Die Kleinwasserkraft steht heute vor der Herausforderung, die Stromerzeugung mit immer strengeren ökologischen Auflagen zu vereinen. Dabei zählt jeder Liter Restwasser und die exakte Positionierung von Fischwanderhilfen. Doch viele dieser Diskussionen basieren auf veralteten Annahmen über das Verhalten von Fischen. Eine aktuelle Studie von Christoph Hauer von der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) geht über eine bloße Restwasser-Diskussion hinaus. Er und sein Team haben untersucht, wie Fische auf Strömungsfelder reagieren.
Strömung als Signal
Das Stichwort lautet Rheotaxis. Dahinter verbirgt sich die Fähigkeit der Fische, Strömungsreize über das Seitenlinienorgan wahrzunehmen und sich gegen die Strömung auszurichten, um die Position zu halten oder gezielt zu wandern. Mit dem Seitenlinienorgan können Fische außerdem Druckunterschiede und Strömungsveränderungen erfassen. Strömung ist für Fische somit nicht nur eine physikalische Belastung, sondern gleichzeitig eine wesentliche Informationsquelle. Damit eine solche Orientierung stattfindet, muss jedoch ein bestimmter Schwellenwert der Strömungsstärke überschritten werden. Untersuchungen zeigen, dass für eine aktive Ausrichtung gegen die Strömung, also eine positive Rheotaxis, ein Mindestreiz erforderlich ist. Wird dieser nicht erreicht, bleibt die Bewegung ungerichtet oder erfolgt nur eingeschränkt.
Grenzwerte im Check
Auch bestehende Regelwerke greifen dieses Thema auf. Laut dem Leitfaden zum Bau von Fischaufstiegshilfen setzt eine eindeutige Orientierung der meisten adulten Fischarten gegen die Strömung ab etwa 0,2 m/s ein, bei anadromen Salmoniden (wandernde Lachsfische) ab rund 0,3 m/s. Diese sogenannte Grenzgeschwindigkeit beschreibt jene Strömung, bei der eine klare Reaktion der Fische ausgelöst wird. Die aktuellen Untersuchungen zeigen jedoch, dass ein statischer Mittelwert nur bedingt ausreicht, um das tatsächliche Verhalten im Gewässer zu beschreiben. Entscheidend ist nicht nur die mittlere Fließgeschwindigkeit, sondern die Struktur des gesamten Strömungsfeldes. Lokale Turbulenzen, wechselnde Fließrichtungen oder unterbrochene Leitströmungen können dazu führen, dass trotz ausreichender Geschwindigkeit keine eindeutige Orientierung erfolgt. Gleichzeitig deuten experimentelle Ergebnisse darauf hin, dass erste Reaktionen von Fischen bereits bei deutlich geringeren Geschwindigkeiten einsetzen können. Im Versuch wurden Orientierungsreaktionen bereits im Bereich von etwa 0,02 bis 0,08 m/s beobachtet. Diese Werte liegen deutlich unter den in Leitfäden angegebenen Grenzgeschwindigkeiten und zeigen, dass die Wahrnehmung der Strömung zumindest bei den untersuchten Arten bereits früher einsetzt als bislang angenommen. Daraus ergibt sich eine wichtige Differenz für die Praxis. Während Leitfäden Mindestwerte für eine sichere Orientierung definieren, zeigen neue experimentelle Untersuchungen, dass das Verhalten der Fische deutlich sensibler auf die vorhandene Strömung reagiert. Statische Grenzwerte greifen in der Praxis zu kurz.
