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Fischwanderhilfe
zur Überwindung unterschiedlich hoher Wasserlinien zwischen
Wasserzulauf und Wasserablauf an künstlichen Wasserstauwerken
kombinierbar mit einem Wasserkraftwerk.
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Der
Stand der Technik von Fischwanderhilfen ist durch stufenförmige
Anordnungen künstlicher Wasserläufe gekennzeichnet.
Diese eignen sich jedoch nicht für alle Fischarten und
sind kaum für Makrozoobenthos geeignet. So beschreibt die
DE 20 2005 010 752
U1 eine technische Fischaufstiegshilfe, welche aus einzelnen
Trögen zusammengesetzt ist, wobei die Tröge der
Fischaufstiegshilfe um eine zentrale Achse radial angeordnet sind.
Diese zentrale Achse ist ein Bauwerk oder eine Säule. Die
Tröge und das Bauwerk ist aus jeweils gleichen und einheitlichen
Teilen herstellbar.
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In
der
DE 84 23 938 U1 wird
eine Fischtreppe für Fluss und Bachläufe beschrieben,
wobei jeweils zu einem Fertigteil zusammengesetzt rechteckige Hohlkästen
höhenversetzt angeordnet und fest miteinander verbunden
sind und in zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden
jeweils mindestens eine Öffnung besitzen und die Öffnungen
jeweils benachbarter Hohlkästen fluchtend aneinander liegen.
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Die
DE 103 31 596 B4 beschreibt
einen Fischpass zur Überwindung einer Stauhöhe
mit einem oberseitigen Wasserzulauf und einem unterseitigen Wasserablauf
und mit dazwischen liegenden, im wesentlichen in einer Gefällerichtung
hintereinander wechselseitig angeordneten Becken mit jeweils einer
Grundfläche und einer teilzylindrischen Wandung, die jeweils
einen Zuflussschlitz und einen Abflussschlitz als vertikale Durchflussschlitze
mit jeweils einem teilzylindrischen Umlenkrohr zur Bildung einer
mäanderförmigen Passage aufweisen, wobei die hintereinander
wechselseitig angeordneten Becken derart ineinander gestellt sind,
dass sich die Grundflächen überlappen und jeweils
an ein Ende der teilzylindrischen Wandung eines Beckens ein tangentialer Übergang
der Wandung anschließt und am Ende der Wandung das im wesentlichen
vertikale Umlenkrohr neben dem Durchflutungsrohr angeordnet ist.
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Das
in der
WO 20040671295 beschriebene Wasserbauwerk
als Gravitations-Wasserwirbel-Kraftwerk besitzt ein großes
Wasserbecken mit einem ebenen Boden und einer runden Ausflussöffnung
in diesem Boden. Das Wasserbecken besitzt einen Freihang zur unteren
Wasseroberfläche. Beim Abfließen des Wassers aus
dem Wasserbecken bildet sich ein Wasserwirbel. In diesen Wasserwirbel
ragen die Rotorblätter einer Turbine, die elektrische Energie
erzeugen kann. Eine Wanderhilfe für Fische oder andere
Wasserlebewesen ist durch diese Bauweise nicht gegeben.
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Schließlich
beschreibt die
AT 504
498 B1 eine Fischaufstiegshilfe für ein Wasserkraftwerk
mit einem Einlauf, einem Auslauf und einer Verbindungsvorrichtung,
welche geeignet ist Fischen die Umgehung eines Dammes, eines Wehres
oder einer Staustufe zu erleichtern und durch einen externen Antrieb ein
kontinuierlicher Betrieb erreicht wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fischwanderhilfe zu schaffen,
die in allen Stufen der Höhenüberwindung eine
große Wassertiefe besitzt, neben den Fischen auch den Makrozoobenthos eine
Wanderung ermöglicht und gleichzeitig innerhalb der Fischwanderhilfe
Einrichtungen zur Elektroenergiegewinnung vorgesehen werden können.
