DE10003761A1 - Bypass für Fische an Kraftwerken - Google Patents

Abstract

Es wird eine Einrichtung an Wasserkraftwerken mit Wasserzulauf aus einem fliessenden Gewässer mit Fischbestand aufgezeigt, bei dem zumindest ein Grossteil der Fische durch die erfindungsgemäße Einrichtung daran gehindert werden, mit dem der Turbine zugeführten Wasseranteil in das Turbinenrad zu gelangen und so getötet zu werden. Ferner sollen eventuell durch die durchfliessenden Fische entstehende Gefahren für die Anlage verhindert werden. Dieses geschieht durch die beschriebene Anordnung eines Bypasses parallel zu dem und in dem Wasserzulauf zur Turbine zwischen dem Oberwasserbecken und dem Unterwasserbecken.

Description

Die Erfindung betrifft einen ungefährlichen Umgehungsweg für Fische bei Wasserkraftwerken, um nicht durch die Turbinen hindurch geschleust zu werden. Bei diesem Durchgang werden die talwärts schwimmenden Fische durch die Turbinenschaufeln oft schwer verletzt oder auch getötet.

Um das Fischsterben der talwärts schwimmenden Fische möglichst gering zu halten, werden oft die parallel zum Kraftwerk angeordneten Wehre ab und zu geöffnet, um die sich im Oberwasser vor einem Einlaufrechen angesammelten Fische in das Unterwasser abzulassen. Hierbei wird dem Kraftwerk viel nutzbringendes Wasser entzogen. Auch wird dabei der kontiniulierte Betrieb der Energieerzeugung gestört, bez. zeitweise unterbrochen. Dabei ist hierbei ein hoher personeller Aufwand nicht zu umgehen.

Eine andere Methode ist das Abfischen vor dem Kraftwerkseinlaufrechen und der Transport der Fische in das Unterwasserbecken mittels Fahrzeuge. Auch dieses System ist aufwendig und teuer.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt die Nachteile zu eliminieren. Die dazu erforderlichen Einrichtungen oder Anlagen sollten für die Kraftwerke nachrüstbar, einfach, weitgehenst wartungsfrei und billig sein.

Lösung

Zwischen dem Kraftwerksoberwasserbecken und dem Kraftwerksunterwasserbecken wird ein vorzogsweise durchsichtiger Verbindungsschlauch installiert, dessen Innendurchmesser auf die Durchmesser der zu erwartenden größten Fischdurchmesser abgestimmt ist. Dabei kann der Verbindungsschlauch rund, oval oder auch eckig sein. Am Schlaucheingang im Oberwasser des Kraftwerkes ist ein ebenfalls zweckmäßiger durchsichtiger Trichter als Übergang zum Schlauch angebracht. Der duchsichtige Trichter aus Kunststoff oder auch Glas wird unter Wasser im Oberwasserbassin plaziert.

Die Wasserdurchlaufmenge durch den Schlauch wird von der Höhendifferenz zwischen Ober- und Unterwasser der Kraftwerksanlage, sowie vom lichten Schlauchdurchmesser bestimmt. Die Einlauffläche des Trichters ist größer als der Übergang des Trichters zum Schlauch. Dementsprechend ist auch die Einströmgeschwindigkeit des Wassers am Trichtereingang gering. Je mehr sich der Trichter zum Übergang in den Schlauch verjüngt, umso größer wird dann die Fließgeschwindigkeit des Wasser in Richtung zum Schlauch. Am Eingang bez. am Übergang zum Schlauch wird diese Fließgeschwindigkeit dann so groß sein, dass der im Trichter befindliche Fisch nicht mehr nach rückwärts gegensteuern kann. Der Fisch wird in den Schlauch eingesogen. Von nun an bestimmt die im Schlauch herrschende Wasserfließgeschwindigkeit den Weg des Fisches zum Unterwasser. Im Unterwasser wird dann der Fisch aus dem Schlauch mit dem schlauchdurchströmenden Wasser ausgestoßen. Da der Schlauch an seiner Innenseite glatt ist, besteht nunmehr auch keine Verletzungsgefahr mehr für die im Unterwasser angekommenden Fische.

