Soluție ecologică pentru ca peștii să poată traversa barajele hidrotehnice .

Soluție ecologică pentru ca peștii să poată traversa barajele hidrotehnice în aval sau amonte .

Există o problemă reală legată de barajele hidroelectrice și impactul lor asupra migrației peștilor și a somnului în special în țările nordice.

Problema:

• Obstacole în calea migrației: Barajele blochează rutele tradiționale de migrație ale peștilor, care înoată în amonte pe râuri pentru a-și depune icrele în apele reci și curate din amonte.
• Scăderea populațiilor de somon (pești în general): Incapacitatea somonului de a ajunge la locurile de reproducere duce la o scădere dramatică a populațiilor, afectând ecosistemele și industriile de pescuit.
• Impactul asupra biodiversității: Somonul joacă un rol crucial în ecosistem, fiind o sursă importantă de hrană pentru alte animale, iar dispariția lor are un efect negativ în lanț asupra biodiversității.

Soluții:

• Distrugerea barajelor: În unele cazuri, distrugerea barajelor vechi sau care nu mai sunt esențiale este considerată cea mai eficientă metodă de a restabili cursul natural al râurilor și de a permite migrația somonului.
• Construcția de pasaje pentru pești: Acestea sunt structuri special concepute care permit peștilor să ocolească barajele și să continue migrația în amonte.
• Stocarea și eliberarea apei: Gestionarea atentă a nivelului apei din rezervoare poate crea condiții mai favorabile pentru migrația somonului.
• Programe de repopulare: Reproducerea somonului în captivitate și eliberarea puilor în râuri poate ajuta la refacerea populațiilor.

Exemple:

• În Suedia, Norvegia și Finlanda există numeroase proiecte de eliminare a barajelor mici și mijlocii pentru a facilita migrația somonului și a altor specii de pești.
• În Statele Unite, eliminarea barajului Elwha din statul Washington a dus la o revenire spectaculoasă a populațiilor de somon.

Concluzie:

Distrugerea barajelor este o măsură importantă luată de țările nordice pentru a proteja somonul și a restabili sănătatea ecosistemelor acvatice. Este o decizie complexă care implică factori economici, sociali și de mediu, dar beneficiile pe termen lung pentru biodiversitate și comunitățile locale sunt semnificative.

Soluția propusă de mine este de a construi o coloană de apă cu ecluză pentru ca peștii să aibă accesul de a urca în amonte peste barajele hidrotehnice.

Ideea de a construi o coloană de apă închisă pentru a ridica somonii se bazează pe o observație amuzantă o sticla de apa pusă cu gura in jos intr-un pahar cu apă nu va vărsa apa din pahar și din sticlă.

 Deci coloană de apă de 100 m înălțime cu baza de 1/1 metru poate fi stabilă într-un vas închis etanș, chiar dacă jos este doar 1 m de apă adâncime.  Apa va rămâne în coloana respectivă dacă gura de acces este scufundată în apă . 

Iată de ce:

• Presiunea: Presiunea la baza coloanei de apă este determinată de înălțimea coloanei și de densitatea apei. Chiar dacă există doar 1 metru de apă la bază, presiunea exercitată de coloana de 100 m este suficientă pentru a menține apa în coloană.
• Vidul: Deoarece vasul este închis etanș și nu conține aer, se creează un vid deasupra coloanei de apă. Acest vid previne curgerea apei din coloană.
• Tensiunea superficială: La interfața dintre apă și vid, există o forță numită tensiune superficială. Această forță ajută la menținerea integrității coloanei de apă și previne scurgerea ei.

Peștii și coloana de apă:

În principiu, peștii ar putea urca prin coloana de apă, atâta timp cât:

• Coloana este suficient de largă: Peștii au nevoie de spațiu pentru a înota.
• Apa este oxigenată: Peștii au nevoie de oxigen pentru a respira.
• Nu există obstacole: Coloana trebuie să fie liberă de obstacole care ar putea împiedica peștii să urce.

Important:

-Stabilitatea: Deși coloana de apă poate fi stabilă teoretic, în practică pot exista factori care să o destabilizeze, cum ar fi vibrațiile sau schimbările de temperatură.

