Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Рыболовная лестница с водосливом и водосливом на плотине Бонневиль на реке Колумбия

Рыба лестница , также известный как fishway , рыбы прохода или рыбы шагов , представляет собой структуру , или вокруг искусственных и естественных препятствий (например, плотин , шлюзов и водопадов ) , чтобы облегчить проходных естественную рыбьих миграции , а также движения potamodromous видов. [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 путь вверх по реке.

История [ править ]

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. Вариант был запатентован в 1837 году Ричардом Макфарланом из Батерста, Нью-Брансуик , Канада, который спроектировал рыбный канал для обхода плотины на своем лесопильном заводе с водным приводом. [2] В 1852–1854 годах в графстве Слайго в Ирландии был построен рыбный перевал Баллисодара, чтобы вывести лосося в реку, которая не поддерживала рыболовство. В 1880 году первая рыбная лестница была построена в Род-Айленде , США, на плотине Потуксет-Фолс . Лестница была удалена в 1924 году, когда город Провиденс заменил деревянную плотину наконкретный . Бетонные лестницы не всегда являются улучшением - органы веслоноса, чувствительные к электрическому полю , перегружены в непосредственной близости от арматуры и другого металла, используемого в бетонных конструкциях, что не позволяет им получить доступ к своим нерестилищам и способствует катастрофическому снижению их численности. числа. [ сомнительно - обсудить ] [ необходима ссылка ]

По мере наступления индустриальной эпохи плотины и другие речные завалы становились все больше и более распространенными, что привело к необходимости создания эффективных обходных путей для рыбы. [3]

Типы [ править ]

См. Также: лестница 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 обходить препятствие. Канал действует как фиксированный затвор, постепенно понижающий уровень воды; чтобы подняться 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, чтобы перенаправить поток воды, позволяя рыбе плавать вокруг барьера. У перегородок для рыбных каналов не обязательно должны быть зоны отдыха, хотя бассейны могут быть включены, чтобы обеспечить зону отдыха или уменьшить скорость потока. Такие рыбные каналы могут быть построены с обратным переключением, чтобы минимизировать пространство, необходимое для их строительства. Перегородки бывают самых разных дизайнов. Первоначальный дизайн трапа Денила был разработан в 1909 году бельгийским ученым Дж. Денилом; с тех пор он был скорректирован и адаптирован во многих отношениях. Аляскинский Steeppass , например, представляет собой модульный вариант сборных Denil-fishway первоначально разработан для удаленных районов Аляски. Перегородки были установлены Project Maitai на нескольких водных путях вНельсон , Новая Зеландия, для улучшения прохода рыб в рамках общего восстановления окружающей среды.
Элеватор (или рыбоподъемник)
Преодолевает конструкцию лестницы, предоставляя своего рода лифт для перевозки рыбы через преграду. Он хорошо подходит для высоких барьеров. С помощью подъемника рыба плывет в зону сбора у основания препятствия. Когда в зоне сбора накапливается достаточное количество рыбы, ее выталкивают в бункер, который уносит ее в желоб, который впадает в реку над барьером. Например, на реке Коннектикут два подъемника для рыбы поднимают до 500 рыб одновременно на 52 фута (15,85 м), чтобы очистить дамбу Холиок . В 2013 году элеватор перевез более 400 тысяч рыб. [4]
Скала-рампа
Использует большие камни и бревна для создания бассейнов и небольших водопадов, имитирующих природные сооружения. 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]
Проход для рыбы с вертикальными прорезями
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 в качестве вертикальных щелевых рыбных каналов, 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.

  • Рыболовная лестница на плотине Джона Дей на реке Колумбия , США

  • Элеватор для рыбы

  • Рыбная лестница в реке Маас, Нидерланды

  • Рыбная лестница в Северном Ванкувере , Канада

  • Деталь рыбной лестницы в Уппсале , Швеция

  • Деталь рыбной лестницы на реке Дарт в Англии.

  • У плотины реки Чарльз недалеко от Бостона, США

  • Двунаправленная сезонная лестница в лагере Пико Бланко на реке Литл-Сур в Биг-Суре , Калифорния, США

  • Лестница для ловли лосося возле электростанции в Гуллспонге , Швеция .

  • Рыбная лестница на реке Выдра, Девон

  • Точка доступа к рыбной лестнице (с нижней стороны комплекса электрогенератор-шлюз): Мозель в Кобленце.

Эффективность [ править ]

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 состоит в том, чтобы сопоставить данные 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 (например, гидродинамика) дает подробную карту потока с прекрасным пространственным и временным разрешением. Регулирующие органы сталкиваются с трудной задачей сопоставления гидродинамических измерений и данных по плаванию.