Die durch den Schlauch fließende Wassermenge beträgt nur einen Bruchteil der für den Kraftwerksteil benötigten Wassermenge zur Energieerzeugung und kann somit für die der Nutzanwendung entzogenen Menge vernachlässigt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Prinzipskizzen von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Schlauchverlegung (1) parallel zum Kraftwerk (2) im Prinzip auf. Die Fische (3), die durch den Einlaufrechen (4) zum Weiterschwimmen in Richtung Kraftwerkeinlauf (5) zurückgewiesen werden, werden auch in die Nähe des Einlauftrichters (6) kommen und dort in den Einlauftrichter (6) eingezogen werden. Im Weiteren erfolgt dann durch die immer schneller werdende Fließgeschwindigkeit zum Schlauchübergang (12) das Einsaugen der Fische (13) in den Schlauch.

Die Fig. 3 zeigt einen Fisch (7) am Eingang des Trichters (6) in einer langsamen Strömung des Wassers in Richtung Schlaucheingang (9). Der vor dem Übergang vom Trichter zum Schlauch schwimmende Fisch (8) befindet sich in der starken Strömung (9) und wird in den Schlauch (1) hineingezogen. Um den Fischen den Weg in den Trichter zu weisen, bez. zu erleichtern, kann es zweckmäßig sein, dass das Fischfutter (10) in kleinen Mengen (11) in das langsam strömende Wasser am Trichtereingang zugeführt wird. Der Fisch möchte das Futter (11), das immer schneller in Richtung Übergang zwischen Einlauftrichtereingang und Schlaucheingang (9) davonschwimmt, schnappen. Damit wird auch der Fisch in das immer schneller fließende Wasser tiefer in den Trichter (6) gelangen und dann vom Sog (9) in den Schlauch (1) gezogen, durch den Schlauch transportiert und im Unterwasserbecken (17) wieder ausgestossen.

Das in der Fig. 3 dargestellte aus der Futterdosieeinrichtung (10) in den Trichterbereich übergetretene Fischfutter (21) könnte dazu führen, dass der Fisch schon beim Austritt des Futters aus der Futterdosiereinrichtung (10) in den Filterbereich (6) sofort zuschnappt. Eine durchsichtige Abschirmung (19), wie in Fig. 4 dargetellt mit einer Öffnung in Richtung (22) Filder- Schlauchübergang (9) könnte dies verhindern. Der Fisch (23) unterhalb der durchscheinenden Abschirmung (19) würde somit optisch mitgeführt um dann am Ende dieser abschirmenden Blende (19) tiefer im Trichter (6) mit dem schneller fließenden Wasser (22) sein Futterstück erreichen. Dort ist aber die Flißgeschwindigkeit des Wassers vom Trichter (6) in Richtung Schlauchübergang (9) schon derart hoch, daß dem Fisch (23) keine Umkehrmöglichkeit zum Trichtereingang (6) mehr möglich ist. Der Fisch (23) wird durch die große Wasserströmungsgeschwindigkeit am Schlaucheingang (9) in den Schlauch (1) eingesogen und zum Unterwasserbecken (20) als unbeschädigter Fisch (17) wieder unbeschädigt und schnell transportiert, ausgestoßen.

Zur Erfassung der durch den Schlauch gezogenen Anzahl der Fische (17) kann eine Lichtschranke (13) oder ein ähnliches zur Zählung geeignetes Sensorelement benutzt werden. Ein Anzeigegerät (14) über die Anzahl der durchgeschleusten Fische wird vorzugsweise in der Kraftwerkszentrale zur Registrierung aufgestellt, bez. montiert.

Der Schlauch (1) und auch der Trichter (6) sollten um die Fische nicht zu irritieren zweckmäßigerweise durchsichtig sein.

Das in der Fig. 1 dargestellte Prinzip erfordert einen bauseitigen Einstich, bez. Durchstich in die Beckenwand des Oberwassers.

Abdichtungsprobleme könnten hierbei Schwierigkeiten bereiten. Um diese baulichen Maßnahmen zu umgehen, könnte das Prinzip eines Saughebers (15), wie in Fig. 2 dargestellt, für die Funktion der Fischumleitung angewand werden. Nach Evakuierung des Schlauches mittels einer Vakuumpumpe (16) oder durch Wasserauffüllung wird das Wasser in den Schlauch (1) hineingezogen. Das nunwehr nachströmende Wasser im Schlauchteil ermöglicht dann das Nachfließen des Wassers ohne weitere Hilfen.

