Bariyer texnologiyasi gidrotexnika inshootlarida baliqlarni ushlab turishga yordam beradi

Bariyer texnologiyasi gidrotexnika inshootlarida baliqlarni ushlab turishga yordam beradi
To'xtatib turish uchun mo'ljallangan texnologiyani takomillashtirish gidroelektr inshootlari boshqaruvchilariga baliqlarni gidroloyihalar bo'ylab va atrofida harakatlanayotganda ularni nazorat qilish va himoya qilish imkoniyatlarini taklif etadi.
Karl V. Burger, Jon V. Parkin, Martin O'Farrell va Aaron Merfi tomonidan
Karl Burger, AQSh baliq va yovvoyi tabiat xizmatining baliqchilik bo'yicha sobiq ma'muri, Smith-Root Inc kompaniyasining katta olimi. Jon Parkin, PE, Parkin Engineering Inc prezidenti. PhD Martin O'Farrell, Smit-ning Yevropa biznesi direktori. Root Inc. Aaron Merfi, PE, 3J-Consulting kompaniyasida loyiha menejeri.
Gidroenergetika hamjamiyati baliqlarning quyruq va suv olish kanallariga kirishining oldini olish uchun doimiy qiyinchiliklarga duch kelmoqda. Turli darajadagi muvaffaqiyatga ega bo'lgan turli xil oldini olish texnologiyalari qo'llanilgan. Shimoliy Amerika va Evropada engil impulsli, to'g'ridan-to'g'ri tok (to'g'ridan-to'g'ri) elektr toki maydonlari keng qo'llanilgan va gidroenergetika inshootlari rahbarlari baliqlarni kerakli o'tish joylariga yoki baliq borligi istalmagan joylardan uzoqroqqa yo'naltirish uchun elektr to'xtatuvchi massivlardan ham foydalanganlar.
Bir nechta muvaffaqiyatli elektr ilovalaridan biri Graduated-Field Fish Barrier (GFFB) dan foydalanadi. Smith-Root, Inc., Vancouver, WA tomonidan ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan ushbu nojo'ya texnologiya baliqlar quyruqlarda yuqori oqimga harakat qilish uchun kuchlanish gradyanlarini kuchaytiradi. Baliqlar yuqori oqimga (elektrodlarga perpendikulyar) yo'naltirilganda, ular elektr tokining oqimiga parallel ravishda "boshdan quyruqgacha" bo'lib, eng kuchli ta'sirni oladilar (52-betdagi 1-rasmga qarang). Xulq-atvorni to'xtatish baliqning ancha zaifroq maydonni boshdan kechirish uchun yon tomonga burilishi, kamroq gidrodinamik bo'lishi va suv tezligi bilan quyi oqimga tushishi natijasida yuzaga keladi.
GFFB texnologiyasi gidroenergetika quyruqlari va qoralama trubkalarida baliqni saqlash uchun joriy va potentsial ilovalarga ega.
Texnologiya
Kolumbiya daryosi havzasidagi sug'orish ariqlaridan baliqlarni ushlab qolish uchun bir vaqtlar elektr to'xtatuvchi texnologiya o'zgaruvchan tokdan (AC) foydalangan. ^{1900-yillarning oʻrtalarida} invaziv dengiz chirogʻining Buyuk koʻllarning irmoqlarida tuxum qoʻyish joyiga yetib borishini oldini olish uchun elektr maydonlaridan foydalanilgan. ³ Ushbu dastlabki urinishlar asosan muvaffaqiyatsiz bo'ldi, chunki doimiy, sinusoidal AC to'lqin shakllari baliq shikastlanishi potentsialini oshiradi. Impulsli DC ko'plab xavfsizlik yaxshilanishlarini taklif qiladi (masalan, har bir soniyaning faqat bir qismi uchun elektr impulslarini kiritadigan bir qutbli to'lqin shakli) va shuning uchun baliqlarga kamroq zarar etkazadi. ² Impulsli shahar shuningdek, impuls kengligini manipulyatsiya qilish imkonini beradi, bu operatorlarga quvvat chiqishi ustidan qo'shimcha nazoratni beradi.
