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Ökologische Durchgängigkeit, Identifizierung/Parametrisierung/Modellierung von Fisch- Aufstiegskorridoren vor Querbauten in Bundeswasserstraßen

Fischaufstiegsanlagen (FAA) haben eine wesentliche Bedeutung für die Herstellung der fischökologischen Durchgängigkeit von Querbauwerken. Allerdings ist das Verständnis der Auffindbarkeit von FAA insbesondere in großen BWaStr derzeit noch begrenzt. Nach derzeitigem Kenntnisstand zur Planung von FAA folgen wandernde Fische einer Leitströmung aus dem Unterwasser in den Einstieg der FAA. Welche konkreten hydraulische Parameter dabei eine signifikante Rolle spielen ist aber unbekannt. Ebenso ist die Frage der potenziellen Bedeutung anderer abiotischer Faktoren wir Morphologie, Akustik oder Lichtintensität nicht ausreichend geklärt, insbesondere für die potamodromen Arten Mitteleuropas. Anhand hydraulischer und anderer abiotischer Faktoren sowie einer Analyse von Fischbewegungsmustern im Unterwasser von Querbauwerken sollen Aufstiegskorridore von Wanderfischen identifiziert, parametrisiert und modelliert werden. Ziel des Projektes ist es, Aufstiegskorridore anhand abiotischer Faktoren räumlich abzugrenzen und somit die Auffindbarkeit von Fischaufstiegsanlagen und den Stand der Technik für Planungen von FAA in BWaStr zu verbessern.

Wanderhindernisse

Grundlage: In den Jahren 2007-2008 kartierte Wanderhindernisse von Hessen, mit einzelnen Ergänzungen und Anpassungen aus den Folgejahren.

Verhalten von Fischen beim Fischabstieg und Klassifizierung der Abwanderwege bei Abflussaufteilung

Veranlassung Anders als beim Fischaufstieg (DWA-Merkblatt 509) gibt es für den Fischabstieg noch keinen allgemein anerkannten Stand der Technik. Vor allem Abstieg über Wehre, Verhalten bei Abflussaufteilung und Abstieg potamodromer Arten sind nur wenig untersucht. Grundlegende Fragen, die bei der Planung von Fischabstiegshilfen durch die WSV (z.B. bei Wehrersatzbauten) gestellt werden, müssen daher im Rahmen entsprechender Untersuchungen geklärt werden. Im Fokus steht vor allem zwei Aspekte des Verhaltens der Fische: 1. Welche Abflussarme wählen die Fische, um ein Querbauwerk abwärts zu überwinden? 2. Wie muss eine Abstiegshilfe gestaltet werden, damit sie von den Fischen genutzt wird? Ziele - Identifikation der wichtigsten Abwanderkorridore eines Standorts (Parameter anhand der Modellierung von Abfluss-Szenarien ermitteln und durch telemetrische Studien mit Fischen verifizieren) - Weiterentwicklung eines methodischen Ansatzes zur Klassifikation von Abstiegskorridoren an Stauanlagen in Bundeswasserstraßen unter Berücksichtigung biologischer Untersuchungen - Vorgaben zur Positionierung und Gestaltung der Abstiegshilfen aus Beobachtungen von Fischen direkt beim Abstieg (Anwendung unterschiedlicher Erfassungsmethoden) ableiten Die ökologische Durchgängigkeit muss sowohl für aufwandernde als auch für abwandernde Fische hergestellt werden, um die Ziele des Wasserhaushaltsgesetzes zu erreichen. An Standorten mit mehreren Querbauwerken teilt sich der Fluss in der Regel in mehrere Abflussarme auf, die theoretisch zur Abwanderung genutzt werden können. Hier müssen Korridore geschaffen werden, über die Fische schadlos abwärts gelangen. Um diese effizient planen und umsetzen zu können, sind Kenntnisse darüber notwendig, welche Abwanderwege die Fische wählen und wie sie sich beim Abstieg verhalten. Fische, die im Fluss abwärts wandern, müssen Querbauwerke überwinden. Wir finden heraus, welche Wege sie an diesen Wehr- und Kraftwerksstandorten nutzen, um sie dort effektiv schützen und stromab leiten zu können.

