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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Einstiegshilfe in ein Nebengewässer. Solche Nebengewässer verbinden oft auch ein Unterwasser und ein Oberwasser eines Fließgewässers.
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Stand der Technik
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Fische wandern in Flüssen, z. B. um Ihre Laichplätze oder Lebensräume aufzusuchen. Beispielsweise wandern junge Aale vom Meer kommend die Flüsse hinauf, wo sie auswachsen. Geschlechtsreife Aale wandern die Flüsse wieder hinunter, um zu Ihren Laichplätzen zu gelangen. Auch Lachse wandern, jedoch legen diese Ihren Laich nicht im Meer, sondern in den Flüssen ab. Diese Wanderungen sind nur möglich, wenn die Flüsse keine Querverbauungen wie Wehre oder Staumauern, z. B. für Kraftwerke aufweisen. Den Abschnitt des Fließgewässers stromaufwärts einer Querverbauung bezeichnet man als Oberwasser und den Abschnitt stromabwärts der Querverbauung als Unterwasser. Um den Fischen trotz der Querverbauungen eine Wanderung zwischen dem Ober- und dem Unterwasser zu ermöglichen, werden oft Umgehungsgewässer angelegt. Diese Umgehungsgewässer sind jedoch im Vergleich zum Hauptstrom klein, d. h. nur ein kleiner Teil des gesamten Volumenstroms des Fließgewässers fließt durch das Umgehungsgewässer, die oft als Fischtreppe ausgeführt sind. Deshalb findet ein Großteil der wandernden Fische den Einstieg in das Umgehungsgewässer nicht. Flüsse haben in der Regel viele Querverbauungen, beispielsweise hat der Main zwischen seiner Mündung in den Rhein und seinem Oberlauf bei Bamberg 34 Querverbauungen. Wenn bei jeder Querverbauung nur ein kleiner Teil der aufsteigenden Fische das Umgehungsgewässer findet, dann kommt am Oberlauf des Flusses faktisch kein Fisch mehr an. Wenn z. B. die Hälfte der Fische an jeder Querverbauung den Einstieg in das Umgehungsgewässer finden würde, dann kämen nur 0,534 = 5,8 × 10–11 der in den Main eingestiegenen Fische am Oberlauf an. Das genügt nicht, um das Vorkommen wandernder Fische im Main zu sichern.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Durchgängigkeit von querverbauten Fließgewässern für Fische zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Einstiegshilfe nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung basiert auf der Beobachtung, dass Fische, die in einem Fluss aufsteigen in der Regel der Hauptströmung folgen. Deshalb schwimmen die Fische in der Regel bis an die Querverbauung und suchen dort einen Durchlass. Meist gibt es z. B. an Wehrverschlüssen undichte Stellen, an denen die Fische versuchen hochzuspringen, was meist erfolglos ist und zu Verletzungen führt, weil die Fische gegen Pfeiler, Wehrverschlüsse oder dgl. springen. Wenn die Fische an der Querverbauung angekommen sind, dann sind sie meist schon an dem Einstieg in das Umgehungsgewässer vorbeigeschwommen. Die Erfindung bietet den Fischen eine Einstiegshilfe in ein Nebengewässer, z. B. in ein Umgehungsgewässer.
