因斯布鲁克大学的研究表明,使用与脉冲电场相结合的混合式鱼类屏障可以显著提高水电站的鱼类保护率。
因斯布鲁克大学的水利工程研究小组为了满足水电站对经济性鱼类的保护,发明了一种称为柔性鱼类围栏的鱼类保护系统。
该系统由水平布置的钢缆组成。但朝向旁路系统所成角度的调节定向可以改善引导效果。然而,由于鱼类保护率主要取决于电缆间隙,柔性鱼类围栏无法充分满足鱼类保护要求,并起到物理屏障的作用。
因此,柔性鱼栏还配备了一个使用鱼引导和威慑系统的中等脉冲电场。水平排列的钢缆除了用作物理屏障外,还用作在水中产生电场的电极。分级电场的强度增加到电极。因此,焦虑区之后是回避区,最后是逃避区。
使用三个无源集成转发器标签天线(A1、A2、A3)和最多三个水下摄像机(C1、C2、C3)进行气动水力实验。
因斯布鲁克大学领导的这项研究的主要目的是分析考虑不同参数组合的鱼篱笆的保护能力。测试了两个假设:(1)如果物理屏障与作为行为屏障脉冲电场相结合,鱼类保护率会增加;(2)旁路不会受到外加电场的负面影响。
行为实验是用野生和标记的棕色鳟鱼、彩虹鳟鱼、灰鳟鱼和鲑鱼进行的。测量的身体长度介于100和285毫米之间。
鱼类保护
研究结果表明,使用带有水平张紧钢缆和脉冲电场的混合屏障可以显著提高水电站的鱼类保护率。所进行的行为水力学实验表明,两种屏障类型的组合提供了最有效的鱼类保护效果。所有的混合设置显示平均鱼类保护率高于97%。与大电场(约500px)相比,小电场(约250px)在鱼类保护方面显示出稍好的结果。对于调查的电缆间隙(30mm对60mm)和所有被调查的鱼类,通过混合屏障的概率都很低。因此,钢缆之间的间距可以扩大,同时保持较高的鱼类保护率。接近流角(20◦ 与40相比◦) 对于杂交屏障来说,对鱼类保护的影响不显著。
关于旁路频率,更密集的物理屏障(电缆间距为30mm)会导致所有设置的旁路频率更高。其中一个原因可能是密度更大的物理屏障增加了引导效率。作者表示,进一步的研究是必要的,可能包括对视频数据的评估。然而,电场不会对旁路频率产生负面影响,小电场会导致最高旁路频率。接近流动角为40◦ 与20相比,对于进行的乙醇水力实验,显示出略高的旁路频率。
由于3m宽试验水槽的尺寸有限,物理屏障长度分别为3.9m和7.3m,水深为0.5m,作者警告说,应谨慎处理将结果直接应用到实际水电站的问题。他们认为,基于“这些有希望的结果”,应该开展试点项目。这些项目应包括在实际现场进行进一步实验,以观察流速、各种鱼类和深水效果。
作者得出结论,尽管未来的研究是必要的,但“这项研究的结果清楚地表明,物理屏障(张紧钢缆)与行为屏障(脉冲电场)相结合,是一种很有希望的设施,可确保水电站充分保护鱼类”。