Konzeption und Anreize zur Verbesserung der Durchgängigkeit saarländischer Fließgewässer. Dipl.-Ing.(FH) Harry Scheer. Saarbrücken,

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1 Konzeption und Anreize zur Verbesserung der Durchgängigkeit saarländischer Fließgewässer Dipl.-Ing.(FH) Harry Scheer Saarbrücken,

2 Konzeption und Anreize zur Verbesserung der Durchgängigkeit saarländischer Fließgewässer Gliederung 1. Durchgängigkeit warum? Ansprüche der Gewässerlebewesen Ansprüche des Gesetzgebers 2. Durchgängigkeit aber wie? Wanderhindernisse Bauformen für Aufstiegshilfen 3. Durchgängigkeit im Saarland Bewirtschaftungsplan Wasserrahmenrichtlinie Durchgängigkeitskataster für saarländische Fließgewässer Förderung nach Zuwendungsrichtlinie Aktion WasserLeben Seite 2

3 Durchgängigkeit warum? Anforderungen der Gewässerlebewesen Anforderungen des Gesetzgebers Seite 3

4 Standortverlagerungen im Längskontinuum: 1. Langdistanzwanderer (diadrome Arten Wechsel Salzwasser/Süßwasser) Anadrome Arten (Bsp. Atlantischer Lachs, Meerforelle) Katadrome Arten (Bsp. Aal) 2. Mittel- und Kurzdistanzwanderer Potamodrome Arten, Binnenwanderungen (Bsp. Bachforelle, Äsche, Bachneunauge etc.) 3. Kompensationswanderer: Ausgleich Driftverlust Kleinfische, Makrozoobenthos (Kompensationsflug bei Insekten) Seite 4

5 Gründe für Wanderungen: biologische Notwendigkeit und meist fester Bestandteil des Lebenszyklus Laichwanderungen Wechsel zwischen Teillebensräumen (z. B. Wanderung der Jungfische zu den Adult-Habitaten) Nahrungssuchverhalten Ausweichen Prädatorendruck (jahreszeitlich, tageszeitlich) Ausgleich der Besiedelungsdichte Wiederbesiedelung nach Störungen Aufsuchen von Winterquartieren Aufsuchen von Ruhezonen bei hohen Abflüssen Drift (insb. Eier und Brut), Driftkompensation (bei Insekten: Kompensationsflug) Seite 5

6 Beeinträchtigung der Durchgängigkeit (anthropogen/natürlich) Stoffliche Ursachen: Belastung durch Abwassereinleitungen (Eutrophierung, toxische Stoffe) Hydraulische Ursachen: permanentes oder periodisches Trockenfallen, extreme Abflussspitzen durch Einleitung von Oberflächenwasser Morphologische Ursachen: Abstürze, Gefällesprünge, Verrohrungen, Staubereiche Seite 6

7 Beeinträchtigung der Durchgängigkeit (anthropogen/natürlich) Stoffliche Ursachen: Belastung durch Abwassereinleitungen (Eutrophierung, toxische Stoffe) Hydraulische Ursachen: permanentes oder periodisches Trockenfallen, extreme Abflussspitzen durch Einleitung von Oberflächenwasser Morphologische Ursachen: Abstürze, Gefällesprünge, Verrohrungen, Staubereiche Seite 7

8 Durchgängigkeit warum? Anforderungen der Gewässerlebewesen Anforderungen des Gesetzgebers Seite 8

9 Rechtliche Grundlagen: Erreichen des guten ökologischen Zustands (bzw. Potentials) nach 27 WHG (Wasserhaushaltsgesetz) und EG-WRRL (Wasserrahmenrichtlinie) Wassergesetze der Bundesländer Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG) bei Gewässerausbau (zumindest Vorprüfung) Naturschutzrechtliche Regelungen (Bundesnaturschutzgesetz, Landes-) ggf. Verträglichkeitsprüfung nach NATURA 2000 Fischereigesetze (Abstimmung mit Fischereibehörden) Seite 9

