Лестница для рыбы - Fish ladder

Лестница для ловли рыбы в бассейне и плотине Bonneville Dam на Река Колумбия

А рыбная лестница, также известный как рыбный путь, рыба проходит или же шаги рыбы, представляет собой конструкцию на или вокруг искусственных и естественных барьеров (например, плотины, замки и водопады ) для облегчения диадромный рыбные натуральные миграция а также движения потамодромный разновидность.[1] Большинство рыбных каналов позволяют рыбе преодолевать препятствия, плывя и перепрыгивая через ряд относительно низких ступенек (отсюда и термин лестница ) в воду с другой стороны. Скорость падения воды по ступенькам должна быть достаточно большой, чтобы привлечь рыбу к лестнице, но она не может быть настолько большой, чтобы смыть рыбу вниз по течению или истощить ее до такой степени, что она не сможет продолжить движение вверх по реке.

История

Денил Фишвей на лососевом ручье, Монтана

Письменные сообщения о неровных рыбных путях относятся к Франции 17-го века, где пучки ветвей использовались для создания ступеней в крутых каналах для обхода препятствий. Версия была запатентована в 1837 году Ричардом Макфарланом из Батерст, Нью-Брансуик, Канада, который спроектировал рыболовный канал в обход плотины на своем лесопильном заводе с водным приводом.[2] В 1852–1854 годах был построен рыбный перевал Баллисодаре. Графство Слайго в Ирландии рисовать лосось в реку, которая не поддерживала рыболовство. В 1880 г. была построена первая рыбная лестница в г. Род-Айленд, США, на Pawtuxet Falls Плотина. Лестницу сняли в 1924 году, когда Город Провиденс заменил деревянную плотину на конкретный один. Бетонные лестницы - не всегда улучшение - органы, чувствительные к электрическому полю. веслонос перегружены в непосредственной близости от арматура и другой металл, используемый в бетонных конструкциях, что мешает им получить доступ к своим нерестилищам и способствует катастрофическому сокращению их численности.[сомнительный – обсуждать][нужна цитата ]

Поскольку Индустриальный век Из-за более высокого уровня развития плотины и другие речные завалы становились все больше и чаще, что привело к необходимости создания эффективных обходных путей для рыбы.[3]

Типы

Смотрите также: лестница из угря и миграция рыб

Существует шесть основных типов рыбных каналов:

Бассейн и плотина
Один из старейших стилей рыбных лестниц. Он использует серию небольших дамб и бассейнов постоянной длины, чтобы создать длинный наклонный канал, по которому рыба может перемещаться вокруг препятствия. Канал действует как фиксированный замок постепенно понижать уровень воды; Чтобы направиться вверх по течению, рыба должна перепрыгивать с ящика на ящик на лестнице.
Перегородка для рыбы
Использует серию симметричных перегородок, расположенных близко друг к другу в канале, для перенаправления потока воды, позволяя рыбе плавать вокруг барьера. У перегородок для рыбных каналов не обязательно должны быть зоны отдыха, хотя могут быть предусмотрены бассейны, чтобы обеспечить зону отдыха или уменьшить скорость потока. Такие ходы можно построить с обратные пути чтобы минимизировать пространство, необходимое для их строительства. Перегородки бывают самых разных конструкций. Первоначальный дизайн трапа Денила был разработан в 1909 году бельгийским ученым Дж. Денилом; с тех пор он был скорректирован и адаптирован во многих отношениях. В Аляскинский Стипасс, например, представляет собой модульный сборный вариант Denil-Fishway, изначально разработанный для отдаленных районов Аляски. Перегородки были установлены Проект Майтай на нескольких водных путях в Нельсон, Новая Зеландия, для улучшения прохода рыб в рамках общего восстановления окружающей среды.
Элеватор (или рыбоподъемник)
Разрывается с конструкцией лестницы, обеспечивая своего рода лифт переносить рыбу через преграду. Он хорошо подходит для высоких барьеров. С помощью подъемника рыба плывет в зону сбора у основания препятствия. Когда в зоне сбора накапливается достаточно рыбы, ее выталкивают в бункер, который уносит ее в желоб, который впадает в реку над барьером. На Река Коннектикут например, два подъемника для рыбы поднимают до 500 рыб одновременно на 52 фута (15,85 м), чтобы очистить Holyoke Dam. В 2013 году элеватор перевез более 400 000 рыб.[4]
Скала-рампа
Большие камни и бревна используются для создания бассейнов и небольших водопадов, имитирующих природные конструкции. Из-за длины канала, необходимого для лестницы, такие конструкции наиболее подходят для относительно коротких заграждений. У них есть значительное преимущество в том, что они могут служить местом нереста рыб.[5]
Рыбоводный канал с вертикальной прорезью
Подобно системе «бассейн и плотина», за исключением того, что каждая «плотина» имеет узкую щель возле стенки канала. Это позволяет рыбе плыть против течения, не перепрыгивая через препятствие. Проходы для рыбы с вертикальными прорезями также имеют тенденцию достаточно хорошо справляться с сезонными колебаниями уровня воды с каждой стороны барьера. Недавние исследования показывают, что судоходные шлюзы могут использоваться как вертикальные щелевые рыбные каналы, чтобы обеспечить улучшенный доступ для целого ряда биоты, в том числе для плохих пловцов.[6][7]
Сифон для рыбы
Позволяет установить проход параллельно водотоку и может использоваться для соединения двух водотоков. В проходе используется сифонный эффект для регулирования потока. Этот стиль особенно рекомендуется для защиты от наводнений.