Geohydraulische und Geotechnische Optimierung von Fischaufstiegsanlagen

Das Ziel des FuE-Vorhabens ist die Erarbeitung von Leitlinien für geohydraulische und geotechnische Optimierung von Fischaufstiegsanlagen. Dafür werden abgeschlossene und laufende Ausbauvorhaben von FAA ausgewertet und zum Beispiel die Notwendigkeit einer Betonsohle untersucht. Aufgabenstellung und Ziel Die ökologische Durchgängigkeit ist bei den staugeregelten Flüssen der Bundeswasserstraßen durch ca. 250 Staustufen mit Stauhöhen bis ca. 10 m unterbrochen. Diese stellen für wandernde Fische und das Makrozoobenthos unüberwindbare Hindernisse dar. Um die Passierbarkeit flussaufwärts zu gewährleisten, ist an vielen Staustufen der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) die Errichtung von Fischaufstiegsanlagen (FAA) vorgesehen. Fischaufstiegsanlagen können entweder als Raugerinne oder in Form von aufeinanderfolgenden Becken konstruiert werden. Seitens der BAW empfohlene Bautypen sind fischpassierbare Raugerinne sowie Schlitzpässe, die zu den beckenartigen FAA zählen. Bei Schlitzpässen wird der insgesamt zu überwindende Höhenunterschied durch einen vertikal durchgehenden Schlitz in den Trennwänden der einzelnen Becken in kleine Wasserspiegeldifferenzen eingeteilt, die der Fisch überwinden kann (DWA-M 509 2014). Die Becken von Schlitzpässen werden i. d. R. in Massivbauweise als Trog mit geschlossener Betonsohle sowie Betonwänden erstellt. Schlitzpässe können, im Gegensatz zu fischpassierbaren Raugerinnen, bei Bedarf zumindest abschnittsweise als platzsparendes Kompaktbauwerk mit Wendelungen hergestellt werden (DWA-M 509 2014). Deshalb werden, insbesondere bei einem nachträglichen Einbau an bestehenden Querbauwerken, bei beengten Platzverhältnissen und bei großen Höhenunterschieden häufig Schlitzpässe geplant. Erforderliche Maßnahmen zur Erbringung von Tragfähigkeits-, Gebrauchstauglichkeits- und Dauerhaftigkeitsnachweisen der FAA als Schlitzpass in Massivbauweise nach DIN 19702:2013-02, eine gegebenenfalls notwendige Auftriebssicherung der Baugruben- und Beckensohlen sowie die daraus resultierende Menge an zu verbauendem Stahlbeton führen zu einem hohen Aufwand und hohen Kosten für die Errichtung der Anlagen. Deshalb sollen Material- und Ausführungsalternativen bei den Beckenwänden und Trennwänden sowie der Gestaltung der Beckensohlen untersucht werden, durch die eine Aufwands- und Kosteneinsparung ermöglicht werden kann. Der Schwerpunkt soll auf der Verwendung einer offenen Sohle in der FAA anstelle einer Trogbauweise mit Betonsohle liegen. Das Ziel der Untersuchung ist die Ableitung von maßgebenden Rahmenbedingungen, die für die Umsetzung der alternativen Bauweisen wichtig sind. Dabei soll herausgearbeitet werden, unter welchen hydraulischen, geohydraulischen, geotechnischen und bautechnischen Randbedingungen sich Bauweisen mit offener Sohle als geeignet erweisen und welche Vor- bzw. Nachteile sich aus den Bauweisen ergeben. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Die Erhaltung und Wiederherstellung der ökologischen Durchgängigkeit an Fließgewässern zählt zu den bedeutenden Umweltzielen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL). Zur Umsetzung der Vorgaben der EU-WRRL ist zur Herstellung der flussaufwärts gerichteten Durchgängigkeit die Erstellung von Fischaufstiegsanlagen an den Staustufen der staugeregelten Flüsse der Bundeswasserstraßen vorgesehen. Das Vorhaben ist darauf ausgelegt, Möglichkeiten zur Reduzierung des Bau- und ggf. Unterhaltungsaufwandes der als Schlitzpässe erstellten FAA zu untersuchen und wenn möglich die wirtschaftliche Bauweise und Ökologie der FAA zu steigern.