10 EG Wasserrahmenrichtlinie: Durchgängigkeit ist eine der hydromorphologischen Qualitätskomponenten, die zur Unterstützung der Einstufung der biologischen Komponenten dienen. Zusammen mit den eigentlichen biologischen Qualitätskomponenten: Phytoplankton, Makrophyten / Phytobenthos, (Makro-) Zoobenthos und Fischfauna sowie weiteren chemischen und physikalisch-chemischen Unterstützungskomponenten erfolgt hieraus die Einstufung des ökologischen Zustands Seite 10

11 EG Wasserrahmenrichtlinie: Qualitätsziel Guter ökologischer Zustand : Arten können in Zusammensetzung und Abundanz geringfügig von den typspezifischen Gemeinschaften abweichen, d.h. bestimmte anthropogene Störungen werden toleriert und einzelne Arten bzw. Altersstufen können fehlen. (EG-WRRL Anhang V Seite L 327/40) Grundsätzlich müssen nicht alle Wanderbarrieren durchgängig sein! Durchgängigkeit ist immer in Kombination mit den anderen ökologischen Qualitätskomponenten zu betrachten Seite 11

12 Durchgängigkeit aber wie? Wanderhindernisse Bauformen für Aufstiegshilfen Seite 12

13 W a n d e r h i n d e r n i s s e Sohlenbauwerke DIN Teil 2 Kreuzungsbauwerke DIN Teil 1 Längsverbau Sohlstufen Schwellen Durchleitungsbau werke Abstürze Absturztreppen Sohlrampen Sohlgleiten Stützschwellen Grundschwellen Sohlschwellen Brücke Durchlass Furt Massivsohlen und Uferverbau Seite 13 13

14 Sohlenbauwerk/Sohlstufen Absturz / Absturztreppen (Kaskaden) Bauweise: Absturzwand, lotrecht oder steil geneigt oft mit Sturzbett oder Tosbecken Überfallstrahl löst sich von der Wand ab oder liegt an unterschiedliche Bauarten und -materialien Seite 14 Graphik: aus R.-J. Gebler (1991) 14

15 Sohlenbauwerk/Sohlstufen Absturz /Absturztreppen Absturztreppe Absturz Seite 15 Fotos: Werner Gleim und Michaela Tremper 15

16 Sohlenbauwerk/Sohlstufen Sohlengleite Besonderheiten Für die meisten aquatischen Lebewesen kein Hindernis, wenn die Gleite flacher als 1:20 ist!!!! Bauweise Gefälle zwischen etwa 1:10 und etwa 1:30 auf rauer Oberfläche weitgehende Energieumwandlung erreichbar gute Anpassung an Gelände unterschiedliche Bauformen, z. B. geschüttet oder gesetzt Seite 16 Graphik: aus R.-J. Gebler (1991) 16

17 Sohlenbauwerk/Sohlstufen Sohlengleite Ehemaliges Wehr Niedaltdorf, Nied, Foto: Achim Schmidt Foto: Thomas Paulus Seite 17 17

18 Sohlenbauwerk Stützschwelle Grundschwelle - Sohlenschwelle Stützschwelle Grundschwelle Sohlschwelle ragen weit über die Sohle hinaus Krone so hoch, dass sich Fließwechsel einstellt wie festes Wehr Verringerung des Energiegefälles im OW erhebliche Energieumwandung am Bauwerk Seite 18 ragen nur wenig über die Sohle hinaus Fließwechsel mit Deckwalze nur bei kleinen Abflüssen bei großen Abflüssen keine Gefälle vermindernde Wirkung dienen Schubstabilisierung und Niedrigwasseraufhöhung mit Sohle bündig legen die Sohle örtlich fest Schubstabilisierung (Sohlengurte) Graphik: aus R.-J. Gebler (1991) 18

19 Sohlenbauwerk Stützschwelle Seite 19 Foto: Werner Gleim Foto: Werner Gleim 19

20 Sohlenbauwerk Grundschwelle Seite 20 Foto: Werner Gleim 20

21 Sohlenbauwerk Sohlenschwelle Foto: Werner Gleim Seite 21 21

22 Kreuzungsbauwerke W a n d e r h i n d e r n i s s e Sohlenbauwerke DIN Teil 2 Kreuzungsbau Werke DIN Teil 1 Längsverbau Sohlstufen Schwellen Durchleitungsbau werke Abstürze Absturztreppen Sohlrampen Sohlgleiten Stützschwellen Grundschwellen Sohlschwellen Brücke Durchlass Furt Sohl- und Uferbesfestigung Seite 22 22

