Untersuchungen zur Optimierung des Fischaufstiegs am Stauwehr des Baldeneysees

Transkript

1 Untersuchungen zur Optimierung des Fischaufstiegs am Stauwehr des Baldeneysees 14. IFWW-Kolloquium Haltern, den Dr.-Ing. Michael Weyand, Markus Kühlmann Ruhrverband Abteilung Flussgebietsmanagement 1 1

2 Zielsetzung von Fischaufstiegen Fischwanderungen sind keine zufälligen Ortswechsel, sondern dienen dem Erhalt der Art. Fische wandern, um Laich abzulegen, Nahrung zu finden, Winterruheplätze aufzusuchen, zwischen Teillebensräumen hin- und herzuwechseln. Querbauwerke wie Stauanlagen zur Nutzung der Wasserkraft behindern oder unterbrechen die longitudinale Durchgängigkeit - also die Fischwanderung - in unseren Flüssen. Zum Erhalt der Artenvielfalt in den Gewässern und zur Bewahrung der heimischen Flüsse als ökologische Ressource für zukünftige Generationen ist die Durchgängigkeit eine Kernvoraussetzung. 2

3 Gesetzliche Grundlagen Die (Wieder)Herstellung der Durchgängigkeit eines Gewässers sowohl im Längskontinuum als auch in Richtung Aue ist eine der Kernzielsetzungen der Wasserrahmenrichtlinie. 3

4 Das Stauwehr Baldeney 4

5 Das Stauwehr Baldeney Durchführung einer Machbarkeitsstudie zur Herstellung der Durchgängigkeit mit Betrachtung von fünf möglichen Varianten Schlitzpass (Vertical-Slot-Pass) am rechten Ufer Raugerinne-Beckenpass (naturnahes Umgehungsgerinne) am rechten Ufer Schlitzpass (Vertical-Slot-Pass) im Bereich des Rückpumpwerks Fischschleuse im Bereich des Rückpumpwerks Fischaufzug im Bereich des Rückpumpwerks 5

6 Das Stauwehr Baldeney Schlitzpass (Vertical-Slot-Pass) am rechten Ufer 6

7 Das Stauwehr Baldeney Raugerinne-Beckenpass (naturnahes Umgehungsgerinne) am rechten Ufer 7

8 Das Stauwehr Baldeney 8

9 Das Stauwehr Baldeney Suchen nach einer Lösung für die ideale Position eines Fischaufstiegs am Wehr Baldeney unter Berücksichtigung folgender Aspekte: Großräumige Auffindbarkeit (Detektieren der Fisch-Wanderkorridore stromauf)? Ideale Einstiegsposition in die FAA (Kraftwerksbetrieb)? Kleinräumige Auffindbarkeit der geplanten Einstiegsposition? Ideale Position der FAA in der Wehranlage? Hierzu Durchführung von Sonar-Vermessungen des Gewässergrundes ADCP-Strömungsmessungen hydrodynamisch-numerische Modellberechnungen (3D-HN-Modellierung) Befischungen Sonaruntersuchungen zur Fischwanderung und zum Fischverhalten vor der Wehranlage 9

10 Untersuchungsergebnisse Beteiligte Institutionen 10

11 Untersuchungsergebnisse großräumige Auffindbarkeit 3D-HN-Modellierung mit Strömungsvektoren und ethohydraulischer Signatur aufsteigende Fische können einen Fischaufstieg im Bereich der Rückpumpwerks sehr gut auffinden. 11

12 Untersuchungsergebnisse kleinräumige Auffindbarkeit Didson-Sonaruntersuchung zu Fischwanderung / Fischverhalten (kleinräumige Auffindbarkeit FAA Rückpumpe) 12

13 Untersuchungsergebnisse kleinräumige Auffindbarkeit 13

14 Vorgesehener Fischaufstieg am Wehr Baldeney Einsatz des Fischliftsystems Roth Durchströmbarer, vertikal beweglicher Schwimmkolben mit ca. 13 m³ Wasservolumen Ausstiegsöffnung Weg zum Oberwasser ca. 3 m Q = 250 l/s Vorgesehen ist der alternierende Betrieb von zwei baugleichen Fischliften ca. 8,75 m 14

