BADANIA TURBIN VLH w kontekście migracji węgorza.
Na próbie 200 węgorzy nie odnotowano natychmiastowej śmierci żadnego osobnika.
Węgorz należy do gatunków ryb wędrownych, dwuśrodowiskowych. Został zaklasyfikowany jako gatunek zagrożony wyginięciem i wpisany do Czerwonej Księgi na poziomie krajowym. Ze względu na niepokojący spadek populacji węgorza europejskiego w trzech stadiach cyklu biologicznego Rada Europejska ustanowiła przepisy służące ochronie i zrównoważonej eksploatacji jegozasobów zawarte w Rozporządzeniu (WE) n° 1100/2007 z dnia 18 września 2007 r. Zgodnie z niniejszym rozporządzeniem, każde państwo członkowskie powinno jak najszybciej wdrożyć odpowiednie środki w celu zmniejszenia śmiertelności węgorzy spowodowanej czynnikami niezwiązanymi z rybołóstwem, w tym także turbinami elektrowni wodnych. Jednym z proponowanych rozwiązań jest zastosowanie specyficznych turbin „przyjaznych rybom” w miejscu istniejących turbin lub w miejscu nowych zabudowań.
Spółka MJ2 Technologies zaangażowała się w promowanie właśnie tego rozwiązania: od kilku lat zajmuje się rozwojem i sprzedażą turbiny VLH (Very Low Head turbine; turbozespół do bardzo niskich spadów), która została zaprojektowana zgodnie z kryteriami „przyjazności rybom”, aby umożliwiać swobodną migrację ryb. Aby ocenić rzeczywistą skuteczność zaprojektowanego rozwiązania, VLH było przedmiotem dwóch serii testów w środowisku naturalnym. Pierwsze badania zostały przeprowadzone w Troussy, usytuowanym w górze rzeki Tarn w pobliżu miasta Millau (ECOGEA, 2007, 2008a et 2008b). Było to pierwsze miejsce, w którym zastosowano turbinę VLH. Podczas działania turbiny przy pełnym otwarciu oraz z pełną mocą, współczynniki ogólnej śmiertelności ryb wynosiły 7.7% dla dużych, dorosłych węgorzy srebrzystych (356 mm – 1045 mm; mediana: 846 mm) i 3.1% dla smoltów łososia atlantyckiego. Już te rezultaty pozwalają uznać VLH jako mniej szkodliwą dla węgorzy srebrzystych i smoltów ryb łososiowatych w porównaniu z klasyczną turbiną Kaplana. Ponadto, na podstawie przeprowadzonych badań określono główne źródło śmiertelności ryb (obszar „zaciśnięcia” ryb między końcami łopat a obudową wirnika), co stanowiło punkt wyjścia do znaczącej poprawy funkcjonowania turbin VLH w zakresie „przyjazności rybom”. W związku z tym, firma MJ2 Technologies zdecydowała się zmodyfikować profil hydrauliczny nowych turbin VLH (profil sferyczny w miejscu obudowy wirnika), aby jeszcze bardziej zredukować śmiertelność ryb migrujących w dół rzeki. Nowa turbina VLH, która została umieszczona w Frouard, była przedmiotem drugiej serii badań. Najważniejsze rezultaty przestawia niniejszy raport. Elektrownia „śluzy” zainstalowana na rzece Mozeli w Frouard w pobliżu Nancy zawiera nową turbinę VLH 4500 ze sferyczną obudową wirnika, składającą się z 8 łopat. Jej 6maksymalna moc elektryczna, ograniczona przez kontrakt sprzedaży energii, wynosi 400 kW, natomiast wydajność + 22 m3 /s wody przy spadzie netto wynoszącym 2.4 m.
