitat Approach. VAW-Mitteilungen. 267. Zürich: Eigenverlag der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW), ETH Zürich.

    • Weber, C., 2018. "Mögen Biber und Forelle die Rolling Stones? Über Kies und Co in kleinen Gewässern." Ingenieurbiologie 2018(4): 21-28. pdf

    • Weber, C., Belser, A., De Cesare, G., Fink, S., Vetsch, D., 2022. Wasserbau UND Ökologie: Zusammenarbeit über Disziplinen und Berufsfelder hinweg. Ingenieurbiologie 20: 12-20. pdf

    • Dubuis, R., De Cesare, G., 2022. Influence of vertical fluxes on the clogging of riverbed by fine sediment. Proceedings of the 39th IAHR World Congress. 659-666.

    • Dubuis, R., De Cesare, G., 2023. The clogging of riverbeds: A review of the physical processes. Earth-Science Reviews, 239: 104374.

    • Fink, S., Gross, A., Senn-Irlet, B., Scheidegger, C., 2021. Citizen science data predict high potential for macrofungal refugia outside protected riparian areas. Fungal Ecology, 49: 100981

    • Fink, S., Hoppler-Wiedmer, A., Zengerer, V., Egger, G., Schletterer, M., Scheidegger, C., 2022. Gene flow in a pioneer plant metapopulation (Myricaria germanica) at the catchment scale in a fragmented alpine river system. Scientific Reports, 12: 8570.

    • Fink, S., Scheidegger, C., 2018. Effects of barriers on functional connectivity of riparian plant habitats under climate change. Ecological engineering, 115: 75-90.

    • Fink, S., Scheidegger, C., 2021. Changing climate requires shift from refugia to sanctuaries for floodplain forests. Landscape Ecology, 36: 1423-1439.

    • Gerke, E., Vetsch, D.F., Boes, R., 2021. Einlassbauwerke von Retentionsräumen im Nebenschluss von Fliessgewässern. Proceedings of the Wasserbau-Symposium 2021 (Zurich, Switzerland, 15-17 September 2021). 239-247.

    • Juez, C., Schärer, C., Jenny, H., Schleiss, A. J., Franca, M. J., 2019. Floodplain land cover and flow hydrodynamic control of overbank sedimentation in compound channel flows. Water Resources Research, 55: 9072– 9091.

    • Kowarik, C., Martin-Creuzburg, D., Mathers, K.L., Weber, C., Robinson, C.T, 2023. Stream degradation affects aquatic resource subsidies to riparian ground-dwelling spiders. Science of the Total Environment, 855: 158658.

    • Kowarik, C., Martin-Creuzburg, D., Robinson, C.T., 2021. Cross-ecosystem linkages: Transfer of polyunsaturated fatty acids from streams to riparian spiders via emergent insects. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 707570.

    • Mathers, K.L., Kowarik, C., Rachelly, C., Robinson, C.T., Weber, C., 2021. The effects of sediment traps on instream habitat and macroinvertebrates of mountain streams. Journal of Environmental Management, 295: 113066.

    • Mathers, K.L., Michalec, F.-G., Holzner, M., Weber, C., 2020. Beneath the surface: Application of transparent super absorbent polymer substrates to track faunal activity within the sediment layer. Freshwater Biology, 65(11): 1923-1935.

    • Mathers, K.L., Robinson, C.T., Weber, C., 2021. Artificial flood reduces fine sediment clogging, and enhances subsurface physicochemical conditions and hyporheic accessibility for macroinvertebrates. Ecological Solutions and Evidence, 2(4): e12103.

    • Mathers, K.L., Robinson, C.T., Weber, C., 2022. Patchiness in flow refugia use by macroinvertebrates following an artificial flood pulse. River Research and Applications, 38: 696-707.

    • Mathers, K.L., Robinson, C.T., Weber, C., Wood, P, 2022. The importance of substrate heterogeneity and vertical hydrological connectivity for ecological diversity. In: International Symposium on Bedload Management (eds. Wyss, CR, De Cesare, G, Lane, SN, Marti, C, Nitsche, M, Pauli, M et al.). Wasser-Agenda 21 Interlaken, Switzerland.

    • Mörtl, C., De Cesare, G., Boes, R., 2021. Untersuchung der ökomorphologischen Wirksamkeit von Sedimentzugaben unterhalb von Talsperren. Proceedings of the Wasserbau-Symposium 2021 (Zurich, Switzerland, 15-17 September 2021). 165-172.

    • Mörtl, C., Vorlet, S.L., Manso, P., De Cesare, G., 2020. The sediment challenge of Swiss river corridors interrupted by man-made reservoirs. River Flow 2020: Proceedings of the 10th Conference on Fluvial Hydraulics (Delft, Netherlands, 7-10 July 2020).

