BAW und BfG starten Laboruntersuchungen zum Fischaufstieg in einer neuen Versuchsanlage der BAW

Anfang April 2016 setzten Fischexperten der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) die ersten Fische in die Versuchsrinne, um ihr Schwimmverhalten unter definierten Laborbedingungen genau zu beobachten.

Zuvor hatten die Ingenieure der BAW in einer wasserbaulichen Versuchsrinne baulich und hydraulisch vergleichbare Bedingungen zu einer realen Fischaufstiegsanlage geschaffen.

Um diese realen Bedingungen zu erreichen, waren umfangreiche Anpassungen an einer bestehenden Versuchsanlage erforderlich.

Denn während im klassischen wasserbaulichen Versuchswesen Strömungen im verkleinerten Maßstab analysiert werden können, erfordern Untersuchungen mit Fischen andere Bedingungen.

Reale Strömungsgeschwindigkeiten sowie eine für den Fisch ausreichende Fließtiefe machen vergleichsweise große Durchflüsse in der Versuchsanlage notwendig, sodass als wesentlicher Baustein der Umbauarbeiten neue Pumpen installiert wurden.

Diese sind in der Lage, die für die Versuche erforderliche Wassermenge von 1.000 l/s zu fördern.

Weiterhin wurden 11 Kameras an der Rinnenwand installiert. Mit diesen Kameras ist es nicht nur möglich, die Fischbewegungen zu dokumentieren, sondern auch den Pfad aufzuzeichnen, den die Fische gewählt haben, um durch die Versuchsanlage zu schwimmen.

Die dreidimensionalen, zeitaufgelösten Fischpfade werden im Anschluss an die Versuche am Computer ausgewertet. Diese Daten stellen eine wertvolle Basis dar, um das Zusammenspiel zwischen Strömung und Fischverhalten besser zu verstehen.

Aber wozu dieser große Aufwand?

Durchwanderbare Flüsse sind eine wesentliche Voraussetzung für intakte Fischpopulationen und damit für den guten Zustand der Fließgewässer.

Diese langfristig in einem guten ökologischen Zustand bzw. einem guten ökologischen Potenzial zu erhalten, ist das Ziel der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) zu dem sich die Mitgliedsstaaten der EU vor über 15 Jahren verpflichtet haben.

Ein wesentlicher Schritt hierzu ist der Bau von Fischaufstiegsanlagen an den Stauanlagen der Flüsse, die Fischen, wie z. B. Nasen, Brachsen und Gründlingen, Wanderungen zu ihren Laich-, Aufzucht- und Nahrungsgebieten ermöglichen.

Derzeit plant die zuständige Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) an über 40 Stauanlagen neue Fischaufstiegsanlagen. Diese Planungen stellen Ingenieure und Biologen häufig vor große Herausforderungen.

Den Einstieg in eine Fischaufstiegsanlage zu finden, ist für Fische oftmals schwierig. Zum einen ist die Einstiegsöffnung der Fischaufstiegsanlage im Vergleich zur Breite der gesamten Stauanlage, insbesondere an den großen Flüssen, sehr klein.

Zum anderen erzeugen Turbinen in den Wasserkraftanlagen oder der Überfallstrahl an großen Wehranlagen große Verwirbelungen, die die Fische irritieren können.

Damit Fische den Einstieg einer Fischaufstiegsanlage finden können, ist nach derzeitigem Kenntnisstand die Ausbildung einer Leitströmung entscheidend. Diese muss sich von der turbulenten Strömung im Unterwasser einer Stauanlage unterscheiden und den Fischen den Weg zum Einstieg weisen.

Insbesondere an den großen Flüssen reicht hierfür der Abfluss in der Fischaufstiegsanlage nicht aus. In Folge dessen ist es erforderlich, kurz oberhalb des Einstiegs zusätzliches Wasser in die Fischaufstiegsanlage hinzuzugeben.

Doch stellen sich konkrete Fragen: Wieviel Wasser braucht man, um für Fische eindeutige hydraulische Signale zur Auffindbarkeit zu senden? Wie kann das Wasser in eine Fischaufstiegsanlage zugegeben werden, ohne dass die Fische eine Anlage schlechter passieren?

Hier setzen nun die gemeinsamen Versuche der Fischexperten der BfG und der Wasserbau-Experten der BAW an.

Denn nur im Labor können Fische gleichzeitig beobachtet und die hydraulischen Größen hochauflösend aufgenommen werden.