Wasserwirtschaft 07-08/2015


Ethohydraulik ‚Äď Die Kunst aufsteigende Fische am Kraftwerk abzuholen
Dr. Beate Adam, Dennis Appelhoff
Im Rahmen ethohydraulischer Untersuchungen wird das Verhalten von Fische in gro√üskaligen Laborrinnen auf hydraulisch/konstruktive Gegebenheiten, die im Gew√§sser und damit unter realen Freilandsituation situativ √§hnlich existieren, beobachtet und analysiert. Ziel dabei ist es, beispielsweise die Anforderungen der Tiere an die Lage und Gestaltung des Einstiegs in Fischaufstiegsanlagen zu verstehen, um die Auffindbarkeit und damit letztlich auch Funktionsf√§higkeit solcher Bauwerke sicher zu stellen. So sind eine konsequente Ber√ľcksichtigung des positiv rheotaktischen Verhaltens der Fische, die richtige Anbindung von Teilstr√∂men an die Hauptstr√∂mung im Gew√§sserquerschnitt ohne Sackgassen und die Vermeidung von St√∂rstr√∂mungen im Str√∂mungspfad und damit Wanderkorridorpfad der Fische wesentliche Voraussetzungen daf√ľr, dass Fischaufstiegsanlagen ohne kritische Verz√∂gerungen aufgefunden und angenommen werden.
Anwendung eines numerischen Modellsystems zur Bewertung von Geschiebehaushalt und √Ąsche-Laichhabitaten des Hochrheins
Dr.-Ing. Minh Duc Bui, Prof. Dr. Peter Rutschmann
Ein mehrdimensionales Computermodellsystem zur Simulation und Bewertung der hydromorphologischen Prozesse und der Fischhabitateignungen sowie deren Verbesserungspotenziale in gro√üen Fl√ľssen wird vorgestellt. Das Werkzeug zeigt die M√∂glichkeiten moderner Programme auf und illustriert deren Einsatz sowie Vorteile f√ľr entsprechende Untersuchungen am Beispiel des Hochrheins. Die Ergebnisse zeigen, dass mit solchen Werkzeugen geplante Flussbauma√ünahmen auf deren Erfolg und Kosteneffizienz untersucht werden k√∂nnen und dass Sohlen- und Habitat√§nderungen im Fluss nicht aus Sicht einer ‚ÄěMittelwertsoptik‚Äú gesehen und beurteilt werden d√ľrfen, sondern dass in den entsprechenden Prozessen eine hohe Dynamik stattfindet und zu ber√ľcksichtigen ist.
Einsatz des Leitrechen-Bypass-Systems nach Ebel, Gluch & Kehl an Wasserkraftanlagen ‚Äď Grundlagen, Erfahrungen und Perspektiven
Dr. rer. agr. Guntram Ebel, Dipl.-Hydrol. Arne Gluch, Dipl.-Ing. Martin Kehl
Leitrechen-Bypass-Systeme sind weltweit im Einsatz, um die Mortalit√§t flussabw√§rts wandernder Fische bei der Passage von Wasserkraftanlagen zu begrenzen. Im vorliegenden Beitrag wird ein spezielles Leitrechen-Bypass-System vorgestellt, das sich gegen√ľber den bisherigen Konzepten durch neue bauliche Komponenten und Gestaltungsgrunds√§tze auszeichnet. Da das System √ľber g√ľnstige Voraussetzungen f√ľr einen effektiven Fischschutz verf√ľgt sowie vorteilhafte Eigenschaften im praktischen Betrieb aufweist, wird es in Deutschland und anderen Staaten zunehmend angewendet.
Innovative Druckkammerfischschleuse mit energetischer Nutzung an der Talsperre Höllenstein
Johann Fischer, Dipl. Volkswirt Helmut Kruczek, Prof. Dr. Rudolf Metzka
Die Herstellung der √∂kologischen Durchg√§ngigkeit war Auflage der Genehmigungsbeh√∂rde f√ľr den Weiterbetrieb der Kraftwerke H√∂llenstein und Pulling am Schwarzen Regen im Bayerischen Wald. Der Betreiber, die Kraftwerk am H√∂llenstein AG, entwickelte f√ľr die Talsperre H√∂llenstein eine neuartige Druckkammerfischschleuse mit energetischer Nutzung. Dadurch brachte man √Ėkologie und √Ėkonomie in Einklang. Diese Fischaufstiegsanlage eignet sich f√ľr Talsperren und Wehrkraftwerke mit gro√üer Fallh√∂he und schwankenden Oberwasserpegel wie z. B. bei Hochwasserr√ľckhaltebecken. Die Ergebnisse des Monitoring werden in einem gesonderten Artikel in diesem Heft der Fachzeitschrift WasserWirtschaft vorgestellt.
