Fischaufstiegsanlagen

Die Fische sind los!

Der Startschuss für die diesjährigen Fischversuche ist gefallen. Über einen Zeitraum von mehreren Wochen beherbergt die BAW Gründlinge, eine von zwei Fischarten, deren Verhalten in der aktuellen Ethohydraulikstudie des BAW-BfG-Verbundprojekts „Ökologische Durchgängigkeit“ in einer Laborrinne untersucht werden.

Das Kernstück des Versuchsaufbaus in der 2,5 m breiten Laborrinne ist ein Schlitz, der dem Einstiegsschlitz in eine Fischaufstiegsanlage (FAA) nachempfunden ist und die Versuchsrinne in einen Oberwasser- und einen Unterwasserbereich teilt. Um zu untersuchen, ob und wie sich die Passagerate der Fische bei rauer und glatter Sohlstruktur ändert, wurde auf rund 6 m eine lagestabile Steinsohle eingebaut auf die eine stabile Plattenkonstruktion verschraubt werden kann. Der Versuchsaufbau ist so gestaltet, dass innerhalb von einer halben Stunde die Sohlstruktur zwischen rau und glatt geändert werden kann.

Versuchsaufbau bei glatter und rauer Sohle mit dem Einstiegsschlitz, den Außenkameras und den Tauchkameras. Aufgenommen aus dem Beobachtungsbereich, wo die Biolog*innen das Fischverhalten händisch protokollieren.

Die Fische werden pro Einzelversuch jeweils zu dritt zunächst von den Hälterungsbecken in den Startbereich im Unterwasser des Versuchsstands transportiert. Dort bekommen sie kurz Zeit, sich an die neue Umgebung und die Strömungsverhältnisse zu gewöhnen. Wenn das Startgitter gezogen wird, beginnt der Fischversuch. Zunächst müssen die Fische eine sogenannte Motivationslinie passieren, mit der sie ihre generelle Wanderbereitschaft flussauf signalisieren. Nur Fische, die die Motivationslinie überschwimmen, werden später in der Auswertung berücksichtigt. Danach läuft die Versuchszeit von einer Stunde. Sollten die Fische innerhalb dieser Zeit den Schlitz passieren, ist der Versuch vorzeitig beendet. Nach dem Versuch werden die Fische aus der Laborrinne gefischt und wieder in die Hälterungsbecken gesetzt, wo sie bis zur Freilassung in ihre Herkunftsgewässer versorgt werden.

Zu zweit protokollieren die Biolog*innen der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) das Fischverhalten im Untersuchungsbereich. Die Fische werden dabei mithilfe kleiner Unterschiede in der Länge, der Färbung oder der Flossenform auseinandergehalten. Neben den händischen Protokollen werden gleichzeitig Videos von zum Teil eingetauchten Kameras aufgenommen.

Dieser Artikel wurde in Zusammenarbeit mit den Kolleg*innen der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) verfasst. Weitere Informationen zum Projekt der ökologischen Durchgängigkeit finden Sie unter https://www.bafg.de/DE/08_Ref/U4/07_Durchg/durchg_node.html. Allgemeine Informationen zur BfG finden Sie hier www.bafg.de.

Der Countdown läuft

Die Vorbereitungen für den in den kommenden Wochen geplanten Aufenthalt der Gründlinge an der BAW laufen auf Hochtouren. Bei den Gründlingen handelt es sich um eine der zwei Fischarten, deren Verhalten in der aktuellen Ethohydraulikstudie des BAW-BfG-Verbundprojekt „Ökologische Durchgängigkeit“ in einer Laborrinne an der BAW untersucht werden.

Ziel des Verbundprojektes ist es, die flussauf- und -abwärts gerichtete Vernetzung der Bundeswasserstraßen für Fische und aquatische Organismen wiederherzustellen. Durch Querbauwerke, wie z.B. Wehre, wird die Verbindung von Laich-, Aufzucht und Nahrungshabitaten durchschnitten. Fischauf- und Fischabstiegsanlagen als technische Bauwerke werden gebaut, um die negativen Folgen für die aquatische Umwelt zu minimieren.

Ethohydraulische Versuche, d.h. das Verschneiden der Fachdisziplinen Ethologie (vergleichende Verhaltensforschung) und Hydraulik, finden seit 2016 regelmäßig an der BAW statt. Da die Funktionsfähigkeit von Fischaufstiegsanlagen (FAA) unter anderem wesentlich davon abhängt, dass Fische den Einstieg in die FAA durchschwimmen können, fokussieren sich die Untersuchungen derzeit auf den Einstiegsschlitz. Seit 2018 wird die Forschungsfrage behandelt, ob die bisher für den FAA-Einstieg vorgegebenen Fließgeschwindigkeiten kleine, schwimmschwache Fische überfordern und ggf. an der Passage hindern oder ob die Fische andere Effekte nutzen, um den Einstieg zu bewältigen.