Эффективность

У рыбных лестниц неоднозначная эффективность. Они различаются по эффективности для разных типов видов: одно исследование показало, что только три процента американских шэдов проходят через все рыбные лестницы на пути к месту нереста.[8] Эффективность зависит от плавательной способности вида рыб, а также от того, как рыба движется вверх и вниз по течению. Например, проход для рыбы, позволяющий рыбе проходить вверх по течению, может не допускать проход вниз по течению.[9] Рыбные ходы не всегда работают. На практике проблема заключается в сопоставлении данных о плавании с гидродинамическими измерениями.[10][11] В плавательных тестах редко используется один и тот же протокол, и на выходе получается либо одноточечное измерение, либо объемная скорость. Напротив, физическое и численное моделирование потока жидкости (т.е. гидродинамика) дает подробную карту потока с прекрасным пространственным и временным разрешением. Перед регулирующими органами стоит сложная задача сопоставления гидродинамических измерений и данных о плавании.

Кульверты

Дальнейшая информация: Водопровод § Рыбный проход

За последние три десятилетия экологическое воздействие водопропускные трубы на естественных ручьях и реках. Хотя пропускная способность водопропускной трубы определяется гидрологическими и гидротехническими соображениями,[12] это часто приводит к большим скоростям в стволе, создавая возможный барьер для прохода рыбы.

Вдоль перевернутого ствола могут быть установлены перегородки, чтобы обеспечить удобство для рыбы.[13][14][15] При небольшом расходе перегородки уменьшают скорость потока и увеличивают глубину воды, чтобы облегчить проход рыбы. При больших разрядах перегородки вызывают более низкие локальные скорости и создают области рециркуляции. К сожалению, перегородки могут резко снизить пропускную способность водопропускной трубы для данного притока,[16] таким образом, существенно увеличивая общую стоимость конструкции водопропускной трубы для достижения того же расчетного расхода и притока. Считается, что взаимодействие рыбы и турбулентности может способствовать миграции вверх по течению, хотя оптимальная конструкция должна основываться на тщательном изучении как гидродинамики, так и кинематики рыбы.[11][17][18] Наконец, нельзя игнорировать практические последствия инженерного проектирования, в то время как твердое понимание типологии турбулентности является основным требованием к любой успешной граничной обработке, способствующей проходу рыбы вверх по течению.[19]

