Im BMBF-Verbundprojekt RETERO werden innovative Monitoring- und Prognosemethoden zur Fischschädigung bei der Passage von Wasserkraftanlagen entwickelt und implementiert. Ein Hauptziel ist es, Tierversuche zur Abschätzung des Schädigungsrisikos von Fischen signifikant zu reduzieren und langfristig vollständig zu ersetzen. Am Hubert-Engels-Labor der TU Dresden wurden in Zusammenarbeit mit dem IGF Jena ethohydraulische Grundlagen zum Verhalten von Fischen in beschleunigten Strömungen geschaffen, wie diese in Turbineneinläufen vorzufinden sind. Diese Erkenntnisse liefern den Verbundpartnern des Projekts eine fundierte Grundlage z. B. zur Entwicklung eines autonomen Roboterfisches zur Schädigungsprognose und der Entwicklung softwarebasierter Schadensprognosemodelle.
1 Das RETERO-Projekt
Die Wiederherstellung der ökologischen Durchgängigkeit in Fließgewässern ist eine Schlüsselaufgabe auf dem Weg der Umsetzung der europäischen Wasserrahmenrichtlinie und eine Voraussetzung für das Erreichen eines guten ökologischen Zustands. Aktuell werden die europäischen Flüsse von mehr als einer Million Querbauwerke fragmentiert [1] und die natürliche Wanderung der Fische wird dadurch massiv eingeschränkt. Bei Wasserkraftanlagen mit den dazugehörigen Wehren und Staustufen besteht zusätzlich ein hohes Risiko, dass Fische bei der Turbinen- oder Wehrpassage verletzt oder getötet werden. Zunehmend richtet sich die Aufmerksamkeit daher neben dem Fischaufstieg auf den Fischschutz und die Passierbarkeit der Querbauwerke stromabwärts [2], [3]. Die Erfassung des Schädigungsrisikos von Fischen bei der Passage von Wasserkraftanlagenund die Überprüfung der Funktionsfähigkeit gegebenenfallsvorhandener Fischschutzsysteme ist aufwendig [4] undLebendtierversuche sind oftmals unverzichtbar [5], [6], [7]. Das derzeit vom BMBF geförderte Projekt RETERO [8] setzt an diesem Punkt an und entwickelt und implementiert innovative ethohydraulische Monitoring- und Prognosemethoden für das Schädigungsrisiko von Fischen bei der Passage von Turbinen, mit dem Ziel hierbei häufig erforderliche Tierversuche signifikant zu reduzieren und langfristig vollständig zu ersetzen. Hierzu erfolgen unter kontrollierten hydrodynamischen Laborbedingungen ethohydraulische Versuche mit unterschiedlichen Fischarten. Durch videobasierte Erfassung des Fischverhaltens und der Bewegungsmuster werden wesentliche Grundlagendaten für die ethohydraulische Analyse bereitgestellt. Die resultierenden Ergebnisse fließen in die steuerungstechnische Entwicklung eines autonomen Roboterfisches ein und finden Verwendung in numerischen Modellen zur Schädigungsprognose an Wasserkraftanlagen. Darüber hinaus liefern die Erkenntnisse zum Fischverhalten wertvolle Grundlagendaten zur Verbesserung von Fischschutz- und Abstiegssystemen.
Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH | |
Quelle: | Wasserwirtschaft - Heft 06 (Juni 2022) | |
Seiten: | 7 | |
Preis inkl. MwSt.: | € 10,90 | |
Autor: | Dipl.-Ing. Márcio Salgueiro Roth Dipl.-Ing. Tom Rößger Prof. Dr.-Ing. Jürgen Stamm Dr. rer. nat. Falko Wagner | |
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Verbesserung des Prozessverständnisses der Kraftwerkspassage von Aalen durch neuartige Ansätze
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (12/2020)
Die Passage einer Wasserkraftanlage kann bei abwärts wandernden Fischen zu schweren Schäden führen, welche beispielsweise durch Rechen und Bypässe, fischangepasstes Turbinenmanagement und fischangepasste Turbinen reduziert werden können. Es werden zwei Ansätze dargestellt, die das Prozessverständnis während der Kraftwerkspassage verbessern können. Beide Ansätze bieten die Möglichkeit, die Auswirkungen von Wasserkraftanlagen auf abwandernde Aale besser zu verstehen
und diese in der Bemessung und Planung von Wasserbauwerken zu berücksichtigen.
Auffinde- und Passagedauer als Parameter zur Funktionsbewertung von Fischaufstiegsanlagen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2022)
PIT-Tags erlaubt es, Fischbewegungen in Fischaufstiegsanlagen individuen-, zeit- und ortsgenau zu erfassen. Dies ermöglicht eine objektive Funktionsbewertung anhand der Auffinde- und Passagequote. Eine Bewertung der Auffinde- und Passagedauer hingegen scheiterte bislang an der enormen Streuung der individuellen Werte. Nachfolgend wird eine verbesserte statistische Methode vorgestellt, mit der anlagenspezifische Werte für die Auffinde- und Passagedauer ermittelt werden, die als zusätzliche Parameter für eine differenzierte Funktionsbewertung herangezogen werden können.
Zum Einfluss der Beleuchtung auf die Funktion von Fischaufstiegsanlagen und Kreuzungsbauwerken
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2022)
In einschlägigen Leitfäden und Regelwerken finden sich Empfehlungen, überbaute und abgedunkelte Abschnitte von Fischaufstiegsanlagen und Kreuzungsbauwerken zu beleuchten. Ob dies tatsächlich notwendig ist, wurde im Rahmen ethohydraulischer Untersuchungen zur Reaktion von Fischen gegenüber hell erleuchteten und abgedunkelten Abschnitten sowie Bereichen mit starken Helligkeitskontrasten überprüft. Ebenso wurde der Frage nachgegangen, ob eine Beleuchtung, z. B. für Monitoringstationen mit optischen Erfassungssystemen, den Fischaufstieg behindert.
Abgerückte Einstiege für Fischaufstiegsanlagen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2022)
Um die vielfältigen Anforderungen der Zielfischarten, insbesondere schwimmschwacher Arten, an die Auffindbarkeit von Fischaufstiegsanlagen zu erfüllen, kann an Querbauwerken mit Wasserkraftnutzung neben dem obligatorischen kraftwerksnahen Einstieg ein zusätzlicher, abgerückter Einstieg notwendig sein. Im Beitrag wird anhand von Beispielen ein pragmatischer Ansatz vorgestellt, um die Notwendigkeit eines abgerückten Einstiegs zu ermitteln. Zudem werden Hinweise zur Positionierung und Gestaltung des Einstiegs, des Einstiegsstranges und des Verteilerbeckens gegeben.
Wenn Wasser die Natur verlässt … - Wie Humanwissenschaften mit Wasser denken
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2022)
Im Rahmen von Konzepten, die in den Geistes-, Sozial- bzw. Kulturwissenschaften gebraucht werden, um Wasser zu erforschen, skizziert der Text eine Sichtweise aus der Empirischen Kulturwissenschaft. Es wird auf der Basis der Annahme argumentiert, dass Menschen und Wasser zahlreiche Beziehungen zueinander eingehen, an denen Technologien ebenso wie mehr-als-menschliche Organismen beteiligt sind. Vier Arten, wie solche Beziehungen strukturiert sein können, werden unter den Begriffen modernes Wasser, urbanes Wasser, virtuelles Wasser und digitales Wasser vorgestellt.