Passierbarkeit verschiedener Bautypen von Fischaufstiegsanlagen

Veranlassung Angesichts der zahlreichen FAA, die an den Bundeswasserstraßen neu gebaut werden, wären standardisierte Bautypen ökonomisch. Dem entgegen stehen standortspezifische räumliche, ökologische und nutzungstechnische Randbedingungen, die unterschiedliche Bautypen erfordern können. Für die Fachberatung der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) muss untersucht werden, wie effizient die Bautypen für den Fischaufstieg sind. Hydraulisch-technische Bemessungsvorgaben müssen konkretisiert und abgesichert werden. Teilweise lässt sich dies basierend auf aktueller Literatur beurteilen, doch fehlen vergleichende Studien zur Effizienz der Bautypen. An der Pilotanlage Eddersheim sollen in der ‘Doppelstranganlage’ parallel verschiedene Bautypen verglichen werden (siehe ‘FuE-Rahmenkonzept: Ökologische Durchgängigkeit’, Kapitel 4.1.2). Auf dieser Basis werden verifizierte Empfehlungen zur Anwendung der einzelnen Bautypen durch die WSV abgeleitet. Mit gegenständlichen und numerischen Modellen werden Fragen zur Hydraulik bearbeitet (BAW) und Angaben zur hydraulisch-technische Bemessung der Anlagen konkretisiert. Ziele - Raugerinne: fischökologisch bewertete Bemessungsvorgaben entwickeln, Habitatwert charakterisieren - Passierbarkeit von Schlitzpass-Alternativen vergleichend untersuchen (z.B. Rundbeckenpässe, kombinierte Bauweisen) - Fischschleuse, Fischlift: ökologisch-technische Anforderungen identifizieren, bestehende Beispiele hinsichtlich ökologischer und wirtschaftlicher Effizienz auswerten, Empfehlungen ableiten - langjährige Schwankungen bei der Fischpassage überwachen und analysieren Die Ergebnisse gehen als BfG/BAW-Fachempfehlung des WSV-Handbuchs ‘Ökologische Durchgängigkeit’ direkt in die konkrete WSV-Planung ein. Die Passierbarkeit ist neben der Auffindbarkeit der zweite entscheidende Aspekt einer funktionierenden FAA. Sobald die Fische die FAA gefunden haben, stellt sich die Frage, wie sie verzögerungsfrei und schadlos ins Oberwasser kommen. Unterschiedliche Bautypen sind hier möglich. Verbreitet sind solche, bei denen die Fische den Höhenunterschied des Querbauwerkes aus eigener Kraft bewältigen müssen (z.B. Schlitzpass, Raugerinne). Seltener und nur bei extremen Randbedingungen kommen Sonderkonstruktionen wie Fischlift oder Fischschleuse zum Einsatz, die den Fisch aktiv aufwärts bringen (Fischlift, Fischschleuse). Es gibt viele Bautypen für Fischaufstiegsanlagen (FAA): naturnah mutende Raugerinne, Anlagen aus Beton, Kombinationen verschiedener Bautypen, Sonderkonstruktionen wie Fischlifte. Welche können wir empfehlen?

