Ethohydraulik – Die Kunst aufsteigende Fische am Kraftwerk abzuholen Dr. Beate Adam, Dennis Appelhoff Im Rahmen ethohydraulischer Untersuchungen wird das Verhalten von Fische in großskaligen Laborrinnen auf hydraulisch/konstruktive Gegebenheiten, die im Gewässer und damit unter realen Freilandsituation situativ ähnlich 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 Funktionsfähigkeit solcher Bauwerke sicher zu stellen. So sind eine konsequente Berücksichtigung des positiv rheotaktischen Verhaltens der Fische, die richtige Anbindung von Teilströmen an die Hauptströmung im Gewässerquerschnitt ohne Sackgassen und die Vermeidung von Störströmungen im Strömungspfad und damit Wanderkorridorpfad der Fische wesentliche Voraussetzungen dafür, dass Fischaufstiegsanlagen ohne kritische Verzögerungen aufgefunden und angenommen werden. |
Anwendung eines numerischen Modellsystems zur Bewertung von Geschiebehaushalt und Äsche-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 großen Flüssen wird vorgestellt. Das Werkzeug zeigt die Möglichkeiten moderner Programme auf und illustriert deren Einsatz sowie Vorteile für entsprechende Untersuchungen am Beispiel des Hochrheins. Die Ergebnisse zeigen, dass mit solchen Werkzeugen geplante Flussbaumaßnahmen auf deren Erfolg und Kosteneffizienz untersucht werden können und dass Sohlen- und Habitatänderungen im Fluss nicht aus Sicht einer „Mittelwertsoptik“ gesehen und beurteilt werden dürfen, sondern dass in den entsprechenden Prozessen eine hohe Dynamik stattfindet und zu berücksichtigen ist. |
Einsatz des Leitrechen-Bypass-Systems nach Ebel, Gluch & Kehl an Wasserkraftanlagen – 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 Mortalität flussabwärts wandernder Fische bei der Passage von Wasserkraftanlagen zu begrenzen. Im vorliegenden Beitrag wird ein spezielles Leitrechen-Bypass-System vorgestellt, das sich gegenüber den bisherigen Konzepten durch neue bauliche Komponenten und Gestaltungsgrundsätze auszeichnet. Da das System über günstige Voraussetzungen für einen effektiven Fischschutz verfügt 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 ökologischen Durchgängigkeit war Auflage der Genehmigungsbehörde für den Weiterbetrieb der Kraftwerke Höllenstein und Pulling am Schwarzen Regen im Bayerischen Wald. Der Betreiber, die Kraftwerk am Höllenstein AG, entwickelte für die Talsperre Höllenstein eine neuartige Druckkammerfischschleuse mit energetischer Nutzung. Dadurch brachte man Ökologie und Ökonomie in Einklang. Diese Fischaufstiegsanlage eignet sich für Talsperren und Wehrkraftwerke mit großer Fallhöhe und schwankenden Oberwasserpegel wie z. B. bei Hochwasserrückhaltebecken. Die Ergebnisse des Monitoring werden in einem gesonderten Artikel in diesem Heft der Fachzeitschrift WasserWirtschaft vorgestellt. |
Dimensionierung von Schlitzpässen – Anforderungen der Fische und der Hydraulik Dr.-Ing. Rolf-Jürgen Gebler Die Dimensionierung von Schlitzpässen muss auf der Grundlage zweier Anforderungsprofile erfolgen. Zum einen müssen die biologischen Anforderungen der lokalen Fischfauna erfüllt werden. Hieraus ergeben sich die minimalen Beckenabmessungen, die minimale Wassertiefe, die minimalen Abmessungen des Schlitzes und der maximal zulässige Höhenunterschied zwischen zwei Becken, der die maximale Fließgeschwindigkeit bestimmt. Neben diesen ökologischen Anforderungen müssen aber zum zweiten auch hydraulische Anforderungen erfüllt werden. Um die angestrebten Strömungsverhältnisse zu gewährleisten, müssen Schlitzweite, Beckenlänge und Beckenbreite in einem bestimmten Verhältnis 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 Unterwasserständen, die sich auf die Strömungsverhältnisse im Fischpass auswirken. |
Umsetzung der EG-WRRL an der österreichischen Donau – 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 Gewässerbewirtschaftungsplans (NGP) bedeutet an großen Flüssen eine beachtliche Herausforderung. Die bisherigen Projekte an der österreichischen Donau zeigen, dass die im 1. NGP geforderte Herstellung der Durchgängigkeit für die Zielerreichung (guter ökologischer Zustand bzw. gutes ökologisches Potenzial) nicht ausreicht. Um die Ziele zu erreichen, ist ein systemarer Ansatz erforderlich, der die Schaffung von Lebensraum zur Verbesserung der Reproduktionsbedingungen über das Ziel der reinen Durchgängigkeit stellt. |
Beobachtungen zum Stand der Technik beim Bau von Fischaufstiegshilfen in Österreich Dr. Paul Jäger Der Stand des Wissens und Stand der Technik zum Bau von Fischaufstiegsanlagen ist in Österreich im Leitfaden für 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 Österreich Dr. Paul Jäger Der Stand des Wissens und Stand der Technik zum Bau von Fischwanderhilfen ist in Österreich auf Basis einer Grundlagenerhebung 2011 im Leitfaden für Fischaufstiegshilfen des Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, Wien, seit Dezember 2012 in Österreich festgeschrieben. Die Überprüfung der Funktionsfähigkeit solcher Anlagen muss die richtlinienkonforme Planung, Funktionalität und Betriebssicherheit umfassen. In Salzburg gibt es seit 2009 Mindestanforderungen an die Überprüfung 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 – ein mobiles Leitsystem