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Mit
der Erfindung wird erreicht, dass neben den in der Aufgabenstellung
erwähnten Vorteilen, eine sehr gute Anpassung an die direkte
Umgebung des Wasserbauwerkes möglich ist. Durch eine kaskadenförmige
Anordnung kann raumsparend auch eine große Höhe überbrückt
werden. Durch die besondere Gestaltung des Wirbelbeckens mit dem
Zulauf und Ablauf wird eine künstliche Rotation mit Bildung
eines Wasserwirbels beim Ablaufen des Wassers aus dem Wirbelbecken
erreicht. Dieser Effekt wird zur Elektroenergieherstellung genutzt.
Weiterhin ermöglicht die Bauform des Wirbelbeckens die
Bildung von Ruhezonen innerhalb des Wirbelbeckens.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind neben den Nebenansprüchen
in den Ansprüchen 4 bis 13 aufgeführt. Die Weiterbildung
nach Anspruch 4 dient der Schaffung von Ruhezonen im Wirbelbecken
und der Erleichterung der Wanderung der Fische und von Makrozoobenthos.
Der Beckenboden besitzt deshalb eine besondere Gestaltung. Nach Anspruch
5 besitzen der Boden und/oder die Wirbelbeckenseitenwand des Wirbelbeckens
Aufstiegsöffnungen in Form von Schlupfrohren oder Schlupföffnungen.
Hierdurch wird die Wanderung insbesondere von Makrozoobenthos erleichtert.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 6 kann die Abflussöffnung des
Wirbelbeckens durch den Einsatz von Ringen, Schiebern oder Platten
mit fester Größe oder Hilfe einer Irisblende verkleinert
oder vergrößert werden. Somit ist eine einfache
Abflusssteuerung des Wassers möglich. Die erreichbare dezentrale
Lage der Abflussöffnung begünstigt die Wirbelbildung.
Das Einlaufbauwerk ist nach Anspruch 7 tangential oder parallel
zu einer Außenkante an das Wirbelbecken angesetzt. Hierdurch
wird die Wirbelbildung im Wirbelbecken begünstigt. Nach
Anspruch 8 kann zur Regulierung des Wasserstandes in der Fischwanderhilfe
durch im Einlaufbauwerk und/oder im Auslaufbauwerk eingebaute Wehranlagen
oder verschiebbare Zu- bzw. Abflussschieber genutzt werden. Bei
der Weiterbildung nach Anspruch 9 kann durch die kaskadenförmige
oder parallele Anordnung der Wirbelbecken und Auslaufbecken zum
Einen eine fast beliebige Höhendifferenz überbrückt
werden und zum Anderen kann durch die parallele Anordnung Einfluss auf
die Durchflussmenge des Wassers genommen werden. Nach Anspruch 10
bestehen das Wirbelbecken und das Auslaufbecken aus einem Stück.
Dies kann Montagezeiten beim Aufbau verkürzen. Durch den
Einsatz von Holz, Kunststoff, Metall und/oder Beton kann auf örtliche
Besonderheiten eingegangen werden. Mit der Weiterbildung nach Anspruch
11 kann das Auslaufbecken unter dem Wirbelbecken versetzt angeordnet
sein. Durch die besondere Gestaltung des Randes soll eine Erleichterung
der Wanderung erzielt werden. Nach Anspruch 12 sind die Wirbelbecken
und/oder die Auslaufbecken aus Segmenten herstellbar und montierbar.
Hierdurch lassen sich die Wirbelbecken und/oder die Auslaufbecken kostengünstig
durch wiederkehrende Formen herstellen. Durch die nach Anspruch
13 in ihrer Höhe reduzierte Wirbelbeckenseitenwand wird
ein definierter Überlauf bei Hochwasser begünstigt.
Die entfernbare Wirbelbeckenseitenwand ermöglicht eine
einfache Reinigung des Wirbelbeckens.
