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Fish body geometry is highly variable across species, affecting the fluid-body interactions fish rely on for habitat choice, feeding, predator avoidance and spawning. We hypothesize that fish body geometry may substantially influence the velocity experienced by fish swimming. To test this hypothesis, we built nine full-scale physical prototypes of common freshwater fish species. The prototypes were placed in a large laboratory flume and upstream time-averaged velocity profiles were measured with increasing distance from the anterior-most location of each body. The measurements revealed that the body geometry can have a significant influence on the velocity profile, reducing the flow field at a distance of one body length upstream of the fish. Furthermore, it was found that the upstream velocity profiles from the nine fish species investigated in this study can be normalized to a single fit curve based on the freestream velocity and fish body length under subcritical flow conditions. These findings are significant, because they show that conventional point velocity measurements overlook the reducing effect of the fish body on the upstream flow field, creating a systematically biased representation of the velocity experienced by fish in subcritical flowing waters. This bias is illustrated by velocity field maps created with and without the presence of the physical models for three different fish species. Finally, we provide an example of how point velocity measurements can be recalculated to provide upstream velocity field maps closer to “the fish’s perspective”.

Im Zentrum ethohydraulischer Untersuchungen stehen Beobachtungen von Wassertieren unter einstellbaren Umweltbedingungen, welche in der Regel in Wasserbaulaboren durchgefuhrt werden. Aus den Beobachtungen gilt es, charakteristische Verhaltensweisen und deren Ursachen als Befunde abzuleiten. Die Befunde mussen dann sorgfaltig fur die Praxis validiert und je nach Anwendungsfall in ingenieurfachliche Gestaltungs-, Planungs- und Bemessungsempfehlungen fur wasserbauliche Anlagen transferiert werden. Daruber hinaus leisten ethohydraulische Untersuchungen auch einen Beitrag zur Definition der Lebensraumanspruche von Wassertieren in Form von messbaren Grenz- und Schwellenparametern oder gar zu deren sozialen Interaktionen in Form von qualitativen Aussagen (bspw. zum Schwarmverhalten).

Scherle definiert den Begriff Renaturierung als „die Herstellung oder Entwicklung naturnaher Gewasserzustande bezuglich der Morphologie, Hydrologie und Wasserqualitat, die eine Wiederbesiedlung der Gewasser mit einem gewassertypischen Inventar der Flora und Fauna ermoglichen“ (Scherle 1999, S. 1–1). Er weist zudem daraufhin, dass „mit der Renaturierung ein Naturzustand zwar angestrebt aber i.d.R nicht erreicht werden wird, da auch zukunftig eine direkte oder indirekte Nutzung der Gewasser nicht verhindert werden kann und soll“ (Scherle 1999, S. 1–1).

Im nachfolgenden Kapitel werden Masnahmen zur Umsetzung der Vorgaben der WRRL und deren Unterstutzung durch den Einsatz der landlichen Bodenordnung beispielhaft an der Renaturierung der Bieber und dem vereinfachten Flurbereinigungsverfahren Heusenstamm Bieber (Hessen) erlautert.

Zur Umsetzung flachenbeanspruchender Masnahmen und Planungen im landlichen Raum ist i. d. R. ein Flachenmanagement erforderlich, d. h. die Bereitstellung geeigneter Flachen zu tragfahigen Konditionen in einem integrierten Planungsprozess und im Ausgleich mit den Belangen der bisherigen Nutzer / Eigentumer dieser Flachen.

Angesichts der Vielzahl bestehender Querbauwerke, die ein Wanderhindernis fur stromaufwarts ziehende Fisch e bilden, leistet der Bau funktionsfahiger Fisch auf stiegs anlagen einen wertvollen Beitrag zur okologischen Aufwertung der Fliesgewassersysteme. Langst ist verstanden, dass die Wiederherstellung der Durchgangigkeit eine wichtige Voraussetzung fur einen nachhaltigen Erhalt, den Wiederaufbau und die Ausbreitung der gewassertypspezifischen Fisch artengemeinschaften bildet.