Das Verhalten im Fokus
Unter kontrollierten Bedingungen untersuchte die Studie das rheotaktische Verhalten von Bachforelle und Äsche. Dabei wurde analysiert, ab welchen Fließgeschwindigkeiten eine gerichtete Orientierung einsetzt und wie sich diese mit zunehmender Geschwindigkeit verändert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Orientierung mit steigender Fließgeschwindigkeit zunimmt. Gleichzeitig wird deutlich, dass bereits geringe Veränderungen im Strömungsfeld ausreichen, um das Verhalten zu beeinflussen. Besonders kritisch sind Bereiche mit abrupten Übergängen, etwa bei Ausleitungen oder Rückströmungen. In solchen Zonen überlagern sich unterschiedliche Strömungssignale, wodurch die Orientierung erschwert wird. Ein weiterer zentraler Punkt sind die natürlichen Strömungsunterschiede. In typischen Furt-Kolk-Systemen wechseln sich Bereiche mit hoher (in Furten) und niedriger Geschwindigkeit (in Kolken) ab. Diese Dynamik ist für natürliche Gewässer charakteristisch und wird von Fischen aktiv genutzt. Werden diese Strukturen durch technische Eingriffe verändert, kann dies direkte Auswirkungen auf den Lebensraum und dessen Nutzung haben.
Chance für Kraftwerksbetreiber*innen
Für die Kleinwasserkraft ergeben sich daraus folgende Aspekte: Zunächst wird deutlich, dass die Strömung nicht ausschließlich als hydraulischer Parameter betrachtet werden kann. Geschwindigkeit und Durchfluss allein reichen nicht aus, um die ökologische Funktion eines Gewässerabschnitts zu beurteilen. Insbesondere bei Fischwanderhilfen spielt die Strömung eine zentrale Rolle. Die Lage des Einstiegs und die Ausprägung der Leitströmung sind entscheidend dafür, ob Fische die Anlage finden. Eine technisch korrekt ausgeführte Anlage kann ihre Funktion verfehlen, wenn die Strömung nicht eindeutig wahrgenommen werden kann. Gleichzeitig bieten die neuen Erkenntnisse auch Vorteile für Betreiber*innen. Eine genauere Kenntnis der rheotaktischen Schwellenwerte ermöglicht eine gezieltere Auslegung von Leitströmungen und Dotationsmengen. Wenn wissenschaftlich belegbar ist, ab wann ein Fisch reagiert, lässt sich eine pauschale Wasserabgabe vermeiden.
Fundierte Daten können den Spielraum in Genehmigungsverfahren deutlich vergrößern. Anstelle pauschaler Annahmen können standortspezifische und artspezifische Erkenntnisse in die Planung einbezogen werden. Wenn die Orientierung der Fische nachweislich schon bei geringeren Geschwindigkeiten funktioniert, kann sich im Idealfall zusätzlicher Spielraum ergeben, sodass mehr Wasser für die Turbine zur Verfügung steht.
Fazit: Dynamik verstehen
Die Studie zeigt deutlich: Wir müssen das Verhalten der Fische neu bewerten. Die Daten liefern eine Basis, um Planungen langfristig abzusichern, anstatt sich auf pauschale Annahmen verlassen zu müssen. Wer versteht, wie Fische auf feinste Strömungssignale reagieren, kann gezielt Maßnahmen setzen und unnötige Reibungsverluste vermeiden. Es ist daher an der Zeit, diese Erkenntnisse konsequent in die Praxis und in künftige Genehmigungsverfahren zu übernehmen. Für die Kleinwasserkraft ist dieser Wissensvorsprung eine echte Chance. Wenn wir lernen, Strömung nicht nur als hydraulische Rechengröße, sondern als biologisches Signal zu begreifen, entstehen effizientere Lösungen. Technik und Biologie müssen kein Widerspruch sein, im Gegenteil: Eine präzise Planung schützt die Ökologie und sichert gleichzeitig den energetischen Ertrag der Anlage. Das schafft die nötige Planungssicherheit für Betreiber*innen und Investor*innen.
Ein Fließgewässer ist kein statisches System, sondern ein dynamischer Lebensraum. Anlagen müssen daher so geplant werden, dass diese Dynamik so weit wie möglich erhalten bleibt. Fische nutzen diesen Raum instinktiv, und wir müssen unsere Anlagen möglichst so integrieren, dass dieser Rhythmus bestenfalls erhalten bleibt. Es ist wichtig, Anlagen zu bauen, die ökologisch funktional sind und sich wirtschaftlich betreiben lassen. Das ist das Fundament für eine moderne Wasserkraft, die ihre Verantwortung für Natur und Energieversorgung gleichermaßen ernst nimmt.