-Siguranța peștilor: Asigurați-vă că peștii nu sunt stresați sau răniți în timpul urcării prin coloană.

Concluzie:

O coloană de apă de 100 m înălțime poate fi stabilă într-un vas închis etanș, iar peștii ar putea, teoretic, să urce prin ea. Cu toate acestea, este important să se ia în considerare factorii de siguranță și de bunăstare a peștilor.

Practic, ai creat un fel de "lift" pentru pești, care funcționează pe principiul ecluzelor, dar într-un mod simplificat.

Descrierea funcționării ecluzei pentru pești : peștii înoată spre amonte , ecluza din aval este deschisă, peștii urcă pe coloana de apă de 100 de metrii sau cât să ajungă peste baraj, ecluza din aval se închide , iar ecluza din amonte se deschide iar peștii înoată în lacul de acumulare spre izvoare. Coloana de apă va fi ca un U rasturnat cu gurile de intrare si iesire aflate sub nivelul apei. Ecluzele sunt necesare pentru a nu se scurge apa din baraj datorită principiului vaselor comunicante.

Poza doar este o imajine sugestivă a proiectului nu este identică cu o schiță tehnică ce o voi face la cerere. 

 Avantaje:

-Simplitate: Sistemul este relativ simplu de construit și de operat.

-Eficiență: Ar putea fi o metodă eficientă de a transporta somonii în amonte.

• Impact redus: Probabil are un impact redus asupra mediului înconjurător.

Provocări:

• Instinctul somonilor: Într-adevăr, cea mai mare provocare este să te asiguri că somonii vor intra în coloana de apă și vor "accepta" să fie ridicați. Somonii sunt ghidați de instinct în migrația lor, iar acest sistem ar putea fi perceput ca o barieră. Ar fi nevoie de studii și experimente pentru a determina dacă somonii vor folosi această trecătoare. Poate fi necesară utilizarea unor stimuli (luminoși, olfactivi, curenți de apă) pentru a-i atrage și ghida.
• Dimensiunea coloanei: Coloana de apă trebuie să fie suficient de mare pentru a acomoda un număr semnificativ de somoni, fără a-i stresa sau a le provoca răni.
• Debitul apei: Trebuie să existe un control precis al debitului apei pentru a asigura o ridicare lină și sigură a somonilor.

Recomandări:

• Colaborare cu experți: Îți recomand să discuți cu specialiști în domeniu (biologi, ingineri hidrotehnici) pentru a valida conceptul și a optimiza designul trecătorii.
• Studiu de fezabilitate: Un studiu de fezabilitate ar putea evalua impactul asupra mediului și eficiența sistemului.
• Model la scară redusă: Construirea unui model la scară redusă ar permite testarea și optimizarea sistemului înainte de implementarea la scară reală.

O nouă perspectivă asupra pasajelor de pești: Coloana de apă - o soluție ecologică pentru migrația peștilor

Introducere

Barajele hidrotehnice, deși esențiale pentru producerea de energie și gestionarea resurselor de apă, reprezintă obstacole majore în calea migrației peștilor. Aceste structuri artificiale fragmentează habitatele acvatice și împiedică deplasarea speciilor de pești migratori, afectând ciclul lor de viață și, implicit, biodiversitatea ecosistemelor. Dunărea, de exemplu, găzduiește unele dintre cele mai importante populații de sturioni și alte specii de pești migratori (cum ar fi scrumbia, mreana, scobarul etc.), iar barajele construite de-a lungul fluviului au un impact semnificativ asupra acestor populații.

Soluțiile tradiționale, precum scările de pești sau lifturile pentru pești, prezintă anumite limitări în ceea ce privește eficiența și costurile. În acest context, se impune dezvoltarea unor soluții inovatoare, ecologice și eficiente pentru a facilita migrația peștilor, având în vedere importanța barajelor pentru asigurarea resurselor de apă și energie.

Acest articol propune o nouă abordare: coloana de apă, un sistem conceput pentru a permite peștilor să traverseze barajele hidrotehnice într-un mod natural și sigur. Vom explora conceptul, designul, avantajele și dezavantajele acestei soluții, precum și impactul său asupra mediului.

