Der Biber: Naturtalent und Ökosystemingenieur

Tiere, Pflanzen und Mikroben übernehmen im Ökosystem wichtige Aufgaben. Ohne sie wäre das heutige Leben auf der Erde gar nicht möglich. «Wir können viel von der Natur lernen, um menschliche Herausforderungen zu lösen», sagt Jolanda Jenzer Althaus, Professorin für Wasserbau und Leiterin des Instituts für Infrastruktur und Umwelt an der BFH. In ihrer Forschung befasst sie sich mit den Fliessgewässern sowie den stillen Gewässern. Sie geht unter anderem der Frage nach, wie eingebautes Totholz die Morphologie des Fliessgewässers beeinflusst oder wie sich das Grundwasser, die Flora und die Fauna rund um einen Biberdamm entwickeln. «Gesunde Fliessgewässer und ihre natürlichen Umgebungen sind Hotspots der Biodiversität», sagt die Forscherin, die bereits seit acht Jahren an der BFH arbeitet. Davor war sie in der Privatwirtschaft und an der EPFL tätig. In ihrer Forschung habe es ihr der Biber besonders angetan, sagt sie. «Denn Biberdämme übernehmen für das Ökosystem eine wichtige Rolle.»

Projekt künstliche Biberdämme

Das Nachahmen der Natur kennt man unter dem Fachbegriff «Biomimicry». Zu diesem Thema findet dieses Jahr der Burgdorfer Wasserbautag statt (siehe Infobox oben), für den Jolanda Jenzer Althaus verantwortlich ist. «In der Gesellschaft gibt es gegenüber dem Biber Vorbehalte», sagt sie. Doch gemäss der Expertin lohnt es sich, das Tier besser kennenzulernen, um dessen Einfluss auf die Gewässer zu verstehen.

Wenn Biber Dämme ins Gewässer bauen, staut sich das Wasser auf, und es bilden sich Biberteiche. Solche Feuchtgebiete haben eine grosse Wirkung auf das Ökosystem: Sie fördern den Ab- und Umbau von Nitrat und Kohlendioxid durch Pflanzen, Plankton und Mikroorganismen. Zudem siedeln sich hier Arten von Pflanzen und Tieren an, die nur an solchen Standorten vorkommen.

Die Arbeit des Bibers wird im Wasserbaulabor der BFH nachgeahmt. Dort modellierte Jolanda Jenzer Althaus gemeinsam mit Studenten im Rahmen einer Bachelor- und Masterarbeit ein 14 Meter langes und dreieinhalb Meter breites Fliessgewässer, in das sie einen mit dem 3D-Drucker hergestellten Biberdamm einbauten. Die Forscher*innen führten Messungen vor und nach dem Einbau des Damms durch. Durch den Aufstau wurde das Wasser in den Boden gedrückt, wodurch sich der Grundwasserspiegel hob. «Das zeigt uns, dass wir mit Biberdämmen Wasser für spätere Trockenperioden zurückhalten können», sagt die Professorin. Nun möchte das Projektteam die Laborerkenntnisse draussen in realen Gewässern testen. Aktuell ist das Team auf der Suche nach möglichen Bachabschnitten, die als Studienstandorte in Frage kommen.

Wichtiges Totholz in Gewässern

Im Bereich Revitalisierung von Fliessgewässern untersucht Jolanda Jenzer Althaus auch den Einfluss von Strukturmassnahmen wie Pflanzen und Holz auf die Flussmorphologie. «Unsere Gewässer sind kaum mehr natürlich. Es gibt wenig Ufergehölz, und das Totholz im Wasser wird meist sofort entfernt – aus Angst vor Überschwemmungen», sagt die Wissenschaftlerin. Mit ihrer Forschung möchte sie zeigen, warum es Sinn macht, das Totholz einzubauen, anstatt es zu entfernen. In einem Flussbett im Massstab 1:30, das im Wasserbaulabor steht, hat sie gemeinsam mit Bauingenieur-Student*innen 3D-gedruckte Baumstämme mit Wurzelstöcken eingebaut. Dabei untersuchten sie unter anderem die Veränderung der Gewässersohle und deren Einfluss auf den Wasserstand. Zudem massen sie die Kräfte, welche bei unterschiedlichen Hochwassersituationen auf das Totholz wirken, um das Totholz für den Hochwasserfall gut zu fixieren. Die Forscher*innen müssen noch weitere Untersuchungen vornehmen. Was sie aber mit Sicherheit wissen: «Die Angst, dass der Wasserpegel wegen Totholz massiv ansteigt, ist in den meisten Fällen unbegründet.» Darüber hinaus sei Totholz auch wertvoll, weil es Lebensräume und Verstecke für aquatische Tiere schaffe und wichtige Nährwerte liefere.

Das Wissen rund um geeignete Strukturmassnahmen ist in der Praxis gefragt. Die BFH hat Ende 2025 mit einem Konsortium aus Ingenieur- und Umweltbüros und einem Bauleiter im Auftrag der Wasser-Agenda 21, eines Forums und Netzwerks der Akteure der Schweizer Wasserwirtschaft, ein Handbuch und Bautypen-Blätter über Strukturmassnahmen herausgegeben. Gemäss Jolanda Jenzer Althaus stösst das Werk auf grossen Anklang in der Schweiz und im Ausland. Es wurde sogar auf japanisch übersetzt. Jedes Blatt beschreibt eine Strukturmassnahme, wie zum Beispiel Totholzinsel, und erklärt, wie diese eingebaut werden muss, um die bestmögliche ökologische Wirkung zu erzielen und den Wasserkräften standzuhalten. Das Handbuch und die Blätter sollen unter anderem auch Fachleute inspirieren, die noch wenig im Bereich der Revitalisierung gearbeitet haben.

Bauingenieur*innen gestalten die Zukunft

Die Arbeit von Jolanda Jenzer Althaus zeigt auf, dass die Arbeit von Bauingeneur*innen im Wandel ist. «Die Revitalisierung der Gewässer ist ein wichtiger Aspekt meiner Arbeit und für die ganze Gesellschaft relevant», sagt sie. Heutzutage müssten Bauingenieur*innen nebst dem Wissen über das Bauen auch Risiken des Hochwassers abschätzen können, etwas von Ökologie verstehen und schliesslich Projekte mit breiter politischer Akzeptanz konzipieren. «Das alles unter einen Hut zu bringen, macht die Arbeit der Bauingenieur*innen extrem spannend.»