Die Herstellung der okologischen Durchgangigkeit war Auflage der Genehmigungsbehorde fur den Weiterbetrieb der Kraftwerke Hollenstein und Pulling am Schwarzen Regen im Bayerischen Wald. Der Betreiber, die Kraftwerk am Hollenstein AG, entwickelte fur die Talsperre Hollenstein eine neuartige Druckkammerfischschleuse mit energetischer Nutzung. Dadurch brachte man Okologie und Okonomie in Einklang. Diese Fisch aufstiegs anlage eignet sich fur Talsperren und Wehrkraftwerke mit groser Fallhohe und schwankenden Oberwasserpegel wie z. B. bei Hochwasserruckhaltebecken. Die Ergebnisse des Mo ni to ring werden in einem gesonderten Artikel in diesem Heft der Fachzeitschrift Was ser Wirtschaft vorgestellt.

Throughout Europe the demands for improved flood protection on the one hand and the requirements to maintain and enhance floodplain forests on the other are perceived as conflicting goals in river-basin management, revealing the urgent need for strategies to combine both issues. We developed an interdisciplinary approach for floodplain-forest restoration identifying sites suitable for reforestations from both an ecological and hydraulic point of view. In the ecological module, habitat-distribution models are developed providing information on ecologically suitable sites. In the hydraulic module, a two-dimensional hydrodynamic-numerical model (2D-HN model) delivers the requested hydraulic information. The output of the two models is intersected. Subsequently, in an iterative procedure, the potential of plantings without exceeding critical water levels can be identified by hydraulic evaluation using the 2D-HN-model. The approach is exemplified using two reforestation scenarios at the Elbe River, Germany, showing considerable potential for softwood forest establishment without negative hydraulic effects. The approach reported here provides a solution for a severe conflict in river-basin management that hampers the reestablishment of the strongly threatened floodplain forests in Europe. Alternative measures to enhance floodplain-forest regeneration feasible under certain preconditions are discussed in the context of the current state of European large rivers.

This paper presents results regarding the flow resistance and the drag coefficient of floodplain vegetation. According to the literature review, most of the investigations concerning the interaction between flow and woody vegetation are based on laboratory experiments where the vegetation is idealized with a high level of abstraction. However, the vegetation's resistance behaviour depends on many natural parameters, such as the flexural rigidity, the manner of contraction in the current, the degree of foliation and the vibration behaviour. Furthermore the varying shape of the vegetation elements due to the current forces has to be observed. The drag coefficients of three kinds of willow species depending on the flow conditions and the effect of the plants flexibility and foliation on the projected plant area and thus on the drag coefficient are presented in this paper. The results show that it is very important to distinguish between leafy and leafless condition as the drag coefficient is a result of diff...

Question: What are the hydrological requirements for the successful reforestation of riparian Salix communities? Do differences in site conditions between various life stages of woody vegetation types need to be considered? Do interactions between hydrological factors influence distribution patterns? Location: Mid-reaches of the Elbe River, Germany. Methods: Young and old life stages of two different riparian Salix communities were surveyed in 1067 plots of 400 m2 to determine hydrological growth conditions using habitat distribution models. Models were extrapolated in a Geographic Information System to quantify the extent of potential stands available for reforestation measures. Results: Average water level and water level fluctuations were related to different vegetation types as well as to the age classes of the vegetation types. Differences in hydrological niches of young and old vegetation of the two vegetation types (tree community versus shrub community) could be identified. Moreover, the shrub vegetation was influenced by the interaction of average water level and fluctuations. Comparison of the distribution of current vegetation and suitable habitat revealed that considerable areas of the floodplain were suitable for the reforestation of Salix woodland communities. Conclusions: Hydrological variables explain the distribution patterns of riparian Salix communities in the active floodplain when different life stages, vegetation types and interaction of variables are included in the analyses. This information can be used to recommend suitable sites for Salix plantings in riparian landscapes.