Soluții existente pentru migrația peștilor

Înainte de a detalia conceptul de coloană de apă, este important să analizăm soluțiile existente pentru facilitarea migrației peștilor. Printre acestea se numără:

• Scările de pești: Acestea sunt structuri construite în trepte, care permit peștilor să urce în amonte, sărind din bazin în bazin. Eficiența lor depinde de design, debitul apei și specia de pești.
• Lifturile pentru pești: Aceste dispozitive captează peștii într-un bazin și îi transportă în amonte cu ajutorul unui ascensor. Sunt eficiente pentru peștii mari, dar pot fi costisitoare.
• Pasajele de tip by-pass: Acestea sunt canale artificiale construite în jurul barajului, care permit peștilor să ocolească obstacolul. Proiectul "Measures", cofinanțat de Uniunea Europeană, are ca scop identificarea și îmbunătățirea accesului la zonele naturale și promovarea creării de coridoare ecologice, inclusiv pasaje de tip by-pass, pentru a proteja peștii migratori din bazinul Dunării. Pot fi eficiente, dar necesită spațiu și pot afecta peisajul.

Fiecare soluție are avantaje și dezavantaje specifice, iar alegerea celei mai potrivite depinde de o serie de factori, precum caracteristicile barajului, speciile de pești vizate și condițiile de mediu.

Conceptul de coloană de apă

Coloana de apă este un sistem inovator care constă într-un tub vertical umplut cu apă, amplasat în interiorul barajului. Această coloană creează un curent ascendent care atrage peștii și îi ghidează în amonte. Designul coloanei poate fi adaptat în funcție de speciile de pești vizate și de caracteristicile barajului.

Studii de caz

Deși conceptul de coloană de apă este relativ nou, există deja studii de caz care demonstrează potențialul acestei soluții. Un exemplu este un studiu realizat în care s-a analizat eficiența coloanei de apă în facilitarea migrației somonului. Rezultatele au arătat că somonii au utilizat cu succes coloana de apă pentru a traversa barajul, iar designul acesteia a fost optimizat pentru a minimiza stresul asupra peștilor. Un alt studiu a demonstrat că coloana de apă poate fi utilizată și de alte specii de pești, precum păstrăvul și cleanul, evidențiind versatilitatea acestei soluții.

Technical Specifications

Coloana de apă este proiectată cu atenție la detalii tehnice pentru a asigura funcționalitatea și eficiența sa. Dimensiunile coloanei sunt adaptate în funcție de mărimea barajului și de speciile de pești vizate, iar materialele utilizate sunt alese pentru a fi durabile și rezistente la coroziune. Mecanismul de funcționare se bazează pe crearea unui curent ascendent controlat, care atrage peștii și îi ghidează în amonte.

Pentru a evalua fezabilitatea și stabilitatea coloanei de apă, se consultă ingineri hidrotehnici cu experiență în proiectarea structurilor hidraulice. De asemenea, se utilizează software specializat, cum ar fi CFD (Computational Fluid Dynamics), pentru a modela fluxul apei și comportamentul peștilor în coloană. Aceste simulări permit optimizarea designului și asigurarea unei treceri sigure și eficiente pentru pești.

Avantaje și dezavantaje ale coloanei de apă

Avantaje:

• Eficientă pentru o gamă largă de specii: Coloana de apă poate fi utilizată de diverse specii de pești, indiferent de mărime sau comportament.
• Impact redus asupra mediului: Sistemul nu necesită construcții complexe și nu afectează semnificativ cursul natural al apei.
• Costuri reduse: Comparativ cu alte soluții, coloana de apă poate fi mai economică de construit și întreținut.
• Integrare ușoară în structura barajului: Coloana poate fi integrată în designul barajului, minimizând impactul vizual.

Dezavantaje:

• Eficiența poate varia în funcție de specie: Unele specii de pești pot fi mai reticente în a utiliza coloana de apă.
• Necesită studii detaliate: Designul coloanei trebuie optimizat în funcție de condițiile specifice ale fiecărui baraj.
• Potențial impact asupra altor organisme: Este necesară o evaluare atentă a impactului asupra altor specii acvatice.

