让水电站更加环保

慕尼黑工业大学(TUM)水生系统生物学系主任的一个研究小组分析了洛伊萨赫河竖井发电厂对鱼类造成的危害、其行为变化以及对水生栖息地的影响。巴伐利亚。

这项研究是一个大型研究项目的一部分，该项目旨在研究不同类型水力发电厂的生态影响。它强调了未来轴电厂建设中应考虑的一些因素，以尽可能减少对环境的影响。

轴电站是近年来发展起来的一种新型水力发电装置。装有涡轮机和发电机的轴安装在堰上游的河床上。水流入竖井，驱动涡轮机，然后通过堰引导回河流。较小部分的水流过竖井和堰。堰上设有开口，旨在让鱼类向下游洄游。与其他类型的水力发电厂不同，该设计旨在确保只有少数鱼类因进入涡轮机而受到伤害。传统的鱼梯也可以让鱼类向上游洄游。

这是由慕尼黑工业大学水资源工程师提出的概念。一家分拆公司已获得该概念的使用权，并向发电厂运营商颁发了许可证。其中包括巴伐利亚州Großweil工厂的建设者和运营商，慕尼黑工业大学水生系统生物学的团队目前正在该工厂进行研究。他们关于该工厂环境影响的研究结果已发表在《可再生和可持续能源评论》上。去年，该团队在《应用生态学杂志》上发表了关于传统水力发电厂鱼类死亡率的研究。

标准化测试程序

在对洛伊萨赫竖井发电厂的环境状况进行调查时，研究小组遵循标准化程序，从水力发电厂上游释放了巴伐利亚典型的八种鱼类的数千条鱼。鱼经过装置后，被横跨水道的大网捕获，还有河里生活的野生鱼。研究人员随后检查了鱼是否有受伤迹象，包括拍摄X射线图像以检查是否有内伤。他们还部署了传感器来检查鱼在经过发电厂时所受到的力。

从发电厂上游释放到下游重新捕获的鱼中，只有21%通过堰的开口，而75%通过涡轮机轴。其余4%使用横向鱼梯。格栅(覆盖在轴上的格栅)允许比想象中更大的鱼通过(超过30厘米)。

通过涡轮机的所有鱼类的中位死亡率为13%。当涡轮机处于低负载时，蟑螂的死亡率最高，达到44%。当涡轮机承受高负载时，河鳟和褐鳟的死亡率最低，低于1%。大量其他鱼类也受伤。在研究期间捕获的野生鱼类中，47%通过堰口，35%通过竖井，18%通过鱼梯。

改善因素

研究小组确定了未来竖井发电厂建设和运营时需要考虑的一些因素，以尽量减少对鱼类的风险。

为了符合发电厂的科学理念，保持堰开口处有足够的水流非常重要。更大的开口，在某些情况下，堰中的额外开口将使鱼类更容易向下游洄游。

烤架中的条之间的间隙应小于20毫米。定期修复烧烤架的损坏也很重要，以尽量减少进入竖井的鱼的数量。

涡轮机的类型应比Großweil使用的轴流式涡轮机产生的影响更小。如果不可能，则涡轮机不应在低负载下运行，因为这比在满负载下运行时对鱼造成的伤害更多。

鱼穿过堰口后出现的下游区域的设计应消除任何伤害风险。例如，这包括确保鱼着陆的水始终有足够的深度以提供缓冲效果。

竖井入口应与河床齐平。

河流状况发生变化

研究小组还分析了洛伊萨赫水电站的安装引起的水生栖息地的变化。研究人员在工厂建设前后对现有堰的上游和下游进行了工作，检查鱼类、小型无脊椎动物水生生物、水生植物和藻类以及水温、氧气水平和pH值等环境因素。

水电站的建设增加了堰以上河流的深度，降低了流量。这导致通常在流水中发现的物种的栖息地条件恶化。特别是，河床中所谓的间质砾石生态系统(为许多生物提供了重要的栖息地)中富氧水交换的减少导致小型水生生物的数量减少。

“仔细分析所有因素至关重要”

对轴电站的研究是一个大型研究项目的一部分，该项目研究小组分析了五种不同类型的八座水电站，其中包括几个新颖的概念。大部分研究结果已于去年发表。

该项目表明，很难对哪种类型的水电站最环保做出笼统、全面的陈述。相反，生态影响的规模取决于具体的水体、生活在那里的鱼类种类以及所使用的技术组件，例如涡轮机类型、总体设计和运行模式。

“我们的见解表明，未来水电站的建设和改造需要采取更加差异化的方法。仔细分析所有因素对于将对生态系统的损害降至最低至关重要，”领导者JürgenGeist教授说道。研究。“虽然新的机会应该有机会，但它们必须经得起实践的比较。我们已经讨论了对我们检查的发电厂的具体改进，其中一些已经在进行中。”

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