Anlagen zur Herstellung der Durchgängigkeit (Beispiele: verschiedene Typen von Verbindungsgewässern, Pässen oder Fischtreppen) sind für die Gewässerbeschreibung von Bedeutung. Sie spielen bei der Gewässerentwicklung (Gewässerentwicklungskonzept, Gewässerentwicklungsplan), der Wasserrahmenrichtlinie und den Hochwassergefahrenkarten eine Rolle.
Die frei fließenden und staugeregelten Flüsse unter den Bundeswasserstraßen sind für die Fische wichtige Verbindungsgewässer zwischen den Habitaten im Meer und an den Flussoberläufen. Fische, die große Distanzen zurücklegen, orientieren sich an der Hauptströmung und werden deshalb an Staustufen entweder zum Kraftwerk oder zum Wehr geleitet. Dort gibt es keine Möglichkeit mehr, aufwärts zu wandern, wenn nicht in der Nähe der Wehr- oder Kraftwerksabströmung eine funktionierende Fischaufstiegsanlage vorhanden ist. Da Schiffsschleusen keine kontinuierliche Leitströmung erzeugen, werden sie von den Fischarten, die der Hauptströmung folgend lange Distanzen zurücklegen, nicht gefunden. Arten, die auf ihrer Wanderung nicht der Hauptströmung folgen, können auf- oder abwandern, wenn sie eine offene Schleusenkammer vorfinden. Flussabwärts: Fische vor Kraftwerken schützen und vorbeileiten: An Staustufen ohne Wasserkraftanlagen ist die abwärts gerichtete Wanderung über ein Wehr hinweg in der Regel unproblematisch. Voraussetzung: Das Wehr ist in Betrieb, die Fallhöhe beträgt nicht mehr als 13 Meter und im Tosbecken ist eine Wassertiefe von mindestens 0,90 Metern vorhanden. Dagegen können bei Abwanderung durch eine Kraftwerksturbine leichte bis tödliche Verletzungen auftreten. Diese turbinenbedingte Mortalität ist von der Fischart und der Körperlänge der Tiere sowie von Turbinentyp und -größe, der Fallhöhe und den jeweiligen Betriebsbedingungen abhängig. Um hier einen gefahrlosen Fischabstieg zu gewährleisten, sind die Betreiber von Wasserkraftanlagen nach Wasserhaushaltsgesetz verpflichtet, die Wasserkraftanlagen mit geeigneten Maßnahmen zum Schutz der Fischpopulation (z. B. mit Feinrechen und einem Bypass am Kraftwerk vorbei ins Unterwasser) aus- bzw. nachzurüsten. Flussaufwärts: Hier helfen nur Fischaufstiege: Verschiedene Untersuchungen der Durchgängigkeit an Rhein, Mosel, Main, Neckar, Weser, Elbe und Donau haben gezeigt, dass zwar ein großer Teil der Staustufen mit Fischaufstiegsanlagen ausgestattet ist, diese für die aufstiegswilligen Fische jedoch schwer zu finden oder zu passieren sind. Im Mai 2009 stimmten die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) und die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) gemeinsam mit dem Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS heute: Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, BMVI) folgendes Rahmenkonzept für die erforderlichen Arbeiten ab: - Aufstellung fachlicher Grundlagen, insbesondere zu fischökologischen Dringlichkeiten - Fachliche Beratung der WSV sowie Schulungen - Forschungs- und Entwicklungsprojekte für die Erstellung eines technischen Regelwerks, und - Standardisierung der Anforderungen und Ausführung von Fischaufstiegs-, Fischschutz- und Fischabstiegsanlagen. (Text gekürzt)
Erfassung der Fischbestände in Altarm und Spree, - Literaturstudie zur historischen Fischfauna im Gebiet, - Funktionskontrolle der Aufstiegshilfen mittels Kontrollreuse. - Nachweis des Aufstiegs fast 50000 Individuen, 18 Fischarten, Krebsen, - Nachweis der Funktion als Lebensraum für rheophile Arten, - Vorschläge für weitere Verbesserungen. - Ergänzung durch Untersuchung der Makrozoobenthos (IaGB - z. Teilprojekt).