Potenzialstudie Wasserkraft - Potenzialstudie Erneuerbare Energien, Teil 5: Wasserkraft

In der Studie wurde landesweit das noch ungenutzte Wasserkraftpotenzial an bestehenden Querbauwerken unter Berücksichtigung der Belange der Gewässerökologie und des Fischschutzes ermittelt. Dabei wurde in einem 'maximalen Szenario' ein ungenutztes Erzeugungspotenzial von 107,9 GWh/a an 128 Querbauwerken identifiziert (davon 35 Repoweringstandorte). In einem 'minimalen Szenario', in dem weitere, nicht abschließend zu klärende ökologische Aspekte berücksichtigt wurden, verbleibt noch ein ungenutztes Potenzial von 59,8 GWh/a an 54 Standorten. In Nordrhein-Westfalen wird derzeit bereits ein großer Anteil des gesamten Wasserkraftpotenzials genutzt. Dennoch macht es Sinn, den Ausbau der bisher noch ungenutzten Wasserkraftpotenziale zu unterstützen, vor allem an potenziellen Standorten für besonders große Anlagen oder bei dem Repowering bereits bestehender Anlagen. Die Wasserkraftnutzung ist eine ausgereifte Technik mit relativ hohen Wirkungsgraden, die durch eine meist relativ gleichmäßige Stromerzeugung im Gegensatz zur Wind- oder Solarenergie auch den Einsatz als Grundlastkraftwerke ermöglicht. Darüber hinaus wurden in der Studie auch die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserkraftnutzung in NRW sowie das Potenzial von kinetischen Strömungsmaschinen und der Wasserkraftnutzung an Infrastruktureinrichtungen betrachtet.

Karten Fachbeitag Landschaftsrahmenplan (Region Plauen)

Naturräumliche Gliederung (1:280.000) Flächennutzung (1:280.000) Potenzielle Natürliche Vegetation (1:280.000) Gebiete mit besonderer avifaunistischer Bedeutung (1:280.000) Gebiete mit besonderer Bedeutung für den Fledermausschutz (1:280.000) Biotoppotenzial (1:280.000) Natürliche Bodenfunktionen (1:280.000) Archivfunktion (1:280.000) Erosionsgefährdung (1:280.000) Stoffliche Belastungen (1:280.000) Rohstoffpotenzial (1:280.000) Fließgewässernetz und Einzugsgebiete (1:280.000) Zustandsbewertung Fischfauna und Querbauwerke (1:280.000) Beurteilung der Zielerreichung von Oberflächenwasserkörpern (1:280.000) Trinkwasser- und Heilwasserschutzgebiete (1:280.000) Beurteilung der Zielerreichung von Grundwasserkörpern (1:280.000) Grundwasserabhängige Biotope und Ökosysteme (1:280.000) Mittlere jährliche Windgeschwindigkeit (1:280.000) Erholungseignung (1:280.000) Bodennahe Durchlüftungsverhältnisse (1:280.000) Freiflächensicherungsbedarf (1:280.000) Waldflächenentwicklung (1:280.000) Ausgewählte kulturlandschaftlich bedeutsame Bereiche und Elemente (1:280.000) Bereiche mit besonderer Sichtexposition (1:280.000) Landschaftliche Erlebniswirksamkeit (1:280.000) Unzerschnittene Räume (1:280.000) Landschaftsbereiche mit besonderen Nutzungsanforderungen (1:200.000) Sanierungsbedürftige Bereiche der Landschaft (1:200.000) Freiraumsicherung (1:100.000) Regionale Grünzüge - Begründung (1:200.000) Schutzgebiete nach Naturschutzrecht (1:100.000) Ökologischer Verbund und regionale Maßnahmenschwerpunkte (1:200.000)

Funktionskontrolle der Fischaufstiegshilfe am Schwarzen Wehr in der Plaue bei Cammer

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.

Ökologische Durchgängigkeit, Erzeugung von Aufstiegskorridoren im Unterwasser von Querbauwerken an Bundeswasserstraßen

Im Rahmen des Projekts wird die Auswirkung verschiedener Dotationswassermengen auf die Ausbildung einer signifikanten Leitströmung und somit geeigneten Aufstiegskorridoren von FAA im Unterwasser von Querbauwerken untersucht. Die mit den Strömungsmustern verbundenen hydraulischen Parameter (Geschwindigkeitsgradienten, Turbulenz) werden für unterschiedliche geometrisch-hydraulische Konstellationen (Einstiegsdimensionen, Fließgeschwindigkeiten, Dotationswassermengen) untersucht und mit den Fischbewegungen im Nahbereich der Einstiege verschnitten. Aus den Ergebnissen können die für die Erzeugung von signifikanten Leitströmung und Aufstiegskorridoren optimalen Dotationswassermengen entwickelt werden.