GFFB texnologiyasi bir qator parallel elektrodlarni (quvvat intensivligi bo'yicha gradusli) ishlatadi, ular oqim oqimiga perpendikulyar joylashtiriladi yoki quyruq yoki qoralama trubka ilovalarida. Bir qator DC impuls generatorlari yordamida har bir keyingi elektrod juftligi asta-sekin kuchayib borayotgan kuchlanish gradyanlarini etkazib berish uchun mustaqil va masofadan boshqarilishi mumkin, bu esa tobora kuchayib borayotgan elektr maydonlarini hosil qiladi. O'sib borayotgan elektr toki tirnash xususiyati beruvchi/to'xtatuvchi omil bo'lib, bu baliqning yuz o'girishiga olib keladi. Agar baliq kuchayib borayotgan oqimga o'tishda davom etsa, ular vaqtincha immobilizatsiyani boshdan kechiradilar va tuzalib ketguncha oqim bilan orqaga tushadilar (1-rasmga qarang). Shunday qilib, suvning tezligi elektr maydonining intensivligi bilan to'sqinlik qilish uchun ishlatiladi (qoralama trubkasi yoki quyruqdagi tezlik qanchalik kuchli bo'lsa, baliqni qaytarish osonroq bo'ladi). Turlarga qarab,

1-rasm Baliqdan himoyalanish Ushbu rasmda oqim tubiga o'rnatilgan GFFB elektrod majmuasining ishlash konsepsiyasi (chapda) va uning baliqqa (o'ngda) to'sqinlik qiluvchi ta'siri ko'rsatilgan. Baliqlar tugatilgan maydonga o'tishda tobora kuchayib borayotgan elektr gradientlariga duch kelishadi.

GFFB texnologiyasining baliqlarga jismoniy ta'sirini dastlabki o'rganishda kattalar koho lososlari qafasdagi qizil ikrani 10 soniyalik oraliqda (odatiy yo'l-yo'riqlardan ko'ra ko'proq) santimetr uchun 0,2 dan 0,9 voltgacha bo'lgan GFFB maydonlariga ta'sir qilishdi. jonli elektrodlar qatori. ⁴ Ushbu tadqiqotda tuxumlarning rivojlanishi va chiqishiga ta'sirini baholash uchun jami 16 gravid urg'ochi va 16 jinsiy etuk erkaklar ishlatilgan (gametalar GFFB ta'sirlangan ota-onalardan kelib chiqqan). Kattalar uchun hech qanday jarohatlar va tuxum hayotiyligi yoki embrion rivojlanishiga ta'siri aniqlanmadi. Ta'sir etmagan kattalardan olingan tuxumlarning o'rtacha o'limi 7,2% ga nisbatan 8,5% ni tashkil etdi; ta'sirlangan uchastkalarda rivojlanish anomaliyalari 0,3% ga nisbatan 2,7% ni tashkil etdi. ⁴
Elektr boshqaruv texnologiyasi gidroenergetika hamjamiyatida kengroq qo'llanilayapti, chunki ob'ekt operatorlari uning baliqni saqlash imkoniyatlari haqida ko'proq ma'lumotga ega bo'lishadi. Biroq, texnologiya invaziv turlarning harakatini blokirovka qilish uchun resurslarni boshqarish dasturlarida yanada kengroq va nisbatan uzoqroq tarixga ega.
Texnologiyaning tavsifi (xavfsizlik va ishlash tamoyillari)
55-betdagi 2-rasmda GFFB elektrodlari majmuasining tipik xususiyatlari va baliqlarning migratsiyalari va harakati baliq zinapoyasi, yon kanal yoki aylanma kanalga qayta yo'naltirilishi mumkinligi ko'rsatilgan. Baliq uzunligi va tana yuzasining maydoni baliqni ushlab turish va yo'l-yo'riq ko'rsatishga ta'sir qiladi. Katta va uzun baliqlar kichikroq baliqlarga qaraganda ko'proq elektr tokini oladi. Shunday qilib, massivning chiqish quvvatining bosqichma-bosqich tabiati (odatda 0,2 dan 1,2 V/sm gacha; 2-rasmga qarang) kattalar dalalar zaif bo'lgan kirish joyi yaqinida to'sib qo'yiladi, kichik yoki o'spirin baliqlar esa dala o'rtasiga yaqin joyda to'xtatiladi. , gradient kuchliroq bo'lgan joyda. Ushbu dizayn aralash turlar va o'lcham oralig'ini blokirovka qilish qobiliyatini taklif qiladi (yoki kerak bo'lganda ularni muqobil kanallarga yoki baliq narvonlariga yo'naltirish; 2-rasmga qarang).
Puls chastotasi ko'pincha baliq shikastlanishining asosiy sababidir. ² Yo'qolib ketish xavfi ostida turgan baliqlardan namuna olish uchun federal va shtat biologlari tomonidan elektrofishingdan foydalanish bo'yicha ko'rsatmalar suv o'tkazuvchanligiga qarab 30 Gts (sekundiga 30 impuls) va 100 V kuchlanishli impuls chastotasining dastlabki sozlamalarini taklif qiladi. ⁵ 30 Gts dan past bo'lgan impuls chastotalari eng kam shikastlangan deb hisoblanadi. ²GFFB odatda atigi 3 dan 10 Gts gacha bo'lgan impuls chastotalarini ishlatadi (joylar va ehtiyojlarga qarab), qiymatlar elektrofishing protokollari uchun tavsiya etilganlardan va AC texnologiyalarida qo'llaniladiganlardan (60 Gts) ancha past. E'tibor bering, agar baliq GFFB massivining yuqori oqimiga etib borsa (odatda bu mumkin emas), ko'pgina ilovalarda ular tana uzunligining 1,2 V/sm maksimal kuchlanish gradientini boshdan kechirishadi. Shunday qilib, uzunligi 50 sm (~ 20 dyuym) bo'lgan baliq uchun maksimal kuchlanish 60 V bo'ladi.
