Zur Berechnung der Schädigungsraten von Fischen bei der Turbinenpassage

Die physikalischen Belastungen von Fischen während der Turbinenpassage sowie die daraus resultierenden Schäden können ausgehend von Auslegungskriterien für hydraulische Maschinen, zu Schädigungsmechanismen und Wahrscheinlichkeitsbetrachtungen modelliert werden. Die Anwendung erklärt Differenzen bisheriger Modellansätze, verweist auf einen erheblichen Einfluss des Fischverhaltens auf die Schädigungsraten und zeigt eine grundsätzliche Eignung von Modellen zur Bewertung gewässerökologisch relevanter Größenordnungen.

Für das ökologische Management von Wasserkraftanlagen ist die Bewertung der Schädigungs- bzw. Mortalitätsraten von flussabwärtswandernden Fischen bei der Turbinenpassage von grundlegender Bedeutung. Neben experimentellen Ansätzen bestehen für Kaplan- und Francis-Turbinen Modelle zur Prognose der Schädigungsraten. Von besonderer Bedeutung sind hierbei Modelle, die die wesentlichen physikalischen Abläufe der Turbinenpassage berücksichtigen und somit eine breite Anwendbarkeit
sowie die korrekte Berücksichtigung verschiedener Betriebszustände in Aussicht stellen. Die Anwendbarkeit ist in der Praxis mangels ausreichender Kenntnis der zugrundeliegenden hydraulischen Parameter häufig beschränkt. Auch bestehen konkurrierende Modelle mit unklarer Abgrenzung der Aussagefähigkeit. Und schließlich
bedürfen auch diese physikalisch motivieren Modelle empirisch abgeleiteter Faktoren, um Zusammenhänge zwischen den berechenbaren physikalischen Belastungen und resultierenden biologischen Reaktionen herzustellen. Forschungsarbeiten zu verschiedenen Teilaspekten der Fischschädigung erlauben prinzipiell detaillierte und fundierte
Modellierungs-Ansätze, die vor allem in Verbindung mit hydronumerischen bzw. CFD-Studien genutzt werden. Sie erlauben jedoch auch die Entwicklung einfacher grundlagenbasierten Modellierungen mit breiter Anwendbarkeit. Der vorliegende Artikel zeigt die Grundzüge einer entsprechenden Modellierung und die Anwendung auf einen exemplarischen Datensatz. Die Anwendung verdeutlicht zudem den Einfluss verschiedener, bisher nicht berücksichtigter Aspekte.
Der Beitrag beschränkt sich auf Kaplan-Turbinen. Die Modellierungsmethodik kann für weitere Typen von Reaktions-Turbinen (z. B. Francis-, Diagonal-, Propeller-Turbine) entsprechend angepasst werden. Auch wird im gegebenen Rahmen nicht auf Fischart-spezifische Eigenheiten eingegangen.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 12 (Dezember 2020)
Seiten: 8
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Dipl.-Phys. Franz Geiger
Mathilde Cuchet
Prof. Dr. Peter Rutschmann

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