Methodenstandard zur Effizienzkontrolle von FAA in Mecklenburg-Vorpommern

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1 Dipl.-Ing. Torsten Ode - Natura et Cultura, Rostock Neubrandenburg, Dr. Ralf Bochert - AAR - Büro für ökologische Umweltbeobachtung, Göldenitz Dipl.-Biol. Dietmar Lill - NAWA GbR, Ikendorf Dr. Arno Waterstraat - GNL, Kratzeburg

2 1. Ausgangslage 2. Herleitung und fachliche Grundlagen 3. Anwendung 3.1 Auswahlverfahren 3.2 technisch-hydraulische Charakterisierung 3.3 biologische Kontrolle 3.4 Vergleich mit anderen Standards 4. Ausblick Gliederung

3 Auswertung durchgeführter Effizienzkontrollen zu wenige Fische für eine statistisch gesicherte Auswertung methodische, statistische Defizite Bisherige Kontrollen: nicht als Referenzgrundlage geeignet Empfehlung: BWK (2006) Technisch-Hydraulische Charakterisierung Biologische Kontrolle mit 30 Untersuchungstagen Ausgangslage

4 Auswertung durchgeführter Effizienzkontrollen zu wenige Fische für eine statistisch gesicherte Auswertung methodische, statistische Defizite Bisherige Kontrollen: nicht als Referenzgrundlage geeignet Empfehlung: BWK (2006) Technisch-Hydraulische Charakterisierung Biologische Kontrolle mit 30 Untersuchungstagen Stand 2009: 268 bestehende FAA ohne Effizienzkontrolle Verfahrenserprobung einer alternativen & wirtschaftlich vertretbaren Bewertungsmethode fibs Ausgangslage

5 Ansatz: Die ökologische Wirksamkeit einer FAA lässt sich mittels fibs bewerten Indirekter Nachweis der Funktionsfähigkeit Referenz: aktueller Unterwasserbestand Voraussetzungen: Kenntnis über den Zustand vor Herstellung der Längsdurchgängigkeit Null-Befischung vor Umbau Mittelfristiger Zeitraum seit Herstellung der Längsdurchgängigkeit frühestens 3 Jahre nach Umbau Verfahrenserprobung einer alternativen & wirtschaftlich vertretbaren Bewertungsmethode fibs Ausgangslage

6 Technisch-hydraulische Charakterisierung Elektrobefischung repräsentativer Abschnitte unter- und oberhalb der FAA (6 Termine) Statistische Auswertung Clusteranalysen (Verwendung des Bray-Curtis-Index) Signifikanztest Bewertung der Befischungsergebnisse oberhalb der FAA mittels fibs (8.0.6a) Referenz: mittlere Dominanzen Unterwasser Keine signifikanten Unterschiede in der Clusteranalyse / fibs fibs für die Fragestellung offensichtlich nicht geeignet! Verfahrenserprobung einer alternativen & wirtschaftlich vertretbaren Bewertungsmethode fibs Ausgangslage

7 Herleitung und fachliche Grundlagen

8 Komponenten der Effizienzkontrolle: Technisch-hydraulische Standortcharakterisierung Erfassung technischer und hydraulischer Parameter zur Bewertung der Auffindbarkeit und Passierbarkeit Biologische Kontrolle Evaluierung des tatsächlichen Fischaufstiegs & Bewertung der biologischen Anlagenfunktion Herleitung und fachliche Grundlagen

9 Karte der mittleren Abflüsse (Zeitreihe 1981 bis 2010) Herleitung und fachliche Grundlagen Auswahl der Untersuchungsmethode

10 Prioritätenkonzept: Je höher der Handlungsbedarf und je bedeutender das Vorranggewässer, umso negativer sind die Konsequenzen mangelhafter FAA Biologische Kontrollen an Standorten HB2 HB5 Herleitung und fachliche Grundlagen Prioritätenkonzept

11 Prioritätenkonzept: Je höher der Handlungsbedarf und je bedeutender das Vorranggewässer, umso negativer sind die Konsequenzen mangelhafter FAA keine Differenzierung in FAA / sonstige Bauwerke möglich Biologische Kontrollen an Standorten HB2 HB5 Technisch-hydraulische Standortcharakterisierung mit verringertem Aufwand für sonstige Bauwerke Herleitung und fachliche Grundlagen Prioritätenkonzept