Seit Jahrhunderten werden Stauanlagen zur Energieerzeugung, zur Schiffbarmachung von Flüssen, zur Verbesserung des Schutzes vor Hochwasser und zum Zweck der Speicherung von Trink- und Betriebswasser errichtet. Dies führte im Zusammenspiel mit der Zerstörung von Laichgewässern sowie Überfischung und Wasserverschmutzung zu einem dramatischen Rückgang der Fischbestände. Bei der Errichtung der meisten Stauanlagen an den Bundeswasserstraßen Main, Neckar und Mosel wurden Fischtreppen angelegt, um eine Wanderung flussaufwärts zu ermöglichen. Diese waren jedoch oftmals zu steil, zu klein oder zu weit von natürlichen Wanderrouten entfernt und wurden zudem nicht ausreichend gewartet, um einen bestandserhaltenden Fischaufstieg zu gewährleisten. Die Entwicklungen des internationalen und nationalen Umweltrechts, die einem breiten gesellschaftlichen Bewusstseinswandel Rechnung trugen, führten ab den 1970er-Jahren sukzessive zu einer Verbesserung der Wasserqualität. Ein umweltpolitischer Meilenstein war die Verabschiedung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) durch das Europäische Parlament im Jahr 2000. Diese fordert die EU-Mitgliedstaaten auf, Maßnahmen zur Verbesserung der ökologischen Bedingungen in heimischen Fließgewässern zu ergreifen. Ziel ist es, einen 'guten ökologischen Zustand' oder bei erheblich veränderten Gewässern ein sogenanntes 'gutes ökologisches Potenzial' zu erreichen. Um die Ziele der WRRL in Bezug auf die ökologische Durchgängigkeit zu erfüllen, muss die Durchgängigkeit an den Bundeswasserstraßen an ca. 250 Stauanlagen sichergestellt werden. Dies erfordert in den meisten Fällen den Bau einer neuen Fischaufstiegsanlage. Deren Funktionsfähigkeit und Effizienz soll für mehr als 60 heimische Fischarten gewährleistet werden, obwohl sich Eigenschaften wie Leistungsfähigkeit, Migrationsverhalten und Schwarmverhalten von Art zu Art stark unterscheiden können. Feldstudien zur Gewinnung der notwendigen Daten werden durch die natürliche Variabilität der Fischbestände und weiterer variabler Einflussgrößen erschwert. Laboruntersuchungen sind in ihren Dimensionen begrenzt und werden durch die künstliche Umgebung beeinflusst. Eine alternative Möglichkeit für die Bewertung der Effizienz von Fischtreppen sind numerische Simulationsmethoden für die Hydraulik und das Verhalten von Fischen. Sie zielen auf eine quantitative Bewertung von baulichen Alternativen ab, wie sie in der Planungspraxis häufig benötigt wird. 2015 wurde in der BAW in enger Kooperation mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) ein Forschungsprojekt begonnen, um einen neuen Ansatz auf der Basis individuenbasierter Modellierung zu entwickeln.
Funktionsüberprüfung mittels Kontrollreuse (24x24h), - Fischbestandserfassung ober- und unterhalb der Wehranlage und Literaturstudie, - Fischaufstiegshilfen wurde als bedingt funktionstüchtig und potenziell selektiv wütend bewertet (8 Fischarten, 121 Individuen, Größenklasse 5 40cm), - Erarbeitung von Vorschlägen zur Funktionsverbesserung: und andere Konstruktion der Querwände, Sohlgestaltung.
Bewertung mittels Kontrollreuse (Standzeit 24x24 Stunden), - Fischbestandserfassungen ober- und unterhalb der Wehranlagen und Literaturstudie. - Fischaufstiegshilfe ist prinzipiell funktionstüchtig (Nachweis von 16 Fischarten, 335 Individuen, Größenklassen 0 45cm - und andere Flussneunaugen), Hauptproblem: Verstopfung durch Treibgut, - Erarbeitung von Vorschlägen zur Verbesserung der Funktion.
