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Innovative Lösungen zur Fischgängigkeit in Österreich... Innovative Lösungen zur...

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www.boku.ac.at/hfa Innovative Lösungen zur Fischgängigkeit in Österreich S. Schmutz, G. Unfer, B. Zeiringer Institute of Hydrobiology and Aquatic Ecosystem Management Department of Water, Atmosphere and Environment BOKU - University of Natural Resources and Applied Life Sciences, Vienna, AUSTRIA BOKU - University of Natural Resources and Applied Life Sciences Department of Water, Atmosphere and Environment Fischwanderung in genutzten Gewässern Herausforderungen und Lösungen Biel, CH, 30.-31.10.2014
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Page 1: Innovative Lösungen zur Fischgängigkeit in Österreich... Innovative Lösungen zur Fischgängigkeit in Österreich S. Schmutz, G. Unfer, B. Zeiringer Institute of Hydrobiology and

www.boku.ac.at/hfa

Innovative Lösungen zur Fischgängigkeit in Österreich

S. Schmutz, G. Unfer, B. Zeiringer

Institute of Hydrobiology and Aquatic Ecosystem Management Department of Water, Atmosphere and EnvironmentBOKU - University of Natural Resources and Applied Life Sciences, Vienna, AUSTRIA

BOKU - University of Natural Resources and Applied Life SciencesDepartment of Water, Atmosphere and Environment

Fischwanderung in genutzten GewässernHerausforderungen und LösungenBiel, CH, 30.-31.10.2014

Page 2: Innovative Lösungen zur Fischgängigkeit in Österreich... Innovative Lösungen zur Fischgängigkeit in Österreich S. Schmutz, G. Unfer, B. Zeiringer Institute of Hydrobiology and

www.boku.ac.at/hfaFunding for WFD measures in Austria

Morphology

Connectivity

140 mio. Euro

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www.boku.ac.at/hfaBarriers and fish passes in Austria

fish pass

no fish…0

5'000

10'000

15'000

20'000

25'000

30'000

35'000

40'000

906 273

29'22338'693

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www.boku.ac.at/hfaModelled distribution of Danube salmon

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www.boku.ac.at/hfaPriority rivers

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www.boku.ac.at/hfaDanube River Basin Management PlanPrioritisation of continuity restoration

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www.boku.ac.at/hfaDanube River Basin Management PlanPrioritisation of continuity restoration

Prioritisation Index (PI)PI = Fish region x (1 + first obstacles upstream + distance

from mouth + reconnected habitat + protected site)

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www.boku.ac.at/hfaAustrian fish pass guideline

http://www.bmlfuw.gv.at/wasser/wasser-oesterreich/plan_gewaesser_ngp/massnahmenprogramme/leitfaden_fah.html

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www.boku.ac.at/hfaAustrian fish pass guidline

Objectives

Support for planning

To guarantee high functionality

If applied properly good ecological status or potential can be expected in terms of continuity

For special cases individual solutions are required (e.g. artificial waters, very small streams, existing weirs without optimal location for entrance)

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www.boku.ac.at/hfaFish passes - Types

Aufgelöste Sohlrampe Rock ramp

Gewässertypisches Umgehungsgerinne

Nature-like bypass-channel

Foto Jäger

Foto EZB

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www.boku.ac.at/hfaFish passes - Types

Naturnaher Beckenpass bzw. Tümpelpass

Nature-like pool and weir fish pass

Schlitzpass Vertical slot fish pass

Foto EZB

Jäger & Zitek 2009

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www.boku.ac.at/hfaConstruction and assessment criteria

Size und hydraulic calculations According to fish species, fish size and river type

Finding of the entrance Depending on fish species, migratory behaviour River type and size, location of the entrance, attraction flow, water level

fluctuations, connection to bottom

Passability of the fish pass Fish species with the biggest size, maximum swimming capacity Channel slope, pool dimension, slot width, flow velocity and pattern, minimum

depth, rough bottom substrate, energy dissipation

Operation and maintenance Operating time, maintenance

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www.boku.ac.at/hfaDimension criteria

Pool size Length 3 x length of maximum fish length Width 2 x length of maximum fish length

Pool depth Vertical slot fish pass: 60 cm (Upper trout region) up to 75 cm

(grayling) or 85 cm (Danube salmon) Nature like pool pass: 60-140 cm depending on river type

Minimum depth at crest between pools 2-3 x height of fish, mind. 20 cm

Rough bottom substrate Layer of 10-30 cm with rough stones (vertical slot fish pass)

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www.boku.ac.at/hfaDimension criteria

Epirhithral 20 cm 15 cm (20 cm) 160 W/m3

Metarhithral 18 cm 15-25 cm (Äsche) 140 W/m3

Hyporhithral 15 cm 25-35 cm (Huchen) 120 W/m3

Epipotamal 10-13 cm 20-40 cm (Wels) 100 W/m3

Metapotamal 8 cm 50 cm (Wels) 80 W/m3

Maximal height differencen among pools

Slot width Energy-dissipation

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www.boku.ac.at/hfaAttraction flow

Photo Dumont

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www.boku.ac.at/hfaAttraction flow

Location Entrance should be located within the migratory corridor

Attraction flow 1-5 % of concurrent flow In small rivers guaranteed by fish pass flow In large rivers additional attraction flow required at entrance

Connection to river bottom

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www.boku.ac.at/hfaAttraction flow

Low flow High flow

Jäger 2009

Jäger 2009

Without additional attraction flow fish cannot find the entrance

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www.boku.ac.at/hfaMaintenance

Foto Jäger

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www.boku.ac.at/hfaExamples

VERBUND (since 2000) New

Leoben Werfen/Pfarrwerfen Hieflau

Pilot projects Melk Dionysen Mixnitz Spielfeld Peggau Villach

Harreiter 2009

KW Melk

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www.boku.ac.at/hfaLiterature

https://www.icpdr.org/main/practical-advice-building-fish-migration-aids

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Downstream solutions

Austrian wide collaborative project

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www.boku.ac.at/hfa

How to get fish downstream?