für 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 Räterichsboden (Berner Oberland, Schweiz) wurden verschiedene gewässerökologische Schutzmaßnahmen realisiert. Für den Erhalt des Seeforellenjahrgangs 2014/15 entwickelte die Fachstelle Ökologie der Kraftwerke Oberhasli AG ein mobiles fischschonendes Leitsystem für aufsteigende Wandersalmoniden, um die laichbereiten Seeforellen in ein Nebengewässer umzuleiten. Im Praxistest konnte sowohl die ökologische Funktionsfähigkeit als auch die Hochwassersicherheit nachgewiesen werden. Das Leitsystem könnte auch für andere fischökologische 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 einschlägigen Literatur werden Aspekte, wie instationäre Strömungsschwankungen, unterschiedliche Strömungsmuster oder die Verformung der Wasseroberfläche, zwar angesprochen, die Übertragung auf konkrete Anwendungsfälle ist jedoch aufgrund abweichender Randbedingungen (z. B. Gefälle, Detailgestaltung der Einbauten) nur bedingt möglich. Aufgrund dieser Wissensdefizite werden am Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern umfangreiche Untersuchungen anhand von Naturmessungen, Labormodellen und hydrodynamisch-numerischen Simulationen durchgeführt. |
Bemessung von Blocksteinrampen in Riegelbauweise – Hydraulik und Stabilität Prof. Dr.-Ing. habil. Mario Oertel Blocksteinrampen in Riegelbauweise werden zur Wiederherstellung der Durchgängigkeit der Fließgewässer benutzt und gewährleisten bei korrektem Einsatz eine Fischpassierbarkeit für zahlreiche Arten. Hierfür ist es erforderlich, sowohl bestimmte geometrische als auch hydraulische Randbedingungen einzuhalten, welche Ruhezonen vorsehen und bestimmte turbulente Verhältnisse ermöglichen. Zur Untersuchung sowohl der hydraulischen Wirksamkeit als auch der Stabilität 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. |
Ökologische Grundlagen und Randbedingungen für die Planung des 1. Fischliftes Österreichs 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 Österreich. Dieser Bautyp wurde gewählt, um die Durchgängigkeit an der bestehenden Wehranlage Runserau am Inn mit hohen Wasserspiegelschwankungen im Oberwasser und beengten Platzverhältnissen wiederherzustellen. Eine umfassende Literaturstudie zeigt, dass die Durchgängigkeit durch den Sondertyp Fischlift erfolgreich hergestellt werden kann, wenn die Einstiegssituation gut gelöst ist. Dies wurde in der gegenständlichen Planung durch Kombination mit einem vorgeschalteten Einstiegsbauwerk aus Schlitzpässen erreicht. Darüber hinaus führt eine – erst durch die Liftbauweise mögliche – Abschwemmleitung bis zum günstigen Rückgabepunkt, womit die Anlage unter- und oberwasserseitig optimal an den Wanderkorridor angebunden ist. |
Technisches Fischmonitoring: Installation des ersten RiverWatcher Fischzählers in Österreich 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-Fischzählers (Vaki Riverwatcher) durchgeführt. Damit ist die TIWAG die erste österreichische Institution, die dieses innovative Monitoringsystem einsetzt. Bereits im Testbetrieb liefert das System verlässliche Daten. |
Monitoring des Fischaufstieges an der Fischschleuse Höllenstein Dipl.-Biol. Maria Schmalz, Dr.-Ing. Konrad Thürmer 2014 wurde die neu errichtete Fischschleuse Höllenstein einem fischökologischen 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 Funktionsfähigkeit bescheinigt werden. Dennoch zeigten sich Defizite beim Einschwimmen der Fische in die Schleusenkammer. Daraufhin wurden verschiedene Parameter der Fischschleuse verändert. Die Verkürzung 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 Fließgewässer und Auen sind an die Dynamik ihres Lebensraumes angepasst, indem sie lineare und laterale Wanderungen durchführen, die die verschiedenen Teillebensräume miteinander verbinden. In unseren stark veränderten Flusslandschaften sind strukturell intakte Lebensräume jedoch Mangelware und zudem sind Wanderungen zwischen den Teillebensräumen kaum noch möglich. Deshalb reicht es nicht allein aus, intakte Biotope wiederherzustellen, sondern ebenso notwendig ist die Gewährleistung der linearen und der lateralen Durchgängigkeit. |
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 Gewährleistung seiner Passierbarkeit von großem Interesse. Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über wesentliche hydraulische Bemessungsansätze von Schlitzpässen aus der Literatur, stellt die Untersuchungen einer Kooperation der Bundesanstalt für Wasserbau sowie des Karlsruher Instituts für Technologie vor und schließt mit einem Ausblick über weitere zu untersuchende Fragen. |
Fischwanderung in genutzten Gewässern – Herausforderungen und Lösungen Christine Weber, Dr. Armin Peter, Ruedi Bösiger, Stefan Vollenweider Nicht nur der Lachs und der Aal sind Wanderfische. Alle Fischarten in unseren Gewässern unternehmen im Laufe ihres Lebens kleinere oder größere Wanderungen. Wehre und Dämme, aber auch Sohlenschwellen und Verrohrungen machen diese Wanderungen oft unmöglich. Die internationale Fachtagung in Biel, Schweiz, vom vergangenen November zeigte, dass zahlreiche Lösungsansätze zur Wiederherstellung der Durchgängigkeit verfügbar sind und dass ein großer Bedarf an transdisziplinärem Erfahrungsaustausch besteht. |