WO2020061599A1 - Fischwanderhilfe - Google Patents

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WO2020061599A1
WO2020061599A1 PCT/AT2018/000081 AT2018000081W WO2020061599A1 WO 2020061599 A1 WO2020061599 A1 WO 2020061599A1 AT 2018000081 W AT2018000081 W AT 2018000081W WO 2020061599 A1 WO2020061599 A1 WO 2020061599A1
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WO
WIPO (PCT)
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channel
fish
flow
arrangement
area
Prior art date
Application number
PCT/AT2018/000081
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Mayrhofer
Original Assignee
Fishcon Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fishcon Gmbh filed Critical Fishcon Gmbh
Priority to PCT/AT2018/000081 priority Critical patent/WO2020061599A1/de
Priority to DE112018008029.3T priority patent/DE112018008029A5/de
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B8/00—Details of barrages or weirs ; Energy dissipating devices carried by lock or dry-dock gates
    • E02B8/08—Fish passes or other means providing for migration of fish; Passages for rafts or boats
    • E02B8/085—Devices allowing fish migration, e.g. fish traps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/60—Ecological corridors or buffer zones

Definitions

  • the invention relates to a fish migration aid according to the preamble of the independent claim.
  • leading currents in fish migration aids. These leading currents show a higher level in water connections
  • a partial flow flowing around the transverse structure is branched off, which flows through a channel, for example, in order to generate a leading flow in the underwater area for attracting the fish.
  • Bottom outlet is discharged, which is opened and cleaned at regular intervals to clean the bed load threshold.
  • the screens and screenings are also rinsed or cleaned at regular intervals using special cleaning modes.
  • the object of the invention is now to overcome the disadvantages of the prior art and, in particular, to provide a fish migration aid which reliably fulfills its function as a fish migration aid and is also suitable for generating energy from the partial flow, but which is compact and simple in construction.
  • the invention relates in particular to a fish migratory aid which is designed as an auxiliary structure of a transverse structure, such as in particular a weir system, a bottom step or a barrage, and which is flowed through by a partial flow flowing around the transverse structure along a flow direction to generate a guide flow, and which comprises the following components :
  • a first channel which extends from the upper water area to the underwater area and in the course of which an energy conversion device, such as
  • a turbine in particular a turbine, a water wheel, a hydropower screw or the like is provided for the energetic use of the partial flow
  • a second channel which extends from the upper water area to the underwater area, which runs separately next to the first channel and which is kept free as a fish lock
  • a first rake arrangement which covers the inlet of the first channel in the upper water area, but water penetrates through the first rake arrangement into the first channel.
  • the first computing arrangement is inclined with respect to the flow direction, and that through the inclined first one
  • a second rake arrangement is provided, that the second rake arrangement covers the outlet of the first channel in the underwater area, but water escaping from the first channel can flow through the second rake arrangement, that the second rake arrangement is inclined with respect to the flow direction, and that a section converging against the direction of flow towards the second channel is formed in the underwater area by the inclined second rake arrangement.
  • Underwater area is surrounded or delimited by a base plate and side walls, optionally provided with a substrate support.
  • the base plate is preferably provided with a substrate support.
  • the first rake arrangement acts or is designed as a fine rake to protect the energy conversion device from floating debris and subsequently from debris and that the first rake arrangement, as a result of its inclination, acts as a guiding element for the discharge of the raked goods by the
  • Fischwanderkanal acts or is formed, and / or that the second channel as
  • Rinsing channel acts or is designed to remove the screenings. If necessary, it is provided that the first computing arrangement, in order to protect the energy conversion device from bed load, has a bed load threshold in the floor area, in particular sealing with the floor plate.
  • the bedlock threshold acts or is designed as a guiding element for discharging the bedload through the fish migration channel, and / or that the second channel acts or is designed as a flushing channel for removing the bedload.
  • the second computing arrangement for guiding the upstream fish towards and through the second channel, as
  • water-permeable fish guide arrangement acts or is designed.
  • the first computing arrangement for guiding the downstream fish towards and through the second channel as
  • water-permeable fish guide arrangement acts or is designed.
  • first computing arrangement and / or the second computing arrangement each comprise a plurality of parallel computing elements and, in particular, horizontal computing elements such as bars or bars.
  • the first channel in the headwater area is provided with a shut-off device for changing the flow cross-section
  • the first channel in the underwater area is provided with a shut-off device for changing and / or closing the flow cross-section.
  • the second channel in the headwater area is provided with a shut-off device for changing or closing the flow cross-section, such as with a contactor, that the second channel in the
  • Underwater area is provided with a shut-off device for changing or closing the flow cross-section, such as a contactor, and that a fish lock is formed by the shut-off devices of the second channel, in particular by alternately opening and closing the shut-off devices. It is optionally provided that a first partial volume flow of the partial flow through the first channel and possibly a second partial volume flow of the
  • a partial volume flow of the partial flow flows through the second channel and that the partial volume flow forms a guide flow for guiding the fish.
  • the first channel, the upper water area, the underwater area, the energy conversion device, the second channel, the first computing arrangement, the second computing arrangement, and in particular the base plates and side walls, which are optionally provided with substrate supports, are parts of a single building.
  • the fish migration aid according to the invention comprises a first channel and a second channel.
  • the second channel is at least partially designed as a fish lock.