12 Abfluss am Standort: limitierender Faktor für fundierte Bewertung der Fangergebnisse Karte der mittleren Abflüsse (Zeitreihe 1981 bis 2010) Standorte mit MNQ < 0,1 m³/s geringe Fangwahrscheinlichkeiten Aufwändige Kontrollen (> 3 Monate) Biologische Kontrollen nur an Standorten mit MNQ > 0,1 m³/s Herleitung und fachliche Grundlagen Karte der mittleren Abflüsse

13 MNQ am Standort Niedriger (HB 1) Handlungsbedarf laut Prioritätenkonzept Mittlerer (HB 2) Hoher (HB 3) sehr hoher (HB 4) Höchster (HB 5) < 0,1 m³/s v. A. v. A./THC v. A./THC THC > 0,1 m³/s v. A./THC THC+Bio20 THC+Bio20 THC+Bio20 THC+Bio30 v. A.: verringerter Aufwand (sonstige Bauwerke) THC: Technisch-hydraulische Standortcharakterisierung Bio20: Biologische Kontrolle mit 20 Untersuchungstagen Bio30: Biologische Kontrolle mit 30 Untersuchungstagen größere Zahl zu berücksichtigender Arten Anwendung Auswahlverfahren

14 Erfassungsblatt A: Technisch-hydraulische Standortcharakterisierung 1. Allgemeine Angaben Gewässer FAA-Standort Einzugsgebietsgröße am Standort [km²] Q 60±30d Q 300±30d Datum / Bearbeiter Pegelname Einzugsgebietsgröße am Pegel [km²] Durchfluss am Pegel [m³/s] Durchfluss am Standort [m³/s] Abschnittstypische minimale Fließgeschwindigkeit [m/s] Abschnittstypische maximale Fließgeschwindigkeit [m/s] Unterwasser Oberwasser Unterwasser Oberwasser Abschnittstypische Wassertiefe [m] Abschnittstypische Breite [m] Unterwasser Oberwasser Unterwasser Oberwasser Plausibilitätsprüfung 1. Auffindbarkeit Anordnung der Fischaufstiegsanlage Position des Einstiegs der Fischaufstiegsanlage Entfernung des Einstieges in die FAA zum Wanderhindernis [m] Mündungswinkel der FAA [ ] V min [m/s] Minimale und maximale Leitströmung V max [m/s] 3. Passierbarkeit Maximale sohlnahe Fließgeschwindigkeit an Engstellen V max [m/s] / Lokalität Maximale mittlere Fließgeschwindigkeit V mittel [m/s] in Becken / Lokalität Maximale Wasserspiegeldifferenz Δh zwischen den Becken [m] / Lokalität Mächtigkeit [m] Passierbarkeit der Sohle Rauhigkeit durchgängig [J/N] Minimale Länge von Becken oder beckenartigen Strukturen [m] / Lokalität Minimale Breite von Becken oder beckenartigen Strukturen [m] / Lokalität Minimale Wassertiefe im Wanderkorridor [m] / Lokalität Minimale Wassertiefe an Engstellen [m] / Lokalität Minimale Schlitzweite [m] / Lokalität Maximale Leistungsdichte p bei Q 60±30 [W/m³] Berechnung! Anwendung Technisch-hydraulische Charakterisierung

15 Erfassungsblatt A: Technisch-hydraulische Standortcharakterisierung 1. Allgemeine Angaben Gewässer FAA-Standort Einzugsgebietsgröße am Standort [km²] Q 60±30d Q 300±30d Datum / Bearbeiter Pegelname Einzugsgebietsgröße am Pegel [km²] Durchfluss am Pegel [m³/s] Durchfluss am Standort [m³/s] Abschnittstypische minimale Fließgeschwindigkeit [m/s] Abschnittstypische maximale Fließgeschwindigkeit [m/s] Unterwasser Oberwasser Unterwasser Oberwasser Abschnittstypische Wassertiefe [m] Abschnittstypische Breite [m] Unterwasser Oberwasser Unterwasser Oberwasser 2. Passierbarkeit Maximale sohlnahe Fließgeschwindigkeit an Engstellen V max [m/s] Maximale Wasserspiegeldifferenz Δh zwischen den Becken [m] Passierbarkeit der Sohle Minimale Wassertiefe im Wanderkorridor [m] Mächtigkeit [m] Rauhigkeit durchgängig [J/N] Minimale Wassertiefe an Engstellen [m] Anwendung Technisch-hydraulische Charakterisierung (verminderter Aufwand)

