Eigenschaften und Besonderheiten von Bachforellen- / Äschenlaichplätzen an der Gr. Mühl Fallbeispiel Schlägler Wehr

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1 Eigenschaften und Besonderheiten von Bachforellen- / Äschenlaichplätzen an der Gr. Mühl Fallbeispiel Schlägler Wehr CHRISTOPH HAUER Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und konstruktiven Wasserbau 1

2 Inhalt Einleitung Ziele Untersuchungsgebiet Methodik Ergebnisse Diskussion Schlussfolgerungen 2

3 Einleitung Pielach Alm Ybbs umfangreiches Wissen über Laichhabitate in Kiesbettflüssen vorhanden. Eipakete Jungwirth et al., 2003 kaum Studien (auch international) in kristallinen Einzugsgebieten durchgeführt. 3

4 Große Mühl Plane river bed Morphologie (Montgomery & Buffington, 1997): geringe Breiten -Tiefenrelationen, keine regelmäßigen Furt-Kolk Abfolgen; Plane river bed dominierendes Substrat: Sand Grobkies Charakteristisches Laichsubstrat wie Feinkies (0.2 2 cm) oder Kies (2 6.3 cm)? Wo sind die Laichhabitate der Leitfischarten in der Gr. Mühl zu finden? 4

5 Ziele die hydraulisch-morphologischen Bedingungen der Laichplätze an der Gr. Mühl zu charakterisieren. abiotische Zusammenhänge (Fließgeschwindigkeiten, Korngrößen) zu dokumentieren, um diese in Zukunft für die Restrukturierung von Laichplätzen zu verwenden (gültig für kristalline Einzugsgebiete des Mühl- und Waldviertels). die Überprüfung der Hypothese, dass Leitfischarten (z.b. Bachforelle, Äsche) auf Grund der flussmorphologischen Rahmenbedingungen ein spezielles Laichverhalten zeigen. 5

6 Untersuchungsgebiet Große Mühl entspringt in Bayern (D) am Fuße des Dreisesselbergs (1160 m.ü.a.) Flussmorphologie: plane bed river (kaum Kiesbänke, domierendes Substrat: Grobkies, Sand) Einzugsgebietsgröße: km 2 Länge: 71 km J Untersuchungsgebiet Schlägler Wehr: vor 1700 // Baumgartenmühle: 1578 Migrationshindernisse (Höhe: > 2m / keine Fischaufstiege) (J) Laichhabitate von Äsche und Bachforelle abgeschlosser Bereich: Gesamtlänge von 482 m benetzte Fläche (Mittelwasser: 5.45 m 3 s -1 ): 8,856 m 2 frei fließender Abschnitt (I) flussab von Wehr 2: 86 m Stand: Juni

7 Methodik terrestrische Vermessung (Theodolit Leica TC 805) - profilweise Geländeaufnahme (n=28) - zusätzliche Punkte an Bruchkanten (z.b. Uferböschungen) Geländemodell (DTM) Grundlage für hydrodynamische Simulation Simulation: zweidimensionales Abflussmodell (Hydro_AS-2d) + Sedimenttransport (Hydro_GS) Fließgeschwindigkeitsmessungen mit P.-EMS Sonde (Messbereich von ms -1 ) Sedimentproben an den Äschen- und Bachforellenlaichplätze: - 3 Proben von der Oberschicht - 3 Proben von der Unterschicht entnommen nach der Inkubationszeit der Äschenlarven (22. Juni 2008) Elektrobefischung (flussab der Laichhabitate): Rückenaggregat (5 kw, 400 V and 12 A) (14. Juni 2008; Wassertemperatur = 8.5 C) Videoaufnahmen von adulten Äschen während der Laichzeit im Frühjahr

8 Detail: Digitales Geländemodell (DTM) Laichhabitate (S.t., Th.th.) Schütz 8

9 Laichhabitate von Äsche (Th.th.) und Bachforelle (S.t.) Salmo trutta f.f (8.5 C) (6.5 C) Thymallus thymallus (5 C) Streichwehr Ablaichen Äsche Ablaichen Bachforelle Sedimentproben (3) Sedimentproben (2) Sedimentproben (1) 9

10 Ergebnisse Längenschnitt der Untersuchungsstrecke bei Niederwasser = 1.5 m 3 s -1 Schütz KUK: m.ü.a. Laichhabitate Hochwässer entscheidend für Neu- und Umbildung von Laichplätzen. 10

11 Einzugsgebiet Gr. Mühl precipitation gauge HZB-Nr gauge Gr. Mühl River HZB-Nr gauge Klafferbach HZB-Nr HW Dezember 1993 precipitation gauge HZB-Nr precipitation gauge HZB-Nr Untersuchungsgebiet Pegel Furthmühle gauge St. Mühl River HZB-Nr Maximalabfluss: 61.9 m 3 s -1 Hochwasserjährlichkeit: 5 11

