Fiskstege - Fish ladder

Pool-och-damm fiskstege vid Bonneville Dam på Columbia River
Drönervideo av ett fiskväg i Estland, vid floden Jägala

En fisktrappa , även känd som en fiskväg , fisk pass eller fisk steg , är en struktur på eller runt konstgjorda och naturliga barriärer (såsom dammar , slussar och vattenfall ) för att underlätta diadroma fiskar naturliga migration såväl som rörelser av potamodromous arter. De flesta fiskvägar gör det möjligt för fisk att passera runt barriärerna genom att simma och hoppa upp en rad relativt låga steg (därav termen stege ) i vattnet på andra sidan. Hastigheten på vatten som faller över trappan måste vara tillräckligt stor för att locka fisken till stegen, men den kan inte vara så stor att den tvättar fisken nedströms eller tömmer dem till en oförmåga att fortsätta sin resa uppåt.

Historia

Denil Fishway på Salmon Creek, Montana

Skriftliga rapporter om grova fiskvägar går tillbaka till Frankrike från 1600-talet, där grenbuntar användes för att skapa steg i branta kanaler för att kringgå hinder.

En pool- och dammlaxstege byggdes omkring 1830 av James Smith, en skotsk ingenjör vid floden Teith, nära Deanston, Perthshire i Skottland. Både dammen och laxstegen finns där idag och många efterföljande laxstegar byggda i Skottland inspirerades av den.

En version patenterades 1837 av Richard McFarlan från Bathurst, New Brunswick , Kanada, som designade en fiskväg för att kringgå en fördämning vid sin vattendrivna virkesverk. 1852–1854 byggdes fiskpasset Ballisodare i County Sligo på Irland för att dra lax in i en flod som inte stöttat ett fiske. År 1880 byggdes den första fiskstegen i Rhode Island , USA, vid Pawtuxet Falls Dam. Stegen togs bort 1924, då Providence City ersatte trädammen med en betong . Konkreta stegar är inte alltid en förbättring - de elektriska fältkänsliga organ paddlefish överbelastas i närheten av armeringsjärn och andra metall som används i betong, vilket hindrar dem från att få tillgång till sina lekplatser och bidra till en katastrofal nedgång i deras tal.

När industriåldern avancerade blev dammar och andra flodhinder större och vanligare, vilket ledde till behovet av effektiva fiskomgångar.

Typer

Se även: ålstege och fiskmigration
Pool och stuga
En av de äldsta stilarna av fiskstegar. Den använder en serie små dammar och pooler med regelbunden längd för att skapa en lång, sluttande kanal för fisk att resa runt hindret. Kanalen fungerar som ett fast lås för att gradvis gå ner vattennivån; för att gå uppströms måste fisk hoppa över från låda till låda i stegen.
Baffel fishway
Använder en serie symmetriska bafflar med nära avstånd i en kanal för att omdirigera vattenflödet så att fisken simmar runt barriären. Baffelfiskvägar behöver inte ha viloplatser, även om pooler kan inkluderas för att ge ett viloplats eller för att minska flödeshastigheten. Sådana fiskvägar kan byggas med switchbacks för att minimera det utrymme som behövs för deras konstruktion. Bafflar finns i olika mönster. Den vanligaste designen är Larinier-passet, uppkallat efter den franska ingenjören som designade dem. De är lämpliga för grovfisk som öring och laxfisk och kan byggas tillräckligt stora för att användas av kanoter. Den ursprungliga designen för en Denil-fiskväg utvecklades 1909 av en belgisk forskare, G. Denil; den har sedan dess justerats och anpassats på många sätt. Den Alaska Steeppass , till exempel, är en modul prefabriceras Denil-fiskväg variant ursprungligen för avlägsna delar av Alaska. Bafflar har installerats av Project Maitai i flera vattenvägar i Nelson , Nya Zeeland, för att förbättra fiskpassagen som en del av allmän miljöåterställning.
Fiskhiss (eller fisklift)
Bryter mot stegen genom att tillhandahålla en slags hiss för att transportera fisk över en barriär. Den är väl lämpad för höga barriärer. Med en fiskhiss simmar fisk in i ett samlingsområde vid hindret. När tillräckligt med fisk ackumuleras i insamlingsområdet, skjuts de in i en behållare som bär dem in i en flöde som tömmer ut i floden ovanför barriären. På Connecticut River , till exempel, lyfter två fiskhissar upp till 500 fiskar åt gången, 52 fot (15,85 m), för att rensa Holyoke Dam . 2013 transporterade hissen över 400 000 fiskar.
Rock-ramp fiskväg
Använder stora stenar och timmer för att skapa pooler och små fall som efterliknar naturliga strukturer. På grund av längden på kanalen som behövs för stegen är sådana strukturer mest lämpliga för relativt korta barriärer. De har en betydande fördel genom att de kan tillhandahålla livsmiljöer för fisk.
Vertikal spaltfiskpassage
Liknar ett pool-and-weir-system, förutom att varje "damm" har en smal plats i det nära kanalväggen. Detta gör att fisken kan simma uppströms utan att hoppa över ett hinder. Fiskpassager med vertikala slitsar tenderar också att hantera de säsongsmässiga fluktuationerna i vattennivåerna på varje sida av barriären ganska bra. Nyligen genomförda studier tyder på att navigationslås har potential att användas som vertikala fiskevägar för att ge ökad tillgång till en rad biota, inklusive dåliga simmare.
Fisklås
Gör att passet kan installeras parallellt med en vattendrag och kan användas för att länka två vattendrag. Passet använder en sifoneffekt för att reglera dess flöde. Denna stil är särskilt favoriserad för att underlätta översvämningsskydd.
Fiskkanon
Ett vått, flexibelt pneumatiskt rör använder lufttryck för att suga in lax en i taget och skjuter försiktigt ut dem i destinationsvattnet. Systemet designades ursprungligen av Bellevue, Washington -företaget Whooshh för att säkert flytta äpplen.