Ziel: Ermittlung der oekologischen Effizienz von wasserbaulichen Aufstiegsanlagen in Fliessgewaessern fuer Wirbellose und Fische. Ergebnisse: Technische Aufstiegsanlagen sind wegen Verstopfungsgefahr und Unterhaltungsaufwand eher ungeeignet. Rauhe Rampen sind guenstige Aufstiegsanlagen, wie die Wiederfaenge von markierten Fischen und Wirbellosen beweisen. Natuerliche/naturnahe Umgehungsbaeche sind sehr geeignete Wanderwege. Das Gefaelle im Bauwerk sollte mindestens 1:20 betragen. Ruheraeume und natuerliche Anschluesse an Oberwasser und Unterwasser muessen favorisiert werden. Lueckige Sohlsubstrate und Uferstrukturen beguenstigen den Aufstieg.
Für das Erreichen der Ziele der EG-Wasserrahmenrichtlinie sind in fast allen Fließgewässersystemen Deutschlands Maßnahmen zur Herstellung der flussauf- und flussabwärts gerichteten Durchgängigkeit für Fische erforderlich, um die anthropogen bedingten Defizite in der longitudinalen Passierbarkeit zu reduzieren. Die Errichtung von Fischaufstiegsanlagen an Wehren und sonstigen Wanderhindernissen sowie die Installation von Fischschutz- und Fischabstiegssystemen insbesondere an Wasserkraftanlagen sind hierbei von zentraler Bedeutung. In diesem Zusammenhang besteht die dringende Notwendigkeit, den Fischschutz und Fischabstieg nach dem derzeitigen Stand des Wissens auf seine Wirksamkeit hin zu überprüfen. Dafür sind methodische Ansätze erforderlich, die valide und reproduzierbare Daten liefern um einen Vergleich der Effizienz unterschiedlicher Fischschutz- und Abstiegskonzepte zu gewährleisten und Empfehlungen für Vorzugslösungen zu ermöglichen. Mit der 'Arbeitshilfe zur standörtlichen Evaluierung des Fischschutzes und Fischabstieges'(SCHMALZ et al. 2015) sind diese methodischen Ansätze verfügbar. Deren Praxistauglichkeit wird im vorliegen-den Projekt durch die exemplarische Untersuchung eines Pilotstandorts überprüft. Bei dem Pilotstandort handelt es sich um die Wasserkraftanlage Rappenberghalde im Neckar bei Tübingen. Neben einem ß-rack nach den Vorgaben von EBEL, GLUCH & KEHL (2015) zum Fischschutz gibt es eine Bypasskonstruktion mit Einstiegsmöglichkeiten über die gesamte Wassersäule. Bei der Untersuchung sollen 19 der 20 in der 'Arbeitshilfe zur standörtlichen Evaluierung des Fisch-schutzes und Fischabstieges' (SCHMALZ et al. 2015) enthaltenen Zielparameter durch die Kombination verschiedener Untersuchungsmethoden quantifiziert werden. Neben der Einschätzung der Wirksamkeit des Fischschutz- und Abstiegskonzeptes am Standort Rappenberghalde, wird die Untersuchungsmethodik hinsichtlich der Durchführbarkeit und resultierenden Datenqualität einer kritischen Prüfung unterzogen.