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Die Einstiegshilfe hat mindestens ein am Grund des Fließgewässers z. B. eines Flusses und schräg zur Strömungsrichtung angeordnetes dammartiges erstes Strömungshindernis. Das vom Nebengewässer abgewandte Ende des Strömungshindernisses ist stromabwärts des dem Nebengewässer zugewandten Endes. Das Strömungshindernis erstreckt sich bevorzugt von einem Ufer zum gegenüberliegenden Ufer des Fließgewässers. Das dem Nebengewässer zugewandte Ende weist bevorzugt in des Mündungsbereichs des Nebengewässers. Besonders bevorzugt endet Strömungshindernis im Nebengewässer oder an seinem Ufer. Das Strömungshindernis wird vom Fließgewässer wie ein natürlicher Felsrücken überspült. Dabei entsteht stromabwärts des Strömungshindernisses eine strömungsberuhigte Zone. Aufsteigende Fische müssen gegen die Strömung anschwimmen. Um Energie zu sparen schwimmen aufsteigende Fische deshalb meist in der Nähe der Sohle, also am Grund des Fließgewässers, weil die Strömung dort verlangsamt ist. Dabei stoßen sie dann auf die Einstiegshilfe, welche es den Fischen erlaubt in der strömungsberuhigten Zone des ersten Strömungshindernisses und somit entlang der strömungsabgewandten Seite des ersten Strömungshindernisses weiter aufzusteigen. Die Wanderung der Fische kann dadurch ohne nennenswerte Einschränkung der Befahrbarkeit des Fließgewässers in Richtung des Einstiegs in das Nebengewässers geleitet werden. Die Erfindung leitet die Fische somit zum Einstieg in das Nebengewässer.
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Die Fische werden dann in das Nebengewässer einsteigen, wenn das Nebengewässer attraktiv ist, z. B. Nahrung bietet. Dies können Fische insbesondere anhand von „Duftstoffen”, die mit dem Nebengewässer in den Hauptstrom eingetragen werden, erkennen. Verkürzt formuliert riecht bzw. schmeckt das Wasser aus einem biologisch intakten Bachlauf anders als das Wasser in einem meist kanalisierten Flusslauf. Dieser Unterschied wird von Fischen erfasst und z. B. mit mehr bzw. weniger Nahrung assoziiert, weshalb die Fische in das Umgehunggewässer einsteigen.
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Besonders einfach und damit günstig lässt sich die Einstiegshilfe errichten, wenn das Strömungshindernis eine Vielzahl miteinander verbundener Elemente aufweist. Beispielsweise können die Elemente Betonsegmente sein. Solche Elemente können an Land gefertigt und dann in das Fließgewässer abgesenkt werden. Das ist wesentlich einfacher und billiger als unter der Wasseroberfläche einen Damm zu betonieren.
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Die Elemente sind bevorzugt zueinander komplementär und derart formschlüssig miteinander verbunden, dass die Verbindung auf Zug und Druck belastbar ist.
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Beispielsweise können die Elemente an mindestens einer Seite mindestens je einen hinterschnittenen Ansatz und an der gegenüberliegenden Seite mindestens eine dazu komplementäre Ausnehmung aufweisen. Die Stirnseite des Ansatzes hat bevorzugt zumindest zwei gegeneinander abgewinkelte Flächen, dass zwei aneinander angesetzte Elemente gegeneinander verkippt bzw. geschwenkt am Grund eines Fließgewässers angeordnet werden können. Alternativ kann die Stirnfläche gerundet sein. Durch die abgewinkelten Flächen der Stirnseite, bzw. die gerundete Fläche der Stirnseite können die Elemente auch auf einem uneben Grund eines Fließgewässers angeordnet werden. Der Aufwand zur Vorbereitung des Ablegens der Elemente wird dadurch reduziert.
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Das ermöglicht es das Strömungshindernis an einem bergseitigen Widerlager in Ufernähe oder am Ufer zu befestigen. Das bergseitige Wiederlager nimmt dann wesentliche Teile der durch Strömung auf die Elemente wirkenden Kräfte auf, so dass die Befestigung der Elemente am Grund entsprechend einfacher ausfallen kann.
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Bevorzugt ist die in Strömungsrichtung weisende Seite des Strömungshindernisses angeschrägt, d. h. es ist bergseitig angeschrägt. Dadurch wird die auf das Strömungshindernis abtreibend wirkende Kraft der Strömung reduziert. Gleichzeitig wird das Strömungshindernis durch die Strömung an den Grund des Fließgewässers angedrückt. Entsprechend sicherer liegt das Strömungshindernis am Grund des Fließgewässers.