  • the second channel can be provided with shut-off devices on both sides. These shut-off devices can either reduce the flow cross-section or block it by one
  • shut-off devices If one of the shut-off devices is at least partially closed, or if no water runs into or through the second channel, it is generally necessary to remove the rest of the partial flow. This takes place via the first channel, in the course of which an energy conversion device for generating energy is arranged. At least part of the partial flow is therefore used synergistically to generate energy. As a further synergetic effect, at least the flow that emerges from the first channel is used as a guide flow for the fish and for large-scale detection.
  • first ones Computing arrangement In order to prevent floating material and, if necessary, debris from entering the first channel and thus the energy conversion device, there are first ones Computing arrangement and optionally a bed load threshold provided.
  • This first rake arrangement covers the first channel in the headwater area in such a way that the partial flow can enter the first channel, but screenings are diverted.
  • this derivation can take place in - and in particular through - the second channel, with which the second channel not only serves as a fish lock, but also for the derivation of screenings and preferably also attachments.
  • This inclination also means that the fish are also directed from the rake towards the second channel.
  • a computing arrangement can also be provided on the underwater side as a second computing arrangement. In this area too, the computing arrangement can be inclined in the direction of the second channel, so that a section converging in the direction of the second channel is formed.
  • the speed difference between the leading flow and the water should be greater than about 0.3m / s, so that the leading flow has a speed which is at least 0.3m / s higher than the surrounding water in the underwater area.
  • the energy conversion device can be designed as a hydropower plant, in particular as a turbine. Is preferred by the inclination
  • Computing arrangement formed a converging section.
  • the converging profile of this section is preferably in a horizontal plane.
  • the section is thus narrowed sideways, towards the second channel.
  • the outflow speed from the first channel is lower than from the second channel.
  • the amount of water emerging from the second channel is smaller than that emerging from the first channel
  • the water level can be lowered by actuating one or more shut-off elements, for example the inlet closure element, so that the screenings can be detached from the rake arrangement and removed.
  • shut-off elements for example the inlet closure element
  • Rake cleaning machine can be provided.
  • the second arithmetic arrangement allows the outlet cross-sectional area to be enlarged and thus the outlet velocity of the water from the first channel in the
  • the second computing arrangement can have larger rod spacings of the computing rods than the first computing arrangement, since the second
  • Computing arrangement does not necessarily have the protective function for the fish or the
  • a further computing arrangement in particular a fine rake, can be arranged just before or in the area directly after the energy conversion device.
  • the bars of the rake of the second rake arrangement can cantilever freely at the rear end or can be designed without attachment in order to be able to remove the screenings better. Designs as rope rakes, louvers or the like are also possible.
  • Figures 2a, 2b and 2c show three different views of a further embodiment of a fish migration aid.
  • FIG. 1 a shows an oblique view
  • FIG. 1 b a top view
  • FIG. 1 c a sectional view along the section line A-A from FIG. 1 b.
  • the fish migration aid is preferably designed as a single structure, which is arranged, for example, next to a transverse structure of a river, such as a weir system, a bottom step or a barrage.
  • a partial flow 2 running along a flow direction 1 flows through the device.
  • the device comprises a first channel 3, in the course of which an energy conversion device 6 is arranged.
  • the first channel 3 extends from the upper water area 4 to the lower water area 5.
  • an inlet closure member 14 is provided in the upper water area 4 or in front of the upper water area 4.
  • a second channel 7 runs next to the first channel 3.
  • This second channel 7 forms part of a fish lock.
  • two shut-off devices 13 are provided, which make it possible to change or close the second channel 7 on the upper water side and / or on the lower water side.
  • the second channel 7 can act as a lock.
  • the upper water region 4 and the lower water region 5 are each delimited by a base plate 10 and two side walls 11.
  • FIGS. 1 comprises a first computing arrangement 8, which is arranged in the upper water area 4 and serves as a computing arrangement for protecting the energy conversion device 6 or the first channel 3. This first
  • Computing arrangement 8 is, as in this embodiment, opposite to the
  • Flow direction 1 inclined In particular, the first computing arrangement 8 is inclined in such a way that a section converging along the flow direction 1 towards the second channel 7 is or will be formed.
  • the screenings retained by the first rake arrangement 8 are, if appropriate, automatically conveyed in the direction of the second channel 7. The screenings can subsequently be removed through the second channel 7.
  • an attachment threshold 12 is preferably provided.
  • This bedlock threshold 12 is preferably arranged in the area of the base plate 10 and also preferably seals this area with the base plate 10 in such a way that the bedload along the bedlock threshold 12 is at least stopped, but is preferably also directed towards the second channel 7. As a result, the second channel 7 can also be used to remove the attachment.
  • the shutoff element 13 on the upper water side can be closed.
  • the partial flow 2 largely flows through the first computing arrangement 8 into the first channel 3 and is converted there into usable energy by the energy conversion device 6.
  • a smaller part of the partial flow 2 flows through the second channel 7.
  • small openings in the shut-off device 13 or bypasses, not shown, are provided.
  • the shut-off device 13 is only partially closed.
  • Sub-flow 2 subsequently emerges from the first channel 3 and the second channel 7 on the underwater side, forms a guiding flow for the fish there and helps to find it on a large scale. Preference is also given to the
  • Energy conversion device 6 provided a rake in this
  • the second computing arrangement can be arranged below the energy conversion device 6 in the first channel. This will make fish underwater, especially in the underwater area 5, retained and passed into the open second channel 7, the shut-off element 13 of which is open on the underwater side.
