Revitalisierung kleinerer Fließgewässer in Sachsen-Anhalt - Konformität statt
Individualität
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (11/2021)
In Sachsen-Anhalt wurden im Zeitraum von 2015 bis 2021 über 220 Revitalisierungsmaßnahmen an kleineren Fließgewässern durchgeführt. Für etwa 10 % der Gewässerumgestaltungen wurde eine Erfolgskontrolle unter Einbeziehung des Makrozoobenthos (MZB) und der Fischfauna sowie der Gewässermorphologie durchgeführt. Festgestellt wurden zumeist kleinräumige Verbesserungen beim MZB, während die Ichthyozönose nur in wenigen Fällen den unbefriedigenden oder schlechten Zustand hinter sich lassen konnte. Die Ursache dafür ist die Kleinskaligkeit und Uniformität der weitaus meisten Maßnahmen, welche die starke morphologische Degradation der Fließgewässer nicht überwinden kann. So bleiben auch die MZB- Gemeinschaften trotz messbarer Erfolge sehr vereinheitlicht. Für die Zielerreichung der WRRL im Jahr 2027 ist es erforderlich, zukünftige Maßnahmen spezifischer auf den Gewässertypen abzustimmen und in einem größeren Maßstab durchzuführen.
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In Sachsen-Anhalt wurden im Zeitraum von 2015 bis 2021 über 220 Revitalisierungsmaßnahmen an kleineren Fließgewässern durchgeführt. Für etwa 10 % der Gewässerumgestaltungen wurde eine Erfolgskontrolle unter Einbeziehung des Makrozoobenthos (MZB) und der Fischfauna sowie der Gewässermorphologie durchgeführt. Festgestellt wurden zumeist kleinräumige Verbesserungen beim MZB, während die Ichthyozönose nur in wenigen Fällen den unbefriedigenden oder schlechten Zustand hinter sich lassen konnte. Die Ursache dafür ist die Kleinskaligkeit und Uniformität der weitaus meisten Maßnahmen, welche die starke morphologische Degradation der Fließgewässer nicht überwinden kann. So bleiben auch die MZB- Gemeinschaften trotz messbarer Erfolge sehr vereinheitlicht. Für die Zielerreichung der WRRL im Jahr 2027 ist es erforderlich, zukünftige Maßnahmen spezifischer auf den Gewässertypen abzustimmen und in einem größeren Maßstab durchzuführen.
Fischschutz und Anströmung an Wasserkraftanlagen mit niedrigen Fallhöhen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2021)
Dem Schutz der Fische bei der flussabwärts gerichteten Wanderung kommt zunehmend eine steigende Bedeutung zu. Zur fachgerechten Beurteilung des Fischschutzes an Wasserkraftanlagen mit niedrigen Fallhöhen fehlen jedoch nach wie vor wesentliche hydraulische Grundlagen. Im vorliegenden Beitrag wurden diese unter Anwendung numerischer Simulationen sowie physikalischer Modellversuche aufbereitet und darüber hinaus weiterführende, wissenschaftlich relevante Aspekte zum Thema Fischschutz untersucht.
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2021)
Dem Schutz der Fische bei der flussabwärts gerichteten Wanderung kommt zunehmend eine steigende Bedeutung zu. Zur fachgerechten Beurteilung des Fischschutzes an Wasserkraftanlagen mit niedrigen Fallhöhen fehlen jedoch nach wie vor wesentliche hydraulische Grundlagen. Im vorliegenden Beitrag wurden diese unter Anwendung numerischer Simulationen sowie physikalischer Modellversuche aufbereitet und darüber hinaus weiterführende, wissenschaftlich relevante Aspekte zum Thema Fischschutz untersucht.
Wirkungskontrolle einer Sedimentzugabe: Habitatvielfalt und Kolmation
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2021)
In einer Restwasserstrecke der Saane wurde 2016 zur Sanierung der kolmatierten Gewässersohle und zur Aufwertung der Lebensräume ein künstliches Hochwasser ausgelöst und mit einer Sedimentzugabe gekoppelt. Die mittelfristigen Wirkungen der Sedimentzugabe wurden anhand des Indikator-Sets Habitatvielfalt der neuen Schweizer Richtlinie zur Wirkungskontrolle von Fliessgewässerrevitalisierungen (WiKo) untersucht. Zur zielorientierten Wirkungskontrolle wurde das Set um einen Indikator Reproduktionseignung anhand Substratdegradierung (IRS) ergänzt.
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2021)
In einer Restwasserstrecke der Saane wurde 2016 zur Sanierung der kolmatierten Gewässersohle und zur Aufwertung der Lebensräume ein künstliches Hochwasser ausgelöst und mit einer Sedimentzugabe gekoppelt. Die mittelfristigen Wirkungen der Sedimentzugabe wurden anhand des Indikator-Sets Habitatvielfalt der neuen Schweizer Richtlinie zur Wirkungskontrolle von Fliessgewässerrevitalisierungen (WiKo) untersucht. Zur zielorientierten Wirkungskontrolle wurde das Set um einen Indikator Reproduktionseignung anhand Substratdegradierung (IRS) ergänzt.
