Aktenzeichen | 34316/01 |
Abschlussbericht: | |
Projektträger: | Universität Kassel
Fachbereich Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen
Versuchsanstalt und Prüfstelle für Umwelttechnik
und Wasserbau Kurt-Wolters-Str. 3 34125 Kassel weitere Projekte aus der Umgebung |
Telefon: | +49 561 8043291 |
Internet: | - |
Bundesland: | Hessen |
Beschreibung: | Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Auffindbarkeit von Fischaufstiegsanlagen ist in vielen Fällen nicht optimal, weil der mäßige Durchfluss durch den Fischpass mit einem großen und hochturbulenten Durchfluss aus einer Wasserkraftanlage konkurriert. Der Leitstrom aus der Fischaufstiegsanlage wird durch diese hohe Turbulenz gestört und kann sein Lockwirkung nur in einem kleinen Bereich entfalten Dadurch leidet die Auffindbarkeit des Fischpasses massiv. Weiterhin muss die Auffindbarkeit von intermittierend arbeitenden Aufstiegsanlagen wie Fischlifte oder Fischschleusen dahingehend unterstützt werden, dass Fische auch dann angelockt werden, wenn die Anlage gerade nicht geöffnet ist, und dass sie dann nicht infolge eines weiteren Suchverhaltens den Einstiegsbereich wieder verlassen. Das Konzept der Fangkammer basiert zum einen auf der Idee, mit durchlässigen Rechen einen Raum zu schaffen, der von einem Teil der konkurrierenden Strömung durchflossen wird, so dass dieser Abfluss- Anteil als Lockströmung wirksam wird. Mit einem unterwasserseitigen Verschluss (Rechen) können Fische, die in die Fangkammer gewandert sind, am Wegschwimmen gehindert werden. Als zweite Komponente im Konzept kann einer der Verschluss-Rechen horizontal so bewegt werden, dass die Fische so nah zum weiteren Wanderkorridor gebracht werden, dass ein Ausweichen praktisch nicht möglich ist. Diese Funktion kann auch die Verfrachtung in ein Transportgefäß beinhalten, in dem die Fische dann zum Oberwasser gebracht werden können. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenKritischer Punkt im geschilderten Lösungskonzept ist die Scherkante zwischen dem beweglichen Rechen und einer rauen Sohle. Diverse Fischarten, deren Wanderungen im Sinne eines genetischen Austauschs ebenfalls unterstützt werden sollen, verlassen eine natürliche oder naturähnliche Sohle nur ungern und schmiegen sich bei Gefahr in die Rauheits-Strukturen dieses Untergrunds. Die Sohle der Fangkammer muss deshalb mit Rauheitsstrukturen versehen sein, dass die Fische ohne Zögern einwandern. Hierfür wurde in einem ersten Untersuchungsschritt eine künstlich gestaltete Sohle einer naturnahen gegenübergestellt und untersucht, welches Wanderverhalten kleine Grundfischarten (Schmerlen und Groppen) bei beiden Strukturen zeigen. Anschließend wurde untersucht, ob Fische mit dem an der Unterkante speziell ausgerüsteten Verschiebe-Element ohne Verletzungsgefahr und ohne übermäßige Störung motiviert werden können, die Sohlstrukturen zu verlassen und in der gewünschten Richtung weiter zu wandern. Der Kern der Versuche beinhaltete demnach die ethohydraulische Untersuchungen folgender Fragen: 1. Gelingt es, in einer Fangkammer künstliche Rauheitsstrukturen zu schaffen, über die sohlorientierte Fische freiwillig einwandern? 2. Wie kann die Unterkante eines verschieblichen Rechens beschaffen bzw. ausgerüstet sein, damit Fische ohne Verletzungsgefahr in die beabsichtigte Richtung „gescheucht“ werden können? 3. Wandern so verfrachtete Fische in ein Transportgefäß ein, das mit einer glatten Sohle versehen ist? 4. Wie verhalten sich Fische, wenn ein solches Transportgefäß leerläuft bzw. ausgeleert wird? Diese Fragen wurden mit einer Versuchseinrichtung ethohydraulisch untersucht, die in der großen Kipprinne der Versuchsanstalt und Prüfstelle für Umwelttechnik und Wasserbau (Breite 2,00 m; Länge 30 m) eingebaut wurde. Der Versuchsstand bildete die natürliche Strömungssituation annähernd nach, so dass aus dem Verhalten der Fische auf die Funktionalität und die Effizienz solcher Einrichtungen in der Natur geschlossen werden kann. Dazu wurden diverse Fischarten (Schmerlen (Barbatula barbatula) und Groppen (Cottus gobio)) in den Versuchsstand gesetzt und dabei beobachtet, wie sie in die Fangkammer einwandern und sich beim Heranfahren des Verschiebeelements gegen die Strömung des Wassers verhalten. Die Effizienzen verschiedener Ausrüstungen bzw. Scheuchvarianten an der Unterkante des Verschiebeelements (Schwingungserzeuger, Wasserstrahlen und Borstenriegel) wurden bestimmt. Fazit Bei den Laborversuchen wurde deutlich, dass einzelne Komponenten der Fangkammeranlage, wie z.B. die künstlich gestaltete raue Sohle, der Leitrechen, der Verschieberechen oder der Hebetrog für sich die beabsichtigte Wirkung entfalten und somit in Kombination mit anderen Fischaufstiegslösungen sinnvoll einsetzbar sein können. Somit ist eine Anwendung der Erkenntnisse bei unterschiedlichen Konzepten zur Verbesserung von Fischaufstiegen möglich. Weiterhin wurden die positiven Erkenntnisse bereits zum Anlass genommen, im Rahmen der Innovationsförderung Hessen aus Mitteln der LOEWE-Landesoffensive zur Entwicklung Wissenschaftlichökonomischer Exzellenz (Förderlinie 3: KMU-Verbundvorhaben) ein Folgeprojekt zu beantragen, das bewilligt ist. Dieses wird helfen, einerseits noch offene Fragen in weiteren Laboruntersuchungen zu klären und andererseits die Fangkammer an einem realen Kraftwerksstandort auf Einsetzbarkeit, Wirksamkeit und Effizienz zu prüfen. |
Förderzeitraum: | 01.04.2018 - 30.09.2019 (1 Jahr und 6 Monate) |
Fördersumme: | 123.274,00 |
Förderbereich: | 04 |
Stichworte: | Gewässer |
Publikationen: |