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Bevorzugt hat das Strömungshindernis an seiner der Strömung abgewandten Seite, also talseitig, zumindest in einem Abschnitt eine kanalartige Ausnehmung, die z. B. als Überstand ausgebildet sein kann. Die kanalartige Ausnehmung bietet einen besonders strömungsgeschützten und wirbelarmen Bereich, in dem Fische besonders energiesparend aufsteigen können.
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Besonders bevorzugt hat die kanalartige Ausnehmung zumindest auf seiner der Strömung abgewandten Seite eine Vielzahl nebeneinander angeordneter pfosten- oder pfeilerartiger Zinken. Die Ausnehmung hat dann die Form einer Galerie. Der Abstand der Zinken ist so gewählt, dass ein Kormoran nicht zwischen zwei Zinken hindurch tauchen kann, wohl aber die ihm ansonsten als Nahrung dienenden Fische. Dadurch wird verhindert, dass im Strömungsschatten der Einstiegshilfe aufsteigende Fische von Kormoranen in großer Zahl abgefischt werden. Die Fische werden zwar auch auf stromabwärts der Zinken aufsteigen, können sich jedoch bei Gefahr hinter den Zinken in Sicherheit bringen. Dies wird erleichtert, wenn die Zinken in ihrem unteren Abschnitt verjüngt sind. Dadurch steigen in Grundnähe aufsteigende Fische eher in die Galerie ein und von oben antauchende Kormorane nicht.
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Bevorzugt ist die Einstiegshilfe in Längsrichtung gekrümmt. Dadurch kann der Strömungsdruck entlang der Einstiegshilfe gleichmäßiger über die Länge der Einstiegshilfe verteilt und besser in ufernahe Widerlager eingeleitet werden. Entsprechend sicherer liegt die Einstiegshilfe am Grund des Fließgewässers.
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Bevorzugt ist das Strömungshindernis an seinem dem Nebengewässer abgewandten Ende z. B. am Grund und/oder der Böschung des Fließgewässers z. B. an einem Widerlager verankert. Dadurch können Druckkräfte auf das Strömungshindernis an einer gut erreichbaren Stelle abgefangen werden. Ein Widerlager in Ufernähe ist wesentlich einfacher zu bauen als in der Mitte eines Fließgewässers. Aus dem gleichen Grund ist es vorteilhaft das Strömungshindernis zusätzlich oder optional an seinem dem Nebengewässer zugewandten Ende mit einer Begrenzung des Fließgewässers zu verankern. Dann können Druckkräfte auf das Strömungshindernis als Zugkräfte in die Verankerung eingeleitet werden.
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Bevorzugt hat die Einstiegshilfe stromabwärts des ersten Strömungshindernisses mindestens ein zweites Strömungshindernis. Das zweite Strömungshindernis ist bevorzugt parallel zum ersten Strömungshindernis angeordnet. Dadurch wird die Anzahl der Fische, die die Einstiegshilfe überschwimmen reduziert.
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Bevorzugt hat die Einstiegshilfe mindestens ein weiteres Strömungshindernis, welches eine Querströmung erzeugt, mit welcher zumindest einen Teil des Zuflusses des Nebengewässers in Richtung der der Hauptströmung abgewandten Seite des ersten Strömungshindernisses geleitet wird. Bevorzugt wird die Strömung derart geleitet, dass sie wie beim Coanda-Effekt an dem Strömungshindernis entlangströmt. Das hat den Vorteil, dass – sofern das Nebengewässer ein attraktives Gewässer ist – die Duftstoffe des Nebengewässers besonders gut in dem strömungsberuhigten Bereich wahrnehmbar sind. Die Fische folgen dann dieser Strömung in das Nebengewässer, um Nahrung zu finden.
