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Auswirkungen von Schwall-Sunk auf Nase (Chondrostoma nasus) und Barbe (Barbus barbus): ein Analyseansatz auf zwei Ebenen mit Fokus auf Larvenstrandung.
Effects of hydropeaking on nase (Chondrostoma nasus) and barbel (Barbus barbus): a multi-scale analysis approach focusing on larval stranding
ZusammenfassungWasserkraftwerke beeinflussen Flussökosysteme erheblich, insbesondere Speicherkraftwerke, die bedarfsabhängig betrieben werden. Diese diskontinuierliche Betriebsweise führt zu schnellen und häufigen Abflussschwankungen (Schwall-Sunk), die Fische, dabei vor allem Larven und Jungfische, gefährden. Bisher lag der Schwerpunkt der Schwallforschung auf Salmoniden, während frühe Lebensstadien der Cypriniden (Karpfenfische) kaum untersucht wurden. Ziel dieses Artikels ist es, die Auswirkungen kurzfristiger Abflussschwankungen auf zwei karpfenartige Zeigerarten, die Nase (Chondrostoma nasus) und die Barbe (Barbus barbus), zu untersuchen. In vorliegender Arbeit werden die Ergebnisse zweier methodischer Ansätze – Freilanduntersuchungen und Schwallversuche in naturnahen Fließrinnen – beschrieben. Die Analyse österreichischer Befischungsstellen zeigt, dass Nase und Barbe in ihrem natürlichen Verbreitungsgebiet signifikante Rückgänge erlitten haben. Die Biomasse beider Zielarten ist insgesamt sehr gering, insbesondere in Schwallstrecken. Die Schwallversuche zeigen, dass die Fischlänge ein entscheidender Faktor für das Strandungsrisiko ist: Mit zunehmender Größe nimmt das Risiko ab. Nasen- und Barbenlarven stranden nachts häufiger als tagsüber. Die Uferquerneigung beeinflusst die Strandungsrate stark; flachere Ufer erhöhen das Risiko im Vergleich zu steileren, bieten jedoch mehr Lebensraum. Eine schnellere Abstiegsrate erhöht ebenfalls das Strandungsrisiko, besonders nachts und auf flach geneigten Kiesbänken. Heterogene Uferhabitate (mit Mulden) können auch für größere Jungfische aufgrund eines Fischfalleneffekts ein signifikantes Strandungsrisiko darstellen. Die Strandung wird zudem maßgeblich von der Wassertemperatur beeinflusst, die entscheidend für das Fischwachstum und die -entwicklung ist. Erste Mehrfachschwallversuche zeigen eine Abnahme der Fischstrandung bei aufeinanderfolgenden Schwallereignissen, wobei jedoch eine Reststrandung bestehen bleibt. Wie nachhaltig dieser (Lern‑)Effekt ist, bleibt noch ungeklärt. Diese Arbeit bieten neue Einblicke in die Auswirkungen kurzfristiger Abflussschwankungen auf die frühen Lebensstadien von Cypriniden und trägt somit zur Diskussion über die Schwall-Sunk-Sanierung bei.
AbstractHydropower plants, particularly storage power plants operated on demand, cause rapid and frequent fluctuations in discharge (hydropeaking) that threaten river ecosystems, especially fish larvae and juveniles. To date, hydropeaking research has primarily focused on salmonids, while the early life stages of cyprinids have been largely neglected. This article aims to investigate the effects of short-term flow fluctuations on two cyprinid indicator species, the nase (Chondrostoma nasus) and the barbel (Barbus barbus). This article presents the results of two methodological approaches: field studies and hydropeaking experiments conducted in near-natural outdoor flumes. The analysis of Austrian fish sampling sites reveals that nase and barbel have experienced significant declines within their natural distribution ranges. The biomass of both target species is generally very low, particularly in rivers affected by hydropeaking. The hydropeaking experiments highlighted that fish length is a crucial factor in determining the risk of stranding, which decreases with increasing fish size. Nase and barbel larvae strand more frequently at night than during the day. Bank slope significantly affects stranding rates; low-sloped bars result in higher stranding compared to steeper bars, although the former provide more habitat. A faster down-ramping rate increases the risk of stranding, especially at night and on low-sloped gravel bars. Heterogeneous bank habitats (with depressions) can still present a significant stranding risk for larger juvenile fish due to a fish trap effect. Stranding is also strongly influenced by water temperature, which is critical for fish growth and development. Initial experiments with recurrent hydropeaking events indicate a reduction in stranding rates over successive peaks; however, a residual risk remains. It is still unclear how persistent this (learning) effect is over time. This research provides new insights into the effects of hydropeaking on the early life stages of cyprinids, contributing to the development of effective mitigation strategies.
Auswirkungen von Schwall-Sunk auf Nase (Chondrostoma nasus) und Barbe (Barbus barbus): ein Analyseansatz auf zwei Ebenen mit Fokus auf Larvenstrandung.
