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Ethohydraulische Tests zur Optimierung der Fangkammer einer Fischaufstiegsanlage

Ethohydraulische Tests zur Optimierung der Fangkammer einer Fischaufstiegsanlage
Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Frauke König, Dipl.-Ing. Katrin Läkemäker

Auftraggeber: Vattenfall Europe Generation AG

Projektpartner: Institut für angewandte Ökologie

 

Problemstellung

Am Nordufer des Wehrstandortes Geesthacht an der Elbe wird derzeit eine neue Fischaufstiegsanlage errichtet. Unter anderem wird nach der Fertigstellung der Fischaufstiegsanlage im Rahmen eines mehrjährigen fischökologischen Monitoringsmit Hilfe einer fest installierten Kontrollstation eine tägliche Zählung aller Neunaugen und Fische erfolgen, die diesen Doppelschlitzpass erfolgreich aufgefunden und passiert haben.
Bei der Konzeption der Kontrollstation für die FAANord stand neben Aspekten des maximal schonenden Fanges von Aufsteigern in einer strömungs- und turbulenzarmen Fangkammer die Frage im Vordergrund, wie der Einstieg gestaltet und dimensioniert werden muss, damit sowohl boden- und oberflächenorientierte Fischarten, als auch Arten unterschiedlicher Morphologie wie Plattfische, aalartige und hochrückige Arten sowie besonders große Arten bzw. Exemplare gleichermaßen ungehindert in die Fangkammer hinein schwimmen. Hierzu wurden ethohydraulischen Untersuchungen zur Optimierung der Fangwirkung des Einstiegs in die Fangkammer in drei Teststaffeln am wasserbaulichen Versuchslabor des Instituts für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) durchgeführt.

 

Modellbeschreibung

Die Fangkammer wurde im Maßstab 1:1 nachgebildet, um eine größtmögliche situative Ähnlichkeit zu gewährleisten. Auf diese Weise wurde sichergestellt, dass sich die Labor­befunde zur Wirkung und Effizienz der Einstiegsgestaltung einschließlich der peripheren Konstruktionselemente unmittelbar auf die Freilandsituation übertragen lassen.

In einem ersten Schritt wurde das Modell entsprechend des zu erwartenden Naturzustandes kalibriert. Anschließend wurden verschiedene Fischprobanden in das Modell eingesetzt und deren Verhalten analysiert. Das Versuchssetup wurde so lange verändert bis sich eine für das Einschwimmen der Fische optimale hydraulische Signatur ergab. Dabei wurde die hydraulische Signatur durch eine statistische Analyse von 3D-Fließgeschwindigkeits-messungen ermittelt. Die Messungen erfolgten hochaufgelöst und automatisiert mit einem Acoustic Doppler Velocimeter.

 

Ziele der Modellversuche

  • Entfalten die im Winkel von 30° zur Hauptströmung auf den Reusentrichter zulaufenden Horizontalrechen eine Leitwirkung für Fische?
  • Beeinflussen Totwasserzonen die Orientierung und das Aufschwimmverhalten der Fische?
  • Werden die Fische unabhängig von der Position, aus der sie die Fangkammer anschwim­men, zuverlässig über den sich verjüngenden Trichter bis in die Fangkammer zugeführt?
  • Werden oberflächen- und bodennah schwimmende Fische von der Trichterdecke und dem Trichterboden zuverlässig in Richtung seiner Verjüngung geleitet?
  • Ist die Passierbarkeit für alle Arten gewährleistet?
  • Wirken sich hell/dunkel-Übergänge vor und im Reusentrichter auf das Verhalten der Fische aus?
  • Evaluation der hydraulischen Auswirkungen der am Zulauf eingebauten Leit- und Reusenanlage auf das Strömungsgeschehen