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In der Oberseite des Strömungshindernisses ist bevorzugt mindestens eine Aufnahme für Schüttgut zur Beschwerung des Strömungshindernisses angeordnet. Dadurch kann bei der Fertigung des Strömungshindernisses Material, meist Beton gespart werde. Zudem wird der Transport des Strömungshindernisses zum Fließgewässer einfacher, weil es leichter ist. Das Beschweren des Strömungshindernisses mit Schüttgut, wie z. B. Steinen erhöht zudem die strömungsberuhigende Wirkung des Strömungshindernisses.
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Die Einstiegshilfe kann nicht nur zum Erleichtern des Einstiegs in ein Umgehungsgewässer eingesetzt werden. Die Einstiegshilfe kann auch an Flussmündungen eingesetzt werden, damit überhaupt Fische in einen Fluss einsteigen, z. B. im Bereich der Mainmündung in den Rhein. Dann sollte die Einstiegshilfe allerdings nicht die gesamte Breite des Hauptgewässers überspannen.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.
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1 zeigt einen Fluß mit einer Einstiegshilfe,
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2 zeigt Elemente eines Strömungshindernisses,
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3 zeigt ein Element eines Strömungshindernisses,
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4 zeigt ein weiteres Element eines Strömungshindernisses,
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5 zeigt ein das Element aus 4 von unten,
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6 zeigt ein weiteres Element eines Strömungshindernisses.
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7 zeigt einen Abschnitt eines Strömungshindernisses aus Elementen wie sie in 6 dargestellt sind.
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8 zeigt ein weiteres Element eines Strömungshindernisses.
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9 zeigt ein weiteres Element eines Strömungshindernisses.
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10 zeigt einen Fluß mit einer Einstiegshilfe,
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11 zeigt ein Element der Einstiegshilfe in 10.
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Die 1 zeigt schematisch vereinfacht einen Fluss 10 unterhalb einer nicht dargestellten Querverbauung, also ein Unterwasser. Die Hauptströmungsrichtung des Wassers (nicht dargestellt) wird durch einen Pfeil 11 symbolisiert. In den Fluß mündet ein Nebengewässer 20, beispielsweise ein Umgehungsgewässer für die Querverbauung. Am Grund 12 des Flusses 10 ist eine Einstiegshilfe für Fische in das Nebengewässer 20 angeordnet. Die Einstiegshilfe hat ein schräg zur Strömungsrichtung angeordnetes dammartiges Strömungshindernis 30. Das Strömungshindernis wird wie ein natürlicher Felsrücken vom Flusswasser überspült. Das Strömungshindernis 30 zieht sich über den Grund des Flusses 10 wie ein gekrümmtes Band von der Mündung 21 des Nebengewässers 20 bis zum gegenüberliegenden in Strömungsrichtung rechten Uferbereich 14, wo es sich an einem Widerlager 16 abstützt. Das vom Nebengewässer 20 abgewandte Ende 31 des Strömungshindernisses 30 ist stromabwärts des dem Nebengewässers 20 zugewandten Endes 32. In Grundnähe in dem Fluß 10 aufsteigende Fische schwimmen vor das Strömungshindernis 30. Dort können sie schräg zur Hauptströmungsrichtung im Strömungsschatten des Strömungshindernisses 30 weiter aufsteigen. Sie folgen somit dem Strömungshindernis bis in den Bereich der Mündung des Nebengewässers 20, durch welches sie zum Oberwasser (nicht dargestellt) gelangen.
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Das Strömungshindernis in 1 ist aus einer Vielzahl von zueinander komplementären Elementen 40, 50 zusammengesetzt, wie dies in 2 angedeutet ist. Dazu werden zunächst mindestens zwei der in 3 gezeigten Elemente 40 nebeneinander auf den Grund des Flusses abgesenkt. Die Elemente 40 haben einen beispielhaft plattenförmigen Sockel 41 auf dem zwei Rippen 42, 43 angeordnet sind. Die erste Rippe 43 ist am der Strömung abgewandten d. h. talseitigen Ende 44 und die zweite Rippe 42 zwischen dem der Strömung zugewandten d. h. bergseitigen Ende 45 und dem der Strömung abgewandten Ende 34. Entsprechend bildet der Abschnitt des Sockels 41 stromaufwärts der zweiten Rippe 42 eine Zunge (in 2 nicht dargestellt, s. 3). Die Zunge wird bevorzugt mit Schüttgut, wie z. B. Wasserbausteinen oder Kies belastet. Zwischen den beiden Rippen 42, 43 sind in dem Sockel 41 zwei Ausnehmungen 46, 47.