  • shut-off device 13 on the underwater side can then be closed, with which the fish in the second channel 7 temporarily
  • shut-off device 13 can be opened, which in turn
  • shut-off device 13 on the upper water side can then be closed and the shut-off device 13 on the underwater side can be opened. That part of the partial flow 2 that does not flow through the second channel 7 is conducted into the first channel 3 and used there for energy generation.
  • a cleaning mode can be started after a certain time.
  • Cleaning mode open the two shut-off devices 13 of the second channel 7, with which water from the headwater area 4 is passed through the second channel 7 relatively quickly and the bed load and / or screenings are discharged through the second channel 7.
  • Figures 2a, 2b and 2c show a configuration similar to that of Figures 1.
  • a computing arrangement namely the second computing arrangement 9, is also shown and provided in the underwater area 5.
  • This second computing arrangement 9 is inclined with respect to the flow direction 1.
  • this second computing arrangement 9 is inclined in such a way that an area converging against the flow direction 1 is formed.
  • the second computing arrangement 9 thus acts as a master screen Conduction of the fish towards the second channel 7.
  • the second rake arrangement 9 is permeable to water, so that water escaping from the first channel 3 can penetrate through the second rake arrangement 9.
  • fish tend to be derived from the second computing arrangement 9.
  • Such a second computing arrangement 9 can also be provided in the embodiment according to FIGS. 1 a, 1 b and 1 c.
  • FIGS. 2a, 2b and 2c Another difference between FIGS. 2a, 2b and 2c compared to FIGS. 1 is the embodiment of the fish lock.
  • the fish lock, and in particular the second channel 7, is designed as a two-chamber organism migration aid, as it is
  • the remaining components correspond to the components from FIGS. 1 a to 1 c.

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Abstract

Fischwanderhilfe, die als Nebenbauwerk eines Querbauwerks, wie insbesondere einer Wehranlage, einer Sohlstufe oder einer Staustufe, ausgebildet ist, und die zur Erzeugung einer Leitströmung von einer das Querbauwerk entlang einer Strömungsrichtung (1 ) umströmenden Teilströmung (2) durchströmt wird, umfassend: - einen ersten Kanal (3), der sich vom Oberwasserbereich (4) bis in den Unterwasserbereich (5) erstreckt und in dessen Verlauf eine Energieumwandlungseinrichtung (6), wie insbesondere eine Turbine, zur energetischen Nutzung der Teilströmung (2) vorgesehen ist, - einen zweiten Kanal (7), der sich vom Oberwasserbereich (4) bis in den Unterwasserbereich (5) erstreckt, der separat neben dem ersten Kanal (3) verläuft und der als Fischschleuse freigehalten ist, - eine erste Rechenanordnung (8), die im Oberwasserbereich (4) den Einlauf des ersten Kanals (3) abdeckt, wobei aber Wasser durch die erste Rechenanordnung (8) in den ersten Kanal (3) eindringt.

Description

Fischwanderhilfe
Die Erfindung betrifft eine Fischwanderhilfe gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
Fischwanderhilfen, die im Bereich eines Querbauwerks, wie beispielsweise am Wehr eines Wasserkraftwerks, angeordnet sind, um trotz des Querbauwerks eine
Fischwanderung zuzulassen, sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und publiziert.
Es ist bekannt, bei Fischwanderhilfen sogenannte Leitströmungen zu generieren. Diese Leitströmungen weisen bei Gewässeranbindungen eine höhere
Strömungsgeschwindigkeit auf als das umliegende Wasser, womit die Fische angelockt werden, dieser Leitströmung stromaufwärts oder stromabwärts zu folgen. In der Regel wird daher eine das Querbauwerk umströmende Teilströmung abgezweigt, die beispielsweise einen Kanal durchströmt, um im Unterwasserbereich eine Leitströmung zur Anlockung der Fische zu generieren.
Um auch die Energie dieser Teilströmung zu nutzen, ist es bereits bekannt,
Energieumwandlungseinrichtungen, wie beispielsweise Turbinen, entlang dieser Teilströmung anzuordnen. Jedoch benötigen Turbinen in der Regel
Schutzvorrichtungen, sodass Treibgut nicht in die Turbine eindringen können und diese beschädigen. Insbesondere betrifft dies herkömmliches Treibgut, das in der Regel durch einen Feinrechen vor der Turbine abgehalten wird. Dies betrifft aber auch das sogenannte Geschiebe, also Geröll und Steine, die im Bodenbereich der Strömung transportiert werden. Dieses Geschiebe wird meist über einen sogenannten
Grundablass abgeführt, der zur Reinigung der Geschiebeschwelle in regelmäßigen Abständen geöffnet und damit gespült wird. Die Rechen und das Rechengut werden ebenfalls in regelmäßigen Abständen durch spezielle Reinigungsmodi gespült bzw. gereinigt.
