Description: Existierende Richtlinien und Erkenntnisse zum Fischaufstieg in Bundeswasserstraßen sind in der Planungspraxis der WSV oft nicht detailliert genug, um Planungsvarianten quantitativ zu bewerten. Numerische Modellierungen der Hydraulik und individuenbasierte Modellierungen des Fischverhaltens stellen neue, effiziente Methoden dar, um sich den offenen Fragen zur Auffindbarkeit zu nähern. Aufgabenstellung und Ziel Die Auffindbarkeit ist ein entscheidender Faktor für die Funktionsfähigkeit von Fischaufstiegsanlagen (FAA) an den deutschen Bundeswasserstraßen. Existierende Richtlinien wie das DWA-Merkblatt 509 (DWA 2014) sind jedoch nicht detailliert genug, um alle relevanten Planungsfragen zur Auffindbarkeit quantitativ zu beantworten. Rein hydraulische Modelluntersuchungen können benötigte Antworten liefern (Gisen et al. 2017), stoßen jedoch bei der biologischen Bewertung von finanziell gravierenden Planungsunterschieden mangels geeigneter Methoden an ihre Grenzen. Eine relevante Frage aus der Beratungspraxis von BAW (Bundesanstalt für Wasserbau) und BfG (Bundesanstalt für Gewässerkunde) lautet beispielsweise, wo ein zweiter, abgerückter Einstieg für schwimmschwächere Arten angeordnet werden soll. Um sie sicher zu beantworten, müssten aufwändige Fischbeobachtungsuntersuchungen durchgeführt werden. Ziel des Projekts ist daher die Entwicklung eines numerischen Verfahrens, welches durch Berücksichtigung des Fischverhaltens einen quantitativen Vergleich von baulichen Planungsvarianten einer FAA in Bezug auf die Auffindbarkeit ermöglicht. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) An den Bundeswasserstraßen sind durch die WSV circa 250 neue FAA zu errichten. Fragen nach der optimalen Position, baulichen Gestaltung und Anzahl der Einstiege in eine FAA und nach dem Leitabfluss sind überall kostenrelevant, insbesondere bei paralleler Wasserkraftnutzung und räumlich beengten Verhältnissen. Untersuchungsmethoden Als Untersuchungsstandorte wurden die Staustufen Eddersheim/Main (Titelbild) und Dörverden/Weser gewählt, da die BfG dort umfangreiche 2D- und 3D-Fischtrack-Daten in unmittelbarer Nähe der Wasserkraftanlage und des Wehrs erhoben hat (ca. 350 m bis 0 m Abstand), die für die Entwicklung benötigt werden. Für das Fischtracking im Kraftwerksunterwasser setzte die BfG akustische Telemetrie mit aktiven Sendern ein. Zur Simulation des Strömungsfelds im Unterwasser der Staustufen werden 3D-hydrodynamisch-numerische Modelle (3D-HN) verwendet, die mit OpenFOAM® erstellt werden. Das Strömungsfeld wird mittels der ELAM (Eulerian-Lagrangian-agent Method) mit einem zu entwickelnden Verhaltensmodell verknüpft. An der BAW wurde die ELAM bereits im vorhergehenden FuE-Projekt „ELAM-Modellierung“ erfolgreich eingesetzt. Hauptbestandteil war ein neues, kleinskaliges 3D-Verhaltensmodell für aufwandernde Bachforellen in einer Laborrinne. Dieses ELAM-Modell ist die Basis für weitere Untersuchungen im Unterwasser der Untersuchungsstandorte. Als alternative Methode zur Modellierung der Fischbewegung wird ein Random-Forest-Modell(z. B. Wang et al. 2023) in Python trainiert und angewandt.
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Origins: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Bachforelle ? Unterwasser ? Bundeswasserstraße ? Wehr ? Staustufe ? Wasserkraft ? Telemetrie ? Fischwanderung ? Hydraulik ? Wasserkraftwerk ? Fischpass ? Bewertungsverfahren ? Numerisches Verfahren ? Simulationsmodell ? Strömungsfeld ? Wasserbau ? Modellierung ?
Region: Baden-Württemberg
Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2019-01-01 - 2024-12-31
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