Druckverhältnisse in großen Kaplan-Turbinen und deren Auswirkungen auf die Überlebensraten von Fischen

Druckunterschiede werden als eine der wesentlichen Schädigungsursachen von Fischen beim Passieren von Turbinen diskutiert. Bisherige Untersuchungen zeigen allerdings nur für wenige Arten und Lebensstadien hohe Sensibilitäten hinsichtlich Barotrauma. Wenn man davon ausgeht, dass die meisten abwandernden Fische oberflächennah wandern und unter der Berücksichtigung der sehr geringen potenziellen Schädigungsraten durch Barotrauma in großen Kaplan-Turbinen sind Auswirkungen auf potamodrome Fischpopulationen wahrscheinlich ohne Bedeutung bzw. nicht nachweisbar.


1 Einleitung

Durch den Kraftwerksbetrieb können Fische, welche die Turbine passieren, geschädigt werden. Neben dem Kontakt mit einer Turbinenschaufel werden Druckunterschiede, wie sie beim Passieren einer Turbine auftreten, als eine der wesentlichen Schädigungsursachen diskutiert.

Studien in den letzten Jahren haben gezeigt, dass die Schädigung durch Barotrauma durch das Verhältnis zwischen dem Druck in der Akklimatisationstiefe (PA) und dem niedrigsten Druck während der Turbinenpassage (PE) bestimmt wird, wobei der Tiefstwert in der Literatur auch als Nadir bezeichnet wird. Hohe Drücke spielen als Schädigungsmechanismus in der Regel keine Rolle [1]. Verschiedene Fischarten und Entwicklungsstadien reagieren dabei sehr unterschiedlich hinsichtlich Änderungen im Druck.

2 Druckverhältnisse in großen Kaplan-Turbinen

Bild 1 zeigt die niedrigsten Drücke, welche an fünf großen Kaplan-Turbinen gemessen wurden. Die Fallhöhe lag zwischen ca. 15 m und 35 m, der Turbinendurchfluss zwischen 230 m³/s und 576 m³/s.

Die mittleren Nadirwerte schwankten für die einzelnen Versuche zwischen 84 kPa und 194 kPa (Mittelwert = 134 kPa). Je höher der Durchfluss ist, desto geringere Drücke treten in den Turbinen auf, d. h. desto größer ist die Wahrscheinlichkeit einer druckbedingten Schädigung.

Der Median über alle Untersuchungen lag bei 135 kPa, also über dem normalen atmosphärischen Druck von 101 kPa (Luftdruck). Nur bei ca. 15 % der Turbinenpassagen treten überhaupt Nadirwerte unter dem atmosphärischen Druck auf, die theoretisch zu Schädigungen führen können. Bei nur ca. 1 % der Turbinenpassagen traten Drücke von unter 50 kPa auf (Tabelle 1).



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 02/03 (März 2020)
Seiten: 5
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Dr. Walter Reckendorfer

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