Dimensionierung von Schlitzp√§ssen ‚Äď Anforderungen der Fische und der Hydraulik
Dr.-Ing. Rolf-Jürgen Gebler
Die Dimensionierung von Schlitzp√§ssen muss auf der Grundlage zweier Anforderungsprofile erfolgen. Zum einen m√ľssen die biologischen Anforderungen der lokalen Fischfauna erf√ľllt werden. Hieraus ergeben sich die minimalen Beckenabmessungen, die minimale Wassertiefe, die minimalen Abmessungen des Schlitzes und der maximal zul√§ssige H√∂henunterschied zwischen zwei Becken, der die maximale Flie√ügeschwindigkeit bestimmt. Neben diesen √∂kologischen Anforderungen m√ľssen aber zum zweiten auch hydraulische Anforderungen erf√ľllt werden. Um die angestrebten Str√∂mungsverh√§ltnisse zu gew√§hrleisten, m√ľssen Schlitzweite, Beckenl√§nge und Beckenbreite in einem bestimmten Verh√§ltnis zueinander stehen. Wichtig ist auch die Einhaltung eines Maximalwerts des Energieeintrags, der die Turbulenz im Becken bestimmt. Weitere Aufgaben der Dimensionierung stellen sich bei schwankenden Ober- und Unterwasserst√§nden, die sich auf die Str√∂mungsverh√§ltnisse im Fischpass auswirken.
Umsetzung der EG-WRRL an der √∂sterreichischen Donau ‚Äď Erfahrungen und Ausblick
Dipl.-Ing. Herfried Harreiter, Mag. Gerd Frik, Dipl.-Ing. Dr. Roland Schmalfuß, Dr. Walter Reckendorfer
Die Umsetzung der EG-WRRL bzw. des Nationalen Gew√§sserbewirtschaftungsplans (NGP) bedeutet an gro√üen Fl√ľssen eine beachtliche Herausforderung. Die bisherigen Projekte an der √∂sterreichischen Donau zeigen, dass die im 1. NGP geforderte Herstellung der Durchg√§ngigkeit f√ľr die Zielerreichung (guter √∂kologischer Zustand bzw. gutes √∂kologisches Potenzial) nicht ausreicht. Um die Ziele zu erreichen, ist ein systemarer Ansatz erforderlich, der die Schaffung von Lebensraum zur Verbesserung der Reproduktionsbedingungen √ľber das Ziel der reinen Durchg√§ngigkeit stellt.
Beobachtungen zum Stand der Technik beim Bau von Fischaufstiegshilfen in √Ėsterreich
Dr. Paul Jäger
Der Stand des Wissens und Stand der Technik zum Bau von Fischaufstiegsanlagen ist in √Ėsterreich im Leitfaden f√ľr Fischaufstiegshilfen seit Dezember 2012 festgeschrieben. Man beobachtet aber trotzdem bei Neuanlagen davon abweichende Bauweisen, die in diesem Beitrag beispielhaft beschrieben werden.
Funktionskontrolle von Fischwanderhilfen in √Ėsterreich
Dr. Paul Jäger
Der Stand des Wissens und Stand der Technik zum Bau von Fischwanderhilfen ist in √Ėsterreich auf Basis einer Grundlagenerhebung 2011 im Leitfaden f√ľr Fischaufstiegshilfen des Bundesministeriums f√ľr Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, Wien, seit Dezember 2012 in √Ėsterreich festgeschrieben. Die √úberpr√ľfung der Funktionsf√§higkeit solcher Anlagen muss die richtlinienkonforme Planung, Funktionalit√§t und Betriebssicherheit umfassen. In Salzburg gibt es seit 2009 Mindestanforderungen an die √úberpr√ľfung von Fischwanderhilfen, mit welchen man feststellt, ob eine Fischwanderhilfe dem Stand der Technik entspricht.
Wasser Berlin 2015 richtet sich international aus
Günter Knackfuss, Dipl.-Ing. Heribert Meyer
Erstmalig wurde auf der Wasser Berlin International 2015 der gesamte Wasserkreislauf dargestellt.
