DIN EN 17233:2021-11

Dieses Dokument legt standardisierte Methoden für die Bewertung der Effizienz und damit zusammenhängende Metriken von Fischpassage-Lösungen unter Verwendung von Telemetrie-Methoden fest, mit denen einzelne Fische, die sich einem Hindernis nähern, überwacht werden können.

Es deckt Studien ab, bei denen Fische mit akustischen, passiven integrierten Transpondern oder Funketiketten elektronisch markiert wurden, um eine Vielzahl von definierten Metriken zur Passageeffizienz zu erhalten, und umfasst sowohl die stromaufwärts als auch die stromabwärts gerichtete Passage von Fischen.

Fischaufstiegshilfen sind Maßnahmen, die Fische beim Überwinden von Hindernissen stromaufwärts oder stromabwärts unterstützen. Die Ideallösung - aus globaler, ökologischer Perspektive - wäre, die natürliche Durchgängigkeit des Flusses wiederherzustellen, indem das Hindernis außer Betrieb gestellt oder zurück gebaut wird, was gleichzeitig zur Beseitigung oder Verringerung des stauregulierten Bereichs führen und ungehinderten Sedimenttransport ermöglichen würde. In etwa den letzten zwei Jahrzehnten wurde die Anzahl der errichteten Stromaufwärts-FPS zumindest in einigen Teilen der Welt erheblich erhöht, und das Spektrum vorgeschlagener FPS-Auslegungen wurde ebenfalls erweitert. Allerdings erfordert die Funktionsfähigkeit von FPS trotz sorgfältiger Kontrolle von FPS-Auslegungen vor und nach dem Bau aus den folgenden Gründen umfassendes Vor-Ort-Monitoring: Fischaufstiegshilfe-Auslegungen beruhen weltweit auf Laborversuchen, die in situ validiert werden müssen; die Effizienz anfangs gut ausgeführter Fischpässe kann durch Änderungen an der Umgebung (zum Beispiel Abfluss, Flussmorphologie) verändert werden und Verbesserungen erfordern; und die Wirksamkeit für neue Zielarten oder Lebensstadien, die während der ursprünglichen Planung nicht berücksichtigt wurden, kann erforderlich werden. Darüber hinaus ist das Design von FPS für einige Arten und Lebensstadien bereits weit fortgeschritten (zum Beispiel für adulte wandernde Salmoniden), während die Anforderungen anderer Arten und für die Stromabwärtswanderung noch nicht vollständig bekannt sind. Nur systematische, reproduzierbare Monitoring-Studien, die die Leistung von FPS bewerten, werden es ermöglichen, aktuelle Fischaufstiegshilfen-Designs zu verbessern und weiterzuentwickeln.

Allgemein ausgedrückt ist die Überwachung des FPS die Tätigkeit, mit geeigneten Mitteln den Grad des Erfolgs (oder Misserfolgs) der Fische bei der Überwindung eines Hindernisses und der Bewältigung der Bedingungen einer realisierten FPS zu bewerten. FPS-Monitoring kann mehrere Zwecken dienen:

• — Es kann helfen, die Angemessenheit des gewählten Designs eines FPS zu bestimmen, indem es Daten über die Effektivität (Bewertung oder Zählung der Anzahl und Art der Fische, die das FPS erfolgreich überwinden, im Verhältnis zur vorhandenen Fischgemeinschaft) und/oder die Effizienz (Prozentsatz der verfügbaren Fische, die versuchen, ein Hindernis zu überwinden, die das FPS finden, betreten und erfolgreich überwinden) für Fische, die das Hindernis überwinden müssen, liefert. Dadurch kann eine dokumentierte gut funktionierende Lösung als Beispiel für eine Lösung in einem ähnlichen Flusstyp mit einer ähnlichen Fischgemeinschaft dienen. Jede Leistungsminderung sollte sorgfältig analysiert und die Gründe für Ausfälle identifiziert und durch Anpassungen behoben werden, das heißt durch bauliche Veränderungen (zum Beispiel Modifikationen des Designs [verschiedener Teile] des Passes) oder durch betriebliche Lösungen (zum Beispiel durch Optimierung der Attraktivität am Eingang, durch Anpassung des Abflusses durch den Pass oder durch Anpassung des Betriebs der Turbinen).

• — Zusammen mit den Beobachtungen des Fischverhaltens können technische Informationen gesammelt werden, die für die Designentwicklung oder Optimierung zukünftiger FPS unerlässlich sind.

• — Unter der Voraussetzung, dass geeignete Methoden verwendet werden, kann das FPS-Monitoring ein fundiertes Management der Fischpopulationen flussaufwärts oder flussabwärts des Hindernisses unterstützen, zum Beispiel zur Unterstützung der EU-Aalverordnungen, der Richtlinie 2000/60/EG (Wasserrahmenrichtlinie) oder des direkten Managements der Süßwasserfischereiressourcen und der allgemeinen Biodiversität im Fluss.