Eindrücke vom Oberlauf des Obs in Russland
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2021)
Der Ob hat das größte Fluss-Einzugsgebiet in Russland bzw. das siebtgrößte Einzugsgebiet der Erde. Die Quellflüsse Katun und Bija entspringen im Altai Gebirge und vereinigen sich unterhalb von Bijsk zum Ob. Natürliche wie auch anthropogene Faktoren prägen das System, welches daher Besonderheiten aus verschiedenen Gesichtspunkten (Technik und Ökologie) aufweist.
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2021)
Der Ob hat das größte Fluss-Einzugsgebiet in Russland bzw. das siebtgrößte Einzugsgebiet der Erde. Die Quellflüsse Katun und Bija entspringen im Altai Gebirge und vereinigen sich unterhalb von Bijsk zum Ob. Natürliche wie auch anthropogene Faktoren prägen das System, welches daher Besonderheiten aus verschiedenen Gesichtspunkten (Technik und Ökologie) aufweist.
Eindrücke aus dem Jenissei-Einzugsgebiet in Russland
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2021)
Der Jenissei ist - gemessen an seinem Abfluss - der größte arktische Fluss und der fünftgrößte Fluss der Welt, der im Sajangebirge entspringt, durch das Westsibirische Tiefland fließt und in der Karsee mündet. Beeindruckende Dimensionen und Lebensraum für den Sibirischen Stör, dem auf der Sliznevskiy-Klippe flussauf von Krasnojarsk mit der Zar-Fisch-Skulptur ein Monument gesetzt wurde. Am Jenissei wurden auch die größten Wasserkraftwerke Russlands errichtet und bei Krasnojarsk wird ein einzigartiger Schiff-Lift betrieben.
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Der Jenissei ist - gemessen an seinem Abfluss - der größte arktische Fluss und der fünftgrößte Fluss der Welt, der im Sajangebirge entspringt, durch das Westsibirische Tiefland fließt und in der Karsee mündet. Beeindruckende Dimensionen und Lebensraum für den Sibirischen Stör, dem auf der Sliznevskiy-Klippe flussauf von Krasnojarsk mit der Zar-Fisch-Skulptur ein Monument gesetzt wurde. Am Jenissei wurden auch die größten Wasserkraftwerke Russlands errichtet und bei Krasnojarsk wird ein einzigartiger Schiff-Lift betrieben.
Hydraulik und betriebliche Aspekte von Horizontalrechen-Bypass-Systemen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2021)
Obwohl Horizontalrechen-Bypass-Systeme (HBR-BS) dem Stand der Technik für den Fischschutz und Fischabstieg entsprechen und in den letzten Jahren an vielen europäischen Wasserkraftanlagen installiert wurden, gibt es immer noch diverse Wissenslücken bezüglich der Hydraulik, den betrieblichen Aspekten und des Fischverhaltens. Aus diesem Grund wurden an der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich umfangreiche hydraulische und ethohydraulische Untersuchungen durchgeführt. In diesem Beitrag werden die wichtigsten Forschungsresultate der hydraulischen Untersuchungen und systematischen Verlegungsversuche mit Laub vorgestellt.
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Obwohl Horizontalrechen-Bypass-Systeme (HBR-BS) dem Stand der Technik für den Fischschutz und Fischabstieg entsprechen und in den letzten Jahren an vielen europäischen Wasserkraftanlagen installiert wurden, gibt es immer noch diverse Wissenslücken bezüglich der Hydraulik, den betrieblichen Aspekten und des Fischverhaltens. Aus diesem Grund wurden an der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich umfangreiche hydraulische und ethohydraulische Untersuchungen durchgeführt. In diesem Beitrag werden die wichtigsten Forschungsresultate der hydraulischen Untersuchungen und systematischen Verlegungsversuche mit Laub vorgestellt.
Hybride Barrieren zur Optimierung von Stabrechen zum Fischschutz
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Die Forderung eines effektiven Fischschutzes an Wasserkraftanlagen bewegt immer mehr Betreiber zur Optimierung ihrer Kraftwerke. Dabei ist es wichtig, eine Ausgewogenheit zwischen der energetischen Nutzung und der notwendigen Fischschutzwirkung der verwendeten Rechen zu gewährleisten. Ein neu entwickeltes System ermöglicht die Ausstattung bestehender Turbinenschutzrechen mit Elektroden, die durch ein elektrisches Feld im Wasser den Fischschutz sicherstellen, ohne wirtschaftliche Einbußen durch geringere Stababstände zu verursachen.
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Die Forderung eines effektiven Fischschutzes an Wasserkraftanlagen bewegt immer mehr Betreiber zur Optimierung ihrer Kraftwerke. Dabei ist es wichtig, eine Ausgewogenheit zwischen der energetischen Nutzung und der notwendigen Fischschutzwirkung der verwendeten Rechen zu gewährleisten. Ein neu entwickeltes System ermöglicht die Ausstattung bestehender Turbinenschutzrechen mit Elektroden, die durch ein elektrisches Feld im Wasser den Fischschutz sicherstellen, ohne wirtschaftliche Einbußen durch geringere Stababstände zu verursachen.
