Untersuchung des Fischaufstieges an der neuartigen Fischschleuse am Kraftwerk Höllenstein/ Schwarzer Regen mit Hilfe eines Kamerasystems

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1 Untersuchung des Fischaufstieges an der neuartigen Fischschleuse am Kraftwerk Höllenstein/ Schwarzer Regen mit Hilfe eines Kamerasystems Dipl.-Biol. Maria Schmalz

2 Untersuchungsgebiet Weißer Regen Staudamm Blaibacher See Staumauer Höllensteinsee Pegel Sägmühle

3 Untersuchungsgebiet Fischschleuse Baujahr: Höllensteinsee: 5,6 km Staumauer: 19 m hoch Wasserspiegeldifferenz: 12,5 m WKA: 3 Francis-Schacht-Turbinen Schluckvermögen: 3 x 12,1 m³/s MQ: 18,0 m³/s

4 Kraftwerk Höllenstein Fotos mit freundl. Genehmigung Kraftwerk Höllenstein AG

5 Fischschleuse Höllenstein Ausströmer Einströmer Ausschwimmschütz Schleusenkammer Vorbecken Einschwimmschütz

6 Fischschleuse Höllenstein OW-Stand Einströmer Rohrsystem Ausströmer Turbine UW-Stand Ausschwimmschütz Schleusenkammer Einschwimmschütz

7 Fischschleuse Höllenstein Animation Fischer

8 Monitoringkonzept Reusenkontrollen nicht möglich (kein Platz, Wassertiefe zu groß) Kamerasystem mit gleichzeitiger Überwachung von Einschwimm- und Ausschwimmschütz Wasserdichte Kameras, Infrarotscheinwerfer Überwachungssoftware, PC-gestützt Monitoringphasen: 2014: 8 Wochen Frühjahr, 2 Sommer, 8 Wochen Herbst (127 Tage) Elektrobefischungen im Unterwasser 2015: 4 Wochen Frühjahr

9 Kamerasystem

10 Kamerasystem

11 Kamerasystem

12 Ergebnisse Videoauswertung Videosystem für Aufgabenstellung geeignet Fernwartung nur für einfache Vorgänge geeignet Einschränkung der Kamerasicht durch Trübung und Verschmutzung (Reinigung aller 1-2 Wochen) Arterkennung häufig möglich Größenerkennung eingeschränkt Keine 100 %-Überwachung der Öffnung möglich

13 Artname Lat. Name Video Video Ergebnisse Elektrobefischung Videoauswertung Unterwasser Oberwasser Aal Anguilla anguilla X x x Äsche Thymallus thymallus (x) Bachforelle Salmo trutta X x x Barbe Barbus barbus x x Blei Abramis brama x x Döbel Leuciscus cephalus X x? Flussbarsch Perca fluviatilis X x x Gründling Gobio gobio X x x Hasel Leuciscus leuciscus X x x Hecht Esox lucius X x Karpfen Cyprinus carpio gesichtet Kaulbarsch Gymnocephalus cernuus X x (X)? Nase Chondrostoma nasus x x Plötze Rutilus rutilus X x x Quappe Lota lota X x x Schleie Tinca tinca X x Schmerle Barbatula barbatula X Schneider Alburnoides bipunctatus X x x Ukelei Alburnus alburnus X x x Wels Silurus glanis x (x) Zander Sander lucioperca (x)

14 Ergebnisse Fische aus 12(-14) Arten beim Aufstieg nachgewiesen Höchster Tagesaufstieg: 220 Individuen

15 Ergebnisse Anzahl Fische [n] Öffnungsminute [min] Frühjahr n = 812

16 Ergebnisse 2014 Funktionsfähigkeit nach BWK-Methodenstandard Parameter Qualitätsklasse Funktionsindex Artenselektivität gut B 4 Größenselektivität gegenüber kleinen Individuen Gut B 4 Größenselektivität gegenüber großen Individuen Gut B 4 Normierte Aufstiegszahl Mäßig C 3 Sackgasseneffekte gut B 4 Mittelwert 3,8 Funktionsbewertung gut

17 Ergebnisse Einschwimmen Alle Arten des Unterwassers im Vorbecken nachgewiesen! (Gute Auffindbarkeit) Mehr Fische anstehend als im Oberwasser aufsteigend! Defizite beim Einschwimmverhalten beobachtet! (Kameras im UW waren sehr wichtig!) Ursachendiskussion Vibrationen: ausgeschlossen Chemische Einflüsse: ausgeschlossen Strömungsverhältnisse: Verringerung Strömung Beleuchtung: Beleuchtungseinheit Schleusungszyklus: Variation Einschwimmphase

18 Modifikationen : Beleuchtung UW Ab : Beleuchtung OW

19 Ergebnisse 2014 Vergleich anstehend aufsteigend durch Verhältnisbildung OW/UW ACHTUNG: kein echtes Verhältnis!! Aufzeigen von Tendenzen Verhältnis OW/UW 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, EP AP Strömung 100 % 50 % 50 %, Schütz auf Beleuchtung keine UW OW rtemp. [ C], Durchfluss [m³/s] Wasser OW/UW n/d Wassertemperatur Durchfluss

20 Schlussfolgerungen Tendenzen für wirksame Änderungen erkennbar kurze Einschwimmphasen Max. 25 min in Hauptaufstiegszeiten Ausschwimmphase: mind min, kann auch länger sein Beleuchtung Beleuchtung führt zu häufigeren Einschwimmereignissen, Tendenz für Verbesserung Aufstieg Empfohlen: Kombinationsbeleuchtung OW + UW Kein Einfluss: Änderung der Strömungsverhältnisse Weiterführung der Untersuchungen 2015!!

