Konsolidierung der ethohydraulischen Grundlagen für verzögerungsfreien Fischabstieg - II
Inhaltsverzeichnis
Kurzbeschreibung
Motivation und Zielstellung
Die Durchgängigkeit von Fließgewässern - in und entgegen der Fließrichtung - ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für das Erreichen des guten ökologischen Zustands und wird im Wasserhaushaltsgesetz gefordert. Während bei Fischaufstiegsanlagen in der Fachwelt anerkannte Vorgaben für deren Auslegung bestehen, fehlen wissenschaftlich fundierte und übertragbare Vorgaben insbesondere für die hydraulischen Bedingungen vor und in Bypasseinstiegen.
Mit Blick auf die Funktionen von Fischabstiegssystemen „Blockieren“, „Leiten“ und „Ableiten“ fehlt es vor allem dem Vorgang „Ableiten“ an hydraulischen Vorgaben für die Praxis.
Im Projekt OptiPass wurde ein Schwellenwert für den Parameter räumlicher Geschwindigkeitsgradient (kurz SVG für engl. Spatial Velocity Gradient) für die taxonomische Gruppe der Cyprinoidei mit Barben (Barbus barbus) definiert. Anhand dessen konnten Empfehlungen zur Konzeption von Bypässen besonders deren Einstiegs erarbeitet werden, sodass zukünftig ein verzögerungsfreier Abstieg bzw. Ableiten gewährleistet wird. Funktionsfähige Fischschutzsysteme vermindern somit den negativen Einfluss von Querbauwerken auf Fischpopulationen. In der Anschlussphase OptiPass II soll ein weitere Schwellenwert für den SVG für die Gruppe der Salmonidae mit Bachforellen (Salmo trutta) bestimmt werden.
Methodik
Zur Ermittlung des SVG-Schwellenwertes werdeen ethohydraulische Laborversuche durchgeführt. Der anhand der Ergebnisse aus OptiPass Phase I optimierte Bypass am Feldstandort in Shakhimardan (Usbekistan) soll auf eine verbesserte Funktionsfähigkeit untersucht werden.
Laborversuch in der Wasserbauhalle
Geplant ist die Untersuchung des Fischverhaltens mithilfe von Video-Tracking in drei Versuchssetups für zunächst eine Fischart, die Bachforelle (Salmo trutta) der taxonomischen Gruppe Salmonidae. Setup 1 bildet den Stand der Technik ab und soll die geringen Nutzungsraten aufzeigen. Setup 2 dient der gleichmäßigen Ausprägung des SVG und der Ableitung des Schwellenwertes anhand von Fluchtreaktionen mithilfe statistischer Algorithmen.
In Setup 3 soll der Schwellenwert nicht überschritten werden um eine Verbesserung der Nutzungsraten bei Einhaltung des Schwellenwerts nachzuweisen.
Die Tierversuche werden vom Partner IGF durchgeführt.
Feldversuche in Shakhimardan, Usbekistan
In OptiPass Phase I wurde in einer ersten Feldstudie gezeigt, dass auch im Freiland aus lokal, hohen SVG-Werten eine geringe Nutzungsrate resultiert. Dabei bot die Wasserkraftanlage in Shakhimardan (Usbekistan), welche durch das EU-Projekt Hydro4U gefördert wird, durch die Beteiligung des OptiPass-Projektpartners sje eine gute Gelegenheit. Die Anlage soll nun anhand der Empfehlungen aus dem OptiPass-Projekt baulich verändert werden. In OptiPass II soll die verbesserte Funktionsfähigkeit durch Monitoring bestätigt werden.
Ausblick
Abschließend sehen die Projektpartner vor ihre Ergebnisse in Form von Planungsempfehlungen in die Praxis zu überführen.
In OptiPass II ist es geplant ein Planung- und Optimierungstool zu entwickeln, welches die definierten Schwellenwerte berücksichtigt.
Medien
Die drei Grundfunktionen eines Fischabstiegssystems, die für den Schutz der stromabwärts wandernden Fische an einer Wasserkraftanlage erfüllt sein müssen. © Ecologic Institut & IGF Jena
Versuchsrinne in der Wasserbauhalle der TUD, im Ausschnitt wird das Beobachtungsgebiet im Bereich vor und im Bypasseinstieg dargestellt, der grüne Einbau stellt Setup 1 dar, die Kombination aus gelbem und grünem Einbau bildet Setup 2 ab. © Konrad Sarodnik
Draufsicht auf den Schwimmpfad einer Barbe in Labor-Experiment 7 des Setups 1 bis zum Verharren vor dem Bypasseinstieg aus OptiPass I. © Tom Rößger
Schutzrechen und Bypass am Wehr Shakhirmardan, welcher optimiert und im Rahmen von OptiPass als Feldstandort untersucht wird. © Erkin Karimov, Projekt Hydro4U
Projektdaten
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Kerninformation |
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Website |
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Zeitraum |
08/2025 - 08/2026 |
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Art der Finanzierung |
Drittmittel |
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Fördermittelgeber |
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) |
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TUD Forschungsprofillinien |
Energie, Mobilität und Umwelt › Wasserforschung |
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Ziele für Nachhaltige Entwicklung (SDGs) |
SDG 14 – Leben unter Wasser |
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Schlagwörter |
Fischabstieg, Bypässe, Ethohydraulik, Physikalische Modellierung |
Projektleitung
© Andrè Terpe
Professor
NameHerr Prof. Dr.-Ing. Jürgen Stamm
Institutsdirektor, Professur Wasserbau, Bereichssprecher
Eine verschlüsselte E-Mail über das SecureMail-Portal versenden (nur für TUD-externe Personen).
Besuchsadresse:
Beyer-Bau, Raum 106 George-Bähr-Str. 1
01069 Dresden
Sprechzeiten:
Termine nur nach vorheriger Absprache (telefonisch oder Email)
Projektkoordination & -bearbeitung
© André Terpe
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameHerr Dipl.-Ing. Tom Rößger
Eine verschlüsselte E-Mail über das SecureMail-Portal versenden (nur für TUD-externe Personen).
Besuchsadresse:
Beyer-Bau, Raum 104 George-Bähr-Str. 1
01069 Dresden
Projektpartner:innen
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Partner:in |
Typ |
Website |
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Institut für Gewässerökologie und Fischereibiologie Jena (IGF) |
Extern |
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sje Ecohydraulic Engineering GmbH (SJE) |
Extern |
Publikationen
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Weitere Informationen
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Förderung
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (FKZ: 40187/01-33/2)