Für die Nutzung der Teilströmung ist eine derartige Konstruktion jedoch mit hohem Aufwand verbunden, da hierfür eine Turbine, ein separater Grundablass,
gegebenenfalls eine Spülleitung des Rechens und zusätzlich auch noch eine
Fischwanderhilfe vorgesehen werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere eine Fischwanderhilfe zu schaffen, die zuverlässig ihre Funktion als Fischwanderhilfe erfüllt, darüber hinaus zur Energiegewinnung aus dem Teilstrom geeignet ist, die dabei aber kompakt und einfach im Aufbau ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Fischwanderhilfe, die als Nebenbauwerk eines Querbauwerks, wie insbesondere einer Wehranlage, einer Sohlstufe oder einer Staustufe, ausgebildet ist, und die zur Erzeugung einer Leitströmung von einer das Querbauwerk entlang einer Strömungsrichtung umströmenden Teilströmung durchströmt wird, und die folgende Komponenten umfasst:
- einen ersten Kanal, der sich vom Oberwasserbereich bis in den Unterwasserbereich erstreckt und in dessen Verlauf eine Energieumwandlungseinrichtung, wie
insbesondere eine Turbine, ein Wasserrad, eine Wasserkraftschnecke oder dergleichen, zur energetischen Nutzung der Teilströmung vorgesehen ist, - einen zweiten Kanal, der sich vom Oberwasserbereich bis in den Unterwasserbereich erstreckt, der separat neben dem ersten Kanal verläuft und der als Fischschleuse freigehalten ist,
- und eine erste Rechenanordnung, die im Oberwasserbereich den Einlauf des ersten Kanals abdeckt, wobei aber Wasser durch die erste Rechenanordnung in den ersten Kanal eindringt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste Rechenanordnung gegenüber der Strömungsrichtung schräggestellt ist, und dass durch die schräggestellte erste
Rechenanordnung im Oberwasserbereich ein entlang der Strömungsrichtung Richtung zweiten Kanal zusammenlaufender Abschnitt gebildet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine zweite Rechenanordnung vorgesehen ist, dass die zweite Rechenanordnung im Unterwasserbereich den Auslauf des ersten Kanals abdeckt, wobei aber aus dem ersten Kanal austretendes Wasser durch die zweite Rechenanordnung strömen kann, dass die zweite Rechenanordnung gegenüber der Strömungsrichtung schräggestellt ist, und dass durch die schräggestellte zweite Rechenanordnung im Unterwasserbereich ein gegen die Strömungsrichtung Richtung zweiten Kanal zusammenlaufender Abschnitt gebildet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Oberwasserbereich und der
Unterwasserbereich jeweils von einer gegebenenfalls mit einer Substartauflage versehenen Bodenplatte und Seitenwänden umgeben oder begrenzt ist.
In allen Ausführungsformen ist die Bodenplatte bevorzugt mit Substratauflage versehen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Rechenanordnung als Feinrechen zum Schutz der Energieumwandlungseinrichtung vor Schwemmgut und in weiterer Folge vor Rechengut wirkt oder ausgebildet ist, dass die erste Rechenanordnung durch ihre Schrägstellung als Leitelement zur Ableitung des Rechenguts durch den
Fischwanderkanal wirkt oder ausgebildet ist, und/oder dass der zweite Kanal als
Spülkanal zum Abtransport des Rechenguts wirkt oder ausgebildet ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Rechenanordnung, zum Schutz der Energieumwandlungseinrichtung vor Geschiebe, im Bodenbereich, insbesondere abdichtend mit der Bodenplatte eine Geschiebeschwelle aufweist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Rechenanordnung durch ihre
Schrägstellung und durch die Geschiebeschwelle als Leitelement zur Ableitung des Geschiebes durch den Fischwanderkanal wirkt oder ausgebildet ist, und/oder dass der zweite Kanal als Spülkanal zum Abtransport des Geschiebes wirkt oder ausgebildet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die zweite Rechenanordnung, zur Leitung der stromaufwärts ziehenden Fische Richtung und durch den zweiten Kanal, als
wasserdurchlässige Fischleitanordnung wirkt oder ausgebildet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Rechenanordnung, zur Leitung der stromabwärts ziehenden Fische Richtung und durch den zweiten Kanal, als
wasserdurchlässige Fischleitanordnung wirkt oder ausgebildet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die erste Rechenanordnung und/oder die zweite Rechenanordnung jeweils mehrere parallel Richtung zweiten Kanal und insbesondere waagrecht verlaufende Rechenelemente wie Stäbe oder Balken umfasst.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der erste Kanal im Oberwasserbereich mit einem Absperrorgan zur Veränderung des Durchflussquerschnitts versehen ist, und/oder dass der erste Kanal im Unterwasserbereich mit einem Absperrorgan zur Veränderung und/oder zum Verschluss des Durchflussquerschnitts versehen ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der zweite Kanal im Oberwasserbereich mit einem Absperrorgan zur Veränderung oder Schließung des Durchflussquerschnitts, wie beispielsweise mit einem Schütz, versehen ist, dass der zweite Kanal im
Unterwasserbereich mit einem Absperrorgan zur Veränderung oder Schließung des Durchflussquerschnitts, wie beispielsweise mit einem Schütz, versehen ist, und dass durch die Absperrorgane des zweiten Kanals, insbesondere durch wechselweises Öffnen und Schließen der Absperrorgane, eine Fischschleuse gebildet ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein erster Teilvolumenstrom der Teilströmung durch den ersten Kanal und gegebenenfalls ein zweiter Teilvolumenstrom der
Teilströmung durch den zweiten Kanal strömt, und dass der erste Teilvolumenstrom oder die beiden Teilvolumenströme zusammen im Unterwasserbereich eine
Leitströmung zur Leitung der Fische und insbesondere zur großräumigen Auffindbarkeit bilden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein Teilvolumenstrom der Teilströmung durch den zweiten Kanal strömt, und dass der Teilvolumenstrom eine Leitströmung zur Leitung der Fische bildet.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der erste Kanal, der Oberwasserbereich, der Unterwasserbereich, die Energieumwandlungseinrichtung, der zweite Kanal, die erste Rechenanordnung, die zweite Rechenanordnung, und insbesondere die gegebenenfalls mit Substratauflagen versehenen Bodenplatten und Seitenwände, Teile eines einzigen Bauwerks sind.