Effektivitet

Fiskstegar har en blandad effektivitetsrekord. De varierar i effektivitet för olika typer av arter, med en studie som visar att endast tre procent av American Shad klarar sig genom alla fiskstegar på väg till deras lekmark. Effektiviteten beror på fiskartens simförmåga och hur fisken rör sig upp och nedströms. En fiskpassage som är utformad för att tillåta fisk att passera uppströms, tillåter exempelvis inte passage nedströms. Fiskpassager fungerar inte alltid. I praktiken är det en utmaning att matcha simprestationsdata med hydrodynamiska mätningar. Simningstester använder sällan samma protokoll och utsignalen är antingen en enpunktsmätning eller en bulkhastighet. Däremot ger fysisk och numerisk modellering av vätskeflöde (dvs. hydrodynamik) en detaljerad flödeskarta med en fin rumslig och tidsupplösning. Tillsynsmyndigheter står inför en svår uppgift att matcha hydrodynamiska mätningar och data om simningsprestanda.

Culverts

Ytterligare information: Culvert § Fiskpassage

Under de senaste tre decennierna har kulvertarnas ekologiska inverkan på naturliga bäckar och floder erkänts. Medan kulvertutmatningskapaciteten härrör från hydrologiska och hydrauliska tekniska överväganden, resulterar detta ofta i stora hastigheter i fatet, vilket skapar en möjlig fiskpasseringsbarriär.

Bafflar kan installeras längs fatet för att ge något fiskvänligt alternativ. För låga utsläpp minskar bafflarna flödeshastigheten och ökar vattendjupet för att underlätta fiskpassage. Vid större urladdningar inducerar bafflar lägre lokala hastigheter och genererar återcirkulationsregioner. Tyvärr kan bafflar drastiskt minska utloppskapaciteten för en given tillströmning, varigenom den totala kostnaden för kulvertstrukturen ökar avsevärt för att uppnå samma designutlopp och tillströmning. Man tror att fisk-turbulens-samspel kan underlätta migrering uppströms, även om en optimal design måste baseras på en noggrann karakterisering av både hydrodynamik och fisk kinematik. Slutligen kan de praktiska konstruktionskonsekvenserna inte ignoreras, medan en gedigen förståelse för turbulentypologi är ett grundläggande krav för varje framgångsrik gränsbehandling som leder till uppströms fiskpassage.

Se även

FERC säkerhetsskylt för fiskstege

Anteckningar

Referenser

externa länkar