Numerische Modelluntersuchungen im Rahmen der Planung der Fischaufstiegsanlage Geesthacht

Am nördlichen Elbufer an der Wehranlage Geesthacht wurde von der Vattenfall Europe Generation AG eine zusätzliche Fischaufstiegsanlage (FAA) realisiert. Auf Grund der gegebenen räumlichen Randbedingungen sowie der dort vorhandenen Untergrundbedingungen entschied man sich nach Abwägung der Vorund Nachteile für die Errichtung eines beckenartigen Fischpasses mit Becken und geschlitzten Trennwänden. Im Gegensatz zu anderen Typen von FAA zeichnet sich der sogenannte Schlitzpass oder Vertical-SlotPass durch eine regelmäßige Abfolge von Schlitz-Becken-Sequenzen mit geome trisch exakt definierten Konturen aus. Die Größe der Beckenabmessungen und Schlitze wird dabei in Abhängigkeit der biometrischen Daten der größten bzw. der schwimmschwächsten am Standort vorkommenden Fischarten abgeleitet. Für die Dimensionierung der FAA Geesthacht waren somit der ursprünglich in der Elbe beheimatete Europäische Stör mit einer Länge von bis zu drei Metern und der schwimmschwache Stichling als Vertreter kleiner Fischarten maß gebend. Basierend auf den sich daraus ergebenden fischökologisch begründeten Forderungen hinsichtlich minimaler und maximaler Fließgeschwindigkeiten und Schlitzbreiten innerhalb der Anlage wurde im Vorfeld ein Bedarf an ca. 40 bis 50 Einzelbecken von jeweils ca. 10 x 15 m Ausdehnung ermittelt. Bedingt durch Unsicherheiten bei der Übertragung bekannter Dimensionierungsparameter für Doppelschlitzpässe auf eine Anlage dieser Größe sowie eine Vielzahl sowohl hydraulischer als auch fischökologischer Detailfragen erfolgte am Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) auf Basis umfangreicher numerischer und physikalischer Modelluntersuchungen eine detaillierte Analyse der Strömungscharakteristik und darauf aufbauende Optimierung der Bauwerksgeometrien. Der iterative Prozess zur Anlagengestaltung einschließlich der jeweiligen Prognose der Funktionstüchtigkeit erfolgte in enger Zusammenarbeit des Auftraggebers der Vattenfall Europe Generation AG (VE-G), Cottbus, den Fischsachverständigen des Instituts für Im Jahr 2010 wurde die größte beckenartige Fischaufstiegsanlage Europas am Wehr Geest­ hacht (Elbe) in Betrieb genommen. Seither passieren Fische unterschiedlichster Arten und Größen das Bauwerk. Die geometrische Gestaltung der als Doppelschlitzpass realisierten Anlage basiert auf umfangreichen Modelluntersuchungen, wobei neben der Strömungs­ charakteristik innerhalb der Anlage insbesondere auch standortspezifische sowie betriebliche Aspekte zu analysieren und in das Gesamtkonzept zu integrieren waren. Aufgrund der kom­ plexen hydraulischen Randbedingungen sowie der hohen fischökologischen Anforderungen kam eine hybride Vorgehensweise mit numerischer Strömungsmodellierung in Verbindung mit physikalischen Modellversuchen zum Einsatz, wobei sich umfangreiche Synergieeffekte sowie eine gute Prognosefähigkeit der numerischen Simulation zeigten. Numerische Modelluntersuchungen im Rahmen der Planung der Fischaufstiegsanlage Geesthacht