Okresem preferencyjnym migracji węgorzy w dół rzeki we Francji jest zwykle okres od października do stycznia. Zasadniczo przebiega ona w nocy, podczas wzrostów przepływu wody („uderzenia
hydrauliczne”), którym towarzyszy spadek temperatury i wzrost zmętnienia. W związku z tym, zdecydowaliśmy, aby zrealizować testy w warunkach zbliżonych do tych, które występują w czasie dużych przepływów, to znaczy, że turbina działała prawie przy pełnym otwarciu (95% otwarcia nominalnego), z pełną mocą (ograniczoną do 400 kW przez kontrakt sprzedaży energii) oraz z prędkością obrotową wynoszącą 38 obr./min. 244 węgorze użyte do badań pochodzą z profesjonalnego terenu łowieckiego w niemieckiej części Renu. Ich wielkość zawierała się między 610 mm a 1002 mm (mediana: 761 mm), a waga wynosiła między 557 a 1963 gramami (mediana: 843 g). Węgorze podzielono na dwie kategorie wielkościowe („Duże osobniki”: węgorze o długości całkowitej > 775 mm i „Małe osobniki”: węgorze o długości całkowitej ≤ 775 mm), aby utworzyć 8 serii testowych po 25 osobników każda (4 miejsca podania węgorzy x 2 kategorie wielkościowe). Podczas prowadzenia badań węgorze przetrzymywano w dużych, okrągłych zbiornikach, podając im przez cały czas wodę z Mozeli za pomocą zanurzonych pomp obiegowych. Zastosowane urządzenie umożliwiało wprowadzenie węgorzy w 4 miejscach turbiny, jak najbliżej kierownic, a następnie ich odzyskanie w kanale odpływowym poprzez przefiltrowanie całego przepływu za pomocą siatki (rozpiętość: 6 m x 3.5 m; długość: 14 m; 3 rodzaje oczek: 27 mm, 15 mm, 10 mm) połączonej z zanurzonym w ½ więcierzem podtrzymywanym przez pływającą tratwę. W trakcie prowadzonych badań współczynniki ponownego podjęcia węgorzy wynosiły od 88% do 100% (średnia: 93%) w przypadku kategorii „dużych osobników” i od 72% do 100% (średnia: 84%) w przypadku kategorii „małych osobników”. Ponadto, w trzech na cztery wprowadzone serie „małych osobników” zaobserwowaliśmy 2 węgorze w serii, które żywe uciekły z siatki w obrębie kieszeni uformowanej przez największe oczka, podczas jej wyciągania za pomocą dźwigu. Biorąc pod uwagę, że współczynnik ponownego podjęcia węgorzy nie obejmował wszystkich osobników dla wszystkich serii, utworzyliśmy podgrupę składającą się z 25 martwych węgorzy, którą wprowadziliśmy blisko piasty. Wszystkie wprowadzone martwe węgorze zostały odłowione, co pozwoliło nam na postawienie hipotezy, że nieodzyskane osobniki z badanych serii są osobnikami żywymi, zdolnymi do aktywnego szukania dziury w siatce, aby z niej uciec.
W sumie, na 200 wprowadzonych węgorzy (8 serii po 25 osobników każda) nie odnotowano natychmiastowej śmierci żadnego osobnika. Uważna obserwacja wyglądu zewnętrznego 177 węgorzy ponownie odłowionych w siatkę po ich przejściu przez turbinę VLH (brak autopsji osobników) wykazała obecność zewnętrznych skaleczeń i ran u czterech osobników, które nie były jednak śmiertelne w krótkim okresie czasu (brak śmiertelności po obserwacji przeprowadzonej w zbiornikach w czasie 24 – 48 godzin).