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Mehrere
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine Fischwanderhilfe,
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2 einen
Systemschnitt A-A durch die 1
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3 ein
Wasserwirbelbecken in einem Uferbereich,
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4 einen
Systemschnitt B-B durch die 3 mit konkavem
Boden,
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5 einen
Schnitt durch den Wirbelbeckenboden mit einem Schlupfrohr,
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6a eine Zuflussregelung als schwenkbare
Klappe,
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6b eine Zuflussregelung als schwenkbare
Klappe,
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7a eine Zuflussregelung als verschiebbare
klappe,
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7b eine Zuflussregelung als verschiebbare
Klappe,
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8 einen
Systemschnitt B-B durch die 3 mit konkaven
Boden und Strömungspfeilen,
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9 einen
Systemschnitt B-B durch eine Fischwanderhilfe im Uferbereich mit
konvex gekrümmten Boden,
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10 einen
Systemschnitt durch ein Wirbelbecken mit konkaven gekrümmten
Boden und einer Auslassöffnung in die Uferböschung,
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11 eine
Aneinanderreihung mehrerer Wirbelbecken in unterschiedlichen Richtungen
und Winkeln, als Kaskade ausgebildet,
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12 die
Seitenansicht von 11
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13 eine
Aneinanderreihung mehrerer Wirbelbecken um ein zentrales Bauwerk
als Kaskade ausgebildet,
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14 die Seitenansicht von 13,
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15 ein dreieckiges Wirbelbecken mit drei
Auslassöffnungen,
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16 die Seitenansicht von 15
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17 ein Wirbelbecken in Segmentbauweise,
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18 eine schematische Darstellung eines Wirbelbeckens
mit einer Turbine,
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19 eine parallele Anordnung von Fischwanderhilfen
und
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20a bis 20d verschiedenartige
Darstellungen einer Abflussregelung.
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Die
erfindungsgemäße Fischwanderhilfe besitzt ein
Wirbelbecken 3 mit einem daran angesetzten Einlaufbauwerk 1.
Das Einlaufbauwerk 1 ist tangential oder parallel zu mindestens
einer Außenkante an das Wirbelbecken 3 angeordnet.
Hierdurch wird die Wirbelbildung bei runden und eckigen Wirbelbecken 3 begünstigt.
An dem Einlaufbauwerk 1 ist eine verschiebbare oder schwenkbare
Zuflussregelung 2 angeordnet. In dem Wirbelbecken 3 ist
mindestens eine Abflussöffnung 6 vorhanden. Die
Abflussöffnung 6 besitzt eine Abflussregelung 5.
Das Wirbelbecken 3 ist auf Stützen 9 gelagert.
Diese Stützen 9 befinden sich im Wasserlauf. Das
Wirbelbecken 3 ist dabei so auf den Stützen 9 gelagert,
dass die Oberkante der Abflussöffnung 6 unterhalb
der Wasserlinie des Wasserablaufs liegt. Diese Bauweise ist insbesondere
an natürlichen Flussläufen oder Staustufen mit
einer natürlichen, ausreichend befestigten Uferböschung 13 einsetzbar,
da hier der Abfluss in ein vorhandenes Flussbett erfolgt und somit
der Eingriff in die Natur reduziert wird. Unter dem Wirbelbecken 3 ist
je nach örtlicher Gegebenheit ein Auslaufbecken 7 angeordnet.
Insbesondere bei der Überwindung größerer
Höhenunterschiede oder bei schwierigen natürlichen Gegebenheiten
ist der Einsatz eines Auslaufbeckens 7 notwendig. Hierbei
wird unter das Wirbelbecken 3 das Auslaufbecken 7 so
positioniert, dass ebenfalls die Oberkante der Abflussöffnung 6 unterhalb
der Wasserlinie des Wasserablaufs liegt. So ist es möglich
durch eine kaskadierte Mehrfachanordnung von mehreren jeweils paarweise
angeordneten Wirbelbecken 3 und Auslaufbecken 7 besonders
große Höhenunterschiede zu überwinden.