FPS-Überwachungsstudien können mehrere Ebenen von Informationen liefern. Methoden zur Bewertung der Wirksamkeit von FPS werden in diesem Dokument nicht behandelt. Dazu gehören: Fallen, Video, akustische Kameras, direkte Beobachtung/Online-Überwachung, physiologische Telemetrie (zum Beispiel EMG (Elektromyogramm), Beschleunigungsmessung und Herzfrequenz), eDNA (Environmental Deoxyribonucleic Acid), Catch Per Unit Effort (CPUE) und Rinnenstudien. Diese Methoden liefern keine Informationen über die Anzahl der Fische, die sich dem Hindernis nähern und es passieren können, daher kann die Misserfolgsrate nicht bewertet werden.

Wenn es um die Effizienz geht, ist die Messung des Anteils der Fische, die erfolgreich passieren, im Verhältnis zu denen, die es versuchen, von entscheidender Bedeutung, zusammen mit Hinweisen auf passagebedingte Verzögerungen, Mortalität oder andere gesundheitliche Auswirkungen. Zu diesem Zweck haben Telemetrietechniken (akustische, Funk- und Passive Integrated Transponder [PIT]-Tagging), die eine Schätzung des prozentualen Anteils der Fische ermöglichen, die das Hindernis passiert haben, im Verhältnis zur Anzahl der Fische, die sich dem Hindernis nähern, um es zu passieren, große Vorteile gegenüber anderen Methoden. Akustische und funktelemetrische Methoden werden typischerweise in mittelgroßen bis großen Flusssystemen eingesetzt. Für kleinere Flüsse mit geringeren Tiefen ist die PIT-Telemetrie oft ein geeigneterer Ansatz. Telemetriemethoden können kostspielige Verfahren für die Fischaufstiegshilfeüberwachung sein und sind naturgemäß mit Implantation, Chirurgie und damit Tierschutz verbunden und erfordern immer eine Tierversuchsgenehmigung. Einige Aspekte der Effizienz (FPS-Passageeffizienz) können in bestimmten Situationen, vor allem in kleineren Flüssen, auch mit anderen Methoden (Capture-Mark-Recapture [CMR], Reusen in Kombination mit Elektrofischerei) erhoben werden. Diese anderen Methoden werden in diesem Dokument jedoch nicht behandelt.

Es ist zu beachten, dass isoliert eingesetzte Telemetrie-Methoden in der Regel nur eine einzelne Art und/oder Fische eines begrenzten Größenbereichs (zum Beispiel adulte, subadulte Fische) betrachten und daher ungeeignet sind, um die Gesamtleistung des FPS für die gesamte vorhandene Fischgemeinschaft und Altersklassen zu beurteilen. Darüber hinaus können andere sehr relevante Aspekte der Fischpassage, die mit der Leistung des FPS zusammenhängen (Anzahl der Arten, Größenklassen und so weiter), nicht mit Telemetriemethoden beurteilt werden und lassen sich viel besser durch die Kombination mit anderen Methoden bewerten. Ein umfassendes Überwachungsprogramm sollte idealerweise das gesamte Spektrum der vorhandenen Arten und Fischgrößen erfassen und erfordert daher einen Multi-Methoden-Ansatz.

Telemetrietechniken beinhalten die Markierung einzelner Fische und die anschließende Verfolgung dieser Individuen, während sie sich einem Hindernis nähern und es entweder passieren oder nicht passieren. Der Anteil der Fische, die das FPS erfolgreich passieren, kann berechnet werden, und aus den Verfolgungsinformationen lassen sich weitere Informationen über den Punkt des Scheiterns ableiten, zum Beispiel kann eine hohe Anziehungseffizienz, aber eine geringe Passageeffizienz auf mögliche Probleme hinsichtlich der hydraulischen Bedingungen innerhalb des FPS hinweisen. Diese detaillierten Informationen haben das Potenzial, zur Verbesserung aktueller Fischaufstiegshilfenkonstruktionen verwendet zu werden, wenn genügend vergleichbare Überwachungsdaten gesammelt werden können, um detaillierte Bewertungen der Leistung von Fischaufstiegshilfen für verschiedene Arten oder von verschiedenen Fischaufstiegshilfenkonstruktionen zu ermöglichen. Derzeit sind jedoch aufgrund nicht standardisierter Überwachungsmethoden, Definitionen und Protokolle die Daten aus Studien zur Überwachung der Effizienz von Fischaufstiegshilfen mit Telemetrie in ganz Europa nicht direkt vergleichbar. Dieses Dokument zur Bewertung der Effizienz und der zugehörigen Metriken von FPS befasst sich ausschließlich mit der Telemetrie als vereinbarte Methode zur Beurteilung der Effizienz (Anlockeffizienz, Einstiegseffizienz, Passageeffizienz und Gesamteffizienz eines FPS) eines FPS, um hoch standardisierte und vergleichbare Ergebnisse für ausgewählte Arten und Altersklassen zu erzielen.

Dieses Dokument wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 230 "Wasseranalytik" erarbeitet, dessen Sekretariat von DIN (Deutschland) gehalten wird. Das zuständige deutsche Gremium ist der Arbeitsausschuss NA 119-01-03 AA "Wasseruntersuchung" im DIN-Normenausschuss Wasserwesen (NAW).