Aalabwanderung an der Wasserkraftanlage Unkelmühle - zwei Methoden, ein Ergebnis?
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2021)
Die Wasserkraftanlage Unkelmühle (Sieg) wurde mit einem flach geneigten Vertikalrechen und Fischabstiegswegen für Aal und Lachs ausgerüstet. Die Funktionsfähigkeit der Fischschutzeinrichtungen für den Aal wurde u. a. mit einem Fangmonitoring an den sohlennahen Abstiegen sowie mittels Radiotelemetrie überprüft. Mehr als 90 % der am Standort erfassten abgewanderten und telemetrierten Aale nutzten jedoch oberflächennahe Abstiegswege, entweder direkt bei Überfall am Wehr oder im Bereich des Krafthauses. Eine bodennahe Abwanderung über die Bottom Gallery wurde zwar nachgewiesen, die Telemetrie-Daten zeigten jedoch unabhängig vom Fangmonitoring deren untergeordnete Bedeutung für Aale.
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Die Wasserkraftanlage Unkelmühle (Sieg) wurde mit einem flach geneigten Vertikalrechen und Fischabstiegswegen für Aal und Lachs ausgerüstet. Die Funktionsfähigkeit der Fischschutzeinrichtungen für den Aal wurde u. a. mit einem Fangmonitoring an den sohlennahen Abstiegen sowie mittels Radiotelemetrie überprüft. Mehr als 90 % der am Standort erfassten abgewanderten und telemetrierten Aale nutzten jedoch oberflächennahe Abstiegswege, entweder direkt bei Überfall am Wehr oder im Bereich des Krafthauses. Eine bodennahe Abwanderung über die Bottom Gallery wurde zwar nachgewiesen, die Telemetrie-Daten zeigten jedoch unabhängig vom Fangmonitoring deren untergeordnete Bedeutung für Aale.
Feinrechen - Grenzen der Kirschmer- Gleichung
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Die Berechnung des Stauhöhenverlusts an Feinrechen in kommunalen Kläranlagen basiert seit Jahrzenten auf der von Otto Kirschmer 1925 entwickelten Gleichung. In der Praxis zeigt sich bei Anwendung dieser für Wasserkraftanlagen konzipierten Gleichung auf Feinrechen, dass sich die berechneten und gemessenen Werte z. T. erheblich unterscheiden. Unter Zuhilfenahme von über 900 Experimenten wurden in der Herleitung der Kirschmer-Gleichung die dafür verantwortlichen Annahmen, welche in heutigen Kläranlagen oft nicht zulässig sind, identifiziert.
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Die Berechnung des Stauhöhenverlusts an Feinrechen in kommunalen Kläranlagen basiert seit Jahrzenten auf der von Otto Kirschmer 1925 entwickelten Gleichung. In der Praxis zeigt sich bei Anwendung dieser für Wasserkraftanlagen konzipierten Gleichung auf Feinrechen, dass sich die berechneten und gemessenen Werte z. T. erheblich unterscheiden. Unter Zuhilfenahme von über 900 Experimenten wurden in der Herleitung der Kirschmer-Gleichung die dafür verantwortlichen Annahmen, welche in heutigen Kläranlagen oft nicht zulässig sind, identifiziert.
Experimentelle Untersuchungen zu Sedimentablagerungen in einer
Flusskrümmung am Mittelrhein
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2021)
Die Bundesanstalt für Wasserbau untersucht im großmaßstäblichen Modellversuch eine für die Binnenschifffahrt herausfordernde Krümmung im Mittelrhein bei Oberwesel. In der Flusskrümmung wird die Schifffahrt durch Sedimentanlandungen entlang einer Kiesbank am Innenufer erschwert. Diese Anlandungen werden derzeit durch Baggerung wiederkehrend entfernt. Flussbauliche Maßnahmen sollen helfen, den Unterhaltungsaufwand zu vermindern. Eine besondere Herausforderung bei der Modellierung lag darin, das Natursediment auf ein geeignetes Modellsediment zu übertragen. Als Modellsedimente wurden verschiedene Kunststoffgranulate unterschiedlicher Dichte als Granulatmischungen eingesetzt.
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Die Bundesanstalt für Wasserbau untersucht im großmaßstäblichen Modellversuch eine für die Binnenschifffahrt herausfordernde Krümmung im Mittelrhein bei Oberwesel. In der Flusskrümmung wird die Schifffahrt durch Sedimentanlandungen entlang einer Kiesbank am Innenufer erschwert. Diese Anlandungen werden derzeit durch Baggerung wiederkehrend entfernt. Flussbauliche Maßnahmen sollen helfen, den Unterhaltungsaufwand zu vermindern. Eine besondere Herausforderung bei der Modellierung lag darin, das Natursediment auf ein geeignetes Modellsediment zu übertragen. Als Modellsedimente wurden verschiedene Kunststoffgranulate unterschiedlicher Dichte als Granulatmischungen eingesetzt.