Die erfindungsgemäße Fischwanderhilfe umfasst einen ersten Kanal und einen zweiten Kanal. Der zweite Kanal ist zumindest teilweise als Fischschleuse ausgebildet. So kann der zweite Kanal beidseitig mit Absperrorganen versehen sein. Diese Absperrorgane können wahlweise den Durchflussquerschnitt verringern oder sperren, um eine
Fischschleuse zu binden. Ist eines der Absperrorgane zumindest teilweise geschlossen, oder läuft kein Wasser in oder durch den zweiten Kanal, so ist es in der Regel notwendig, den Rest der Teilströmung abzuführen. Dies erfolgt über den ersten Kanal, in dessen Verlauf eine Energieumwandlungseinrichtung zur Gewinnung von Energie angeordnet ist. In synergetischer Weise wird daher zumindest ein Teil der Teilströmung zur Energiegewinnung verwendet. Als weiterer synergetischer Effekt wird zumindest jene Strömung, die aus dem ersten Kanal austritt, als Leitströmung für die Fische und zur großräumigen Auffindbarkeit verwendet.
Um zu verhindern, dass Schwemmgut und gegebenenfalls Geschiebe in den ersten Kanal und damit in die Energieumwandlungseinrichtung eintritt, sind eine erste Rechenanordnung und gegebenenfalls eine Geschiebeschwelle vorgesehen. Diese erste Rechenanordnung deckt den ersten Kanal im Oberwasserbereich derart ab, dass die Teilströmung zwar in den ersten Kanal eintreten kann, Rechengut jedoch abgeleitet wird.
In synergetischer Weise kann diese Ableitung in - und insbesondere durch - den zweiten Kanal erfolgen, womit der zweite Kanal nicht nur als Fischschleuse, sondern auch zur Ableitung von Rechengut und bevorzugt auch Geschiebe dient.
Durch diese Schrägstellung wird zudem bewirkt, dass auch die Fische von dem Rechen Richtung zweiten Kanal geleitet werden. Eine derartige Rechenanordnung kann auch unterwasserseitig als zweite Rechenanordnung vorgesehen sein. Auch in diesem Bereich kann eine Schrägstellung der Rechenanordnung Richtung zweiten Kanal erfolgen, sodass ein Richtung zweiten Kanal zusammenlaufender Abschnitt gebildet wird.
Die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Leitströmung und dem Wasser sollte größer sein als etwa 0,3m/s, sodass die Leitströmung eine um mindestens 0,3m/s größere Geschwindigkeit aufweist, als das umliegende Wasser im Unterwasserbereich.
Die Energieumwandlungseinrichtung kann als Wasserkraftanlage, insbesondere als Turbine, ausgebildet sein. Bevorzugt wird durch die Schrägstellung der
Rechenanordnung ein zusammenlaufender Abschnitt gebildet. Das zusammenlaufende Profil dieses Abschnittes liegt bevorzugt in einer horizontalen Ebene. Der Abschnitt wird somit seitlich, Richtung zweiten Kanal eingeengt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Ausströmgeschwindigkeit aus dem ersten Kanal kleiner ist als aus dem zweiten Kanal. Die aus dem zweiten Kanal austretende Wassermenge ist jedoch kleiner als die aus dem ersten Kanal austretende
Wassermenge. Dies wird insbesondere dadurch erzielt, dass der zweite Kanal eine kleinere Austrittsquerschnittsfläche aufweist als der erste Kanal. Zur Reinigung der Rechenanordnung kann der Wasserspiegel durch Betätigung eines oder mehrerer Absperrorgane, beispielsweise des Einlaufverschlussorgans, gesenkt werden, sodass sich das Rechengut von der Rechenanordnung löst und abgeführt werden kann. Durch die Nutzung einer 2-Kammern-Organismenwanderhilfe als Fischschleuse ergibt sich der Vorteil, dass ein kontinuierlicher Fischauf- und
Fischabstieg ermöglicht ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine herkömmliche
Rechenreinigungsmaschine vorgesehen sein.
Durch die zweite Rechenanordnung kann die die Austrittsquerschnittsfläche vergrößert und somit Austrittsgeschwindigkeit des Wassers aus dem ersten Kanal im
Unterwasserbereich verringert werden, womit die Leitströmung des zweiten Kanals effizienter wirkt. Die zweite Rechenanordnung kann größere Stababstände der Rechenstäbe aufweisen als die erste Rechenanordnung, da die zweite
Rechenanordnung nicht zwingend die Schutzfunktion für die Fische oder die
Energieumwandlungseinrichtung übernimmt.