Es sind, wie in den 11, 12, 13 und 14 dargestellt, mehrere Wirbelbecken 3 in
unterschiedlichen Richtungen und Winkeln, als Kaskade hintereinander
angereiht. Diese Kaskade ist auch als Kaskade um ein zentrales Bauwerk
anreihbar. Neben der kaskadierten Anordnung können die
Fischwanderhilfen, wie in 19 dargestellt,
auch parallel nebeneinander angeordnet sein. Somit sind auch besonders
breite Flussläufe mit den Fischwanderhilfen ausrüstbar.
Die Kaskadierung paralleler Fischwanderhilfen ist ebenfalls umsetzbar.
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Das
Wirbelbecken 3 und das Auslaufbecken 7 bestehen
vorzugsweise aus einem Stück. Zur Herstellung der Wirbelbecken 3 und
Auslaufbecken 7 sind Materialien wie Holz, Kunststoff,
Metall oder Beton sowie deren Kombinationen einsetzbar.
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An
das Auslaufbecken 7 ist ein Auslaufbauwerk 8 angeordnet.
Mit dem Einlaufbauwerk 1 und dem Auslaufbauwerk 8 lassen
sich die Wasserzuläufe und Wasserabläufe leiten.
Durch das Auslaufbauwerk 8 verlässt das ausströmende
Wasser die Fischwanderhilfe. Je nach örtlicher Begebenheit
bilden das Einlaufbauwerk 1 und das Auslaufbauwerk 8 einem
Winkel 17 zwischen 0 Grad und 180 Grad sowie 0 Grad und –180
Grad bezogen auf eine fluchtende Anordnung des Einlaufbauwerkes 1 und
des Auslaufbauwerkes 8. Die Wirbelbecken 3 und
Auslaufbecken 7 besitzen jeweils gleich eine runde oder
eckige Form. Bei der runden Form befindet sich in der Mitte des
Wirbelbeckens 3 im Wirbelbeckenboden 4 die Auslausöffnung 6.
Bei einem eckigen Wirbelbecken 3 sind die Auslausöffnungen 6 gleichmäßig
im Wirbelbeckenboden 4 verteilt.
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Die
Abflussöffnung 6 bestimmt die Abflussmenge und
somit die Strömungsgeschwindigkeit. Durch die Wahl verschieden
großer Abflussöffnungen 6 mit Hilfe der
Abflussregelung 5 ist die Strömungsgeschwindigkeit
und Durchflussgeschwindigkeit veränderbar. Die Abflussregelung 5 besitzt
die Form von einsetzbaren Ringen, Schiebern und/oder Platten. Die
Ringe, Schieber und/oder Platten besitzen jeweils eine Bohrung.
Diese Bohrung ist jedoch nicht zentrisch im Bezug zu den jeweiligen
Außenkanten angeordnet. Die Größe der Öffnung
ist darüber hinaus, wie in den 20a bis 20d dargestellt, durch eine Irisblende
nahezu stufenlos veränderbar und somit den Erfordernissen
anpassbar. Durch die Wahl unterschiedlich großer Öffnungen
und deren Lage in der Abflussregelung 5 wird neben der
Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit und Durchflussgeschwindigkeit
auch die Bildung des Wasserwirbels begünstigt. Das einströmende
Wasser erzeugt im Wirbelbecken 3 einen Wasserwirbel, dessen
Wasserwirbeltrichter sich an der Abflussöffnung 6 bildet.
Insbesondere durch die spiralförmige Ausbildung des Wasserwirbels
liegt dieser bei kreisrunden Wirbelbecken 3 nicht exakt
im Bereich der mittig angeordneten Abflussöffnung 6.
Durch die exzentrische Öffnung der Abflussregelung 5 und
die freie Beweglichkeit passt sich der Wasserwirbel der Abflussregelung 5 an.
