Massnahmen zur Gewährleistung eines schonenden Fischabstiegs ...

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Eawag Fischabstieg bei grossen Kraftwerken 6.2. Technische Lösungen 6.2.1. Mechanische Barrieren Bei mechanischen Barrieren handelt es sich um Installationen, die das Eindringen von Fischen in gefährliche Bereiche oder Anlageteile von Wasserkraftwerken unterbinden, indem sie physisch die Fischpassage verhindern. Es handelt sich meist um Rechensysteme unterschiedlichster Ausprägung. Neben der rein mechanischen Barrierewirkung kommen noch eine optische sowie eine strömungstechnische Komponente dazu. Für die Funktionsfähigkeit sind die Parameter Stababstand (an die zu schützende Fischfauna anzupassen), Ausrichtung des Rechens <strong>zur</strong> Hauptströmung, Anströmgeschwindigkeit und anfallendes Geschwemmsel (Problem der Verlegung). Mechanische Barrieren und Leitsysteme sollten immer zusammen mit einem Bypass kombiniert werden, um die Fische nicht nur vor dem Eindringen in die Turbinen zu bewahren, sondern um ihnen auch einen sicheren, alternativen Abwanderkorridor zu bieten (Adam et al. 2005). Rechen Konventionelle Rechen haben primär die Funktion, die Turbinen vor Beschädigungen durch grobes Schwemmgut zu schützen. Der lichte Stababstand ist auf die Grösse und Bauart der Turbine ausgelegt. Je kleiner der Laufraddurchmesser, desto kleiner muss auch der Stababstand sein. Bei kleineren Stababständen wird auch mehr Geschwemmsel <strong>zur</strong>ück gehalten, das mittels Rechenreinigungsmaschinen entfernt und entsorgt werden muss. Ethohydraulische Tests haben gezeigt, dass Salmonidensmolts und potamodrome Fische mit Körperlängen < 20 cm, ebenso wie Aale mit Körperlängen < 70 cm in der Lage sind, einen 20 mm-Rechen zu passieren. Zwar zögern sowohl die Salmonidensmolts als auch die potamodromen Fische zunächst, den Rechen zu durchschwimmen, doch wenn sie keinen alternativen Abwanderkorridor finden, passieren sie den Rechen schliesslich doch (Adam & Lehmann 2011). Die Körperdicke von Salmonidensmolts entspricht etwa einem Zehntel ihrer Länge (DWA 2005). Demnach werden sie erst ab Körperlängen > 20 cm durch Stababstände von 20 mm geschützt. Entsprechend der Längenverteilung abwandernder Salmonidensmolts in der Weser wird diese Grösse von Lachssmolts kaum, und von Meerforellen lediglich von 10 % erreicht (Schwevers et al. 2010). Abwandernde männliche Aale haben Körperlängen von 30 bis 50 cm, die weiblichen Aale haben Längen von 50 bis 90 cm. Für die abwandernden Aale der Maas gilt, dass etwas 70% der Individuen kleiner als 70 cm sind (Brujis et al. 2003). Entscheidend ist ausserdem die Anströmgeschwindigkeit. Fische meiden in der Regel den Kontakt mit dem Rechen und führen Suchbewegungen nach alternativen Durchlässen aus. Daher ist es wichtig, Rechen mit entsprechenden Bypassvorrichtungen zu kombinieren. Ist die Anströmgeschwindigkeit zu hoch, werden sie aber entweder gleich an den Rechen gepresst oder aber sie ermüden während ihrer Suche sehr schnell und werden dann an den Rechen gepresst. Finden sie keine Abstiegsmöglichkeit und lässt die Anströmgeschwindig- 52
Eawag Fischabstieg bei grossen Kraftwerken keit dies zu, können sie stundenlang stromaufwärts gerichtet vor dem Rechen verharren. Wenn der Stababstand grösser als die Fischdicke ist, passieren sie nach einer Verzögerungsphase schliesslich doch noch. Aale zeigen grundsätzlich keine Meidereaktion. Sie kollidieren mit dem Rechen und fliehen dann flussaufwärts (Adam et al. 2005). Die zulässige Anströmgeschwindigkeit sowohl von der Fischart und –grösse als auch von der Rechenstellung abhängig. Bei flach geneigten Rechen können die aktive Rechengrösse vergrössert und die Anströmgeschwindigkeit herabgesetzt werden. Durch Optimierung der Stabform können hydraulische Verluste reduziert werden. Einfluss auf die hydraulischen Verluste haben ausserdem Rechenverlegungen sowie der Bewuchs durch Kleinlebewesen. An Turbineneinläufen werden Rechenstäbe i. d. R. senkrecht angeordnet, damit Rechenreinigungsanlagen das Schwemmgut senkrecht nach oben abrechen können. Da viele Fischarten in ihrem Körperquerschnitt höher als breit sind, können horizontal angeordnete Rechenstäbe als Barriere wirken. Allerdings kann der Horizontalrechen nur bei Buchtenkraftwerken, oder bei Kanalrechen mit vorgeschaltetem Grobrechen eingesetzt werden, nicht jedoch vor Turbineneinläufen grosser Blockkraftwerke. 53
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