Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Festlegung von \u00f6kologisch und \u00f6konomisch tragbaren Mindestwasserregelungen an Ausleitungskraftwerken; Erfassung des Einflusses der Morphologie und Hydraulik eines Flie\u00dfgew\u00e4ssers auf das zugeh\u00f6rige \u00d6kosystem. Weiterentwicklung des Simulationsmodells CASIMIR zur Beurteilung des benthischen (sohlgebundenen) Lebensraumes unter Ber\u00fccksichtigung der sohlnahen Str\u00f6mungsbedingungen. Erg\u00e4nzung des Modells mit Ber\u00fccksichtigung von Ausdehnung, Struktur und Hydraulik des Freiwasserraums mit Einfluss auf das Lebensraumangebotes f\u00fcr Fische im Gew\u00e4sser. Ziel: Marktreife.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm einzelnen ergeben sich die folgenden Arbeitsschritte, die zeitlich miteinander verzahnt sind:
\n–\tVerfeinerung der hydraulischen Aufl\u00f6sung des Modells SORAS f\u00fcr lokale Flie\u00dfgeschwindigkeiten.
\n–\tEinbau von Optionen zur Ber\u00fccksichtigung des vorhandenen Substrats, der Wassertiefen und der zur Verf\u00fcgung stehende Deckungsm\u00f6glichkeiten.
\n–\tBer\u00fccksichtigung der zeitlichen Komponente im Modell SORAS durch Erm\u00f6glichung einer Ganglinieneingabe
\n–\tEinbau eines Emissionsmoduls zur Ermittlung des Einflusses von Mindestwasserregelungen auf einen erh\u00f6hten CO2-Aussto\u00df
\n–\tVerkn\u00fcpfung des Modells f\u00fcr das sohlnahe Str\u00f6mungsmuster mit dem Gerinnemodell durch Untersuchung des Einflusses von strukturellen Eigenschaften auf die Verteilung der sohlnahen Kr\u00e4fte
\n–\tBiologische Untersuchungen im Freiwasserraum zur Ermittlung von Habitatanspr\u00fcchen, die Eingang in das Gerinnemodell finden werden, um Habitatprognosen anstellen zu k\u00f6nnen
\n–\tDurchf\u00fchrung eines Pilotversuchs zur Mindestwasserdynamisierung mit \u00f6komorphologischem Moni-toring<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des Projekts wurde das nach einem Vorg\u00e4ngerprojekt in einer ersten, wissenschaftlichen Version vorliegende Simulationsmodell CASIMIR zur Bestimmung der Lebensraumqualit\u00e4t in Flie\u00dfgew\u00e4ssern neu programmiert und in folgenden, wesentlichen Punkten erweitert:
\na)\tIntegration struktureller Parameter in ein Gerinnemodell mit Einbau eines Ansatzes zur Ermittlung lokaler Flie\u00dfgeschwindigkeiten,
\nb)\tErmittlung von Habitatanspr\u00fcchen f\u00fcr ausgew\u00e4hlte Fischarten und deren Altersstadien und neuartige Definition der Anspr\u00fcche ,
\nc)\tauf b) aufbauend die Entwicklung eines Ansatzes zur Habitatprognose f\u00fcr Bewohner des Freiwasserraums,
\nd)\tdie Einbindung von zeitlichen Abl\u00e4ufen \u00fcber die M\u00f6glichkeit zum Einlesen von Abflussganglinien,
\ne)\tdie Ermittlung der Emissionsraten unter Ber\u00fccksichtigung verschiedener Abflussregelungen an Ausleitungskraftwerken,
\nf)\tdie Neuprogrammierung und Zusammenf\u00fchrung der entwickelten Ans\u00e4tze und Bausteine unter einer gemeinsamen Oberfl\u00e4che als bedienerfreundliche Software,
\ng)\tdie Markteinf\u00fchrung der entwickelten Software unter Durchf\u00fchrung von Einf\u00fchrungskursen und begleitenden Feldprogrammen.
\nDer verwendete eindimensionale Ansatz zur Berechnung der Flie\u00dfgeschwindigkeiten bringt – auch im Vergleich zu mehrdimensionalen Ans\u00e4tzen – im Niedrigwasserbereich hinreichend genaue Ergebnisse.