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Die
Wirbelbecken 3 und die Auslaufbecken 7 besitzen
jeweils die gleiche Form. In Abhängigkeit von den jeweiligen territorialen
Verhältnissen sind die Wirbelbecken 3 und die
Auslaufbecken 7 in Ihrer Größe verschieden
und angepasst. Der Durchmesser des Wirbelbeckens 3 ist
gleich oder größer dem Durchmesser des Auslaufbeckens 7.
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In
dem Wirbelbecken 3 sind Schlupfrohre 11, wie in 5 dargestellt,
vorhanden. Diese dienen der Wanderung von Makrozoobenthos oder auch
kleinen Fischen. Für den Aufstieg der Makrozoobenthos in das
Wirbelbecken kommt der Anordnung der Schlupfrohre 11 eine
große Bedeutung zu. Die Schlupfrohre 11 sind sowohl
im Wirbelbeckenboden 4 als auch in den Bereichen der Wirbelbeckenseitenwände 18,
welche unter der Wasserlinie des Unterwassers liegen, angeordnet.
Durch verschiedene Maßnahmen ist die Wanderung der Makrozoobenthos
in das Wirbelbecken 3 möglich. Hilfreich ist dabei
die geneigte Anordnung der Schlupfrohre. Die Neigung erfolgt dabei
in Richtung der Drehbewegung des Wasserwirbels. Durch die Strömungsgeschwindigkeit
des Wasserwirbels 9 entsteht an der Oberseite der Schlupfrohre 11 nach
dem „Venturi-Prinzip” eine Sogwirkung. Diese Sogwirkung
variiert auch durch die unterschiedlichen Anordnungen und in verschiedenen
Radien der Schlüpfrohre 11. Je nach Anordnung überstreicht
der Wasserwirbel 9 die Schlupfrohre 11 mit einer
höheren oder niedrigeren Strömungsgeschwindigkeit
und erzielt somit eine größere oder geringere
Sogwirkung. Durch verschiedene Durchmesser an der Ober- und Unterseite
der Schlupfrohre 11, ist ebenfalls ein Aufwärtssog
erzeugbar. Der am Wirbelbeckenrand 18 des Wirbelbeckens 3 vorhandene
größere Ruhebereich 12 unterstützt
die Besiedelung durch Makrozoobenthos. Durch das Einlaufbauwerk 1 wandern
die Makrozoobenthos in das Oberwasser. Der Höhenunterschied zwischen
dem höchsten Punkt der Wirbelbeckenbodenunterseite 4 des
jeweils untersten Wirbelbeckens 3 und des Wasserstandes
im Auslaufbecken 7 oder des Unterwassers im Bereich der
Uferböschung 13 ist zwingend erforderlich, damit
die gesamte Unterfläche des Wirbelbeckenbodens 4 mit
Wasser in Kontakt steht und somit die Schlupfrohre 11 ihre
Wirkung erzielen. Der Wirbelbeckenboden 4 ist sowohl gerade,
mit einem Neigungswinkel geneigt, als auch konkav oder konvex gekrümmt.
Dadurch entsteht ein Ruhebereich 12 im Bereich der Wirbelbeckenseitenwand 18.
Hierbei sind je nach Anforderung und territorialer Notwendigkeit
der Wirbelbeckenboden 4 und die Wirbelbeckenunterseite
unterschiedlich formbar.
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Bei
einem Wirbelbecken 3 in einem Uferbereich 13 dient
die erfindungsgemäße Fischwanderhilfe als nachträglich
errichtete Fischwanderhilfe an einer bestehenden Wehranlage 16.
Die Fischwanderhilfe besitzt in diesem Fall kein Auslaufbecken 7.
Das Wirbelbecken 3 ist an drei Punkten auf Stützen 9 aufgelegt.