Effects of hydropeaking on nase (Chondrostoma nasus) and barbel (Barbus barbus): a multi-scale analysis approach focusing on larval stranding
ZusammenfassungWasserkraftwerke beeinflussen Flussökosysteme erheblich, insbesondere Speicherkraftwerke, die bedarfsabhängig betrieben werden. Diese diskontinuierliche Betriebsweise führt zu schnellen und häufigen Abflussschwankungen (Schwall-Sunk), die Fische, dabei vor allem Larven und Jungfische, gefährden. Bisher lag der Schwerpunkt der Schwallforschung auf Salmoniden, während frühe Lebensstadien der Cypriniden (Karpfenfische) kaum untersucht wurden. Ziel dieses Artikels ist es, die Auswirkungen kurzfristiger Abflussschwankungen auf zwei karpfenartige Zeigerarten, die Nase (Chondrostoma nasus) und die Barbe (Barbus barbus), zu untersuchen. In vorliegender Arbeit werden die Ergebnisse zweier methodischer Ansätze – Freilanduntersuchungen und Schwallversuche in naturnahen Fließrinnen – beschrieben. Die Analyse österreichischer Befischungsstellen zeigt, dass Nase und Barbe in ihrem natürlichen Verbreitungsgebiet signifikante Rückgänge erlitten haben. Die Biomasse beider Zielarten ist insgesamt sehr gering, insbesondere in Schwallstrecken. Die Schwallversuche zeigen, dass die Fischlänge ein entscheidender Faktor für das Strandungsrisiko ist: Mit zunehmender Größe nimmt das Risiko ab. Nasen- und Barbenlarven stranden nachts häufiger als tagsüber. Die Uferquerneigung beeinflusst die Strandungsrate stark; flachere Ufer erhöhen das Risiko im Vergleich zu steileren, bieten jedoch mehr Lebensraum. Eine schnellere Abstiegsrate erhöht ebenfalls das Strandungsrisiko, besonders nachts und auf flach geneigten Kiesbänken. Heterogene Uferhabitate (mit Mulden) können auch für größere Jungfische aufgrund eines Fischfalleneffekts ein signifikantes Strandungsrisiko darstellen. Die Strandung wird zudem maßgeblich von der Wassertemperatur beeinflusst, die entscheidend für das Fischwachstum und die -entwicklung ist. Erste Mehrfachschwallversuche zeigen eine Abnahme der Fischstrandung bei aufeinanderfolgenden Schwallereignissen, wobei jedoch eine Reststrandung bestehen bleibt. Wie nachhaltig dieser (Lern‑)Effekt ist, bleibt noch ungeklärt. Diese Arbeit bieten neue Einblicke in die Auswirkungen kurzfristiger Abflussschwankungen auf die frühen Lebensstadien von Cypriniden und trägt somit zur Diskussion über die Schwall-Sunk-Sanierung bei.
AbstractHydropower plants, particularly storage power plants operated on demand, cause rapid and frequent fluctuations in discharge (hydropeaking) that threaten river ecosystems, especially fish larvae and juveniles. To date, hydropeaking research has primarily focused on salmonids, while the early life stages of cyprinids have been largely neglected. This article aims to investigate the effects of short-term flow fluctuations on two cyprinid indicator species, the nase (Chondrostoma nasus) and the barbel (Barbus barbus). This article presents the results of two methodological approaches: field studies and hydropeaking experiments conducted in near-natural outdoor flumes. The analysis of Austrian fish sampling sites reveals that nase and barbel have experienced significant declines within their natural distribution ranges. The biomass of both target species is generally very low, particularly in rivers affected by hydropeaking. The hydropeaking experiments highlighted that fish length is a crucial factor in determining the risk of stranding, which decreases with increasing fish size. Nase and barbel larvae strand more frequently at night than during the day. Bank slope significantly affects stranding rates; low-sloped bars result in higher stranding compared to steeper bars, although the former provide more habitat. A faster down-ramping rate increases the risk of stranding, especially at night and on low-sloped gravel bars. Heterogeneous bank habitats (with depressions) can still present a significant stranding risk for larger juvenile fish due to a fish trap effect. Stranding is also strongly influenced by water temperature, which is critical for fish growth and development. Initial experiments with recurrent hydropeaking events indicate a reduction in stranding rates over successive peaks; however, a residual risk remains. It is still unclear how persistent this (learning) effect is over time. This research provides new insights into the effects of hydropeaking on the early life stages of cyprinids, contributing to the development of effective mitigation strategies.
Auswirkungen von Schwall-Sunk auf Nase (Chondrostoma nasus) und Barbe (Barbus barbus): ein Analyseansatz auf zwei Ebenen mit Fokus auf Larvenstrandung.
Effects of hydropeaking on nase (Chondrostoma nasus) and barbel (Barbus barbus): a multi-scale analysis approach focusing on larval stranding
Österr Wasser- und Abfallw
Hayes, Daniel S. (author) / Auer, Stefan (author) / Schmutz, Stefan (author) / Piggott, Jeremy J. (author) / Ferreira, Teresa (author) / Führer, Simon (author)
Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft ; 76 ; 514-523
2024-12-01
Article (Journal)
Electronic Resource
German
Endocrine disruption in a barbel, Barbus barbus population from the River Jihlava, Czech Republic
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