\n\u00dcber einen neuen, auf fuzzy-logischen Prinzipien beruhenden Ansatz sind mit CASIMIR Habitatprognosen im Freiwasserraum unter Ber\u00fccksichtigung des Sohlsubstrats, des Unterstandsangebots, der Wassertiefen und Pooltypen, sowie der lokalen Str\u00f6mung m\u00f6glich, die bessere \u00dcbereinstimmungen mit Befischungen zeigen, als der konventionelle Ansatz mit Pr\u00e4ferenzfunktionen.
\nNeu integrierte Einleseroutinen erm\u00f6glichen die direkte Verarbeitung des zeitlichen Abflussgeschehens in beeinflussten Gew\u00e4sserabschnitten und Erzeugung von Habitatganglinien.
\n\u00dcber ein Modul zur Ermittlung der Emissionsraten k\u00f6nnen die Auswirkungen von Abflussregelungen \u00fcberpr\u00fcft und anschaulichen Vergleichswerten gegen\u00fcbergestellt werden.
\nCASIMIR liegt in einer men\u00fcgesteuerten Version vor, die sich in mehreren, praktischen Anwendungen bew\u00e4hrt hat. Durch zahlreiche Pr\u00e4sentationen und Ver\u00f6ffentlichungen im In- und Ausland hat die Software in Fachkreisen bereits einen Bekanntheitsgrad erlangt, der derzeit durch weitere Ma\u00dfnahmen wie Einf\u00fchrungskurse und Internet-Pr\u00e4senzen erh\u00f6ht wird.
\nAn der Wasserkraftanlage der Volk AG an der Elz ist ein Pilotversuch zur Mindestwasserdynamisierung mit begleitendem \u00f6komorphologischem Monitoring durchgef\u00fchrt worden. Das Simulationsmodell CASi-MiR kam dabei zum Einsatz, um \u00f6kologisch und \u00f6konomisch denkbare Dynamikvarianten zu entwickeln. Nach intensiver Diskussion mit dem Betreiber der Wasserkraftanlage, der genehmigenden Beh\u00f6rde sowie den Fischereiberechtigten konnte das mit Impulsdynamik bezeichnete Szenario implementiert werden, indem eine technisch einfache und wirkungsvolle Abflussdynamisierung in Abh\u00e4ngigkeit vom Oberwasserstand umgesetzt worden war. Vorteil dieser Variante ist, dass die kleineren Abflussspitzen zeitlich begrenzt, aber in nahezu voller Intensit\u00e4t und entsprechend der nat\u00fcrlichen Zuflusscharakteristik in die Ausleitungsstrecke gef\u00fchrt werden, wodurch die \u00f6konomischen Auswirkungen begrenzt bleiben. Der \u00f6kologische Nutzen dieser Dynamisierungsvariante liegt in der Aufrechterhaltung des nat\u00fcrlichen St\u00f6rungsregimes (mechanischer Stress), der im vorliegenden Fall zu einer Reduzierung des Vorkommens von f\u00e4digen Gr\u00fcnalgen f\u00fchrte. Auf Grund des Projektendes konnte ein l\u00e4nger angelegtes Monitoring nicht umgesetzt werden, so dass Aussagen \u00fcber die mittel- bis langfristige Wirkung der Mindestwasserdynamisierung nicht berichtet werden kann.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Regelm\u00e4\u00dfige Berichterstattung an die Arbeitsgemeinschaft Schutz und Bewirtschaftung oberirdischer Gew\u00e4sser der LAWA, Veranstaltung von Seminaren, Veranstaltung einer CASIMIR-Schulung, Vortr\u00e4ge und Fachver\u00f6ffentlichungen. Die Projektergebnisse sind in zwei Abschlussberichten (Juni 2001 und Ja-nuar 2006) dokumentiert<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des hier vorgestellten Forschungsprojekts konnten eine Reihe wichtiger Neuentwicklungen auf dem Fachgebiet der \u00d6kohydraulik realisiert werden. Insbesondere die Habitatmodellierung f\u00fcr Fische mit Hilfe fuzzylogischer Ans\u00e4tze ist eine wegweisende Verbesserung der prognosef\u00e4higen Werkzeuge im gew\u00e4sser\u00f6kologischen Bereich. Der erfolgreiche Einsatz des Simulationsmodells im Rahmen eines Pilotprojekts zur Mindestwasserdynamisierung verdeutlicht die Praxistauglichkeit des Ansatzes.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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