Naturgemäss sind die Wasserstände von Flüssen und Bächen variabel und schwanken entsprechend zwischen trockeneren und feuchteren Perioden. Die Schneeschmelze im Frühjahr sowie der Zeitpunkt und der Ort von Niederschlagsereignissen sind häufig für diese Schwankungen verantwortlich, insbesondere in alpinen Gebieten. Sedimente und adsorbierte Nährstoffe werden vom fliessenden Wasser mobilisiert und durch die Flusstäler transportiert. Dies wiederum trägt zur Gestaltung des Flusses, seiner tiefen und seichten Stellen und der Verbindung mit Flussauen bei. Natürliche Flusssysteme besitzen eine gesunde Ufervegetation und Quellen organischer Stoffe, die Teil des Nahrungsnetzes sind und Wasserinsekten, Fische und andere Organismen ernähren. Hydrologie, Geomorphologie und Ökologie natürlicher Flüsse stehen im Einklang.
Talsperren ändern all dies, indem sie den natürlichen Flusslauf eines Flusses drastisch verändern können, insbesondere seine Variabilität sowie das Ausmass und den Zeitpunkt von Überschwemmungen. Dies wird als «Flussregulierung» bezeichnet. Die hinter den Staumauern gebildeten Stauseen fangen den grössten Teil der ankommenden Sedimente ab, wodurch der Fluss und seine Ökosysteme flussabwärts ausgezehrt werden. Flussläufe können sich verengen oder tiefer einschneiden. Diese Veränderungen beeinträchtigen die Ufervegetation, verschlechtern den aquatischen Lebensraum und können zum Zusammenbruch ganzer Nahrungsnetze oder sogar Ökosysteme führen.
Heutzutage ist es allerdings möglich, mit einem modernen Talsperrenmanagement künstliche Hochwasser zu erzeugen. Das kann einige Elemente der natürlichen Abflussvariabilität in diese beeinträchtigten Einzugsgebiete zurückbringen. Über den ökologischen Nutzen dieser Hochwasser ist wenig bekannt, da sie vielerorts nicht regelmässig angewendet werden. In einer kürzlich veröffentlichten Studie haben Forschende der Eawag das Einzugsgebiet des Flusses Spöl als Fallstudie verwendet, um die Auswirkungen künstlichen Hochwassers oberhalb und unterhalb eines frei fliessenden Nebenflusses zu vergleichen.
Die Ergebnisse zeigten, dass künstliche Hochwasser für die Verbesserung aufgestauter Flüsse unerlässlich sind, da sie die Abflussvariabilität und physikalische Störungen wiederherstellen. Unregulierte Nebenflüsse tragen dazu bei, die Auswirkungen der Flussregulierung zu verringern und die Vorteile künstlicher Hochwasser zu verstärken. In diesem Zusammenhang sind künstliche Hochwasser wichtig für die Mobilisierung von Sedimenten aus dem Nebenfluss, die sich sonst am Zusammenfluss ansammeln würden.