Erfolgskontrolle Fischdurchgängigkeit Kraftwerke an Der Suhre
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Kraftwerke an der Suhre Erfolgskontrolle der Fischdurchgängigkeit Schlussbericht Sektion Jagd und Fischerei des Kantons Aargau März 2017 WFN - Wasser Fisch Natur AG Brunnmattstrasse 15 3007 Bern 031/533 50 20 [email protected] Impressum Auftragnehmer (Au- Arthur Kirchhofer WFN - Wasser Fisch Natur AG toren & Sachberar- Martina Breitenstein Brunnmattstrasse 15 beitung) Markus Flück CH-3007 Bern Luca Hoppler 031 533 50 20 [email protected] Auftraggeber David Bittner Dept. Bau, Verkehr Umwelt Sektion Jagd und Fischerei Entfelderstr. 22 5001 Aarau Fritz Hunziker Kraftwerk Hirschthal Pfiffner Immobilien AG Lindenplatz 254 5042 Hirschthal Daniel Styger Wasserwirbelkraftwerk Schöftland Genossenschaft Wasserwirbel Konzepte Schweiz Bahnhofplatz 4 5000 Aarau Bern, 3. Februar 2017 Titelseite: KW Hirschthal (oben), Wasserwirbelkraftwerk in Schöftland (unten) WFN 2017 Fischdurchgängigkeit Suhre Kraftwerke an der Suhre - Erfolgskontrolle der Fischdurchgängigkeit Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Technische Installationen 2 3 Befischungen und Fischmarkierungen 4 4 KW Hirschthal 8 4.1 Technische Funktionskontrolle 8 4.2 Biologische Funktionskontrolle 10 4.3 RFID beim KW Hirschthal 12 4.3.1 Technische Installationen 12 4.3.2 Fischwanderung via FAH 13 4.3.3 Fischwanderung via WKS 14 4.4 Gesamtbeurteilung KW Hirschthal 15 5 WWKW Schöftland 16 5.1 Übersicht WWKW 16 5.2 Fischwanderung beim WWKW allgemein 18 5.3 Fischwanderung via Fischschleuse 19 5.4 Fischwanderung via Umgehungsgewässer 20 5.5 Fischwanderung via Wasserwirbel 21 5.6 Gesamtbeurteilung WWKW Schöftland 22 6 Fischwanderungen im Perimeter 23 7 Schlussfolgerungen 27 Anhang 1: KW Hirschthal - technische Funktionskontrolle 29 Anhang 2: KW Hirschthal - PIT-Signale 30 Anhang 3: WWKW Schöftland - PIT-Signale Schleuse 31 Anhang 4: WWKW Schöftland - PIT-Signale Umgehungsgewässer 35 Anhang 4: WWKW Schöftland - PIT-Signale Wirbel 37 Anhang 6: Wanderaktivität ausgewählter Individuen 39 - i - WFN 2017 Fischdurchgängigkeit Suhre 1 Einleitung Gemäss Bundesgesetz über die Fischerei Im Rahmen des vorliegenden Projektes wur- (BGF) vom 21. Juni 1991 muss bei Wasser- den folgende Module mit diesen Fragestel- kraftanlagen die freie Fischwanderung ge- lungen bearbeitet: währleistet werden (Art. 9, 1d). Bei Neuan- Modul A: WWKW Schöftland lagen verlangt die kantonale Behörde einen Nachweis der Funktionstüchtigkeit einer allfäl- • Überprüfung der Aufwärtswanderung der ligen Fischwanderhilfe. Fische durch die Schleuse und übers Um- gehungsgerinne mittels RFID Auf aargauischem Gebiet wurde das Wasser der Suhre bis zum Mai 2016* durch zwei Was- • Überprüfung der Auf- und Abwärtswande- serkraftanlagen genutzt, welche folgende rung durch den Rotor des WWKW mittels Fischaufstiegshilfen (FAH) aufweisen: RFID. a) Wasserwirbelkraftwerk Schöftland (WWKW): • Überprüfung der Abwärtswanderung mit Naturnahes Umgehungsgerinne und kleine Netzfängen im Unterwasser der KWs (Ha- Fischschleuse; menfänge) b) Wasserkraftwerk Hirschthal (Wasserkraft- Modul B: KW Hirschthal schnecke WKS): Natürlicher Beckenpass. • Überprüfung der Geometrie und Hydraulik Ein Nachweis für