Die Seeforellenweiche ‚Äď ein mobiles Leitsystem f√ľr aufsteigende Wandersalmoniden
Dipl.-Ing. (FH) Matthias Meyer, Dr. Steffen Schweizer, Dipl.-Geograf Daniel Göz, Andreas Funk, M.Sc. Andrea Baumann
Im Rahmen der Entleerung des Stausees R√§terichsboden (Berner Oberland, Schweiz) wurden verschiedene gew√§sser√∂kologische Schutzma√ünahmen realisiert. F√ľr den Erhalt des Seeforellenjahrgangs 2014/15 entwickelte die Fachstelle √Ėkologie der Kraftwerke Oberhasli AG ein mobiles fischschonendes Leitsystem f√ľr aufsteigende Wandersalmoniden, um die laichbereiten Seeforellen in ein Nebengew√§sser umzuleiten. Im Praxistest konnte sowohl die √∂kologische Funktionsf√§higkeit als auch die Hochwassersicherheit nachgewiesen werden. Das Leitsystem k√∂nnte auch f√ľr andere fisch√∂kologische Fragestellungen adaptiert werden.
Beitrag zu detaillierten Analysen der Hydraulik von Schlitzpässen
Dr.-Ing. Mark Musall, Dr.-Ing. Peter Oberle, M. Eng. Ruth Carbonell Baeza, M. Eng. Juan Francisco Fuentes-Pérez, Dr.-Ing. Jeffrey A. Tuhtan
Viele in Planung befindliche, aber auch bereits gebaute Fischaufstiegsanlagen sehen eine Schlitzpassbauweise vor. Im Rahmen der Planung bzw. des Monitorings entsprechend der aktuellen Richtlinien dimensionierter Bauwerke stellen sich jedoch vielfach hydraulische Detailfragen, welche bisher noch nicht umfassend analysiert wurden. In der einschl√§gigen Literatur werden Aspekte, wie instation√§re Str√∂mungsschwankungen, unterschiedliche Str√∂mungsmuster oder die Verformung der Wasseroberfl√§che, zwar angesprochen, die √úbertragung auf konkrete Anwendungsf√§lle ist jedoch aufgrund abweichender Randbedingungen (z. B. Gef√§lle, Detailgestaltung der Einbauten) nur bedingt m√∂glich. Aufgrund dieser Wissensdefizite werden am Institut f√ľr Wasser und Gew√§sserentwicklung (IWG) des Karlsruher Instituts f√ľr Technologie (KIT) in Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern umfangreiche Untersuchungen anhand von Naturmessungen, Labormodellen und hydrodynamisch-numerischen Simulationen durchgef√ľhrt.
Bemessung von Blocksteinrampen in Riegelbauweise ‚Äď Hydraulik und Stabilit√§t
Prof. Dr.-Ing. habil. Mario Oertel
Blocksteinrampen in Riegelbauweise werden zur Wiederherstellung der Durchg√§ngigkeit der Flie√ügew√§sser benutzt und gew√§hrleisten bei korrektem Einsatz eine Fischpassierbarkeit f√ľr zahlreiche Arten. Hierf√ľr ist es erforderlich, sowohl bestimmte geometrische als auch hydraulische Randbedingungen einzuhalten, welche Ruhezonen vorsehen und bestimmte turbulente Verh√§ltnisse erm√∂glichen. Zur Untersuchung sowohl der hydraulischen Wirksamkeit als auch der Stabilit√§t des Bauwerks existieren nur wenige Forschungsvorhaben, die sich konsequent mit Blocksteinrampen in Riegelbauweise befassen. Die hier vorgestellten Formeln resultierend dabei aus den Ergebnissen von hydraulischen als auch numerischen Modellversuchen der vergangenen Jahre.
√Ėkologische Grundlagen und Randbedingungen f√ľr die Planung des 1. Fischliftes √Ėsterreichs an der Wehranlage Runserau, Tirol
Mag. Dr. Martin Schletterer, Dr. Robert Reindl, Dipl.-Ing. Stefan Thonhauser
Der Fischlift Runserau ist ein innovatives Vorhaben und der 1. Fischlift in √Ėsterreich. Dieser Bautyp wurde gew√§hlt, um die Durchg√§ngigkeit an der bestehenden Wehranlage Runserau am Inn mit hohen Wasserspiegelschwankungen im Oberwasser und beengten Platzverh√§ltnissen wiederherzustellen. Eine umfassende Literaturstudie zeigt, dass die Durchg√§ngigkeit durch den Sondertyp Fischlift erfolgreich hergestellt werden kann, wenn die Einstiegssituation gut gel√∂st ist. Dies wurde in der gegenst√§ndlichen Planung durch Kombination mit einem vorgeschalteten Einstiegsbauwerk aus Schlitzp√§ssen erreicht. Dar√ľber hinaus f√ľhrt eine ‚Äď erst durch die Liftbauweise m√∂gliche ‚Äď Abschwemmleitung bis zum g√ľnstigen R√ľckgabepunkt, womit die Anlage unter- und oberwasserseitig optimal an den Wanderkorridor angebunden ist.