    • Rachelly, C., Friedl, F., Boes, R. M., & Weitbrecht, V., 2021. Morphological response of channelized, sinuous gravel‐bed rivers to sediment replenishment. Water Resources Research, 57(6): e2020WR029178.

    • Rachelly, C., Mathers, K.L., Weber, C., Weitbrecht, V., Boes, R.M., Vetsch, D.F., 2021. How does sediment supply influence refugia availability in river widenings? Journal of Ecohydraulics, 6(2): 121-138.

    • Rachelly, C., Vetsch, D. F., Boes, R. M., Weitbrecht, V., 2022. Sediment supply control on morphodynamic processes in gravel‐bed river widenings. Earth Surface Processes and Landforms, 47(15): 3415-3434.

    • Rachelly, C., Weitbrecht, V., Vetsch, D.F., Boes, R.M., 2018. Morphological development of river widenings with variable sediment supply. River Flow 2018 - Ninth International Conference on Fluvial Hydraulics (Lyon-Villeurbanne, France, September 5-8, 2018), 40: 02007.

    • Scheidegger, C., Weber, C., De Cesare, G., Vetsch, D.F., Belser, A., 2021. Praxisorientierte Forschung im Bereich Wasserbau und Oekologie. Proceedings of the Wasserbau-Symposium 2021 (Zurich, Switzerland, 15-17 September 2021). 597-604.

    • Schroff, R., Mörtl, C., De Cesare, G., 2021. Ultrasonic Doppler flow velocity measurements as a co-indicator for the eco-morphological assessment in a residual flow reach. Proceedings of the 13th Symposium on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering. 107-111.

    • Takatsu, K., Brodersen, J., 2023. Repeated elevational clines of early life‐history traits and their proximate mechanisms in brown trout. Freshwater Biology, 68(4): 609-620.

    • Takatsu, K., Delarue, C., Heller, N., Saboret, G., & Brodersen, J., 2022. Relationships between egg size and maternal size, life history forms, and habitats of Greenlandic Arctic charr (Salvelinus alpinus). Environmental Biology of Fishes. 1-10.

    • Takatsu, K., Selz, O. M., Brodersen, J., 2022. Temperature regime during embryogenesis alters subsequent behavioural phenotypes of juvenile brown trout. Biology Letters, 18(11): 20220369.

    • van Rooijen, E., Siviglia, A., Vetsch, D.F., Boes, R.M., Vanzo, D., 2022. Quantifying fluvial habitat changes due to multiple subsequent floods in a braided alpine reach. Journal of Ecohydraulics: 1-21.

    • van Rooijen, E., Vanzo, D., Vetsch, D. F., Boes, R. M., Siviglia, A., 2021. Enhancing an unsupervised clustering algorithm with a spatial contiguity constraint for river habitat analysis. Ecohydrology, 14(4): e2285.

    • Woellner, R., Scheidegger, C., Fink, S., 2021. Gene flow in a highly dynamic habitat and a single founder event: proof from a plant population on a relocated river site. Global Ecology and Conservation, 28: e01686.

    • Aerne, L., 2020. Links between substrate structure, aquatic invertebrate communities and brown trout ecology: A case study within and among Swiss streams. Master Thesis. University of Zurich.

    • Bianchi, A., 2018. Analyse ausgewählter Objekte des Bundesinventars der Auengebiete von nationaler Bedeutung. Master Thesis, ETH Zürich/ Eawag/ VAW. pdf

    • Friese, N., 2019. The influence of flow velocity and sediment characteristics on macroinvertebrate drift. Master’s thesis, Radboud University Nijmegen/ University Duisburg Essen/ Eawag.

    • Kowarik, C., 2022. Cross-ecosystem linkages - anthropogenic impacts on subsidy transfer from streams to riparian zones by emergent aquatic insects. Doctoral Thesis, ETH Zurich.

    • Rachelly, C., 2022. Sediment Supply Control on River Widening Morphodynamics and Refugia Availability. Doctoral Thesis, ETH Zurich.

    • Schibler, M., 2020. Auswirkungen von Wasseraufenthalt und Abstürze der Samen der Myricaria germanica. Bachelor’s thesis, ETH Zürich/WSL. pdf

    • Schroff, R., 2020. Eco-Morphological Evaluation of a Residual Flow Reach Restoration Measure. Master Thesis. Technical University Munich.

    • Stirnemann, A., 2018. Niche differentiation and genetic structure of Bactrospora dryina in Swiss hardwood floodplain and coppice-with-standards forests. Master Thesis, Uni Bern/ WSL. pdf

    • van Rooijen, E., 2022. Development and application of a new automatic fluvial mesohabitat approach. Doctoral Thesis, ETH Zurich.

    • Wiedmer, A., 2018. Spatiotemporal dynamics of a riparian plant along three floodplains in the Swiss Alps. Master Thesis, Uni Zürich/ WSL. pdf