die Fischwanderung durch der FAH. diese Anlagen stand bei beiden Anlagen noch • Zählungen der aufsteigenden Fische im aus, wird aber als Auflage der jeweiligen Kon- Zählbecken der FAH. zession verlangt. • Überprüfung der Auf- und Abwärtswande- Sowohl beim WWKW wie auch bei der WKS rung über die Wasserkraftschnecke mittels handelt es sich um die ersten installierten RFID. Anlagen dieses Typs in der Schweiz. Um bei diesen Anlagen erste Erfahrungen mit der • Überprüfung der Abwärtswanderung mit Fischwanderung in hiesigen Gewässern zu Netzfängen im Unterwasser der KWs (Ha- erlangen, verlangte die Sektion Jagd und Fi- menfänge) scherei (SJF) des Kantons Aargau, mit einer Modul C: Fischwanderungen im ganzen auf die lokalen Verhältnisse ausgerichteten Perimeter Studie die Fischwanderung in der Suhre ge- • Analyse der grossräumigen Fischwande- nauer zu untersuchen und beauftragte dazu rungen in der Suhre mit RFID. WFN – Wasser Fisch Natur AG. Da zwischen Muhen und Buchs mehrere neue Kleinwasserkraftwerke (alles WKS) geplant Die geplanten Untersuchungen wurden in ei- sind und in Schöftland ein bestehendes Wehr nem Konzept dargestellt und mit der Sektion neu ebenfalls mit einer WKS ausgerüstet wer- Jagd und Fischerei abgesprochen. Mit dem den soll wurde der Untersuchungsperimeter vorliegenden Schlussbericht werden die Re- zusätzlich ausgedehnt. sultate dieser Untersuchungen zusammenge- * Ende Mai 2016 hat das WWKW Schöftland den Be- trieb eingestellt und die Genossenschaft Wasserwirbel Konzepte Schweiz Konkurs angemeldet. - 1 - Fischdurchgängigkeit Suhre WFN 2017 2 Technische Installationen Um eine längerfristige Erfassung der in einem Zur Erfassung der markierten Fische wer- Gewässersystem wandernden Fische zu er- den im Gewässer Antennen angebracht, die möglichen bietet sich die RFID-Technologie individuell für die jeweilige Situation konstru- an (Radio Frequency IDentification). Dabei iert werden. Die Antennen werden aus einem werden geeigneten Fischen PIT-Tags (Pas- Steuermodul mit Strom versorgt, so dass ein sive Integrated Transponder) eingesetzt, die elektrisches Feld aufgebaut wird, das den bei Passieren eines elektomagnetischen Transponder aktiviert (Abbildung 1). Jede An- Feldes mit definierter Frequenz (Antenne) ak- tenne ist mit einem «Tuning Board» bestückt tiviert werden und einen individuellen Code mit dem der Frequenzabgleich für das elek- an einen Empfänger senden. Die RFID Tech- trische Feld gemacht wird. nologie ist seit längerer Zeit weltweit in gros- Nach der Aktivierung des Feldes wird eine Le- ser Zahl zur Überwachung von Warenflüssen sephase eingeschaltet, in der der Empfänger und Transporten oder zur Identifizierung von eventuelle Signale abhört und den übermit- Haus- und Nutztieren im Einsatz und wird telten Code mit einem Zeitstempel versehen auch bei Fischaufstiegsanlagen bei Kraftwer- abspeichert. Pro Sekunde werden 16 Zyklen ken in den USA und in Europa verschiedent- Prinzipschema mit je zwei Drittel Zeit Aktivierungsphase und lich eingesetzt. einem Drittel Zeit Lesephase geschaltet. Pro Steuereinheit können über einen Multiplexer maximal vier Antennen versorgt werden. Datenspeicherung Leseeinheit Stromversorgung der Antennen Maximal vier Antennen mit individuellem Tuning (Frequenzabgleichung) Abbildung 1: Prinzipschema einer Anlage zur Erfassung markierter Fische mit RFID-Technologie (oben). Das Komplettsystem besteht aus einer Steuereinheit und mehreren Antennen mit je eigenem Tu- ning-board. Bei nur einer Antenne entfällt der Multiplexer. Rechts oben Steuereinheit in wasserdichtem Kasten fertig montiert; rechts unten: Antenne mit Tuningboard im Gewässer - 2 - WFN 2017 Fischdurchgängigkeit Suhre In der Suhre zwischen Schöftland und Hirsch- thal wurden 5 RFID-Steuermodule mit insge- RFID-Antenne Antenne 1 samt 9 Antennen installiert (Abbildung 2): Wasserkraftwerk Antenne 1: Bodenantenne in der Suhre bei 1000 200 300m der Brücke Abwasserpumpwerk Hirschthal Geodaten © swisstopo Antenne 2-3: KW Hirschthal, FAH Einstieg, FAH Ausstieg Antenne 4: Bodenantenne in der Suhre bei der Brücke ARA Schöftland Antenne 5-8: WWKW Schöftland, Unterwas- WKW Hirschthal ser, Schleusenausstieg, Oberwasserkanal Antenne 2 und Umgehungsgerinne Antenne 3 Antenne 9: Bodenantenne in der Suhre bei der Mühle Schöftland. Antenne 4 Mit der Anordnung von stationären Antennen im Fluss und bei den bestehenden FAHs kann die Nutzung der letzteren durch die Fische festgestellt werden. Bei mehrmaliger Regis- trierung eines einzelnen Fisches in verschie- denen Antennen kann auch die Wanderrich- tung eindeutig erkannt werden. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die Passierbarkeit der Anlagen (Turbinen und FAHs, auf- und ab- Antenne 6 wärts) und die Wanderaktivität der markierten Antenne 5 Fische ziehen. Antenne 8 Die Antennen und Steuereinheiten wurden WWKW Schöftland zwischen dem 10. und 20. April 2015 mon- tiert, so dass das gesamte Erfassungssystem Antenne 7 ab 20. April 2015 betriebsbereit war. Durch ein 100-jährliches Hochwasser am 1. Mai 2015 wurden 4 Rahmenantennen zerstört. Zwischen dem 7. und 23. Juli wurden die zer- störten Antennen neu installiert, wobei die 3 Rahmenantennen im Fluss durch Schlau- Antenne 9 fenantennen auf der Bachsohle ersetzt wur- den. Gesamthaft kann mit diesen Antennen die Wanderung markierter Fische über 2.4 Abbildung 2: Lage und Nummern der in der Suhre km Bachlänge verfolgt werden. Die Anten- installierten RFID-Antennen nen eins bis fünf und neun sind weiterhin in Massstab 1: 10‘000 Betrieb und registrieren passierende mit PIT- Tags markierte Fische. - 3 - Fischdurchgängigkeit Suhre WFN 2017 3 Befischungen und Fischmarkierungen Um eine genügend grosse Anzahl Fi- sche markieren zu können (Vorgabe: Befischung Su01 mindestens 500) wurden mehrere Stre- RFID-Antenne cken in der Suhre elektrisch befischt 1000 200 300m Su02 (Abbildung 3). Geodaten © swisstopo Am 22. und 23. April 2015 wurden die Strecken 1-8 und 12-13, am 25. Septem- ber 2015 die Strecken 9-11 elektrisch befischt. Alle gefangenen Fische wur- Su03 den auf Art bestimmt, gemessen und gewogen und alle Exemplare mit Län- Su04 gen über 8 cm mit einem PIT-Tag ver- sehen (Abbildung 4). Es wurden HDX Su05 PIT-Tags der Firma Oregon eingesetzt. Die Fische wurden anschliessend in der Su06 entsprechenden Fangstrecke zurückge- Su07 setzt. KW Hirschthal In den zehn im Frühling 2015 befisch- ten Strecken konnten gesamthaft 361 Fische von 6 verschiedenen Arten er- fasst und markiert werden (Tabelle 1). Im Herbst