Elektr yo'l-yo'riqli massivlar xavfsizlik choralari va himoya vositalari bilan ishlatilsa, odatda xavfli emas. To'g'ri belgilar, jamoatchilik bilan aloqa va tegishli ekranlash elektr yo'l-yo'riq texnologiyasidan foydalanganda xavfsizlik zarurati hisoblanadi. Telemetriya, suv sathi sensorlari va jismoniy harakat detektorlari xavfsizlik xatarlarini minimallashtirishga yordam beradi. Manbalar elektr to'siqlarida ehtiyot bo'lishni talab qilsa-da,6,7 ba'zilar zamonaviy elektr to'siqlar7, ayniqsa GFFB bilan bog'liq xavfsizlikning ancha yuqori darajasini tan olishadi.
Elektr to'sig'i yoki GFFBdan foydalanish natijasida inson jarohati yoki o'limining hujjatlashtirilgan holatini topmadik. Baliq inkubatorlari yaqinidagi elektr to'siqlarida ikkita hayvon o'lik holda topildi (aftidan suv past, sovuq ob-havo sharoitida hayvonlarni quyi oqimga olib o'tish uchun suv etarli bo'lmaganida elektrodlar tomonidan hayratda qolgan). 2006 yildan buyon ushbu ob'ektlarda baland tovushlar bilan sinxronlashtirilgan harakat detektorlarini o'rnatish orqali shunga o'xshash natijalarga yo'l qo'yildi. USFWS dan 1990-yillarning o'rtalarida Michigan shtatida ikki kishi kanoeni ag'darib tashlab, ishlaydigan elektr dengiz chiroqlari to'sig'idan o'tib ketgani haqida xabar keldi. Biroq, jarohat olib kelmadi.
Yuqori oqimdagi baliqlarni boshqarish uchun GFFBs
GFFB texnologiyasi invaziv baliqlarning yuqori oqimdagi harakatini blokirovka qilish qobiliyatida muvaffaqiyat qozondi. ⁸ Shuningdek, hozirda to'rtta GFFB to'siqlari Tinch okeani lososlarini AQShning Tinch okeanining shimoli-g'arbiy qismida joylashgan federal baliq yetishtirish zavodlarida suv havzalarini saqlashga yo'naltiradi. Hisobotda baliqlarning gidroenergetika dumiga kirishiga yo'l qo'ymaslik uchun GFFB samaradorligi haqida so'z boradi. ⁹ Biz ko'rib chiqqan maqolalarda ta'kidlanganidek, impulsli doimiy to'lqinning zaif maydonlari (0,15 - 1,0 V/sm) baliqlarning harakatini o'zgartirish yoki harakatlarini qayta yo'naltirish yoki blokirovka qilish uchun GFFBlardan foydalanganda samarali bo'lishi mumkin.10
Baliqlarni boshqarish uchun dasturlar
GFFBlar invaziv baliq turlarining kengayishini oldini oldi. Oddiy sazanning ko'pligi Minnesota shtatidagi Heron ko'li suv havzasida ko'llar orasidagi harakatlarning oldini olish uchun GFFB o'rnatilishiga olib keldi. Ikki yillik baholash shuni ko'rsatdiki, to'siqning quyi oqimida belgilangan 1600 ta baliqning hech biri yuqori oqimda tutilgan 3367 baliq orasida emas. Katta ko'llarning Michigan irmog'ida invaziv dengiz chirog'ini nazorat qilish uchun GFFB samaradorligini baholash shuni ko'rsatdiki, quyi oqimda yorliqlangan 1194 ta lampochkadan birortasi ham yuqoridagi joylarda topilmagan.11
Chikagodagi sanitariya va kema kanalida invaziv sazan nazorati uchun elektr to'xtatuvchi to'siqning ishlashi baholandi.12 To'siqning quyi oqimida chiqarilgan 130 ta oddiy sazan surrogatlariga radio teglar o'rnatildi. To'rt yillik tadqiqot davomida mualliflar ushbu to'siqdan darhol yuqorida joylashgan bitta tegni topdilar; yorlig'i kashf qilingandan keyin hech qachon harakatlanmadi.
1992 yilda San-Xoakin daryosida13 elektr to'siqdan chinuk lososlarini Mersed daryosiga (ko'p tuxum qo'yish muhitiga ega) olib borish va boshqa joylarda adashib qolishini kamaytirish uchun foydalanilgan. Elektr to'sig'i ishlaganda 988 ta baliqdan atigi 11 tasi Mersed daryosiga yetib bormagan.13