Rotaugen (Rutilus rutilus) im ethohydraulischen Versuchstand zur Passierbarkeit des Einstiegs in eine Fischaufstiegsanlage bei rauer und glatter Sohle

Mit dem derzeitigen Versuchsaufbau soll der Einfluss einer rauen Steinsohle auf die Passage des Einstiegsschlitzes untersucht werden. Bei zwei verschiedenen Sohlstrukturen (rau/glatt) wird verglichen, wie erfolgreich die Fische den nachgebauten Einstieg in eine FAA durchschwimmen und wie sie sich dabei verhalten. Der Versuchsaufbau ist deshalb modular gestaltet: Auf die fest verklammerte Steinsohle kann eine Plattenkonstruktion aufgelegt und somit eine glatte Sohle hergestellt werden. Der Versuchsaufbau und die schnelle Möglichkeit die Sohlstruktur zu ändern, hat sich bereits im 1. Teilversuch mit Rotaugen, die im Frühjahr 2020 stattgefunden haben, bewährt. Der Versuchszeitraum wird dabei auf die jeweilige Wanderperiode der Art abgestimmt, wobei auch zusätzliche Faktoren, wie z.B. die Wassertemperatur, berücksichtigt werden müssen.

BAW und BfG befinden sich gerade in den letzten Zügen der Vorbereitungen (die Laborrinne ist geputzt, frisches Wasser ist eingelassen und die Hälterungsbecken sind bezugsfertig) und freuen sich auf die anstehenden Versuche.

Dieser Artikel wurde in Zusammenarbeit mit den Kolleg*innen der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) verfasst. Weitere Informationen zum Projekt der ökologischen Durchgängigkeit finden Sie unter https://www.bafg.de/DE/08_Ref/U4/07_Durchg/durchg_node.html. Allgemeine Informationen zur BfG finden Sie hier www.bafg.de.

Aufzug oder Schleuse – auch für Fische

Seit einigen Jahren berät die BAW zusammen mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung bei der Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit der Bundeswasserstraßen. Diese sind vielfach gestaut, um z.B. die notwendige Wassertiefe für die Schifffahrt zu gewährleisten. Häufig werden die Stauanlagen auch für die Gewinnung von Strom aus Wasserkraft genutzt. Aus Sicht von Wanderfischen (und fast alle Fische wandern über kürzere oder längere Strecken) sind die Stauanlagen Sperren auf ihrem Weg. Es gibt etliche Fischarten, u.a. die bekannten Aale und Lachse, aber auch die weniger bekannten wie Meerforellen, Maifische und viele regional vorkommende Arten, die ohne eine längere Wanderung in unseren Flüssen keine Laichmöglichkeiten mehr haben. Dabei wandern u.a. Lachse und Maifische zum Laichen stromaufwärts, Aale stromabwärts.

Aktuell befassen wir uns hauptsächlich mit der Wanderung stromaufwärts. Es gibt viele verschiedene Ideen und Konzepte, wie den Fischen der Weg wieder ermöglicht werden kann. Dazu zählen z.B. der Umbau von bestehenden Stauanlagen in fischpassierbare Bauwerke, die Anlage von Umgehungs(ge)rinnen um die Stauanlagen, aber auch die Herstellung von Fischschleusen oder Fischaufzügen. Zu diesen besonderen Formen von Fischaufstiegsanlagen gibt es einen neuen BAWBrief.

Bei allen Anlagen ist gleich, dass die Fische den Einstieg selber und möglichst zügig finden sollen. Sie dürfen nicht abgeschreckt werden und sollen am anderen Ende sicher wieder „aussteigen“. Was dazu zu beachten ist, wurde im BAWBrief „Anforderungen an die Planung von Fischaufzügen und Fischschleusen“ dargelegt.