12 2D-Numerischer Abflusssimulation (Q max = 61.9 m 3 s -1 ) tiefengemittelte Fließgeschwindigkeiten (ms -1 ): - gesamtes Untersuchungsgebiet tiefengemittelte Fließgeschwindigkeiten (ms -1 ): - Detail: Laichhabitate 12

13 I) Sohlschubspannung A B C Hochwasserscheitel (61.9 m 3 s -1 ) Sohlschubspannung [Nm -2 ] II) C B A) Ablagerung von Feinmaterial B) Stabilität Feinkies (2 mm - 2 cm) C) Stabilität Kies (2 cm cm) HW: Laichhabitate A 13

14 Sedimenttransportmodellierung (Hydro_GS) Einzelkornmodell d m = 8 mm Meyer-Peter, Müller Formel (1948) 14

15 Video_Laichhabitate Äsche (March / April 2008) 15

16 Messergebnisse (Habitatnutzung) Wassertiefe 0.77 m 0.96 m percentage finer [%] sohlnahe Fließgeschwindigkeit (3 cm über Grund) 0.2 ms ms grain size [mm] s.l._1 s.l._2 s.l._3 sbs.l._1 sbs.l._2 sbs.l._3 Oberschicht: 7.8 mm mm Unterschicht: 8.1 mm mm 16

17 Überprüfung der Hypothese: Äschen und Bachforellen schwimmen flussab zu den Laichhabitaten weir 2 I K: Wehrkanal J K Gr. Mühl River N enclosed reach weir 1 monastery Schlägl [m] modelling reach 1 Äsche (männlich) I: Äschenhabitate während des Sommers 17

18 Bachforellenlaichplätze (Freibad Aigen- Schlägl) Aufweitungen (künstlich oder natürlich) führen zu einer Reduktion der Transportkräfte (Sohlschubspannung) und somit zur Ablagerungen von transportiertem Material. künstliche Aufweitung: Ablagerung von Grobkies Ablagerung von Kies Laichhabitate : 6.5 C : 5.0 C 18

19 Bachforellenlaichgruben (Freibad Aigen-Schlägl) Kamerafahrt 19

20 Diskussion (1) Restaurationskonzepte (Wheaton, 2004): (1) Geschiebezugabe (2) Veränderungen der Gewässergeometrie (z.b. Aufweitungen) (3) Verbesserung bestehender Laichplätze (z.b. Auflockern des Substrates) Für Restaurationsprojekte ist die hydrodynamische Simulation als wertvolles Werkzeug anzusehen, um verschiedene Szenarien bereits im Vorfeld zu testen bzw. Unsicherheiten in der Projektsdurchführung zu minimieren (Pasternack et al., 2005). Overton (1984): 40% - 80% der potenziellen Äschenlaichplätze werden jedes Jahr genutzt. Guthruf (1996): 30 % der dokumentierten Äschenlaichhabitate sind im Bereich von ehemaligen Bachforellenlaichplätzen zu finden. 20

21 Diskussion (2) Sempeski & Gaudin (1995): Wassertiefe: 0.10 m m Fließgeschwindigkeit: max: 0.48 ms -1 / min: 0.09 ms -1 Substrat: 20 mm 64 mm Witkowski & Kowalewski (1988): gleich der Bachforelle, zeigt auch die Äsche ein ausgeprägtes homing im Laichverhalten. Parkinson et al. (1999): nach dem Ablaichen kehrten alle Äschen in die ursprünglichen Gewässerabschnitte zurück. Äschen sind weniger mobil als die im Herbst laichende Bachforelle. 21

22 Restwasserschnecke FWH Umbau der Wehranlage Restrukturierung durch (1) Geschiebezugabe: 4 m³ Rundkies

23 Schlussfolgerungen Die Isolation einer Äschenpopulation durch nicht passierbare Wehranlagen hat an der Gr. Mühl zu einem speziellen Verhalten im Bezug auf das Homing geführt. Nur durch eine flussab gerichtete Bewegung konnten geeignete Laichplätze erreicht und genutzt werden. Im Bezug auf die genutzten Habitate konnten keine nennenswerten Unterschiede (Korngrößen, Fließgeschwindigkeiten) zu bisherigen Studien aus dem Voralpengebiet (auch international) festgestellt werden. Konnektivität zu den Zubringern gilt als ganz entscheidend für kristalline Flüsse, da auf Grund der natürlichen Flussmorphologie (Grobkies, Sand) geeignete Laichplätze im Flussbett oft nur geringfügig ausgeprägt bzw. vorhanden sind. 23

24 Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und konstruktiven Wasserbau (IWHW) Dipl.-Ing. Dr. Christoph Hauer Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Muthgasse 107, A-1190 Wien Tel.: , Fax: christoph.hauer@boku.ac.at, 24