Technisches Fischmonitoring: Installation des ersten RiverWatcher Fischz√§hlers in √Ėsterreich
Mag. Dr. Martin Schletterer, Ing. Gebhard Senn, Mag. Michael Hubmann, Dipl.-Ing. Christian Haas, Magnus Thor Asgeirsson
An der Pitze in Wenns wird von der Tiroler Wasserkraft AG (TIWAG) ein Fischmonitoring zur Erfolgskontrolle der Fischwanderhilfe Wenns (Kraftwerk Imst) mit Hilfe eines Infrarot-Fischz√§hlers (Vaki Riverwatcher) durchgef√ľhrt. Damit ist die TIWAG die erste √∂sterreichische Institution, die dieses innovative Monitoringsystem einsetzt. Bereits im Testbetrieb liefert das System verl√§ssliche Daten.
Monitoring des Fischaufstieges an der Fischschleuse Höllenstein
Dipl.-Biol. Maria Schmalz, Dr.-Ing. Konrad Th√ľrmer
2014 wurde die neu errichtete Fischschleuse H√∂llenstein einem fisch√∂kologischen Monitoring mit Hilfe eines Kamerasystems unterzogen. Die Aufzeichnungen ergaben, dass die Schleuse von vielen der vorkommenden Fischarten zum Aufstieg genutzt wurde. Der Anlage konnte eine gute Funktionsf√§higkeit bescheinigt werden. Dennoch zeigten sich Defizite beim Einschwimmen der Fische in die Schleusenkammer. Daraufhin wurden verschiedene Parameter der Fischschleuse ver√§ndert. Die Verk√ľrzung der Einschwimmphasen sowie die Beleuchtung der Schleusenkammer zeigten die deutlichsten positiven Tendenzen.
Aufbau ökologisch aktiver Gewässerabschnitte in stark veränderten Fließgewässersystemen mit Auen
Dr. Ulrich Schwevers, Dipl.-Geogr. Oliver Engler
Die Fischarten der Flie√ügew√§sser und Auen sind an die Dynamik ihres Lebensraumes angepasst, indem sie lineare und laterale Wanderungen durchf√ľhren, die die verschiedenen Teillebensr√§ume miteinander verbinden. In unseren stark ver√§nderten Flusslandschaften sind strukturell intakte Lebensr√§ume jedoch Mangelware und zudem sind Wanderungen zwischen den Teillebensr√§umen kaum noch m√∂glich. Deshalb reicht es nicht allein aus, intakte Biotope wiederherzustellen, sondern ebenso notwendig ist die Gew√§hrleistung der linearen und der lateralen Durchg√§ngigkeit.
Untersuchungen zu hydraulischen Berechnungsansätzen von Schlitzpässen
Dipl.-Ing. Béla Sokoray-Varga, Prof. Dr.-Ing. Franz Nestmann, Dr. sc. tech. Roman Weichert
Die Kenntnis der Hydraulik eines Schlitzpasses ist zur Gew√§hrleistung seiner Passierbarkeit von gro√üem Interesse. Der vorliegende Artikel gibt einen √úberblick √ľber wesentliche hydraulische Bemessungsans√§tze von Schlitzp√§ssen aus der Literatur, stellt die Untersuchungen einer Kooperation der Bundesanstalt f√ľr Wasserbau sowie des Karlsruher Instituts f√ľr Technologie vor und schlie√üt mit einem Ausblick √ľber weitere zu untersuchende Fragen.
Fischwanderung in genutzten Gew√§ssern ‚Äď Herausforderungen und L√∂sungen
Christine Weber, Dr. Armin Peter, Ruedi Bösiger, Stefan Vollenweider
Nicht nur der Lachs und der Aal sind Wanderfische. Alle Fischarten in unseren Gew√§ssern unternehmen im Laufe ihres Lebens kleinere oder gr√∂√üere Wanderungen. Wehre und D√§mme, aber auch Sohlenschwellen und Verrohrungen machen diese Wanderungen oft unm√∂glich. Die internationale Fachtagung in Biel, Schweiz, vom vergangenen November zeigte, dass zahlreiche L√∂sungsans√§tze zur Wiederherstellung der Durchg√§ngigkeit verf√ľgbar sind und dass ein gro√üer Bedarf an transdisziplin√§rem Erfahrungsaustausch besteht.
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