Калвертс [ править ]

Дополнительная информация: Culvert § Рыбный проход

В течение последних трех десятилетий было признано экологическое воздействие водопропускных труб на естественные ручьи и реки. 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], тем самым существенно увеличивая общую стоимость конструкции водопропускной трубы для достижения того же расчетного разряда 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]

См. Также [ править ]

Знак безопасности FERC Fish Ladder
  • Водосточная труба
  • Лестница из угря
  • Эльверский перевал
  • Первая плотина в стиле «Денил» в Иллинойсе.
  • Миграция рыб
  • Экран рыбы
  • Рыбная лестница из питлохри
  • Лосось

Заметки [ править ]

  1. ^ "Что такое рыбная лестница?" . Мичиган: Департамент природных ресурсов штата Мичиган . Проверено 27 апреля 2012 года .
  2. ^ Марио Theriault, Большое Морское Изобретение 1833-1950 , гусь Lane, 2001, стр. 45
  3. ^ Управление оценки технологий, Вашингтон, округ Колумбия (1995) Технологии рыбных проходов: защита гидроэнергетических объектов Diana Publishing, ISBN 1-4289-2016-1 . 
  4. ↑ «Переходные рыбы реки Коннектикут 2013» . Служба рыболовства и дикой природы США . Служба охраны рыболовства и дикой природы США . Проверено 25 октября, 2016 .
  5. ^ Лютер П. Адланд (2010). Воссоединение рек: естественная конструкция русел при отводе плотин и рыбоходах . Министерство природных ресурсов Миннесоты.
  6. ^ Сильва, S .; Lowry, M .; Macaya-Solis, C .; Byatt, B .; Лукас, MC (2017). «Можно ли использовать навигационные шлюзы, чтобы помочь мигрирующим рыбам с плохими плавательными характеристиками пройти приливные заграждения? Испытание с миногами» . Экологическая инженерия . 102 : 291–302. DOI : 10.1016 / j.ecoleng.2017.02.027 .
  7. ^ Куаранта, Е., Katopodis, К., Ревелли, Р., Comoglio, С. (2017). Сравнение полей турбулентного потока и соответствующая пригодность для прохода рыбы стандартного и упрощенного низкоградиентного вертикального щелевого канала. Речные исследования и приложения, 33, 1295-1305.
  8. ^ Уолдман, Джон. «Заблокированная миграция: рыболовные трапы на плотинах США не действуют» . Йельская среда 360 . Йельская школа лесоводства и наук об окружающей среде . Проверено 18 марта +2016 .
  9. Рианна 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 . Проверено 18 марта +2016 .
  10. ^ Katopodis, К., Жерве, R.] (2016). «База данных и анализ результатов плавания рыб». DFO CSAS Research Document No. 2016/002, Канадский научно-консультативный секретариат, Отдел рыболовства и океанов, Канада, Оттава, Канада : 1–550.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ a b Ван, Х., Шансон, Х. (2017). «Как лучшее понимание взаимодействий между рыбой и гидродинамикой может улучшить проход рыбы вверх по течению в водопропускных каналах» . Отчет об исследовании гражданского строительства № CE162 : 1–43.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  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. DOI : 10,1061 / (ASCE) 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. DOI : 10.15142 / T300628160828 . ISBN 978-1-884575-75-4.
  15. ^ Cabonce J., Фернандо, Р., Ван H., Шансон, H. (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 ( ссылка )
  16. ^ Larinier, М. (2002). «Проход рыбы через кульверты, каменистые дамбы и эстуарные препятствия» . Bulletin Français de la Pêche et de la Pisciculture . 364 (18): 119–134. DOI : 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 ( ссылка )
  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. DOI : 10.1002 / rra.3245 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  19. ^ Шансон, Х. (2019). «Использование граничного слоя для восстановления связи между местообитаниями и популяциями рыб. Обсуждение технических вопросов». Экологическая инженерия . 141 (105613): 105613. DOI : 10.1016 / j.ecoleng.2019.105613 .

Ссылки [ править ]

  • Чтобы спасти лосося (1997) Инженерный корпус армии США.
  • Удобные для рыб водные пути и водопропускные трубы - интеграция взаимодействия гидродинамики и турбулентности рыбы (2017) Университет Квинсленда.

Внешние ссылки [ править ]

  • Исследование гидравлики обтекания рыбных каналов
  • Строительство вертикального прохода для рыбы и трапа для угря на плотине Сен-Ур ( река Ришелье , Квебек )
  • Центр рыбных проходов
  • Рыба проходит. Дизайн, размеры и мониторинг , Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций / Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau (DVWK), Рим, 2002 ISBN 92-5-104894-0 ISBN 3-89554-027-7 ( Zip download [ постоянная мертва ссылка ] от FTP области из ФАО «s EIFAC - Европейские внутреннее рыболовство Консультативной комиссии )   
  • Washington Post, 31 января 2007 г .: США приказывают изменить реку Кламат - удаление плотин может оказаться более рентабельным для разрешения прохода лосося
  • Рыболовные трапы и лифты не работают.
  • Проход рыбы вверх по течению в коробчатых водопропускных трубах: как взаимодействуют рыба и турбулентность? д-р Ханг Ван и профессор Хуберт Шансон , Школа гражданского строительства, Университет Квинсленда