Einfluss des Klimas auf Fischaufstiegs- und Wasserkraftanlagen

Die Folgen des Klimawandels werden immer deutlicher. Es besteht nicht mehr die Frage, ob es ihn gibt, sondern wie weit er schon fortgeschritten und mit welchen Auswirkungen zu rechnen ist. In allen Bereichen des natürlichen Erdsystems ist der Klimawandel spürbar. Immer mehr Studien untersuchen die Veränderungen des Klimas in Bezug auf die zukünftigen Bedingungen regional, bundesweit und international/weltweit. Dabei spielen die Auswirkungen und die Folgen der Klimaveränderungen eine große Rolle.

Die Energiewandlung über fossile Brennstoffe bringt den Klimawandel weiter voran und fördert die Entwicklungen und Auswirkungen. Aus diesem Grund sollte Energie regenerativ gewandelt werden. Wasserkraft ist dabei eine gängige, grundlastfähige Möglichkeit. Doch diese Energiegewinnung könnte durch die Folgen des Klimawandels nicht mehr effektiv sein. Der Klimawandel verändert den Abfluss eines Fließgewässers und somit eine wesentliche Bemessungsgrundlage von Wasserkraftanlagen. Das beeinflusst wiederum die Leistung der Wasserkraftanlage.

Ein weiterer Aspekt, der die Wasserkraftwandlung beeinflusst, ist die durch die EU Wasserrahmenrichtlinie (EU WRRL 2000) geforderte Durchgängigkeit. So ist an Wasserkraftanlagen immer auch eine Fischaufstiegsanlagen (FAA) zu installieren, welche eine bestimmte Wassermenge benötigt, um eine Auffindbarkeit und Passierbarkeit für wandernde Fische zu ermöglichen. Auch FAA sind somit abhängig vom Abfluss und werden durch die Auswirkungen des Klimawandels beeinflusst.

Mit der Untersuchung "Analyse von klimatischen und hydrologischen Einflussfaktoren auf die Gestaltung von Fischaufstiegsanlagen und Wasserkraftanlagen zur Sicherstellung einer nachhaltigen Wasserwirtschaft" werden die Einflüsse und Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserenergie und FAA einzeln und in Kombination betrachtet. Dabei werden die aktuellen Regel- und Standardwerke in Bezug auf die Bemessung der Bauwerke hinterfragt und Vorschläge zur Klimaanpassung aufgezeigt.

Um die Auswirkungen von Klimaveränderungen auf Bauwerke in Fließgewässern zu analysieren, werden die hydrologischen Parameter MQ, HQ, MNQ, NNQ, Abflussverhalten, Länge von Niedrigwasserperioden, Starkregenereignisse und Wassertemperatur aber auch wasserbauliche Gestaltungsparameter an Fischaufstiegsanlagen wie Schlitzbreite, Winkel des Umlenkblocks oder Beckeneinbauten untersucht. Die Folgen der Auswirkungen auf Fischaufstiegsanlagen und Wasserkraftanlagen werden einzeln und im Zusammenspiel betrachtet.

  • Welche Bauarten von Fischaufstiegsanlagen sind besonders geeignet, um mit den o.g. Parametern über ein breites Abflussspektrum funktionsfähig zu sein?
  • Welche Arten von Wasserkraftanlagen können an schwankende Abflüsse angepasst werden und mit welchen Wirkungsgraden und Leistungen?
  • Ein weiteres Ziel sind die Untersuchungen, ob vorhandene Fischaufstiegsanlagen mit dem zukünftigen Abfluss von Fließgewässern funktionstüchtig sind. In diesem Schritt sollen Anpassungen des Bauwerks anhand von physikalischen Versuchen untersucht und optimiert werden.
  • Dasselbe gilt für die Energiegewinnung durch Wasserkraftanlagen.

Werden Folgen erkannt, die mit den aktuellen Bemessungshinweisen kollidieren, sollen die Einflussgrößen erarbeitet und untersucht werden.