Forskere forventer, at ny fiskegang genopretter vandrende fiskebestande

Tilføjelsen af ​​en naturlignende fiskepassage til en Susquehanna River-dæmning i Pennsylvania skulle gøre det muligt for migrerende fisk lettere at nå gydeområder, ifølge forskere fra Penn State.

"Grundidéen er at åbne en del af dæmningen og derefter lade fiskene gå igennem, "sagde Xiaofeng Liu, adjunkt i anlægsteknik og hovedforsker ved projektet. "Det lyder så enkelt, men det er det ikke. Fisk er meget kræsne med hensyn til strømningshastigheden, turbulens, udsving og jævn temperatur og vandkvalitet. Alle disse ting skal hænge sammen. "

Vandrende fisketure langs Susquehanna -floden fra Chesapeake -bugten i gydetiden var tidligere så rigelig, de skabte en blomstrende kommerciel fiskeriindustri. De var også en primær fødekilde for indianere og hjalp tidlige europæiske bosættere med at bekæmpe sult. Da York Haven Dam blev bygget i 1904, imidlertid, og yderligere tre dæmninger kort efter, de lukkede flodløbet af, at bringe fiskeindustrien - og selve fiskens fremtid - i fare for at uddø.

Selvom nogle af fiskene tilpassede og fandt alternative steder at lægge deres æg, deres befolkningstal er stadig styrtdykket. Inden dæmningen blev bygget og mennesker forurenede floden, titusinder af fisk svømmede hvert år mod strømmen i løbet af forårets fiskeløb. Faktisk, i foråret 1827, 15 millioner fisk blev fanget ved flodmundingen, så mange, at nogle blev forvandlet til gødning. Imidlertid, i 1980'erne, biologer estimerede befolkningen i de resterende amerikanske skyer, engang Susquehannas førende fisk, at være i tusinder langs floden og i bugten.

I de sidste årtier har der er gjort en indsats for gradvist at genåbne floden og dens tilløb til trækfisk. York Haven bruger nu en fisketrappe, som gør det muligt for fisk at passere over dæmningen ved at svømme og springe op ad en række korte trin, mens de tre andre dæmninger - Safe Harbor, Holtwood og Conowingo - alle bruger fiskelifte, der fungerer som en elevator, at transportere fisken til den anden side af dæmningen.

På trods af disse bestræbelser, stiger og elevatorer viser kun begrænset succes, da fisk stadig skal finde vej gennem passager eller ind i et elevatorkammer og derefter passere gennem alle fire dæmninger. Ofte bliver fisk forvirrede og farer vild undervejs. For at forbedre situationen, Liu og hans kolleger udvikler en "naturlignende" fiskegang til York Haven, et design, de håber også i sidste ende at kunne bruge andre steder.

For at oprette passagen, en del af dæmningen vil blive fjernet og erstattet af en in-stream-struktur, der vil efterligne, hvad fiskene støder på, når de vandrer i naturen. Da hydrauliske forhold er komplekse på disse steder, både beregningsmodellering og fysisk modellering vil blive brugt til at reducere de usikkerheder, der kan opstå under forskellige strømningsbetingelser.

Holdet vil bruge en 3-D højopløsningsberegningsmodel til at se på turbulent flow og en anden model til at spore fiskebevægelser. De vil forbinde disse resultater med en fysisk, nedskaleret model, der giver dem mulighed for at se ideelle strømningsegenskaber, og hvordan de målrettede fiskearter, den amerikanske skygge og ål, vil reagere på disse betingelser.

"Omkring her, i bjergområderne, disse vandløb og åer har mange kampesten og klipper og faldne træer i kanalen, "Sagde Liu." Det er kanalens naturlige status, og fiskene har biologisk tilpasset sig det gennem evolution. "

For at simulere det naturlige affald i området, forskerne vil oprette en model, der indeholder mere end 600 4 til 6 fod store sten, samt varierende strømningsforhold for forskellige fiskes behov.

"I bund og grund, det er som en rampe med stop for fisken at kravle op, "Sagde Liu." Men rampen kan være for lang, eller højden er for høj for visse fisk, så vi vil give dem rastepladser, så de kan svømme gennem strømfaldene mellem kampesten og når de er trætte, de kan hvile i vågneområdet bag kampestenene. "

Når den vellykkede model er udviklet, holdet vil overdrage det til Cube Hydro Partners, LLC, ejeren og operatøren af ​​vandkraftværket York Haven og finansieringspartner til projektet.

"Det er vigtigt for Cube Hydro at sikre, at vores projekter designes og drives på en miljømæssigt forsvarlig og bæredygtig måde, "sagde Rick Cunningham, Cube Hydros direktør for marketing og salg. "Partnerskaber med førende institutioner styrker vores filosofi og leverer virkelige applikationer til den næste generation af vandkraftindustriens ledere."

Virksomheden håber, at projektet vil levere kritisk information og kvantitative data, der vil forbedre deres design og kan bruges af andre.

"Dette er en spændende mulighed for os at samarbejde med et energiselskab om et vigtigt miljøspørgsmål, sagde co-hovedforsker Peggy Johnson, dekan ved Schreyer Honours College og professor i civilingeniør. "At skabe en fungerende og bæredygtig fiskegang kræver tværfaglig forskning og søger at genoprette et sundt miljø i floden."