21 Frühjahr 2015 Einbau Beleuchtung OW und UW Kontrolle der Schleuse

22 Frühjahr 2015 Untersuchungsziel: Lichteinfluss Untersuchungsdauer 2 Wochen Wechsel zwischen Beleuchtung und Dunkelheit aller 2 Tage EP: 40 min Untersuchungsziel: Einfluss Schleusenzyklus Untersuchungsdauer 2 Wochen Drei verschiedene Längen der Einschwimmphase: 15 min, 30 min, 60 min Während aller Untersuchungsphasen: Länge Ausschwimmphase 45 min Beleuchtung angepasst an natürliche Lichtverhältnisse: von 6-20/21 Uhr Abiotische Parameter: Wassertemperatur, Durchfluss, Trübung

23 Zahlen, Zahlen, Zahlen Gesamtsumme Aufstieg: Fische gesichtet (nur im Infrarot sichtbare) Ca. 30 Massenaufstiege beobachtet ( sehr viele Fische über die gesamte Öffnungszeit) Problem Quantifizierung!!!! (Abschätzung Netto-aufstieg pro Minute) Massenaufstiege: zwischen 100 und mehr als 1000 Fische Annahme: deutlich überschätzt pro Massenaufstieg nur 100 Fische sehr vorsichtige Schätzung Fische Sichtbarkeit von Fischen: wenn Fische nur im Infrarot sichtbar Fehler von 50 % Hochrechnung: > Fische Grenzen des Videosystems (bzw. aller Erfassungssysteme)

24 Lichteinfluss Anzah hl Fische

25 Lichteinfluss Verhältnis im Unterwasser anstehender Fische zu aufsteigenden Fischen (OW/UW) Kein echtes Verhältnis! Berücksichtigung Wassertemperatur, Durchfluss OW/UW W ohne Licht mit Licht starke Trübung OW/UW MW WT MW DF Beleuchtung mit entscheidender Funktion!

26 Einfluss Dauer Einschwimmphase Verhältnis im Unterwasser anstehender Fische zu aufsteigenden Fischen (OW/UW) OW W/UW min 30 min 60 min Wassertempera atur [ C], Durchfluss [m³/s] OW/UW MW WT MW DF Keine eindeutige Tendenz, lange EP nicht nachteilig (?)

27 Dauer Ausschwimmphase Ergebnisse aus 2014 bestätigt Anzahl Fische [n] Öffnungsminute Einsetzen der Strömung

28 Ergebnisse Ausschwimmen Funktionsfähigkeit nach BWK-Methodenstandard Parameter Qualitätsklasse Funktionsindex Artenselektivität gut B 4 Größenselektivität gegenüber kleinen Individuen Gut B 4 Größenselektivität gegenüber großen Individuen Gut B 4 Normierte Aufstiegszahl gut B 4 Sackgasseneffekte gut B 4 Mittelwert 4 Funktionsbewertung gut

29 Fazit Modifikationen an der Fischschleuse führten zu Erfolg Beleuchtung als wichtigster Faktor! Dauer des Schleusenzyklus ohne klare Tendenz Empfehlung: AP min, EP in Hauptaufstiegszeit max. 20 min, außerhalb Hauptaufstiegszeit min Strömung in Schleusenkammer geeignet Sohlgleicher Abschluss wird gut angenommen Energetische Nutzung scheint durch Reduzierung Turbulenzen von Vorteil zu sein

30 Fazit Vorteile Fischschleuse Höllenstein Gute Integration in bestehende Bausubstanz Gute Anordnung bezüglich Turbinenauslauf Fische können sohlgleich ausschwimmen Überwindung WSP-Differenz sehr energiesparend möglich Gute Anpassungsmöglichkeiten Anpassung an schwankende OW-Stände problemlos möglich Durch energetische Nutzung guter Energieabbau für Schleusenkammer Permanente Leitströmung im Vorbecken positiv

31 Fazit Nachteile Fischschleuse Höllenstein Erschwerte Zugänglichkeit der Schleusenkammer aufgrund geschlossener Bauweise Entlassen der Fische in rel. große Wassertiefe Lange Druckanpassungsphase notwendig Grenzen bei Überwindbarkeit Höhenunterschied (Empfehlung: max. 15 m) Tiefenwasser muss chemisch unbedenklich sein (Sauerstoffgehalt)

32 Bau und Betrieb von Fischschleusen Auffindbarkeit muss gegeben sein Schleusenkammer möglichst groß und turbulenzarm Leitströmung in Kammer 0,3-0,5 m/s völlig ausreichend Sohlsubstrat wichtig sohlgleicher Anschluss auch im OW von Vorteil (Wassertiefe + Wasserqualität begrenzend) Beleuchtung bei allseits geschlossener Kammer essentiell Schleusungszyklus an Einzelfall anpassen (abhängig von Größe der Schleusenkammer, anstehender Fischmenge) Energetische Nutzung der Leitströmung unproblematisch (Einströmungsbereiche mit mm Schutzrechen!), bzw. von Vorteil Gleichzeitige Nutzung von Deelder-Schleusen als Hochwasserentlastung möglich Erfahrung mit schräger Kammer??? Alternative zu herkömmlichen Fischwanderhilfen Monitoring weiterhin sehr wichtig

33 Vielen Dank! An: Kraftwerk am Höllenstein AG Bayerisches Umweltministerium Fachberatung für Fischerei Niederbayern