• Spill flow• Efficiency? Mortality? Injuries? Depending on species, fish size

and type of spill flow

• Turbines• Mortality? Injuries? Depending on species, fish size and type of

turbine

• Via upstream fish passes• Efficiency?

• Via downstream fish passes• Efficiency? Depending on species, fish size and type fish pass

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www.boku.ac.at/hfaPlanned case studies

• Murau

• Thaya

• Mondseeache

• Antiesen/Mühlheimer Ache

• Salzburg Fritzbach

• Behavioural experiments Lunz/HyTEC

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www.boku.ac.at/hfaThaya - Riedmühle

1. Weir2. Minimum flow

channel3. Fish pass4. Guiding wall –5. Diversion

channelIs the guiding wall effective

Are fish guided to the upstream fish pass?

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www.boku.ac.at/hfaMurau – Mura river• >6700 fish monitored during upstream migration,

>60% grayling

• >370 fish monitored during downstream migration, >40% brown trout

Topic:

Design and efficiency of planned guiding fence

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Innovative solutions

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www.boku.ac.at/hfaInnovative Fish-lift-lock-system

Collecting chamber

Floating chamber lifted

upward

ExitDer Wasserwirt, Bernhard Monai, http://www.der-wasserwirt.at

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http://www.seilrechen.de/deutsch/home/

Der Seilrechen - ein neues Fischschutzkonzept der Universität Innsbruck

Aufleger et al.

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Relaxation of individual cables to mobilize local cloggings

Normal mode of operation

Operation at higher discharges

bedload transport

Seilrechen

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Power-house

Weir

Bypass

Plan view Seilrechen

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http://www.zek.at/hydro/news/uni-innsbruck-entwickelt-seilrechen/

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www.boku.ac.at/hfa„HYDROCONNECT“ - „Albrecht fishLift inside“

o ∆H = 3,15m

o AØ = 1,4m IØ = 0,8m

o Q = 200 l/s

o 20 U/min

o Power >4kW

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www.boku.ac.at/hfaVideo – Upstream

Page 35: Innovative Lösungen zur Fischgängigkeit in Österreich... Innovative Lösungen zur Fischgängigkeit in Österreich S. Schmutz, G. Unfer, B. Zeiringer Institute of Hydrobiology and

www.boku.ac.at/hfaVideo – Downstream

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www.boku.ac.at/hfaDead ends?

Xylem Inc has won a US$19.6 million contract to provide custom-made Flygt pumps to help fish navigate the Xayaburi run-of-river hydropower dam in Lao PDR

Are pumps the solution?

Mekong river

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Do we achieve the good ecological status after having restored continuity?

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www.boku.ac.at/hfaEcological status of Austrian rivers

Data source: RBMP 2009

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www.boku.ac.at/hfaEcological status of Austrian rivers

Data source: RBMP 2009

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0.10.4

1.8

2.3

Multiple pressures in Austrian rivers

ÖZ 1 ( 4321 km ) ÖZ 2 ( 6567 km ) ÖZ 3 ( 15042 km ) ÖZ 4 ( 4051 km ) ÖZ 5 ( 1158 km )

PERC_WK_RESTWPERC_WK_STAUPERC_WK_SCHWALLPERC_MORPH_4U5

Ökologischer Zustand (Länge km)

Ante

il am

Was

serk

örpe

r [%

]

020

4060

80

Data source: RBMP 2009

0.6 barriers/km

Ecological statushigh good moderate poor bad

Water abstraction

Impoundment

Hydro peaking

Channelization

Percentage of water bodyPercentage of water body

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0.10.4

1.8

2.3

Multiple pressures in Austrian rivers

ÖZ 1 ( 4321 km ) ÖZ 2 ( 6567 km ) ÖZ 3 ( 15042 km ) ÖZ 4 ( 4051 km ) ÖZ 5 ( 1158 km )

PERC_WK_RESTWPERC_WK_STAUPERC_WK_SCHWALLPERC_MORPH_4U5

Ökologischer Zustand (Länge km)

Ante

il am

Was

serk

örpe

r [%

]

020

4060

80

Data source: RBMP 2009

Ecological statushigh good moderate poor bad

Water abstraction

Impoundment

Hydro peaking

Channelization

Percentage of water bodyPercentage of water body

Without continuity interruptions

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www.boku.ac.at/hfaSUMMARY

Restoration of continuity disruptions are the main objectives of river restoration in Austria

Research in Austria focuses on potamodromous species

Downstream fish passage is still an unsolved problem

Innovative solutions are required

Additional restoration efforts covering the hydromorphologicaldimension of river systems are necessary in order to achieve the good ecological status (potential) according to the WFD


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