Der erforderliche Eingriff in die Natur ist somit so gering als
möglich. Diese umweltfreundliche Bauweise kann noch unterstützt
werden, indem das Wirbelbecken aus Naturmaterial, wie zum Beispiel
Holz, errichtet wird. Die ufernahe Fischwanderhilfe ist in eine
Uferböschung 13 mit einer Gewässersohle 14 und
den Stützen 26 des Wasserwirbelbeckens im Gewässer 15 angeordnet.
Die Unterseite 4 des Wirbelbeckens 3 ist im Regelfall
von der Abflussöffnung 6 in Richtung Wirbelbeckenseitenwand 18 des
Wirbelbeckens 3 konvex oder konkav gewölbt. Im
Sonderfall ist die Unterseite 4 des Wirbelbeckens 3 horizontal.
Die in den Wirbelbeckenboden 4 eingebrachten Schlupfrohre 11 sind
mit einem Neigungswinkel eingebracht und besitzen an der Unter-
und Oberseite verschiedene Durchmesser.
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Wie
in den 1, 2, 3 und 4 dargestellt
ist, läuft das Wasser am Oberlauf im Einlaufbauwerk 1 in
die Fischwanderhilfe ein. Die gewählte Bauform des Einlaufbauwerkes 1 lenkt
das Wasser tangential in das Wirbelbecken, so dass es mit größtmöglichem
Abstand vom Mittelpunkt des Wirbelbeckens 3 in dieses strömt.
Die Zuflussregelung 2 regelt die Durchflussmenge des Wassers. Hierfür
ist die Zuflussregelung 2 in Form einer verschiebbaren
Klappe am Einlaufbauwerk 1 so angeordnet, dass bei weniger
vorhandenem Wasser der Zuflussquerschnitt in horizontaler Richtung
verringert wird und somit der Wasserspiegel nicht sinkt und das Wasser
immer optimal in tangentialer Richtung am äußeren
Wirbelbeckenrand in das Wirbelbecken einströmt. Dadurch
wird im Wasserwirbel eine höhere Rotationsgeschwindigkeit
erzeugt. Das Wasser bewegt sich nun spiralförmig im Wirbelbecken 3 und
bildet einen Wasserwirbel und einen Wasserwirbeltrichter.
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Durch
den geneigten Beckenboden 4 entstehen im Wirbelbecken 3 Bereiche,
welche unter dem Niveau der Abflussöffnung 6 liegen.
Hier fließt das Wasser nicht ab und es entsteht ein Bereich
mit geringerer Strömung, welcher als Ruhebereich 12 genutzt
wird.
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In
der Mitte des Wirbelbeckens 3 befindet sich die Abflussregelung 5 mit
der Abflussöffnung 6. Hier ist durch verschiedene
Durchmesser die Menge des abfließenden Wassers bestimmbar.
Weiterhin ist durch die exzentrische Öffnung in der Abflussregelung 5 die
Bildung eines gleichmäßigen Wasserwirbels verbesserbar,
da bei geringen Setzungserscheinungen des Wirbelbeckens 3 und
durch die spiralförmige Ausbildung des Wasserwirbels der
untere Punkt des Wasserwirbeltrichters nicht genau in Wirbelbeckenmitte
auftreten. Dies wird durch die Abflussregelung 5 ausgeglichen.
Da der Wasserstand des Unterwassers immer bis an die Unterseite
der Abflussregelung 5 reicht, entsteht eine große
Wasserspaltbreite in der Abflussöffnung 6, welche
zur Fischwanderung genutzt wird. Das Wasser fließt nun, wie
in den 1 und 2 dargestellt, in das Auslaufbecken 7 und
durch das Auslaufbauwerk 8 aus der Fischwanderhilfe. Bei
naturnaher Bauweise kann, wie in den 3 und 4 dargestellt,
auf das Auslaufbecken 7 und das Auslaufbauwerk 8 verzichtet
werden. Das Wirbelbecken 3 wird hierfür auf Stützen 9 gesetzt
und das Wasser fließt direkt aus dem Wirbelbecken 3 in
das vorhandene Gewässer 15.
