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

Artikel weiterleiten In den Warenkorb legen Artikel kommentieren


Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:

Temperatur als Schlüsselreiz für die Auffindbarkeit von Fischaufstiegsanlagen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2022)
Im Zuge der Beseitigung von Kontinuumsunterbrechungen an Fließgewässern ist das Thema Auffindbarkeit von Fischaufstiegsanlagen ein nach wie vor Aktuelles. Neben der Positionierung wird die Funktionalität des Einstieges in unterschiedlichen Leitfäden primär über die Strömung definiert. Zusätzlich zu Strömungsparametern soll in dieser Publikation, welche einen Teil eines mehrstufigen Forschungsprojektes an Fischaufstiegsanlagen an der Drau abbildet, der Einfluss der Wassertemperatur auf die Auffindbarkeit mittels technischer, fischökologischer und statistischer Methoden untersucht werden.

Beckenrampen - Fließtiefenberechnung bei stark überströmten Riegeln
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2022)
Es wird eine auf Basis praktischer Erfahrungen abgeleitete Methode für die Berechnung von Fließtiefen auf Beckenrampen bei Hochwasser vorgestellt und mit Ansätzen aus der Literatur verglichen. Der Anwendungsbereich erstreckt sich auf Gefälle zwischen 1 und 4 % sowie einem mittleren Riegelabstand von größer als 3,25 m. Die Fließtiefenberechnung ist gleichzeitig Grundlage für die Dimensionierung der Steingrößen in den Riegeln und Becken , die im folgenden Beitrag erläutert wird.

Die Bedeutung und Notwendigkeit der Erfassung der Sedimentdynamik im Spannungsfeld zwischen Ökologie und Wasserkraftnutzung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2022)
Sedimenttransport und Morphodynamik sind als wesentliche Grundlage für die Lebensraumqualität im aquatischen und semi-aquatischen Bereich anzusehen. Es fehlt jedoch derzeit eine umfangreiche Beschreibung des Ist-Zustands bzw. der Risikobewertung zur Verfehlung der Ziele nach Wasserrahmenrichtlinie in Bezug auf die Feststoffdynamik. Mit Fokus auf die Geschiebefraktionen werden in diesem Fachartikel unterschiedliche Aspekte in Bezug auf die ökologischen Auswirkungen diskutiert.

Sedimentmanagement in Stauketten - Ökologische Ziele und Herausforderungen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2022)
Wasserkraftanlagen verändern zwangsläufig den Sedimenthaushalt von Flüssen. Negative Auswirkungen auf ihre ökologische Funktionsweise können jedoch durch ein an die natürlichen Gegebenheiten angepasstes Betriebsmanagement sowie durch gezielte Verbesserungsmaßnahmen für Lebensräume, die von der Sedimentqualität und -quantität abhängig sind, verringert werden. Dabei sollte die gesamthafte Betrachtung von Feststoffmanagementkonzepten immer sektorenübergreifend sein und sämtliche Interessensvertreter einbeziehen. Im vorliegenden Beitrag warden die Grundsätze für ein ökologisches Sedimentmanagement in Stauketten diskutiert und Best- Practice-Beispiele vorgestellt.

Sedimentmanagement in Staustufenketten - Notwendigkeit und Herausforderungen am Beispiel der Lech-Stufe 2 Prem
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (3/2022)
Im Stauraum der Lech-Stufe 2 mündet der Halblech, der mit seiner dynamischen Abflusscharakteristik hohe Sedimentfrachten trägt. Durch veränderte Randbedingungen im Einzugsgebiet des Halblechs kam es in den vergangenen Jahren zu einem beständigen Vorwachsen eines Mündungsdeltas. Durch gezieltes Sedimentmanagement sollen die entstandenen Geschiebeareale als Standort der Deutschen Tamariske aufrechterhalten werden, aber auch im Bereich der vorwiegenden Feinsedimentablagerungen die Flachwasserbereiche mit Habitaten für Watvögel und Laichplätze. Im Rahmen einer systemischen Betrachtung sind sowohl die ökologischen als auch morphologischen Eigenschaften der Sedimente zu berücksichtigten.

Name:

Passwort:

 Angemeldet bleiben

Passwort vergessen?

Der ASK Wissenspool
 
Mit Klick auf die jüngste Ausgabe des Content -Partners zeigt sich das gesamte Angebot des Partners
 

Selbst Partner werden?
 
Dann interessiert Sie sicher das ASK win - win Prinzip:
 
ASK stellt kostenlos die Abwicklungs- und Marketingplattform - die Partner stellen den Content.
 
Umsätze werden im Verhältnis 30 zu 70 (70% für den Content Partner) geteilt.
 

Neu in ASK? Dann gleich registrieren und Vorteile nutzen...