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Das zweite Element 50 hat eine beispielhaft plattenförmige Abdeckung 51 an dessen Unterseite ein Vorsprung 52 ist (vgl. 4 und 5). An der Unterseite des Vorsprungs 52 sind zwei zu den Ausnehmungen 46, 47 des ersten Elementes komplementäre Ansätze 56, 57. Bei der Montage des Strömungshindernisses 30 wird das zweite Element 50 den Spalt zwischen zwei nebeneinander angeordneten ersten Elementen 40 übergreifend auf diesen derart abgelegt, dass der Vorsprung 52 des zweiten Elementes 50 in dem freien Raum zwischen den beiden Rippen 42, 43 eingreift und somit weder mit noch gegen die Strömung verschoben werden kann. Zudem greifen die Ansätze 56, 57 in zwei benachbarte Ausnehmungen 46, 47 zweier benachbarter erster Elemente 40 ein, wodurch die drei Elemente 40, 50 gegen ein Verschieben quer zu Strömungsrichtung gesichert sind. Ein aus einer Vielzahl solcher Element 40, 50 zusammengesetztes Strömungshindernis ist somit auf Zug und Druck in seiner Längsrichtung belastbar. Der Druck der Strömung auf das Strömungshindernis kann deshalb zumindest zu einem Teil in ufernahe Widerlager, wie in 1 angedeutet, eingeleitet werden.
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Bei dem Strömungshindernis 30 bildet der strömungsabgewandte Teil der Abdeckplatte 51 einen Überstand, so dass zwischen dem Grund und der Unterseite des Überstands eine kanalartige Ausnehmung 39 ist (vgl. 2). Am strömungsabgewandten Ende 54 des Überstandes sind nach unten weisende zinkenförmige Pfeiler 58. Durch die Zwischenräume zwischen den Zinken 58 können Fische sich leicht z. B. vor Kormoranen in Sicherheit bringen. Diese Zinken 58 sind hier beispielhaft konisch nach unten verjüngt, damit grundnah aufsteigende Fische leicht zwischen den Zinken hindurch, von oben tauchende Kormorane aber nur schwer oder gar nicht in die kanalartige Ausnehmung 59 eintauchen können.
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6 zeigt ein weiteres Element 60, aus dem ein Strömungshindernis zusammengesetzt werden kann. Das Element 60 hat einen Grundkörper 61, der am Grund des Flusses 10 abgesetzt wird. An einer Seite hat das Element einen hinterschnittener Ansatz 66 und auf der anderen Seite eine zu dem Ansatz 66 komplementäre Ausnehmung 67, so dass die Elemente 60 aneinander angehängt werden können, wie dies in 7 angedeutet ist. Die Elemente 60 haben je einen Hohlraum 69, der von dem Grundkörper 61 gebildet wird. Der Hohlraum 69 ist eine Aufnahme für Schüttgut. Nachdem Elemente 60 auf dem Grund eines Fließgewässers wie Puzzleteile zusammengesetzt wurden, werden die Hohlräume 69 mit Schüttgut, wie Steinen oder Kies verfüllt, um ein Abtreiben des Strömungshindernisses zu verhindern.
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Die Elemente 60 in den 8 und 9 sind ähnlich zu den in den 6 und 7 dargestellten. Es werden gleiche Bezugszeichen für identische oder ähnliche Details verwendet, so dass sich die Beschreibung zu den 6 und 7 auch auf die 8 und 9 lesen lässt.