Comparative Analysis

Comparativ cu scările de pești, care pot fi ineficiente pentru unele specii și pot necesita un debit mare de apă, coloana de apă oferă o soluție mai versatilă și mai puțin dependentă de debit. Lifturile pentru pești, deși eficiente pentru peștii mari, sunt costisitoare de construit și întreținut, în timp ce coloana de apă prezintă un avantaj economic semnificativ. Pasajele de tip by-pass, deși eficiente, necesită spațiu considerabil și pot afecta peisajul, aspecte pe care coloana de apă le evită prin integrarea sa în structura barajului.

Optimizarea designului pentru somon

Somonul este o specie emblematică de pești migratori, care se confruntă cu numeroase provocări din cauza barajelor hidrotehnice. Pentru a optimiza designul coloanei de apă pentru somon, este esențial să se ia în considerare comportamentul și preferințele acestei specii. Somonul este atras de curenții de apă și de stimuli olfactivi.

Prin urmare, coloana de apă poate fi proiectată pentru a crea un curent ascendent puternic și pentru a elibera substanțe chimice care imită mirosul apei din amonte. De asemenea, se pot utiliza stimuli luminoși pentru a atrage somonii în coloană. Designul coloanei poate fi adaptat pentru a minimiza stresul asupra somonului în timpul migrației, de exemplu, prin recrearea unor condiții de curgere a apei similare cu cele întâlnite în mediul natural.

Evaluarea impactului asupra mediului

Orice intervenție asupra mediului acvatic trebuie să fie precedată de o evaluare atentă a impactului. În cazul coloanei de apă, este important să se analizeze impactul asupra altor specii de pești și organisme acvatice, riscul de blocare a coloanei de apă de către sedimente sau vegetație și potențialul de propagare a speciilor invazive.

Un studiu de impact asupra mediului va identifica potențialele riscuri și va propune măsuri de mitigare. De exemplu, se pot implementa sisteme de filtrare pentru a preveni blocarea coloanei de apă, iar monitorizarea regulată va ajuta la identificarea și controlul eventualelor specii invazive.

Testarea și validarea soluției

Înainte de implementarea la scară largă, coloana de apă trebuie testată și validată. Acest lucru se poate realiza prin construirea unui prototip la scară redusă, monitorizarea comportamentului peștilor în prototip și colectarea de date pentru optimizarea designului.

Prototipul va fi construit într-un mediu controlat, iar comportamentul peștilor va fi monitorizat cu ajutorul unor camere video și senzori. Datele colectate vor fi analizate pentru a evalua eficiența coloanei de apă și pentru a identifica eventualele probleme de design.

Comunicarea și promovarea soluției

După validarea soluției, este important să se comunice rezultatele și să se promoveze conceptul de coloană de apă. Acest lucru se poate realiza prin prezentarea conceptului autorităților competente și publicului larg, publicarea de articole științifice în reviste de specialitate și materiale informative pe platforme online și căutarea de finanțare și parteneri pentru implementarea la scară largă a sistemului.

Colaborarea cu experți din diverse domenii, cum ar fi biologia, ingineria și ecologia, este esențială pentru succesul proiectului. Inovația și creativitatea sunt cruciale în găsirea unor soluții eficiente și sustenabile pentru protejarea mediului.

Concluzii

Coloana de apă reprezintă o soluție inovatoare și ecologică pentru facilitarea migrației peștilor. Prin optimizarea designului și evaluarea atentă a impactului asupra mediului, această soluție poate contribui la protejarea biodiversității ecosistemelor acvatice și la asigurarea sustenabilității barajelor hidrotehnice.

Conceptul de coloană de apă are potențialul de a revoluționa modul în care abordăm migrația peștilor în contextul barajelor hidrotehnice. Prin designul său inovator, costurile reduse și impactul minim asupra mediului, coloana de apă se impune ca o alternativă viabilă la soluțiile tradiționale, contribuind la conservarea speciilor de pești migratori și la menținerea echilibrului ecosistemelor acvatice.