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Auswirkung von Schwallbetrieb auf Drift und Strandung juveniler Äschen (Thymallus thymallus) – experimentelle Untersuchungen in naturnahen Versuchsrinnen und Mesokosmen an der HyTEC-Versuchsanlage

experimentelle Untersuchungen in naturnahen Versuchsrinnen und Mesokosmen an der HyTEC-Versuchsanlage

Franz Paul Horn

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Ökologie

Betreuer*in

Stefan Schmutz

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DOI

10.25365/thesis.37490

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-30132.22213.878863-1

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Schwallbetrieb, zur Energieerzeugung aus Wasserkraft, ist in den österreichischen Fließgewässern des Hyporhithrals weit verbreitet. Diese Form der Abflussschwankung hat ökologische Auswirkungen auf ganze Biozönosen, wobei aus fischökologischer Sicht, kleine (frühe) Lebensstadien von Fischen als besonders anfällig gelten. Diese Arbeit erforscht die Auswirkungen des Schwallbetriebes auf Larven und juvenile Stadien der Europäischen Äsche (Thymallus thymallus). In zwei Studiendesigns werden die Auswirkungen von Schwallbetrieb auf das Strandungsrisiko, die Drift und das Verhalten juveniler Äschen bzw. Larven getestet. Alle Versuche wurden an der Schwallversuchsanlage HyTEC (Hydromorphological and Temperature Experimental Channel) in Lunz durchgeführt. Zur Simulation passiver Drift und für Verhaltensstudien wurden neue Mesokosmen entworfen und im Rahmen einer Pilotstudie getestet. Die Strandungsversuche zeigen, dass die Schotterbank-Querneigung sowie die Tageszeit, signifikante Auswirkungen auf das Strandungsrisiko juveniler Äschen aufweisen. Auf flachen Schotterbänken und nachts weisen die Versuchsfische dabei besonders hohe Strandungsraten von > 50 % auf. Versuche in Mesokosmen zeigen, dass Schwallbetrieb zu signifikant höheren Driftraten unter Larven und juvenilen Äschen führt. Erhöhte Drift ist vor allem auf hohe Fließgeschwindigkeiten beim Schwallbedingungen zurückzuführen. Es konnten signifikanten Effekte der Körpergröße gezeigt werden, wobei kleinere Fische ein höheres Driftrisiko aufweisen als etwas größere Stadien. Hinsichtlich des Verhaltens der Äschen kann, aufgrund von Videoanalysen, deutlich zwischen Sunk- und Schwall-Bedingungen unterschieden werden. Schwallbetrieb zeigt einen deutlichen (qualitativen) Einfluss auf das Verhalten der Fische. Die Studie zeigt darüberhinaus, dass die entwickelten Mesokosmen für Versuche mit frühen Äschen- Stadien effizient anwendbar sind. Die Mesokosmen werden als Habitat angenommen und liefern im entwickelten Studiendesign Daten, die mit solchen aus größer-skalierten Experimenten vergleichbar sind.

Abstract

(Englisch)

Hydropeaking is a major form of hydropower use in Austrian and especially pronounced in alpine rivers. Discontinuous discharge impacts the whole river biocenosis. This piece of work discusses the ecological impact on fish, in particular the effect on larval and juvenile stages of European grayling (Thymallus thymallus). Former studies show that small and young life stages of fish are especially vulnerable to such flow fluctuations. Two experimental settings are implemented to explore first the stranding of juvenile grayling on gravel banks of varying lateral inclination and secondly passive drift phenomena under hydropeaking conditions. The latter will be investigated within a pilot study. Therefore the team implemented newly designed mesocosms, which allow drift studies that provide qualitative data (video analysis) as well as quantitative data (count of drift). All experiments took place at the experimental facility HyTEC (Hydromorphological and Temperature Experimental Channel), close to Lake Lunz in Austria. Stranding experiments yield significant results, showing that time of day (day/night) and lateral bank inclination have strong effects upon the stranding risk of juvenile grayling under flow fluctuation. High stranding rates could be observed at low bank inclination. At night time these already high stranding rates were further increased (rates of > 50 %). The pilot study in the mesocosms showed that young grayling exhibit significantly higher drift risk under hydropeaking condition. Elevated drift rates are most likely caused by high flow velocities, which typically occur during peakflow regime. The study shows significant effects of fish size: smaller fish are more likely to drift than slightly bigger ones. However, both size classes showed high susceptible for high flow velocities. A qualitative video analysis showed major differences in terms of behaviour between baseflow and peakflow conditions. These results strongly indicate that hydropeaking impacts the behaviour of young fish. Finally, this pilot study showed that mesocosm studies for drift and drift behaviour can be performed efficiently and successfully. The developed design yielded a suitable habitat for young grayling and was able to produce results comparable to prior studies.

Autor*innen

Franz Paul Horn

Haupttitel (Deutsch)

Hauptuntertitel (Deutsch)

experimentelle Untersuchungen in naturnahen Versuchsrinnen und Mesokosmen an der HyTEC-Versuchsanlage

Paralleltitel (Englisch)

Effects of hydropeaking on drift and stranding of juvenile grayling (Thymallus thymallus) - experiments in near-natural channels and mesocosms at HyTEC experimental facility

Publikationsjahr

2015

Umfangsangabe

104 S.

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Stefan Schmutz

Klassifikationen

30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines ,

30 Naturwissenschaften allgemein > 30.30 Naturwissenschaften in Beziehung zu anderen Fachgebieten ,

30 Naturwissenschaften allgemein > 30.99 Naturwissenschaften allgemein: Sonstiges

AC Nummer

AC12307201

Utheses ID

33226

Studienkennzahl

UA | 066 | 833 | |

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