Schließlich kann eine weitere Rechenanordnung, insbesondere ein Feinrechen, knapp vor oder im Bereich direkt nach der Energieumwandlungseinrichtung angeordnet sein. Die Stäbe des Rechens der zweiten Rechenanordnung können am hinteren Ende frei auskragen oder ohne Befestigung ausgeführt werden, um das Rechengut besser abführen zu können. Auch Ausführungen als Seilrechen, Louver oder ähnliches ist möglich.
In weiterer Folge wird die Erfindung anhand exemplarischer Ausführungsformen weiter beschrieben.
Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen der Figuren folgenden Komponenten: Strömungsrichtung 1 , Teilströmung 2, erster Kanal 3, Oberwasserbereich 4, Unterwasserbereich 5, Energieumwandlungseinrichtung 6, zweiter Kanal 7, erste Rechenanordnung 8, zweite Rechenanordnung 9, Bodenplatte 10, Seitenwand 1 1 , Geschiebeschwelle 12, Absperrorgan 13, Einlaufverschlussorgan 14. Die Figuren 1 a, 1 b und 1 c zeigen unterschiedliche Ansichten einer ersten Ausführungsform einer Fischwanderhilfe.
Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen drei unterschiedlichen Ansichten einer weiteren Ausführungsform einer Fischwanderhilfe.
Fig. 1 a zeigt eine Schrägansicht, Fig. 1b eine Aufsicht von oben und Fig. 1 c eine Schnittdarstellung nach der Schnittlinie A-A aus Fig. 1 b.
Die Fischwanderhilfe ist in der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt als ein einziges Bauwerk ausgebildet, das beispielsweise neben einem Querbauwerk eines Flusses, wie beispielsweise einer Wehranlage, einer Sohlstufe oder einer Staustufe, angeordnet ist. Die Vorrichtung wird von einer entlang einer Strömungsrichtung 1 verlaufenden Teilströmung 2 durchströmt. Die Vorrichtung umfasst einen ersten Kanal 3, in dessen Verlauf eine Energieumwandlungseinrichtung 6 angeordnet ist. Der erste Kanal 3 erstreckt sich vom Oberwasserbereich 4 bis in den Unterwasserbereich 5. Im Oberwasserbereich 4 oder vor dem Oberwasserbereich 4 ist ein Einlaufverschlussorgan 14 vorgesehen.
Neben dem ersten Kanal 3 verläuft ein zweiter Kanal 7. Dieser zweite Kanal 7 bildet einen Teil einer Fischschleuse. Hierzu sind zwei Absperrorgane 13 vorgesehen, die eine Veränderung oder Schließung des zweiten Kanals 7 oberwasserseitig und/oder unterwasserseitig ermöglichen. Hierzu kann der zweite Kanal 7 als Schleuse wirken. Bevorzugt ist, wie auch in dieser Ausführungsform, der Oberwasserbereich 4 und der Unterwasserbereich 5 jeweils durch eine Bodenplatte 10 und zwei Seitenwände 1 1 begrenzt.
Die Ausführungsform der Figuren 1 umfasst eine erste Rechenanordnung 8, die im Oberwasserbereich 4 angeordnet ist und als Rechenanordnung zum Schutz der Energieumwandlungseinrichtung 6 bzw. des ersten Kanals 3 dient. Diese erste
Rechenanordnung 8 ist, wie in dieser Ausführungsform, gegenüber der
Strömungsrichtung 1 schräggestellt. Insbesondere ist die erste Rechenanordnung 8 derart schräggestellt, dass ein sich entlang der Strömungsrichtung 1 Richtung zweiten Kanal 7 zusammenlaufender Abschnitt gebildet ist oder wird. Hierdurch wird das von der ersten Rechenanordnung 8 rückgehaltene Rechengut gegebenenfalls selbsttätig Richtung zweiten Kanal 7 befördert. Eine Abfuhr des Rechenguts kann in weiterer Folge durch den zweiten Kanal 7 erfolgen.
Bevorzugt ist, wie auch in dieser Ausführungsform, eine Geschiebeschwelle 12 vorgesehen. Diese Geschiebeschwelle 12 ist bevorzugt im Bereich der Bodenplatte 10 angeordnet und dichtet diesen Bereich auch bevorzugt derart mit der Bodenplatte 10 ab, dass das Geschiebe entlang der Geschiebeschwelle 12 zumindest aufgehalten, bevorzugt aber auch Richtung zweiten Kanal 7 geleitet wird. Dadurch kann der zweite Kanal 7 auch zur Abführung des Geschiebes eingesetzt werden.
In der Praxis wäre ein beispielhafter Funktionsablauf der Fischwanderhilfe wie folgt:
In einem ersten Schritt kann das oberwasserseitige Absperrorgan 13 geschlossen sein. Die Teilströmung 2 fließt zu einem großen Teil durch die erste Rechenanordnung 8 in den ersten Kanal 3 und wird dort durch die Energieumwandlungseinrichtung 6 in nutzbare Energie umgesetzt. Ein kleinerer Teil der Teilströmung 2 fließt durch den zweiten Kanal 7. Dazu sind kleine Öffnungen beim Absperrorgan 13 oder nicht dargestellte Bypässe vorgesehen. Alternativ wird das Absperrorgan 13 nur teilweise geschlossen.