16 Nach BWK (2006): Methodenstandard für die Funktionskontrolle von FAA Funktionsindex (ohne Effektivität/Funktionalität): Artenselektivität Größenselektivität Normierte Aufstiegszahl Akkumulation/Sackgasseneffekte Methoden: Elektro- & Reusenfischerei Landesspezifischen Anpassungen Untersuchungszeitraum Herbstbefischung nicht zwingend erforderlich (fakultativ bei regelmäßigem bis häufigem Vorkommen von Forelle und Quappe) Elektrobefischungen nach fibs-standard (Synergieeffekte) Anwendung Biologische Kontrolle

17 Technisch-Hydraulische Charakterisierung Charakterisierung Wanderkorridor, Auffindbarkeit, Passierbarkeit Geometrische Grenzwerte: aktueller Stand des technischen Regelwerkes Charakterisierung Wanderkorridor, Auffindbarkeit, Passierbarkeit Geometrische Grenzwerte: fischartenspezifisch Dauer Biologische Kontrolle Methode/Bewertung Immer (Hauptwanderzeit der regelmäßig bis häufig vorkommenden Arten) mind. 30 Tage Elektro-/Reusenbefischung Funktionsindex Keine Notwendigkeit bei Einhaltung der geometrischen/ hydraulischen Grenzwerte & Sicherung Auffindbarkeit bei Nichteinhaltung mind. Funktionszeitraum mind. 300 Tage Elektro-/Reusenbefischung DWA (2006) M-V Charakterisierung Wanderkorridor, Auffindbarkeit, Passierbarkeit Geometrische Grenzwerte: fischartenspezifisch (aktuell DWA 2010) Nach BWK (2006) an Standorten mit mittlerem bis höchstem Handlungsbedarf und MNQ > 0,1 m³/s HB 2 - HB4 20 Tage HB 5 30 Tage Elektro-/Reusenbefischung Funktionsindex Anwendung Vergleich mit vorliegenden Standards

18 Fischdimensionierung als Grundlage für die Grenzwerte ist für die hydrologischen Bedingungen in M-V augenscheinlich zu hoch angesetzt Beispiel Brachsen: Ansatz DWA 0,70 m Wassertiefe (Becken): 0,63 m (Geometrie) Wassertiefe (Schlitz): 0,42 m Beispiel Wels: Ansatz DWA 1,60 m Beckenlänge: 4,80 m (Hydraulisch) Schlitzweite: 0,67 m rel. Anteil Artenspektrum: 14% gemessen: 0,43 m (Becken) max. Wassertiefe auf 1.000m (UW/OB): 0,35cm 0,20 m (Schlitz) Ausblick

19 Fischdimensionierung als Grundlage für die Grenzwerte ist für die hydrologischen Bedingungen in M-V augenscheinlich zu hoch angesetzt Beispiel Brachsen: Ansatz DWA 0,70 m Wassertiefe (Becken): 0,63 m (Geometrie) Wassertiefe (Schlitz): 0,42 m Beispiel Wels: Ansatz DWA 1,60 m Beckenlänge: 4,80 m (Hydraulisch) Schlitzweite: 0,67 m 61 % der bestehenden FAA liegen in Einzugsgebieten unter 100 km² Ausblick

20 Fischdimensionierung als Grundlage für die Grenzwerte ist für die hydrologischen Bedingungen in M-V augenscheinlich zu hoch angesetzt Beispiel Brachsen: Ansatz DWA 0,70 m Wassertiefe (Becken): 0,63 m (Geometrie) Wassertiefe (Schlitz): 0,42 m Beispiel Wels: Ansatz DWA 1,60 m Beckenlänge: 4,80 m (Hydraulisch) Schlitzweite: 0,67 m 61 % der bestehenden FAA liegen in Einzugsgebieten unter 100 km² dynamisches Abflussverhalten (ausgeprägte Winter-/Frühjahrsmaxima & deutliche Niedrigwasserextreme im Sommer) MNQ MHQ Ausblick

21 Fischdimensionierung als Grundlage für die Grenzwerte ist für die hydrologischen Bedingungen in M-V augenscheinlich zu hoch angesetzt Beispiel Brachsen: Ansatz DWA 0,70 m Wassertiefe (Becken): 0,63 m (Geometrie) Wassertiefe (Schlitz): 0,42 m Beispiel Wels: Ansatz DWA 1,60 m Beckenlänge: 4,80 m (Hydraulisch) Schlitzweite: 0,67 m 61 % der bestehenden FAA liegen in Einzugsgebieten unter 100 km² dynamisches Abflussverhalten (ausgeprägte Winter-/Frühjahrsmaxima & deutliche Niedrigwasserextreme im Sommer) Anpassung der geometrischen Grenzwerte für die Gewässer in M-V durch reproduktionsbiologische Überlegungen Ausblick

22 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit