Numerische 3-D-Untersuchung der Leitströmung bei Fischaufstiegsanlagen am Beispiel des unteren Puhlstromwehres

Im Wasserbau gibt es zahlreiche anspruchsvolle Aufgabenstellungen, die eine 3-D-hydronummerische Strömungsmodellierung erfordern. Besonders bei der Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit an bestehenden Querbauwerken kann eine 3-D-Untersuchung der Strömung sehr hilfreich sein. Mittels der numerischen Modellierung kann die Auffindbarkeit des Einstiegs in Abhängigkeit unterschiedlicher Strömungssituationen, optimiert werden. Für die benannte Wehranlage ist in Eigeninitiative ein Modell zur Untersuchung der Auffindbarkeit des Einstieges in die geplante Fischaufstiegsanlage erstellt worden. Es konnte gezeigt werden, wie die Konkurrenzströmung der Wehrüberfälle, turbulente Zonen oder Kurzschlussströmungen in abgewinkelten Becken die Lockströmung und deren Auffindbarkeit beeinflussen. Die Untersuchung zeigt auch, dass numerische 3-D-Simulationen ein geeignetes Mittel bei der Planung bzw. Optimierung von
Fischaufstiegsanlagen ist.

Am Puhlstromwehr in Brandenburg ist geplant, die existierenden, baufälligen Fischaufstiegsanlagen (FAA) durch eine neue FAA zu ersetzen. Die geplante FAA wird in einem nur sehr schwer zugänglichen Bereich errichtet, der zudem ökologisch sehr sensibel ist. Für den Bau ist eine bauzeitliche Überfahrung des Puhlstromes erforderlich, da die Anlage nur von der linken Gewässerseite aus erreichbar ist. Das bedeutet, dass ggf. erforderliche Nachbesserungen der Fischaufstiegsanlage nach deren Fertigstellung nur mit erheblichem Aufwand durchführbar sind. Da die Konkurrenzströmungen der Wehranlage auch bei optimaler Anordnung des Einstieges gem. Anforderungen des DWA-Merkblattes M 509 negative Auswirkungen auf die Auffindbarkeit des Einstieges in die FAA und damit der Funktionsfähigkeit haben kann, wurde die Einstiegssituation mittels 3-D-nummerischem Modell nachgebildet, um schon vor dem Bau und während der Planungsphase mögliche Schwachstellen der Konstruktion zu identifizieren und gegebenenfalls Optimierungsmaßnahmen ableiten zu können. Ortslage Groß-Wasserburg und südlich der Ortslage Leibsch im Landkreis Dahme-Spreewald in Brandenburg. In unmittelbarer Nähe zum bestehenden Bauwerk sind ausschließlich Waldflächen vorhanden. Das Wehr befindet sich in einer leichten Gewässerkurve im Puhlstrom bei Gewässerkilometer 6+800 in einem ökologisch sehr sensiblen Bereich (FFH-Gebiet, SPAGebiet, Biosphärenreservat und Naturschutzgebiet). Das Wehr ist ein 1994 errichtetes Stahlbetonbauwerk mit zwei Wehrfeldern (Breite je 6,0 m) sowie einer bereits integrierten FAA (Schlitzpass, B = 1,2 m) und einer Kahnschleuse (B = 4,0 m). Die Gesamtbreite der Wehranlage beträgt etwa 28,0 m. Die Regulierung des Oberwasserstandes wird durch Heben und Senken der Einfachschütze ermöglicht. Der vorhandene Fischaufstieg umfasst zwei separate Anlagen, einen wehrintegrierten Schlitzpass und einen Schlitzpass im Umgehungsgerinne (Altarm). Beide Anlagen befinden sich in einem baulich sehr schlechten Zustand, sind hydraulisch überlastet und in ihrer Funktionsfähigkeit stark eingeschränkt. Hinsichtlich ihrer Dimensionierung gibt es große Abweichungen zu den Richtwerten des DWA-Merkblattes M 509. Des Weiteren ist die Einstiegssituation der Anlage im Umgehungsgerinne nicht optimal, da der Auslaufbereich des Gerinnes weit unterhalb des Wehres liegt (Sackgasseneffekt) und hier keine nennenswerte Leitströmung vorhanden ist. Aus diesen Gründen ist die ökologische Durchgängigkeit am Standort stark eingeschränkt.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 04 (April 2021)
Seiten: 5
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: M.Sc. Marcel Härtel
Dipl.-Ing. Markus Grünzner

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