Massnahmen zur Gewährleistung eines schonenden Fischabstiegs an grösseren mitteleuropäischen Flusskraftwerken

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/500642
• Projekttitel Englisch: Safe downstream migration at big central european hydropower plants

Schlüsselwörter (Deutsch)

Fischabstieg, Hydraulik baulicher Massnahmen, Gewässerökologie, Prototypversuche, Fischmonitoring

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Wasserkraft muss sich neuen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Weiterentwicklung der Gewässerschutzgesetzgebung stellen. Insbesondere das mit dem Inkrafttreten des revidierten Gewässerschutzgesetzes im Januar 2011 vorgeschriebene Ziel, die wesentlichen, durch den Menschen verursachten Gewässerbeeinträchtigungen (unterbrochene Durchgängigkeit, gestörter Geschiebehaushalt, Schwall / Sunk) innert 20 Jahren zu beseitigen, stellt eine grosse Aufgabe für die Energiewirtschaft, aber auch die Kantone dar. Flusskraftwerke können bei der flussaufwärts- und flussabwärts gerichteten Wanderung von Fischen ein Hindernis darstellen. Insbesondere der für die Arterhaltung einiger in mitteleuropäischen Fliessgewässern vorkommender Fischarten wichtige Fischabstieg ist beim aktuellen Ausbaustandard der Anlagen beeinträchtigt. Ohne die Entwicklung baulicher Massnahmen zur Gewährleistung des schonenden Fischabstiegs ist die Energiewirtschaft auf betriebliche Einschränkungen angewiesen, die eine erhebliche Reduktion der Stromproduktion zur Folge hätten. Diese ist aber auch ökologisch unerwünscht, da sie im Gegensatz zum stetig steigenden Strombedarf steht, der dann zu einem grossen Teil durch klassische, nicht erneuerbare Energien oder Stromimporte gedeckt werden müsste. Ziel des Forschungsprojektes ist es, bauliche Massnahmen zum Fischabstieg zu prüfen und so weiterzuentwickeln, dass sie sowohl aus fischökologischer als auch betrieblicher Sicht erfolgreich und ökonomisch eingesetzt werden können.

Schlussbericht (Deutsch)

Das neue Gewässerschutzgesetz fordert die Wiederherstellung der Fischgängigkeit bis im Jahre 2030. Davon sind auch die Kraftwerke betroffen. Die grossen Probleme bezüglich Fischwanderung bei Kraftwerken liegen bei der Abwanderung. Die Herausforderung bei Abstiegsvorrichtungen liegt darin, die Tiere möglichst schnell und sicher um eine Barriere flussabwärts zu leiten. Um diesbezüglich dringendes Wissen zu erhalten, wurde dieses Projekt ins Leben gerufen (Projektinitiant VAR Verband Aare-Rheinwerke). In diesem Gemeinschaftsprojekt ist an der VAW (ETH Zürich, Hönggerberg) ein Strömungskanal gebaut worden, in dem ethohydraulische Versuche zur Fischabwanderung an Kraftwerken durchgeführt wurden. Es wurden verschiedene Konfigurationen von Verhaltensbarrieren in Bezug auf ihre Effektivität getestet: Louvers und Bar Racks mit Rechenstababständen von 5 resp. 11 cm. Das ethohydraulische Modell bestand aus einem Versuchskanal mit einer Länge von 30 m, einer Breite von 1.8 m. Die Wassertiefe betrug 90 cm, die verwendeten Fliessgeschwindigkeiten 30 resp. 60 cm/s. Es wurden fünf verschiedene Fischarten eingesetzt: Barben, Schneider, Aal, Bachforelle und Äsche. Es wurden Konfigurationen identifiziert, welche eine hohe Leiteffizienz für die Fische aufwiesen. Besonders mit Bar Racks mit einem Rechenstababstand von 5 cm und einer Gesamtausrichtung des Leitrechens von 15° oder 30° gelang es, einen grossen Anteil der Fische (> 70 % der Barben, Schneider, Bachforellen und Aale) in den Bypass zu lenken. Für die Äsche war die Leiteffizienz jedoch gering (35 %). Mit der Verwendung eines Bodenbleches liess sich die Leiteffizienz auch für Äschen deutlich steigern (> 95 % schwammen in den Bypass), jedoch ebenfalls verbesserte sich die Leiteffizienz nochmals für die andern vier Fischarten. Für das weitere Vorgehen sind zusätzlich Versuche empfohlen (Veränderungen im Versuchsaufbau) und das Durchführen von Nachtversuchen. Wenn die noch offenen Fragen geklärt sind, sollte möglichst bald ein Versuch zum Fischabstieg an einem Pilotkraftwerk durchgeführt werden. Damit lässt sich dann auch die Übertragbarkeit der Laboruntersuchungen auf die reale Situation überprüfen.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EAWAG

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Peter,Armin
Flügel,David

Zugehörige Dokumente

• Massnahmen zur Gewährleistung eines schonenden Fischabstiegs an grösseren mit-teleuropäischen Flusskraftwerken | Titel der VAW-Mitteilung: Leitrechen an Fisch-abstiegsanlagen: Hydraulik und fischbiologische Effizienz - Schlussbericht [PDF] 1'319 kB
• Schonender Fischabstieg an grossen Kraftwerken, Teil II - Schlussbericht [PDF] 1'213 kB

Schlussbericht (Englisch)

The new law of protection of water claims the re-establishment of fish migration until 2030. This applies also to hydropower plants. The big problems concerning fish migration and hydropower plants are related to downstream migration. The challenge of downstream migration facilities is to lead fishes quickly and safe around a barrier. In order to acquire consolidated knowledge this project was started (initiated by VAR Verband Aare-Rheinwerke). In this joint project an artificial flume was constructed at VAW (ETH Zurich, Hönggerberg). The goal was to carry out downstream migration studies (ethohydraulic studies) at hydropower facilities. Different configuration of behavioral barriers were tested for their effectiveness: Louvers and bar racks with slat spacing of 5 respectively 11 cm. The ethohydraulic model consisted of a flume which was 30 m long, 1.8 m wide. The water depth was 90 cm. The used flow velocities were 30 respectively 60 cm/s. Five different fish species were studied: barbel, spirlin, eel, brown trout and grayling. Different configurations were identified which had a high guiding efficiency for fishes. Mainly with bar racks with a slat spacing of 5 cm and an orientation of 15° or 30° a big proportion of the fishes were guided into the bypass (>70 % of barbel, spirlin, brown trout and eel). However for grayling the guiding efficiency was low (35 %). In use of a bottom overlay the guiding efficiency was distinctly increased. This is mainly true for grayling (> 95 % used the bypass). However also for the other four fish species the guiding efficiency increased again. For the future procedure additional studies are recommended (changes in the flume design) and testing the fish at night. When open questions are clarified a study on fish downstream migration at a pilot hydropower plant should be carried out. Thereby the transferability to the real situation could be examined.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EAWAG

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Peter,Armin
Flügel,David