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Fischaufstieg am Ruhrwehr Baldeney: Hybride Modelluntersuchungen zur Funktionsüberprüfung und -optimierung eines innovativen Fischliftsystems

Fischaufstieg am Ruhrwehr Baldeney: Hybride Modelluntersuchungen zur Funktionsüberprüfung und -optimierung eines innovativen Fischliftsystems
Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Frank Seidel, Dr.-Ing. Peter Oberle, Dr.-Ing. Mark Musall, Dipl.-Ing Philipp Schultz, Dipl.-Ing. Thomas Grafmüller

Links:

Förderung: Land Nordrhein-Westfalen

Auftraggeber: Ruhrverband

Planer: Hydro-Fischlift

Kooperationspartner: Büro für Umweltplanung, Gewässermanagement und Fischerei

Starttermin: 2013

Endtermin: November 2015

Problemstellung

Die Staustufe Baldeney ist mit einer Gewässeroberfläche von 2,64 km² und einer Stauhöhe von 8,7 m der größte Flussstau in der Ruhr. Die in den Jahren 1931 bis 1933 gebaute Stauanlage diente in der Vergangenheit in erster Linie als Flusskläranlage. Heute ist sie ein Sport-, Freizeit- und Naherholungsraum für die Region Essen und dient zudem der Energieerzeugung durch eine vom Energiekonzern RWE betriebene Wasserkraftanlage. An der vom Ruhrverband betriebenen Flussstaustufe soll gemäß den Vorgaben des deutschen Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) und der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) die (Fisch-) Durchgängigkeit hergestellt werden. Ziel ist es, für die Referenz-Fischarten, die in der Ruhr entsprechend der dortigen Gewässerausprägung zu erwarten sind, am Absperrbauwerk eine Wandermöglichkeit zwischen Unter- und Oberwasser zu schaffen.

Dazu hatte der Ruhrverband in den Jahren 2010/2011 eine Studie in Auftrag gegeben um verschiedene Varianten zur Herstellung der Fischdurchgängigkeit zu erarbeiten. Aufgrund der begrenzten Flächenverfügbarkeit und des großen Wasserspiegelunterschieds von knapp neun Metern ist dabei keine Lösung, die unter fischökologischen Gesichtspunkten ein hohes Maß an Effizienz gewährleistet und auch unter ökonomischen Gesichtspunkten wirtschaftlich vertretbar ist, gefunden worden.

Ab dem Jahr 2012 hat der Ruhrverband die Lösungssuche in Abstimmung mit den Fachbehörden und unter Beteiligung einer transdisziplinären Arbeitsgruppe wieder aufgenommen. Um Grundlagen für die Entwicklung neuer Entscheidungswege zu haben, wurden u. a. Datenerhebungen und Untersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, Aussagen zur klein- und großräumigen Auffindbarkeit von Teilbereichen des Unterwassers treffen zu können. Auf Basis eines 3D-numerischen Modells erfolgte die Analyse der Strömungssituation im Unterwasser der Staustufe bei unterschiedlichen hydrologischen Abflussszenarien sowie Betriebszuständen der Wasserkraftanlage. Zudem wurden neue Erkenntnisse zum Fischverhalten vor den Turbinenausläufen aus Freilandbeobachtungen (Sonar, Befischung) genutzt.

Aus den verschiedenen Untersuchungen resultierte schließlich die Empfehlung, ein neuartiges Fischliftsystem mit spezieller Vorkammer am bzw. im alten Rückpumpwerk zu positionieren. Zentrale Forderung an dieses System ist dabei eine kontinuierliche Bereitstellung des Fischaufstieges unabhängig vom Betrieb des Liftes. Mittels zweier wechselseitig beaufschlagter Hydro-Fischlifte, die an eine gemeinsame Vorkammer angeschlossen sind, kann solch ein kontinuierlicher Betrieb gewährleistet werden.

Da es sich bei dem Hydro-Fischlift in NRW um eine Fischaufstiegs-Sonderbauweise handelt, muss entsprechend der geltenden Erlasslage mittels geeigneter Untersuchungen die Funktionalität nachgewiesen werden. Hierzu wurde das Institut für Wasser- und Gewässerentwicklung in Kooperation mit dem Büro für Umweltplanung, Gewässermanagement und Fischerei (BUGEFI) beauftrag hybride Modelluntersuchungen, d.h. numerische, physikalische und ethohydraulische Untersuchungen durchzuführen.