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Passierbarkeit von Sonderbauwerken in Fischaufstiegsanlagen

Erstellt am: 28.02.2018 | Stand des Wissens: 31.07.2019
Auftraggeber / Förderer:   Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Auftragnehmer:   Bundesanstalt für Wasserbau
Projektkoordination:   Henning, Dr.-Ing. Martin
Projektpartner:   Bundesanstalt für Gewässerkunde
Dr. Martina Heynen
Projektnummer:   B3953.01.04.70006
Projektvolumen:   < 1.000.000
Laufzeit:   2015/06 bis 2021/12
Projektstand:   laufend
Webseite:   http://www.baw.de/
Raumbezug:   Bundesrepublik Deutschland
Veröffentlichung:   [CzSc17] Ethohydraulische Versuche zur Untersuchung der Passierbarkeit von Einstiegsbecken in Fischaufstiegsanlagen
[ScHe17] Bemessungsstandards von Dotationsbecken
Ableitung von ethohydraulischen und hydraulischen Untersuchungen
Sonstige Informationen:  
Das BAW-Forschungskompendium Verkehrswasserbau 2018 steht auf www.baw.de zum Download zur Verfügung.
Aufgabenstellung und Ziel
Die wesentlichen Anforderungen an eine Fischaufstiegsanlage sind die Auf-findbarkeit und die Passierbarkeit. Letztere hängt davon ab, dass Fische die gesamte Anlage inklusive aller Becken und sonstigen Bauwerken durchschwimmen können. Neben regulären Becken, für die bezüglich ihrer Anordnung und Dimensionierung bereits Bemessungsgrundlagen vorhanden sind, beinhalten fast alle Fischaufstiegsanlagen an Bundeswasserstraßen Sonderbauwerke, für die keine Grundlagen existieren. Gemeinsam mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) wurde daher das FuE-Vorhaben Passierbarkeit von Sonderbauwerken in Fischaufstiegsanlagen ins Leben gerufen mit dem Ziel Bemessungsgrundlagen zu erarbeiten, die es dem planenden Ingenieur erlauben funktionsfähige Anlagen zu dimensionieren.
Die ethohydraulischen Versuche sind Teil dieses FuE-Vorhabens. Aus der 2016 abgeschlossenen Versuchsreihe zur Dotationszugabe im Einstiegsbecken (Czerny & Schütz 2017) wurde eine Bemessungsempfehlung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) erarbeitet (Schütz & Henning 2018), deren Veröffentlichung gegenwärtig in Vorbereitung ist. Die aktuellen Versuche (2017/2018) widmen sich dem Einstieg der Fischaufstiegsanlage. Dieser muss einerseits, z.B. durch eine große Fließgeschwindigkeit, eine für die Fische gut wahrnehmbare Leitströmung im Un-terwasser generieren, aber andererseits auch für leistungsschwache Fische passierbar sein. Ziel ist es zu ermitteln, wie gut schwimmschwache (kleine) Fische Einstiege mit unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten passieren können.

Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)
Seit der Novellierung des Wasserhaushaltsgesetzes zum 1. März 2010 ist die Erhaltung bzw. Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit und insbesondere des Fischaufstieges gesetzlicher Auftrag der WSV. Im Hinblick auf die Dringlichkeit der Maßnahmen, der großen Zahl von ca. 250 durchgängig zu gestaltenden Stauanlagen und der zumeist beengten Platzverhältnisse an den Stauanlagen, besteht ein großes Bedürfnis nach neuen Erkenntnissen und daraus abgeleiteten Bemessungskriterien für Fischaufstiegsanlagen an Bundeswasserstraßen.

Untersuchungsmethoden
In einer 2,5 m breiten Rinne wurde ein gegenständliches Modell eines Einstiegsschlitzes aufgebaut. Die Schlitzgeometrie orientiert sich an gängigen Maßen sowie an Erkenntnissen aus hydraulischen Voruntersuchungen. Das Modell wird mit Wildfischen besetzt, wobei pro Einzelversuch je drei Individuen der gleichen Art getestet werden. Da die Länge eines Fisches seine Schwimmleistung beeinflusst, legt der Versuch den Fokus auf kleine Fische. Die Tierversuche wurden durch die BfG bei der Tierschutzbehörde des Regierungspräsidiums Karlsruhe angemeldet und durch dieses genehmigt (AZ35-9185.82/A-18/17).
Die Fische werden in einen strömungsberuhigten Startbereich eingesetzt und ihr Schwimmverhalten mittels Zeit-messungen und durch manuelle Protokollierung dokumentiert. Das Versuchsgeschehen wird außerdem mit einem Videosystem aufgezeichnet, das aus acht synchron betriebenen Industriekameras besteht. Bei insgesamt vier hydraulischen Szenarien mit vier unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten im Schlitzquerschnitt wird bei unveränderter Modellgeometrie erfasst, wie viele Fische den Einstieg in die Fischaufstiegsanlage passieren (Erfolg/Nichterfolg), gemessen am Überschwimmen einer definierten Ziellinie. Die hydraulische Ausprägung der Szenarien wird u. a. mittels Acoustic Doppler Velocimetry (ADV) vermessen. Die Durchführung und Auswertung der Fischverhaltensversuche obliegt der BfG, während die BAW die hydraulischen Untersuchungen vornimmt.

Die Fischversuche zur Untersuchung der Passierbarkeit im Einstiegsschlitz erfolgten zwischen September 2017 und Juni 2018. Als Fischarten wurden Rotaugen, Gründlinge und Schneider ausgewählt, wobei sich der Versuchszeitpunkt an der Wanderperiode der jeweiligen Fischart orientierte.

Glossar
Ansprechpartner
Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Bundesanstalt für Wasserbau
Bundesanstalt für Gewässerkunde
Literatur
[CzSc17] Bundesanstalt für Wasserbau, Czerny, R., Schütz Ethohydraulische Versuche zur Untersuchung der Passierbarkeit von Einstiegsbecken in Fischaufstiegsanlagen, veröffentlicht in HTG Kongress, 13.-15. September 2017, Duisburg, 2017
[ScHe17] Bundesanstalt für Gewässerkunde, Bundesanstalt für Wasserbau, Schütz, Henning, M. Bemessungsstandards von Dotationsbecken
Ableitung von ethohydraulischen und hydraulischen Untersuchungen, veröffentlicht in BAW/BfG-Kolloquiumsreihe , Koblenz, 2017
Glossar
Szenarien Ein Szenario ist ein Bild der Zukunft, das sich aus einer bestimmten Kombination von relevanten Einflussfaktoren und Rahmenbedingungen entwickelt. Das grundsätzliche Anliegen von Szenarien besteht darin, verschiedene Handlungsoptionen zu verdeutlichen und ihre Folgewirkungen transparent zu machen.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?481216

Gedruckt am Montag, 19. August 2019 22:23:18