The essential processes and mechanisms of the transport of contaminants from a river to a well field via a flood water retention area are presented. The transport is conceptualized as a succession of three phases: (1) contaminant entry into the retention area, (2) passage through the soil zone and (3) transport with the groundwater flow. Depending on the conditions of a given location and on the properties of the contaminants of interest, processes within each transport phase may reduce the concentration of the contaminants at the well field. For the Kastenwoert-Rappenwoert study area, the results of the described processes are shown by chemical and ecotoxicological analyses as well as by numerical modelling. Based on the results of the analyses, it is predicted that some contaminants in the study area will be completely detained along the transport path, while others will be transported as far as the well field, although in significantly reduced concentrations.

The prognosis of patients suffering from severe hyperlipidemia, sometimes combined with elevated lipoprotein (a) levels, and coronary heart disease refractory to diet and lipid-lowering drugs is poor. For such patients, regular treatment with low-density lipoprotein (LDL) apheresis is the therapeutic option. Today, there are five different LDL-apheresis systems available: cascade filtration or lipid filtration, immunoadsorption, heparin-induced LDL precipitation, dextran sulfate LDL adsorption, and the LDL hemoperfusion. There is a strong correlation between hyperlipidemia and atherosclerosis. Besides the elimination of other risk factors, in severe hyperlipidemia therapeutic strategies should focus on a drastic reduction of serum lipoproteins. Despite maximum conventional therapy with a combination of different kinds of lipid-lowering drugs, sometimes the goal of therapy cannot be reached. Hence, in such patients, treatment with LDL-apheresis is indicated. Technical and clinical aspects of these five different LDL-apheresis methods are shown here. There were no significant differences with respect to or concerning all cholesterols, or triglycerides observed. With respect to elevated lipoprotein (a) levels, however, the immunoadsorption method seems to be most effective. The different published data clearly demonstrate that treatment with LDL-apheresis in patients suffering from severe hyperlipidemia refractory to maximum conservative therapy is effective and safe in long-term application.

Die Ethohydraulik verschneidet inhaltlich und methodisch die Verhaltensbiologie mit dem wasserbaulichen Modellwesen, wozu eine enge Zusammenarbeit von Biologen und Ingenieuren erforderlich ist. Wenngleich bereits verschiedentlich das Verhalten einheimischer Fischen untersucht wurde, wird aufgezeigt, dass einerseits solcher Erkenntnisse bisher fur die Anwendung in der wasserbaulichen Praxis nicht geeignet waren und andererseits die transdisziplinare fachliche Durchdringung der beiden Disziplinen anspruchsvoll ist.

Grundlage ethohydraulischer Untersuchungen bilden in Hinblick auf die beabsichtigte Nutzanwendung sowohl sinnesphysiologische, verhaltensbiologische und fischokologische, wie auch ingenieurwissenschaftliche Kenntnisse uber Hydraulik und das wasserbauliche Modellversuchswesen. Daruber hinaus gilt es beim Umgang mit lebenden Tieren auch rechtliche Rahmenbedingungen einzuhalten. Da solche zum Verstandnis der Ethohydraulik erforderlichen Informationen bisher auf verschiedene Fachbucher verteilt sind, werden die essentiellen Grundlagen dargestellt. Aufbauend darauf werden Beispiele ethohydraulisch relevanter Verhaltensweisen von Fischen erlautert, die im Sinne eines Ursachen-Wirkungsgefuges vor allem durch hydraulische Reize ausgelost werden.

Damit ethohydraulische Tests reproduzierbare und nachvollziehbare Ergebnisse erbringen, muss die Durchfuhrung von Verhaltensbeobachtungen mit Fischen unter wissenschaftlichen Gesichtspunkten nach eindeutigen Verfahrensregeln und mit transparenten Dokumentationsverfahren erfolgen. Dies betrifft vor allen die Aufzeichnung, Auswertung und Analyse eines Tests sowie die zur Erarbeitung der ethohydraulischen Signatur benotigten hydraulischen Mess- und Auswertungsverfahren. Eine Schritt-fur-Schritt-Anleitung beschreibt die nach den vorliegenden Erkenntnissen sinnvollste Vorgehensweise.