Die Teilströmung 2 tritt in weiterer Folge unterwasserseitig aus dem ersten Kanal 3 und dem zweiten Kanal 7 aus, bildet dort eine Leitströmung für die Fische und hilft bei der großräumigen Auffindbarkeit. Bevorzugt ist auch nach der
Energieumwandlungseinrichtung 6 ein Rechen vorgesehen, der in dieser
Ausführungsform bzw. in dieser Darstellung nicht eingezeichnet ist, beispielsweise kann die zweite Rechenanordnung unterhalb der Energieumwandlungseinrichtung 6 im ersten Kanal angeordnet sein. Dadurch werden Fische unterwasserseitig, insbesondere im Unterwasserbereich 5, zurückgehalten und in den offenen zweiten Kanal 7 geleitet, dessen Absperrorgan 13 unterwasserseitig geöffnet ist.
Nach einer gewissen Zeit kann dann auch das unterwasserseitige Absperrorgan 13 geschlossen werden, womit die Fische in dem zweiten Kanal 7 temporär
eingeschlossen sind. In weiterer Folge oder gleichzeitig kann jedoch das
oberwasserseitige Absperrorgan 13 geöffnet werden, womit wiederum ein
verhältnismäßig kleiner Teil der Teilströmung 2 in den zweiten Kanal 7 strömt. Dadurch, dass dieser jedoch unterwasserseitig geschlossen oder zumindest teilweise
verschlossen ist, steigt der Wasserspiegel solange an, bis die Fische aus dem zweiten Kanal 7 oberwasserseitig aus dem zweiten Kanal 7 austreten können.
Nach einer gewissen Zeit kann dann wiederum das oberwasserseitige Absperrorgan 13 geschlossen werden und das unterwasserseitige Absperrorgan 13 geöffnet werden. Jener Teil der Teilströmung 2, der nicht durch den zweiten Kanal 7 fließt, wird in den ersten Kanal 3 geleitet und dort zur Energiegewinnung verwendet.
Nach einer gewissen Zeit kann ein Reinigungsmodus gestartet werden. Beim
Reinigungsmodus öffnen die beiden Absperrorgane 13 des zweiten Kanals 7, womit Wasser aus dem Oberwasserbereich 4 verhältnismäßig rasch durch den zweiten Kanal 7 geleitet wird und das Geschiebe und/oder das Rechengut durch den zweiten Kanal 7 abführt.
Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen eine ähnliche Konfiguration wie die Figuren 1 .
Zusätzlich ist auch im Unterwasserbereich 5 eine Rechenanordnung, nämlich die zweite Rechenanordnung 9 dargestellt und vorgesehen. Diese zweite Rechenanordnung 9 ist gegenüber der Strömungsrichtung 1 schräggestellt. Insbesondere ist diese zweite Rechenanordnung 9 derart schräggestellt, dass ein gegen die Strömungsrichtung 1 zusammenlaufender Bereich gebildet wird.
Fische, die untenwasserseitig bzw. im Unterwasserbereich 5 eine Aufstiegsmöglichkeit suchen, werden durch diese schräggestellte zweite Rechenanordnung 9 Richtung zweiten Kanal 7 geleitet. Die zweite Rechenanordnung 9 wirkt somit als Leitrechen zur Leitung der Fische Richtung zweiten Kanal 7. Die zweite Rechenanordnung 9 ist wasserdurchlässig, sodass aus dem ersten Kanal 3 austretendes Wasser durch die zweite Rechenanordnung 9 hindurchdringen kann. Jedoch werden Fische tendenziell von der zweiten Rechenanordnung 9 abgeleitet.
Eine derartige zweite Rechenanordnung 9 kann auch bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 a, 1 b und 1 c vorgesehen sein.
Ein weiterer Unterschied der Figuren 2a, 2b und 2c gegenüber den Figuren 1 ist die Ausführungsform der Fischschleuse. So ist die Fischschleuse und insbesondere der zweite Kanal 7 als 2-Kammern-Organismenwanderhilfe ausgebildet, wie sie
beispielsweise der Patentanmeldung EP 16002096.2 zu entnehmen ist.
Die restlichen Komponenten entsprechen den Komponenten aus den Figuren 1 a bis 1 c.

Claims

Patentansprüche
1. Fischwanderhilfe, die als Nebenbauwerk eines Querbauwerks, wie insbesondere einer Wehranlage, einer Sohlstufe oder einer Staustufe, ausgebildet ist, und die zur Erzeugung einer Leitströmung von einer das Querbauwerk entlang einer Strömungsrichtung (1 ) umströmenden Teilströmung (2) durchströmt wird,
umfassend:
- einen ersten Kanal (3), der sich vom Oberwasserbereich (4) bis in den
Unterwasserbereich (5) erstreckt und in dessen Verlauf eine
Energieumwandlungseinrichtung (6), wie insbesondere eine Turbine, zur energetischen Nutzung der Teilströmung (2) vorgesehen ist,
- einen zweiten Kanal (7), der sich vom Oberwasserbereich (4) bis in den
Unterwasserbereich (5) erstreckt, der separat neben dem ersten Kanal (3) verläuft und der als Fischschleuse freigehalten ist,
- eine erste Rechenanordnung (8), die im Oberwasserbereich (4) den Einlauf des ersten Kanals (3) abdeckt, wobei aber Wasser durch die erste Rechenanordnung (8) in den ersten Kanal (3) eindringt,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die erste Rechenanordnung (8) gegenüber der Strömungsrichtung (1 ) schräggestellt ist,
- und dass durch die schräggestellte erste Rechenanordnung (8) im
Oberwasserbereich (4) ein entlang der Strömungsrichtung (1 ) Richtung zweiten Kanal (7) zusammenlaufender Abschnitt gebildet ist.