Смотрите также

FERC Знак безопасности лестницы рыбы

Примечания

  1. ^ "Что такое рыбная лестница?". Мичиган: Департамент природных ресурсов Мичигана. Получено 27 апреля 2012.
  2. ^ Марио Терио, Великие морские изобретения 1833–1950 гг., Гусиный переулок, 2001, с. 45
  3. ^ Управление оценки технологий, Вашингтон, округ Колумбия (1995) Технологии рыбохода: защита объектов гидроэнергетики Издательство "Диана", ISBN  1-4289-2016-1.
  4. ^ "Перелетные рыбы реки Коннектикут, 2013 г.". Служба рыболовства и дикой природы США. Служба рыболовства и дикой природы США. Получено 25 октября, 2016.
  5. ^ Лютер П. Адланд (2010). Воссоединение рек: естественная конструкция русел при отводе плотин и рыбоходе. Министерство природных ресурсов Миннесоты.
  6. ^ Silva, S .; Lowry, M .; Macaya-Solis, C .; Byatt, B .; Лукас, М. К. (2017). «Можно ли использовать навигационные шлюзы, чтобы помочь мигрирующим рыбам с плохой плавательной способностью преодолевать приливные заграждения? Испытание с миногами». Экологическая инженерия. 102: 291–302. Дои:10.1016 / j.ecoleng.2017.02.027.
  7. ^ Каранта, Э., Катоподис, К., Ревелли, Р., Комольо, К. (2017). Сравнение полей турбулентного потока и связанная с этим пригодность для рыбохода стандартного и упрощенного низкоградиентного вертикального щелевого пути. Речные исследования и приложения, 33, 1295-1305.
  8. ^ Уолдман, Джон. «Заблокированная миграция: рыболовные трапы на американских плотинах неэффективны». Йельский университет окружающей среды 360. Йельская школа лесоводства и наук об окружающей среде. Получено 18 марта 2016.
  9. ^ Крафт, Эми (20 февраля 2013 г.). «Битва вверх по течению: рыбы избегают проходов через современные плотины, что способствует сокращению численности населения». Scientific American. Scientific American. Получено 18 марта 2016.
  10. ^ Катоподис, К., Жерве, Р.] (2016). «База данных и анализ результатов плавания рыб». DFO CSAS Research Document No. 2016/002, Канадский научно-консультативный секретариат, Департамент рыболовства и океанов, Канада, Оттава, Канада: 1–550.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  11. ^ а б Ван Х., Шансон, Х. (2017). «Как лучшее понимание взаимодействий между рыбой и гидродинамикой может улучшить проход рыбы вверх по течению в кульвертах». Отчет об исследовании гражданского строительства № CE162: 1–43.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  12. ^ Шансон, Х. (2004). Гидравлика потока в открытом канале: введение. Баттерворт-Хайнеманн, 2-е издание, Оксфорд, Великобритания. ISBN  978-0-7506-5978-9.
  13. ^ Olsen, A .; Таллис, Б. (2013). «Лабораторное исследование прохождения рыбы и пропускной способности в кульвертах с выскальзыванием и перегородками». Журнал гидротехники. 139 (4): 424–432. Дои:10.1061 / (восхождение) hy.1943-7900.0000697. ISSN  0733-9429.
  14. ^ Шансон, Х.; Уйс, В. (2016). «Конструкции перегородок для облегчения прохода рыбы в культивированных культиваторах: предварительное исследование». 6-й Международный симпозиум IAHR по гидротехническим сооружениям, гидротехническим сооружениям и управлению водными системами: 295–304. Дои:10.15142 / T300628160828. ISBN  978-1-884575-75-4.
  15. ^ Кабонс, Дж., Фернандо, Р., Ван, Х., Шансон, Х. (2017). Использование треугольных перегородок для облегчения прохода рыбы вверх по течению в блочных водоводах: физическое моделирование. Отчет о гидравлической модели № CH107 / 17, Школа гражданского строительства, Университет Квинсленда, Брисбен, Австралия, 130 страниц. ISBN  978-1-74272-186-6.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  16. ^ Ларинье, М. (2002). «Проход рыбы через кульверты, каменистые дамбы и устья устьев». Bulletin Français de la Pêche et de la Pisciculture. 364 (18): 119–134. Дои:10.1051 / kmae / 2002097.
  17. ^ Ван Х., Шансон, Х. (2017). «Системы перегородок для облегчения прохода рыбы вверх по течению в стандартных ящичных водоводах: как насчет взаимодействия рыбы и турбулентности?». 37-й Всемирный конгресс IAHR, IAHR & USAINS, Куала-Лумпур, Малайзия. 3: 2586–2595.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  18. ^ Ван Х., Шансон, Х. (2018). «Моделирование прохода рыбы вверх по течению в стандартных кульвертах: взаимодействие между турбулентностью, кинематикой рыбы и энергией» (PDF). Речные исследования и приложения. 34 (3): 244–252. Дои:10.1002 / rra.3245.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  19. ^ Шансон, Х. (2019). «Использование граничного слоя для восстановления взаимосвязи местообитаний и популяций рыб. Обсуждение технических вопросов». Экологическая инженерия. 141 (105613): 105613. Дои:10.1016 / j.ecoleng.2019.105613.

Рекомендации

внешняя ссылка