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Da
durch die erfindungsgemäße Fischwanderhilfe das
gesamte Restwasser laufen kann, entsteht eine genügend
große Leitströmung. Dadurch ist die Auffindbarkeit
der erfindungsgemäßen Fischwanderhilfe durch die
im Fließgewässer befindlichen Organismen gewährleistet.
Fische schwimmen in das sich unter dem Wirbelbecken 3 befindliche
Wasser und steigen durch die große Wasserspaltbreite an der
Abflussöffnung 6 in das Wirbelbecken 3 auf. Durch
Veränderung der Wasserhöhe mit einem Abflussschieber 2 im
Auslaufbecken 7 und im Auslaufbauwerk 8 kann die
Wasserspaltbreite optimal gestaltet werden.
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Im
Wirbelbecken 3 ist am Wirbelbeckenrand 18 die
Strömung wesentlich geringer, so dass sich die Fische dort
ausruhen können, bevor sie über das Einlaufbauwerk 1 in
das Oberwasser schwimmen und die erfindungsgemäße
Fischwanderhilfe verlassen. Durch den geneigten Wirbelbeckenboden 4 entsteht
ein unter der Abflussöffnung 6 liegender Ruhebereich 12 mit
geringer Strömung, welcher idealer weise für Fische
zum Ausruhen dient.
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Für
die Wanderung der Makrozoobenthos ist die Gestaltung der Oberflächen
des Wirbelbeckens 3 und des Auslaufbeckens 7 von
großer Bedeutung. Die Oberflächen sollten wie
in den 4, 8, 9 und 10 dargestellt,
als „Rauhe Sohle” 14 gestaltet sein.
Wird die erfindungsgemäße Fischwanderhilfe, wie
in 3 und 4 dargestellt, in ein bestehendes
Gewässer gesetzt, ist dies der Idealzustand. Hierdurch
finden die Wasserorganismen ihre gewohnte Umgebung vor. Durch die
in 10 dargestellte Verschiebung der Abflussöffnung 6 des
Wirbelbeckens 3 in Richtung der Uferböschung 13,
ist es für sich am Boden fortbewegende Wasserlebewesen möglich
auch über die Abflussöffnung 6 in das
Wirbelbeckens 3 zu gelangen.
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Die
Zuflussschieber 2 der Zuflussregelung 2 sind wie
in den
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6a, 6b 7a und 7b dargestellt,
schwenkbar oder verschiebbar. Durch horizontale Bewegungsrichtung
wird erreicht, dass sich bei ändernder Öffnung
der Zuflussregelung 2 die Wasserhöhe gleich bleibt.
Weiterhin wird durch die Lage der Zuflussregelung 2 der
Wasserfluss an die Wirbelbeckenseitenwand 18 geleitet,
wodurch die Wirbelbildung auch bei geringem Wasserfluss begünstigt wird.
Durch das Zusammenwirken der Öffnung der Zuflussregelung 2 und
einer geeignete Wahl der Abflussöffnung 6 mit
Hilfe der Abflussregelung 5 ist auch bei wechselnder anliegender
Oberwassermenge die Durchflussgeschwindigkeit und die Durchflussmenge
durch die Fischwanderhilfe einstellbar. Durch ein Zusammenspiel
der Abflussregelung 5 in der Abflussöffnung 6 und
der Zuflussregelung 2 sowie dem Abflussschieber 2 lässt
sich der Wasserstand in dem Wirbelbecken 3 und dem Auslaufbecken 7 optimal
anpassen und ein Wasserwirbel erzeugen.
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Die
eckige Form eines Wirbelbeckens 3 und eines Auslaufbeckens 7,
wie in den 15 und 16 dargestellt,
bietet den Vorteil mehrerer gleichmäßig angeordneter
Abflussöffnungen 6 und somit mehrerer Wasserwirbel.