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10 zeigt den Mündungsbereich eines Nebengewässers 20 in ein Fließgewässer 10. Am Grund 12 des Fließgewässers 10 ist ein Strömungshindernis 30 aus ineinander greifenden Elementen 60. Das Strömungshindernis 30 ist schräg zur Strömungsrichtung 11 angeordnet. Das vom Nebengewässer (20) abgewandte Ende 31 ist stromabwärts des dem Nebengewässer zugewandten Endes 32. Die Elemente 60 haben je einen rahmenartigen Grundkörper 61 mit je einem hinterschnittenen Ansatz 66 auf einer Seite des Grundkörpers 61 und einer zu dem Ansatz 66 komplementären Ausnehmung 67, so dass der Ansatz eines Elementes 60 in die Ausnehmung 67 eines daneben angeordneten Elementes eingehängt werden kann (vgl. auch 11). Der Ansatz 66 hat zwei gegeneinander abgewinkelte Stirnflächen 66.1 und 66.2. Dadurch können aneinander angesetzte Elemente 60 gegeneinander verkippt werden, so dass das Strömungshindernis 30 einem unebenen Grundverlauf folgend auf dem Grund 12 eines Flusses angeordnet werden kann.
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An dem Grundkörper 61 der Elemente 60 ist talseitig ein Überstand 62. Der Überstand 62 hat nach unten hängende Zinken 58. Der Grundköper 61, der Überstand 62, die Zinken 58 und der Grund des Fließgewässers bilden die Begrenzung einer kanalartigen Ausnehmung 59. Zwischen den Zinken 58 sind Zwischenräume 57, durch die Fische in die kanalartige Ausnehmung 59 ein- und ausschwimmen können. Die Fische können in der kanalartigen Ausnehmung 59 im Strömungsschatten des Strömungshindernisses 30 bis in das Fließgewässer aufsteigen. Durch den Überstand 62 und die Zinken 58 können Fische vor Freßfeinden, die zu groß für die kanalartige Ausnehmung sind, z. B. vor Kormoranen, geschützt bis in das Nebengewässer 20 aufsteigen.
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Die in den Figuren gezeigten Elemente 40, 50, 60 haben an ihren Schmalseiten ebene Flächen. Diese ebenen Flächen sind nicht parallel, sondern derart gegeneinander verkippt, dass ein aus den Elementen zusammengesetztes Strömungshindernis ein Bogensegment beschreibt, dessen offenes Ende talwärts angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fließgewässer z. B. Fluss
- 11
- Hauptströmungsrichtung
- 12
- Grund des Flusses
- 14
- rechtes Ufer (in Strömungsrichtung)
- 15
- linkes Ufer (in Strömungsrichtung)
- 16
- Widerlager
- 20
- Nebengewässer
- 21
- Mündung des Nebengewässers 20 in den Fluß 10
- 30
- Strömungshindernis
- 31
- dem Nebengewässer 20 abgewandtes Ende des Strömungshindernisses
- 32
- dem Nebengewässer 20 zugewandtes Ende des Strömungshindernisses
- 40
- erstes Element
- 41
- Sockel
- 42
- erste Rippe
- 43
- zweite Rippe
- 44
- Strömung abgewandtes Ende des Elementes 40
- 45
- Strömung zugewandtes Ende des Elementes 40
- 46
- Ausnehmung
- 47
- Ausnehmung
- 50
- zweites Element
- 51
- Abdeckung
- 52
- Vorsprung
- 54
- Strömung abgewandtes Ende des Elementes 50
- 55
- Strömung zugewandtes Ende des Elementes 50
- 56
- Ansatz
- 57
- Zwischenraum
- 58
- Zinken
- 59
- kanalartige Ausnehmung
- 60
- Element
- 61
- Grundkörper
- 62
- Überstand
- 66
- Ansatz
- 66.1
- abgewinkelte Stirnfläche
- 66.2
- abgewinkelte Stirnfläche
- 67
- Ausnehmung
- 69
- Hohlraum/Aufnahme