23 Formen von Durchlässen Seite 23

24 Kreuzungsbauwerke fehlendes Substrat Absturz Unsachgemäß verlegte Rohrdurchlässe keine Substratauflage zu hohe Sohllage Fotos: Werner Gleim Seite 24 Im Unterwasser glatte Rampe 24

25 Kreuzungsbauwerke so sind Durchlässe passierbar Seite 25 Fotos: Werner Gleim 25

26 Weitere Wanderungshindernisse Seite 26 Fotos: Werner Gleim

27 Behinderung der Abwärtswanderung: Wasserkraftanlagen -Turbinen -Schutzrechen, bei starker Strömung hoher Anpressdruck Verletzungen, Verenden von Fischen Folgen mehrere WKA aufeinander, so potenzieren sich die Schädigungen Dringender Bedarf an Forschung und Entwicklung wirkungsvoller Schutzeinrichtungen für den Fischabstieg an Wasserkraftanlagen. Seite 27

28 Durchgängigkeit aber wie?. Wanderhindernisse Bauformen für Aufstiegshilfen Seite 28

29 Herstellung der Durchgängigkeit an einem Wanderhindernis 1. Naturnahe Umgestaltungsmöglichkeiten 1.1 Abriss 1.2 Umgehungsgerinne 1.3 Sohlgleiten (raue Rampen) 2. Technische Fischaufstiegsanlagen 2.1 Beckenpass 2.2 Schlitzpass (Vertical-Slot-Pass) 2.3 Raugerinne-Beckenpass 2.4 Denilpass 2.5 Sonderformen (Fischaufzug, Fischschleuse) Seite 29

30 Naturnahe Umgestaltungsmöglichkeiten Umgehungsgerinne Seite 30

31 Sohlenrampen und -gleiten Seite 31

32 Technische Fischaufstiegsanlagen Beckenpass Seite 32

33 Technische Fischaufstiegsanlagen Schlitzpass (Vertical-Slot-Pass) Seite 33

34 Technische Fischaufstiegsanlagen Raugerinne-Beckenpass Seite 34

35 Technische Fischaufstiegsanlagen Denilpass rel. starkes Gefälle Energieabbau durch Gegenströmung kein Sedimenteinbau möglich, dadurch meist nicht für Makrozoobenthos durchgängig nur für Schnell- Schwimmer geeignet Seite 35

36 Technische Fischaufstiegsanlagen Sonderformen (Fischaufzug, Fischschleuse) Seite 36

37 Durchgängigkeit im Saarland Bewirtschaftungsplan Wasserrahmenrichtlinie Durchgängigkeitskataster für saarländische Fließgewässer Förderung nach Zuwendungsrichtlinie Aktion WasserLeben Seite 37

38 EZG Mosel Saar Fläche km² Niederschlag 908 mm/a Länge OWK gesamt km Gewässerdichte km/km² 0,4 Einwohner Waldfläche 35% Grünland 20% Ackerland 23 % Seite 38

39 Saarländische Fließgewässer Gesamtlänge: km Gesamtfläche EZG km 2 37 Fischarten Seite 39

40 Gewässer EZG > 10 km² Berichtspflichtig nach WRRL 113 Oberflächenwasserkörper (OWK) Gesamtlänge von 1056,9 km Einzugsgebietsfläche von km² Seite 40

41 Gewässer EZG > 10 km² 113 Oberflächenwasserkörper (OWK) Gesamtlänge von 1056,9 km Einzugsgebietsfläche von 2535,8 km² Seite 41

42 Seite 42

43 WRRL Bewirtschaftungsplan für das Saarland Durchgängigkeit: Mangelhafte bzw. fehlende Durchgängigkeit von Mosel und Saar für Langdistanzwanderer Die Forelle wurde zur Leitfischart für die Bewertung der Durchgängigkeit gewählt Festlegung der Vorranggewässer Prims, Blies und Nied auf Basis eines flächendeckenden Durchgängigkeitskatasters (DGKS) Seite 43

