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Beschreibung

Wasserkraft ist eine bedeutende erneuerbare Energie aus der 2019 etwa 16 % der weltweiten Stromerzeugung stammte. Mit dem Ziel, den CO2-Ausstoß aus der Nutzung fossiler Energien zu senken, wuchs das Interesse an der Wasserkraftnutzung vor allem außerhalb Deutschlands in den letzten Jahren deutlich. Die vielfältigen Auswirkungen der Wasserkraftnutzung auf die Natur und Umwelt sind hinreichend belegt und Lösungsansätze zur Reduktion der negativen ökologischen Effekte bekannt. Ein Aspekt ist die Wiederherstellung der ökologischen Durchgängigkeit als Voraussetzung für die natürliche Migration der Fische und die Erhaltung der Diversität der Lebensgemeinschaften. Dass Fische bei der Passage von Turbinen einem Schädigungsrisiko unterliegen, ist allgemein bekannt und schon lange Forschungsgegenstand. Der Effekt der turbinen- oder pumpenbedingten Schädigung auf die Gesamtüberlebensrate der Fische bei einer Standortpassage, hängt stark davon ab, ob Fischschutzeinrichtungen mit alternativen Abstiegskorridoren vorhanden sind und wie ungefährlich deren Nutzung ist. Das Verletzungs- und Mortalitätsrisiko bei der Passage von Turbinen, Pumpen und anderen hydraulischen Strukturen ist vom Verhalten der Fische abhängig. Bei den meisten Arten besitzen aktiv schwimmende Fische in Turbinen ein höheres Mortalitätsrisiko als passive. Beim Aal zeigt sich ein gegensätzlicher Zusammenhang. Genaue Kenntnisse des Verhaltens der Fische sind daher unverzichtbar, um die Qualität von Prognosen zur Fischschädigung vor allem durch numerische Methoden zu verbessern. Im Rahmen des Projektes RETERO erfolgen ethohydraulische Untersuchungen in einer Versuchsrinne (Abb. 1), in der die hydraulischen Bedingungen im Turbinen- oder Pumpeneinlauf modelliert werden. Videotracking ermöglicht dabei die Erfassung und Analyse der Schwimmpfade der Fische. Letztere erfolgt anhand quantitativer Kriterien, um subjektive Wertungen von Beobachtungsergebnissen zu vermeiden. Die Ergebnisse der ethohydraulischen Versuche zeigen charakteristische Verhaltensmuster verschiedener Fischarten bei Dunkelheit und Tageslicht. Sie reagieren erwartungsgemäß auf räumliche Strömungsgradienten, zeigen aber auch erhöhte Schwimmaktivität, wenn die Fließgeschwindigkeit die Sprintgeschwindigkeit der Fische übersteigt. Als Grundlage der Implementierung der abgeleiteten Verhaltensregeln in numerische Modelle wird das Fischverhalten vollständig quantitativ beschrieben, was reproduzierbare statistisch abgesicherte Aussagen ermöglicht.