Um Empfehlungen für die Gestaltung und Positionierung eines sogenannten Flachrechens bei Wasserkraftanlagen formulieren zu können, werden im wasserbaulichen Forschungslabor der TU Darmstadt ethohydraulische Versuche mit Fischen an einem Flachrechen mit Abspülrinne und Bypass durchgeführt. Dabei sollen Erkenntnisse über die Hydraulik des Flachrechens und gleichermaßen über das Verhalten der Fische vor und an der Anlage gewonnen werden. Wanderfischarten, wie z.B. Lachs und Aal, sind auf die Durchgängigkeit der Fließgewässer angewiesen um die Population zu erhalten. Vor allem bei Stauanlagen mit Wasserkraftnutzung ergeben sich besondere Schutzanforderungen, da viele Turbinenanlagen von Fischen nicht schadlos durchschwommen werden können. Während es für den Fischaufstieg bereits einen Stand der Technik gibt (Fischaufstiegsanlagen), fehlt dieser weitestgehend für den Fischabstieg. Benötigt werden sowohl Abstiegsanlagen (z.B. Bypässe), als auch Schutzeinrichtungen (z.B. Rechen). Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden ethohydraulische Versuche mit Fischen im wasserbaulichen Forschungslabor der TU Darmstadt an einem sog. Flachrechen mit Abspülrinne und Bypass durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist ein Wissensgewinn zur Hydraulik des Flachrechens und zum Fischverhalten vor und an dem Flachrechen. Durch die dabei praktizierten ethohydraulischen Versuche werden Erkenntnisse zur Leitwirkung des Flachrechens auf die Fische und zur Funktionalität der Bypasseinrichtung gewonnen, die übertragbar auf Realsituationen sind. Somit können am Ende des Projekts Empfehlungen für die Gestaltung und Anordnung eines solchen Rechens bei Wasserkraftanlagen gegeben werden. Vorgehen: Aufbauend auf einer Literaturrecherche werden gängige Konstruktionsempfehlungen als Grundlage für die Versuchsaufbauten im Wasserbaulabor der TU Darmstadt erarbeitet und bisher bekannte Verhaltensweisen der Fische an Flachrechen recherchiert. Kern des Projektes stellen die ethohydraulischen Untersuchungen mit Fischen dar, die zu Erkenntnissen bezüglich diverser Reaktionsräume und Verhaltensweisen führen. Mittels hydrometrischer Messungen und numerischer Simulationen wird das Strömungsverhalten in den Versuchen erhoben, um daraus das hydraulische Widerstandsverhalten des Flachrechens als auch verhaltensauslösende Strömungssignaturen ableiten zu können. Die aus der Synthese von Verhaltensbeobachtungen und hydraulischer Beschreibung abgeleiteten Ergebnisse sollen in Konstruktions- und Bemessungsvorgaben für Flachrechen mit Bypasssystemen münden. Die Versuche werden auf technischer Seite von der Technischen Universität Darmstadt und auf biologischer Seite von dem Institut für angewandte Ökologie durchgeführt. Im Fokus: - Hydraulischer Widerstand und Bemessung von Flachrechenanlagen - Orientierungs- und Suchverhalten von Fischen im unmittelbaren Bereich des Flachrechens und am Übergang zum Bypass - Konstruktionsvorgaben für einen Flachrechen mit Bypass als Fischschutz- und Fischleiteinrichtung.
Der Ausgleich von Zielkonflikten durch Partizipation ist für erfolgreichen Umweltschutz von großer Bedeutung. Am Beispiel der Konflikte zwischen Gewässerökologie und Ausbau und Modernisierung der Wasserkraft wird versucht, den unterschiedlichen Interessen ein Forum zu geben mit dem Ziel einen Interessenausgleich zu erzielen. Der Betrieb von Wasserkraftanlagen unterliegt nach §35 WHG ökologischen Anforderungen. Allerdings ist der Stand des Wissens und der Technik ungenügend, mit der Folge, dass die Akzeptanz zur Maßnahmenumsetzung gering und das Konfliktpotenzial hoch sind. Das Forum Fischschutz und Fischabstieg, das vom UBA 2012 im Rahmen eines FuE Vorhabens gegründet wurde und das sich als ein Interessen übergreifendes Partizipationsinstrument bewährt hat, soll für die begleitende Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie und die Operationalisierung des §35 des Wasserhaushaltsgesetzes genutzt werden. Es besteht ein hohes Bundesinteresse die Wasserkraftnutzung zu modernisieren und in Einklang mit den Anforderungen des WHG zu bringen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 86 |
| Europa | 1 |
| Land | 35 |
| Weitere | 3 |
| Wissenschaft | 14 |
| Zivilgesellschaft | 15 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
| Förderprogramm | 79 |
| Taxon | 1 |
| Text | 20 |
| Umweltprüfung | 7 |
| WRRL-Maßnahme | 1 |
| unbekannt | 7 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 31 |
| Offen | 82 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 114 |
| Englisch | 22 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 4 |
| Datei | 2 |
| Dokument | 11 |
| Keine | 73 |
| Webseite | 30 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 40 |
| Lebewesen und Lebensräume | 115 |
| Luft | 22 |
| Mensch und Umwelt | 113 |
| Wasser | 79 |
| Weitere | 110 |