Fischaufzüge und Fischschleusen können z.B. sinnvoll sein, wenn im Bereich der Stauanlage nur wenig Platz ist und ein Umgehungsgerinne nicht möglich ist. Bei sehr hohen Stauanlagen können sie den Fischen helfen, notwendige Energie zu sparen, weil die Überwindung des Höhenunterschieds für die Fische erleichtert wird. Andererseits müssen auch Fischaufzüge und Fischschleusen möglichst für alle wanderwilligen Fische geeignet sein. Dafür müssen verschiedene Anforderungen gewährleistet werden:

  • Die Fische müssen die Fischaufzüge oder -schleusen gut finden können und den Einstieg attraktiv finden.
  • Wenn Fischaufzüge oder -schleusen keinen kontinuierlichen Einstieg bieten (z.B. in der Hebephase), muss durch andere Mittel sichergestellt werden, dass die Fische den Einstiegsbereich nicht verlassen.
  • Die Räume, in denen Fische transportiert werden, müssen attraktiv und ausreichend groß sein.
  • Die Unterhaltung und der Betrieb der Anlage müssen sichergestellt sein.
  • Die Fische müssen in geeigneter Weise in das Oberwasser entlassen werden: entweder sie schwimmen selbst aus dem Fischaufzug/der Fischschleuse oder sie werden über eine Rutsch oder in einem Wasserstrahl in das Oberwasser gekippt. Dabei soll keine Verletzungsgefahr für die Fische bestehen.

Diese und weitere Anforderungen an Fischaufzüge und Fischschleusen werden im aktuellen BAWBrief 2/2016 dargelegt. Er ist auf der Internet-Seite

http://www.baw.de/DE/service_wissen/publikationen/bawbriefe/bawbriefe.html

verfügbar.

Verfasst von Anne Kampker

Ich bin wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Wasserbau im Binnenbereich. Ich berate die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung bei der Planung von Fischaufstiegsanlagen.

Habt Ihr auch Comics oder die Frage „Können Fische Treppen steigen?“

Als Intro die Verkehrswasserbauliche Zentralbibliothek erstmals in das Blog einzubringen, möchte ich mit einer kleinen Anekdote starten.

Vor kurzem versuchte ich unserem 8-jährigen Nachbarskind zu erklären, wo ich arbeite. Was die Bundesanstalt für Wasserbau für Aufgaben hat und wie mein Arbeitsfeld die Bibliothek, in diesen Zusammenhang passt.

Die erste Frage, ob unsere Bibliothek auch Comics sammelt, musste ich verneinen – kurzer enttäuschter Blick des Jungen. Ich fuhr fort: „…….aber wir haben Literatur zu Schiffsschleusen“. <Öhm……>. „Zu Staudämmen“. <Ähm…>.  Die weitere Aufzählung einiger Fachgebiete schien zu abstrakt, bis ich das Ass aus dem Ärmel zog: “ …wir haben auch Literatur zu Fischtreppen!“  Volltreffer, versenkt.

Sofort kam aufgeregt seine Frage: „Können Fische Treppen steigen?“  „Und andernorts den Lift nehmen?“ legte ich nach…..die Steilvorlage bot sich an.

„Ja, sie können speziell für sie gebaute Konstruktionen durchschwimmen, sich „bergauf“ bewegen als würden sie eine Treppe nehmen. Die Fische müssen die Fischtreppe finden und die Abmessungen, die Positionierung im Fluss, die Gestaltung des Bauwerks muss passen – „so wie auch Treppenstufen in unseren Häusern nicht zu hoch sein sollten“ erklärte ich weiter.

Das fand er alles hoch interessant. „Und dazu muss man Bücher lesen?“  Ich erzählte ihm von Forschung und von Versuchen, von der Zusammenarbeit der BAW mit anderen Institutionen…. und dass die BAW dazu auch selbst „Bücher“ und Aufsätze schreibt.

Liebe(r) Blogleser/in, in diese Anekdote eingebettet, kann ich Sie auf unser „neues Buch“ zu diesem Thema hinweisen. Seit gestern ist folgende Publikation als Regelwerk online verfügbar:

Bundesanstalt für Wasserbau / Bundesanstalt für Gewässerkunde (Hrsg.): Arbeitshilfe Fischaufstiegsanlagen an Bundeswasserstraßen (Ausgabe 2015)

Auf den BAW-Internetseiten finden Sie u.a. hier weitere Hintergrundinfos: http://www.baw.de/DE/service_wissen/projekte/projekte.html?id=5640

Für heute werde ich mich in ein sonniges Wochenende verabschieden. Sehen Sie mir den „noch wenig designten“ Blogbeitrag nach, es ist mein erster überhaupt.

In den kommenden Beiträgen möchte ich Sie ein wenig in die Welt der Verkehrswasserbaulichen Zentralbibliothek mitnehmen. Ihnen von unserem Dienstleistungsspektrum erzählen. Informative Kurzbeiträge liefern und wo es sich ergibt auch heitere Geschichten aus unserem Bibliotheksalltag erzählen.