2. Fischwanderhilfe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
- dass eine zweite Rechenanordnung (9) vorgesehen ist,
- dass die zweite Rechenanordnung (9) im Unterwasserbereich (5) den Auslauf des ersten Kanals (3) abdeckt, wobei aber aus dem ersten Kanal (3) austretendes Wasser durch die zweite Rechenanordnung (9) strömen kann,
- dass die zweite Rechenanordnung (9) gegenüber der Strömungsrichtung (1 ) schräggestellt ist, - und dass durch die schräggestellte zweite Rechenanordnung (9) im Unterwasserbereich (4) ein gegen die Strömungsrichtung (1 ) Richtung zweiten Kanal (7) zusammenlaufender Abschnitt gebildet ist.
3. Fischwanderhilfe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberwasserbereich (4) und der Unterwasserbereich (5) jeweils von einer
Bodenplatte (10) und Seitenwänden (1 1 ) umgeben oder begrenzt ist.
4. Fischwanderhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
- dass die erste Rechenanordnung (8) als Feinrechen zum Schutz der
Energieumwandlungseinrichtung (6) vor Schwemmgut und in weiterer Folge vor Rechengut wirkt oder ausgebildet ist,
- dass die erste Rechenanordnung (8) durch ihre Schrägstellung als Leitelement zur Ableitung des Rechenguts durch den Fischwanderkanal wirkt oder ausgebildet ist,
- und dass der zweite Kanal (7) als Spülkanal zum Abtransport des Rechenguts wirkt oder ausgebildet ist.
5. Fischwanderhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
- dass die erste Rechenanordnung (8), zum Schutz der
Energieumwandlungseinrichtung (6) vor Geschiebe, im Bodenbereich,
insbesondere abdichtend mit der Bodenplatte eine Geschiebeschwelle (12) aufweist,
- dass die erste Rechenanordnung (8) durch ihre Schrägstellung und durch die Geschiebeschwelle (12) als Leitelement zur Ableitung des Geschiebes durch den Fischwanderkanal wirkt oder ausgebildet ist,
- und dass der zweite Kanal (7) als Spülkanal zum Abtransport des Geschiebes wirkt oder ausgebildet ist.
6. Fischwanderhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rechenanordnung (9), zur Leitung der stromaufwärts ziehenden Fische Richtung und durch den zweiten Kanal (7), als wasserdurchlässige
Fischleitanordnung wirkt oder ausgebildet ist, und/oder dass die erste Rechenanordnung (8), zur Leitung der stromabwärts ziehenden Fische Richtung und durch den zweiten Kanal (7), als
wasserdurchlässige Fischleitanordnung wirkt oder ausgebildet ist.
7. Fischwanderhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rechenanordnung (8) und/oder die zweite Rechenanordnung (9) jeweils mehrere parallel Richtung zweiten Kanal (7) und insbesondere waagrecht verlaufende Rechenelemente wie Stäbe oder Balken umfasst.
8. Fischwanderhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
- dass der erste Kanal (3) im Oberwasserbereich (4) mit einem Absperrorgan (13) zur Veränderung des Durchflussquerschnitts versehen ist,
- und/oder dass der erste Kanal (3) im Unterwasserbereich (5) mit einem
Absperrorgan (13) zur Veränderung des Durchflussquerschnitts versehen ist.
9. Fischwanderhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
- dass der zweite Kanal (7) im Oberwasserbereich (4) mit einem Absperrorgan (13) zur Veränderung oder Schließung des Durchflussquerschnitts, wie beispielsweise mit einem Schütz, versehen ist,
- dass der zweite Kanal (7) im Unterwasserbereich (5) mit einem Absperrorgan (13) zur Veränderung oder Schließung des Durchflussquerschnitts, wie beispielsweise mit einem Schütz, versehen ist,
- und durch dass die Absperrorgane (13) des zweiten Kanals (7), insbesondere durch wechselweises Öffnen und Schließen der Absperrorgane (13), eine
Fischschleuse gebildet ist.
10. Fischwanderhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
- dass ein Teilvolumenstrom der Teilströmung (2) durch den zweiten Kanal (3) strömt,
- und dass der Teilvolumenstrom eine Leitströmung zur Leitung der Fische bildet.
1 1 . Fischwanderhilfe nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanal (3), der Oberwasserbereich (4), der Unterwasserbereich (5), die Energieumwandlungseinrichtung (6), der zweite Kanal (7), die erste
Rechenanordnung (8), die zweite Rechenanordnung (9), und insbesondere die Bodenplatten (10) und Seitenwände (1 1 ), Teile eines einzigen Bauwerks sind.
12. Fischwanderhiife nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teilvolumenstrom der Teilströmung (2) durch den ersten Kanal (3) und ein zweiter Teilvolumenstrom der Teilströmung (2) durch den zweiten Kanal (7) strömt, und dass die beiden Teilvolumenströme zusammen im
Unterwasserbereich (5) eine Leitströmung zur Leitung der Fische und
insbesondere zur großräumigen Auffindbarkeit bilden.
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