15 Vorgesehener Fischaufstieg am Wehr Baldeney Einsatz des Fischliftsystems Roth Einschwimmphase Aufstiegsphase Ausschwimmphase Absenkphase 15

16 Vorgesehener Fischaufstieg am Wehr Baldeney Räumliche Lage des Fischliftsystems Roth 16

17 Vorgesehener Fischaufstieg am Wehr Baldeney Räumliche Lage des Fischliftsystems Roth Fischliftsystem Einstieg FAA möglicher Einstieg in den Fischabstieg Geschwemmselrinne Ausstieg Fischabstieg 17

18 Vorgesehener Fischaufstieg am Wehr Baldeney Analyse des Funktionsverhaltens Untersuchungen zur idealen Ausrichtung der Lifte, zur Geometerie der Vorkammer sowie zu Leitströmung und Zusatzdotation 18

19 Vorgesehener Fischaufstieg am Wehr Baldeney Analyse des Funktionsverhaltens Anwendung eines 3D-HN Modells zur Abbildung der Strömungsverhältnisse in der Vorkammer Hier dargestellt das Strömungsbild für den Durchfluss durch den Fischlift (Q = 250 l/s) 19

20 Vorgesehener Fischaufstieg am Wehr Baldeney Analyse des Funktionsverhaltens Aufbau eines physikalischen Modells des Fischliftsystems im Maßstab 1:3 zur Verifizierung des Strömungsbildes in der Vorkammer mit Zusatzdotation (Q max = 1,3 m³/s) 20

21 Vorgesehener Fischaufstieg am Wehr Baldeney Analyse des Funktionsverhaltens 21

22 Vorgesehener Fischaufstieg am Wehr Baldeney Analyse des Funktionsverhaltens Durchführung ethohydraulischer Versuche im Maßstab 1:1 22

23 Vorgesehener Fischaufstieg am Wehr Baldeney Zusammenfassung des Untersuchungsprogramms Machbarkeitsstudie zur Herstellung der Durchgängigkeit Untersuchung großräumige Auffindbarkeit Untersuchung kleinräumige Auffindbarkeit Variantenstudien zur idealen FAA im Bereich des Rückpumpwerks Vorentwurfsplanung alternierendes Fischliftsystem Baldeney 3D-HN Simulation / Modellberechnung Fischlifte und Vorkammer Physikalisches Modell (Maßstab 1:2) und ethohydraulischer Test der Vorkammer und Zusatzdotation mittels Trogüberfall zur Erzeugung der benötigten Leitströmung Untersuchungen zum Lernverhalten von Fischen bei wiederholtem Einsatz im ethohydraulischen Test Physikalisches Modell des Fischliftes incl. Vorkammer (Maßstab 1:3) zur Validierung und Optimierung der Ergebnisse der 3D-HN Simulation Ethohydraulischer Test des Fischliftsystems im Maßstab 1:1 mit lebenden Fischen (10 Fischarten, z.b. Lachs, Aal, Barbe, Koppe, Elritze / ca. 700 Individuen aller Größen) 23

24 Vorgesehener Fischaufstieg am Wehr Baldeney Noch offene Fragestellungen 1. Finden alle Fischarten gut und ohne Zeitverzögerung in die Fischaufstiegsanlage und den Weg durch die Vorkammer zu den jeweiligen Lift-Eingängen? 2. Schwimmen die Fische in die Lifte ein? 3. Bleiben die Fische während der Einschwimmphase und bis zur Aufstiegsphase in den Lift- bzw. Fangkammern? 4. Können Negativ-Effekte bei hohem Fischaufkommen ausgeschlossen werden? 5. Schwimmen die Fische in der Ausstiegsphase ohne Zeitverzögerung aus den Liften ins OW hinaus? Die ethoydraulischen Tests müssen den Beweis für die Funktionsfähigkeit des Systems erbringen. Erst dann kann der Fischaufstieg in der vorgesehenen Form gebaut werden! 24

25 Dank an alle Beteiligten und die Unterstützung der Weiterentwicklung des Fischliftsystems durch das Land NRW 25

26 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 14. IFWW-Kolloquium Haltern, den Dr.-Ing. Michael Weyand, Markus Kühlmann Ruhrverband Abteilung Flussgebietsmanagement 26 26