Migrationsbedarf der Fischfauna in Sachsen mit Lachs 2024

Fließgewässerfischarten sind im Laufe ihrer Individualentwicklung auf die obligatorische Nutzung unterschiedlicher Teillebensräume und Habitate angewiesen zwischen denen sie mehr oder weniger regelmäßige Wechsel durchführen. Das von Fischen insgesamt in Fließgewässern genutzte Habitatspektrum ist allerdings nur selten lokal konzentriert verfügbar. Daher müssen Fließgewässerfischarten häufig Ortswechsel über mittlere, größere oder sogar sehr große Distanzen durchführen. Werden diese durch Querbauwerke behindert oder unterbunden, kann ein Rückgang der betreffenden Arten oder sogar ihr völliges Verschwinden die Folge sein. Aus den geschilderten Zusammenhängen wird deutlich, dass die Distanzen, welche Fische im Rahmen ihrer natürlichen Wanderungen und Habitatwechsel zurücklegen, von Art zu Art sehr unterschiedlich sein können. Im Wesentlichen werden sie von der Biologie der jeweiligen Fischart bestimmt. Hierauf beruhend, wurden im Rahmen des Verbundprojekts zur Entwicklung des fischbasierten Bewertungsverfahrens fiBS (DUßLING, 2009; DUßLING et al., 2004a und 2004b) den in Fließgewässern vorkommenden Fischarten artspezifische Migrations-Gilden gemäß folgender Definitionen zugeordnet: kurze Distanzen: Die Habitatwechsel bleiben überwiegend auf dieselbe Fließgewässerregion beschränkt. mittlere Distanzen: Die Habitatwechsel finden regelmäßig in benachbarte Fließgewässerregionen hinein statt. lange Distanzen: Die Habitatwechsel finden regelmäßig über mehrere Fließgewässerregionen hinweg statt. Fließgewässerfischarten sind im Laufe ihrer Individualentwicklung auf die obligatorische Nutzung unterschiedlicher Teillebensräume und Habitate angewiesen zwischen denen sie mehr oder weniger regelmäßige Wechsel durchführen. Das von Fischen insgesamt in Fließgewässern genutzte Habitatspektrum ist allerdings nur selten lokal konzentriert verfügbar. Daher müssen Fließgewässerfischarten häufig Ortswechsel über mittlere, größere oder sogar sehr große Distanzen durchführen. Werden diese durch Querbauwerke behindert oder unterbunden, kann ein Rückgang der betreffenden Arten oder sogar ihr völliges Verschwinden die Folge sein. Aus den geschilderten Zusammenhängen wird deutlich, dass die Distanzen, welche Fische im Rahmen ihrer natürlichen Wanderungen und Habitatwechsel zurücklegen, von Art zu Art sehr unterschiedlich sein können. Im Wesentlichen werden sie von der Biologie der jeweiligen Fischart bestimmt. Hierauf beruhend, wurden im Rahmen des Verbundprojekts zur Entwicklung des fischbasierten Bewertungsverfahrens fiBS (DUßLING, 2009; DUßLING et al., 2004a und 2004b) den in Fließgewässern vorkommenden Fischarten artspezifische Migrations-Gilden gemäß folgender Definitionen zugeordnet: kurze Distanzen: Die Habitatwechsel bleiben überwiegend auf dieselbe Fließgewässerregion beschränkt. mittlere Distanzen: Die Habitatwechsel finden regelmäßig in benachbarte Fließgewässerregionen hinein statt. lange Distanzen: Die Habitatwechsel finden regelmäßig über mehrere Fließgewässerregionen hinweg statt.

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