Für die Funktion dieses Einsaugens der Fische, besonders bei Dunkelheit in den Trichter, kann es zweckmäßig sein innerhalb des Trichters (6) eine Leuchtquelle (18) zur Orientierung bez. zur Wegweisung oder zum Anlocken der Fische (7) in den Trichtereingang zu installieren.

Zur Ingangsetzung der Fischumwegstrecke im Saughebebetrieb nach Fig. 2 über den Schlauch ist auch bei günstiger Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Unterwasserbecken (20) die Installierung eines Ejektors am Schlauchausgang möglich um den Anlauf der Wasserströmung einzuleiten.

Eine gelegentliche Reinigung des Schlauches gegen Ablagerungen an der Schlauchinnenwand kann dies durch Einbringung eines Schwammes oder eines ähnlichen Körpers in den Trichter (6) erfolgen. Der Schwamm schrammt an der Schlauchwand entlang, beseitigt die Rückstände und kann im Unterwasserbecken (20) nach Verlassen des Schlauches (1) wieder für die nächste Rohrreinigung in Empfang genommen werden.

Positionsauflistung

1

Schlauch vom Oberwasser zum Unterwasserbecken eines Kraftwerkes

2

Kraftwerk mit Turbine

3

Fisch, der durch den Reinigungsrechen umkehren muß

4

Einlaufrechen zur Turbine des Kraftwerkes

5

Einlauf zur Turbine-Oberwasserbecken

6

Einlauftrichter für Bypasswasser

7

Fisch am Trichtereingang

8

Fisch vor dem Übergang vom Trichter zum Schlauch

9

Nahtloser Übergang vom Trichter zum Schlauch

10

Futtervoratsbehälter mit einer Dosiereinrichtung

11

Mitschwimmendes attraktives Fischfutter

12

Übergang Trichter Schlauch

13

Fischzähleinrichtung

14

Zählgerät für die Anzahl der durchgeschleusten Fische

15

Schlauchauflage beim Saughebeverfahren

16

Evakuierungspumpe zum Ansaugen des Wassers in die Saughebevorrichtung

17

Im Unterwasser austretender Fisch

18

Licht als Orentierung für Fische, besonders nachts

19

Durchsichtige Futterabschirmung

20

Unterwasserbecken

21

Futterübergang in den Zwischenraum

22

Austretendes Futter aus dem Zwischenraum in den Trichter

23

Fisch auf Futterjagd

24

25

Claims (16)

1. Einrichtung an Wasserkraftwerken mit einem Wasserzulauf aus einem fliessenden Gewässer, zur Bildung eines Umgehungsweges für Fische, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Oberwasserbecken (5) und dem Unterwasserbecken (20) mindestens ein Bypass (1) mit einem Einlauftrichter (6) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (1) im Bereich des Oberwasserbeckens (5) einen Sauheber (15) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einlauftrichter (6) eine Anordnung (10) zur Zuführung eines Fischköders angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (1) einen zumindest annähernd kreisförmigen Querschnitt aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (1) einen ovalen Querschnitt aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu einem Abschnitt des Einlauftrichters (6) ein Führungselement (19) angeordnet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (19) transluzent ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einauftrichter (6) in dem strömungsmäßig ruhigen Teil des Oberwasserbeckens (5) in dem Bereich vor dem Einlaufrechen (4) des Turbinenhauses (2) angeordnet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bypässe (1), ein Bypassbündel bildend, angeordnet sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bypässe (1) parallel zueinander angeordnet sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Einlauftrichter (6) und dem Austritt zumindest annähernd geradlinig erfolgt.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Bypass (1) als auch der Einlauftrichter (6) transluzent ausgebildet sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (1) sowie der Einlauftrichter (6) und die Anordnung (10) aus einem klaren, seewasserbeständigen Kunststoff gebildet sind.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Einlauftrichter (6) ein Schwimmer angeordnet ist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypass (1) mindestens eine Lichtquelle angeordnet ist.