Das Einlaufbauwerk 1 ist parallel zu einer der Wirbelbeckenseitenwände 18 angeordnet
und begünstigt somit die Wasserwirbelbildung.
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Zum
Schutz vor unkontrollierten Überschwemmungen bei Hochwasser
ist die Wirbelbeckenseitenwand 18, wie in den 1 und 2 dargestellt,
für ein sechstel des Umfanges in ihrer Höhe reduziert.
Wird trotz angepasster Zuflussregelung 2 und Abflussregelung 5 ein
bestimmter Wasserstand überschritten tritt dieser in dem
Bereich der reduzierten Höhe über die Wirbelbeckenseitenwand 18.
Der Bereich der reduzierten Höhe ist vorzugsweise über dem
Auslaufbauwerk 8 oder dem weitergehenden natürlichen
Flusslauf angeordnet um dem Abfluss des Hochwassers zu begünstigen.
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Für
Reinigungszwecke ist ein Teil der Wirbelbeckenseitenwand 18 entfernbar
oder entnehmbar. Dieser Teil umfasst ein zwölftel des Umfanges
der Wirbelbeckenseitenwand 18. Für eine Reinigung
des Wirbelbeckens 3 wird die Wirbelbeckenseitenwand 18 geöffnet.
Für die Reinigung ist der Abflussöffnung 6 verschließbar.
Das Wasser und die Ablagerungen gelangen durch die geöffnete
Wirbelbeckenseitenwand 18 so direkt aus dem Wirbelbecken 3.
Der entfernbare Teil der Wirbelbeckenseitenwand 18 ist
vorzugsweise über dem Auslaufbauwerk 8 oder dem weitergehenden
natürlichen Flusslauf angeordnet, um dem Abfluss des Wassers
zu begünstigen.
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Zusätzlich
ermöglicht die erfindungsgemäße Fischwanderhilfe,
durch Einsatz einer geeigneten Turbine 10, die Gewinnung
von elektrischer Energie, wobei die Rotationsenergie des Wasserwirbels
in elektrische Energie umgewandelt wird. Hierfür ist am Wirbelbecken 3,
wie in 18 dargestellt, die Turbine 10 angeordnet.
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Für
eine vereinfachte Herstellung der erfindungsgemäßen
Fischwanderhilfe sind das Wirbelbecken 3 und das Auslaufbecken 7,
wie in 17 dargestellt, aus Segmenten
gefertigt. Die annähernde Kreisform ermöglicht
neben einer ausreichenden Wirbelbildung eine vor allem kostengünstige
Herstellung der Fischwanderhilfe. Hierdurch ist die Fischwanderhilfe
als Bausatz in beliebigen Größen durch sich wiederholende
Elemente herstellbar.
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Darüber
hinaus wird durch die erfindungsgemäße Fischwanderhilfe
eine Belüftung des Gewässers, eine Wassertemperaturregelung
und eine geringere Vereisungsgefahr im Winter ermöglicht.
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- 1
- Einlaufbauwerk
- 2
- Zuflussregelung,
Zuflussschieber, Abflussschieber
- 3
- Wirbelbecken
- 4
- Wirbelbeckenboden,
Wirbelbeckenunterseite
- 5
- Abflussregelung
- 6
- Abflussöffnung
- 7
- Auslaufbecken
- 8
- Auslaufbauwerk
- 9
- Stützen
- 10
- Turbine
- 11
- Schlupfrohr,
Schlupföffnungen, Aufstiegsöffnungen
- 12
- Ruhebereich
- 13
- Uferböschung
- 14
- Gewässersohle, „Rauhe
Sohle”
- 15
- Gewässer
- 16
- Wehranlage,
Rampe
- 17
- Winkel
- 18
- Wirbelbeckenrand,
Wirbelbeckenseitenwand
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 202005010752
U1 [0002]
- - DE 8423938 U1 [0003]
- - DE 10331596 B4 [0004]
- - WO 20040671295 [0005]
- - AT 504498 B1 [0006]