45 Durchgängigkeitskataster für saarländische Fließgewässer - DGKS Erste Version des DGKS von erstellt durch: AK Gewässer der Fachrichtung Geographie der Universität des Saarlandes in Zusammenarbeit mit dem SaarForst Landesbetrieb (Geländearbeit) Erfassung der Wanderhindernisse mittels Fernerkundung (Luftbildauswertung, Uni) und Begang der Gewässerabschnitte (SFL, mobile Feldcomputer ArcPad) Überarbeitung : Korrektur und Ergänzung vorhandener Datensätze, Schließung von Datenlücken, Überarbeitung der Bewertungsroutinen, GIS-basierte Ermittlung des Vernetzungspotenzials (neu) Überarbeitung des GIS-Projekts durch Integration der Geodaten in die Datenbank (Aufbau einer Geodatabase, Umwandlung der Shapefiles in Featureclasses) Seite 45

46 Durchgängigkeitskataster für saarländische Fließgewässer - DGKS Seite 46

47 DGKS - Bauwerkstypen Erfassung aller Bauwerkstypen mit potenzieller Barrierewirkung: Seite 47

48 Bewertungsschritte der DGKS - Datenbank 1. Bauwerksbezogene Bewertung 1.1 der Durchgängigkeit (für jeden Bauwerkstyp getrennt) 1.2 des Rückbaupotenzials (Nutzung/Funktion und Dimension) 2. Streckenbezogene Bewertung (Qualität der Biozönose, Habitatqualität) Abschätzung des Entwicklungspotenzials (Fischzonierung, morphologischer und biozönotischer Gewässertyp) 3. Vernetzungspotenzial undurchgängiger Bauwerke (neu seit Version 2011) - Hinzugewinn an durchgängiger Gewässerstrecke in Meter - Lagequotient kürzere/längere hinzugewonnene Strecke (im Idealfall = 1) Seite 48

49 Schematische Darstellung des Bewertungsprozesses Seite 49

50 Absturz Prims QBW-ID Seite 53

51 Seite 54

52 Seite 55

54 Seite 57

56 Seite 59

57 Ergebnisse: Gesamtzahl der erfassten Barrieren nach Bauwerkstyp Seite 60

58 Barrieren nach Bauwerkstyp an berichtspflichtigen Gewässern: Seite 61

59 Barrieren nach Durchgängigkeit an berichtspflichtigen Gewässern: Sa 700 Seite 62

60 Ausblick: Erneute Überarbeitung des DGKS in 2014 Erarbeitung eines Prioritätenkonzepts Durchgängigkeit auf Basis von fischereibiologischen Untersuchungen für Prims und Blies Ausweisung weiterer Prioritätengewässer im Bewirtschaftungsplan des 2. Bearbeitungszyklus WRRL Aktuelle Bewertung Durchgängigkeit nach LAWA Kriterien: OWK gesamt 113 sehr gut 15 gut 5 schlechter als gut 90 ungewiss 3 Seite 63

62 Zuwendungsrichtlinie Aktion WasserLeben Seite 65

63 Seite 66

64 Gefördert werden: Die eigentlichen Baumaßnahmen Seite 67

65 Höhe der Förderung: Seite 68

66 Beispiele : Maßnahmen aus dem Saarland Seite 69

67 Rohrdurchlass DN 1000, Düsterbach bei Wustweiler Seite 70

70 Wehr Prims bei Nalbach, Abbruch 2013 Seite 73

71 Wehr Prims bei Nalbach, Abbrucharbeiten Seite 74

72 Wehr Prims bei Nalbach, Standort nach Abbruch: Seite 75

73 WKA Mühle Conrad, Nied Seite 76

74 WKA Mühle Hamm, Prims bei Nalbach, Bau 2008 Seite 77

79 Verwendete Literatur: Handbuch Querbauwerke, 1.Auflage 2005 Broschüre Empfehlungen für die Wiederherstellung der linearen Durchgängigkeit bei Fließgewässern im Rahmen der Gewässerunterhaltung der GFG Gemeinnützige Fortbildungsgesellschaft für Wasserwirtschaft und Landschaftsentwicklung der DWA, Mainz Foliensammlungen und Präsentationen der GFG Fortbildungsgesellschaft, Mainz Erläuterungsbericht zum Durchgängigkeitskataster für saarländische Fließgewässer Seite 82

80 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Seite 83