Niniejsze badania dowodzą, że wskaźnik skaleczeń i ran, które doprowadzają do natychmiastowej śmierci, jest ekstremalnie niski, a nawet zerowy, oraz że wskaźnik skaleczeń i ran, które nie są śmiertelne w krótkim okresie czasu (24 – 48 godzin), jest bliski 2%. W przeciwieństwie do badań przeprowadzonych w Troussy, nie zaobserwowano wpływu miejsca podawania węgorzy na wskaźniki skaleczeń i ran. Ponadto, w przeciwieństwie do obserwacji wykonanych przy innych typach turbin, nie odnotowano również wpływu wielkości osobników na wskaźniki skaleczeń i ran. Podczas badań realizowanych w Frouard, oprócz wprowadzonych węgorzy, złapano również: 195 okoni pospolitych (o długości od 66 mm do 185 mm), 8 jazgarzy (o długości od 112 mm a 120 mm), 1 płoć (76 mm), 1 leszcza pospolitego (70 mm) i 3 raki pręgowane (Orconectes limosus). W przypadku wymienionych gatunków nie odnotowano bezpośredniej śmiertelności w wyniku przecięcia (chociaż nie jest możliwe określenie proporcji pomiędzy osobnikami, które w rzeczywistości przeszły przez działającą turbinę VLH a tymi, które przeszły przez wyłączoną VLH czy osobnikami uwięzionymi w kanale odpływowym w wyniku umieszczenia urządzenia do odzyskiwania węgorzy).
Podsumowując: wskaźnik skaleczeń i ran śmiertelnych w krótkim okresie czasu u dorosłych osobników węgorzy (o długości między 60 cm a 1 m), przechodzących przez nową turbinę VLH ze sferyczną obudową wirnika umieszczoną w Frouard, działającą przy pełnym otwarciu oraz z pełną mocą, jest ekstremalnie niski, a nawet zerowy, oraz wskaźnik skaleczeń i ran, które nie są śmiertelne w krótkim czasie (24 – 48 godzin) jest niski, gdyż wynosi 2%. Otrzymane rezultaty dotyczące śmiertelności osobników w krótkim okresie czasu dowodzą, że nowa generacja turbin VLH ze sferyczną obudową wirnika, działających przy pełnym otwarciu oraz z pełną mocą, jest w bardzo niewielkim stopniu szkodliwa dla węgorzy srebrzystych migrujących w dół rzeki (osobniki o długości między 60 cm a 1 m).
Jednakże, badania przeprowadzone w Frouard nie pozwalają ocenić ani wielkości odroczonej śmiertelności węgorzy, która jest przecież prawdopodobna podczas ich przechodzenia przez turbinę, ani potencjalnej śmiertelności osobników wywołanej działaniem turbiny VLH z mniejszą prędkością obrotową i przy niepełnym otwarciu. Ponadto, użyteczne byłoby uzupełnienie przeprowadzonych badań badaniami na innych gatunkach ryb o mniejszych rozmiarach, a zwłaszcza na smoltach łososia atlantyckiego, które są również szczególnie narażone na ponoszenie szkód podczas przechodzenia przez turbiny elektrowni wodnych w trakcie ich wędrówki migracyjnej.
więcej
Zespół członków Komitetu Naukowego, który od początku wspierał prowadzone badania:
M. Larinier – Przewodniczący Komitetu Naukowego Pôle Ecohydraulique ONEMA / CEMAGREF / IMFT Francja
P. Baran Pôle Ecohydraulique ONEMA / CEMAGREF / IMFT Francja
S. Mougenez ONEMA + DIR Nord+Est Francja
D. Monnier ONEMA + DIR Nord+Est Francja
A. Gillet Direction des Aménagements Paysagers Belgia
P. Orban Direction des Cours d’eau non navigables Belgia
D. Sonny Profish Belgia
D. Ingendahl Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur
+ und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein+Westfalen Niemcy
Czterech przedstawicieli polskich instytucji, asystujących w prowadzonych badaniach:
J. Ligięza Polish Institute of Inland Fisheries Polska
T. Tymiński Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Institute of Environmental Engineering
S. Zioła Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Institute of Environmental Engineering
M. Kasperek+Kawałek National Water Management Authority (KZGW + Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej)
Badania z października 2010 roku przeprowadzone na węgorzach żółtych i srebrzystych
Powyższy materiał informacyjny oraz fotografie zostały użyczone przez ITE Sp. z o.o.
POBIERZ RAPORT Z BADAŃ -->> RAPORT
