Sistemas de transposição de peixes: contribuições para o design e monitoramento

Abstract

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-12T11:16:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 raoni_rodrigues_2015_sistemas_de_transposi__o_de_peixes.pdf: 5100854 bytes, checksum: 5cabe1f381be69f94da4cdb15c54bfe9 (MD5) Previous issue date: 18Sistemas de Transposição de Peixes (STP) são estruturas criadas para mitigar a fragmentação de rios, causada principalmente por interferência humana. Embora utilizados em todo o mundo, essas estruturas ainda não são consideradas efetivas para reestabelecer a conectividade necessária para a manutenção de diversas espécies de peixes. Parte desse insucesso se deve, entre outras coisas, ao desconhecimento da biologia e do comportamento das espécies que utilizam os STPs, e parte se deve à própria incapacidade de monitorar e avaliar corretamente o funcionamento deles. Por isso, nesse trabalho nós buscamos contribuir para a redução dessas duas lacunas, avaliando (1) o comportamento de peixes em um canal experimental de transposição aberto (CET) e suas respostas à velocidade e potência específica do escoamento e (2) as premissas de três métodos de monitoramentos de STP. Para o objetivo (1), um canal aberto foi construído às margens do rio Madeira. Marcamos 512 peixes de 20 espécies com etiquetas PIT, e acompanhamos suas movimentações no canal utilizando sistema de identificação por rádio frequência. Foram testadas duas configurações de dissipadores de energia, de forma que as condições hidráulicas foram diferentes nos dois testes. Utilizamos ferramentas de análise de sobrevivência para descrever o comportamento dos peixes dentro do canal. Os peixes tiveram melhor performance (menor tempo, maior taxa de passagem, maior porcentagem de sucessos) com condições de velocidade e potência específica de escoamento maiores. A velocidade do escoamento foi a variável com maior influência sobre a taxa de passagem. A potência específica do escoamento também foi importante, mas talvez seus efeitos sejam negligenciáveis. Esses resultados sugerem que as espécies analisadas possuem maior capacidade natatória e capacidade de orientação no escoamento turbulento que aquelas espécies que já tiveram esse comportamento investigado. Para o objetivo (2), usamos um modelo baseado no indivíduo que simulou o comportamento a jusante de uma barragem de duas espécies hipotéticas de peixes, que diferiram em relação à sua velocidade de deslocamento dentro de uma escada para peixes, uma com deslocamento rápido (tempo de passagem médio 30h). O comportamento do peixe foi influenciado pelas vazões turbinada e vertida da usina, além de responderem à hora do dia e à estação do ano. Baseados nos resultados simulados de 15 mil indivíduos de cada espécie, em cinco diferentes condições de vazão da usina, nós estimamos a eficiência de passagem da escada para peixes como a proporção de peixes que passou em relação ao total de peixes que chegaram à usina. Simulamos o monitoramento da escada para peixes com etiquetas PIT em três cenários (5, 10 e 20% da população marcada), com armadilhas instaladas na entrada e saída da escada em dias alternados e também a drenagem com captura dos peixes em cinco cenários (1, 3, 5, 10 e 20 dias monitorados por mês). Os resultados mostram que o monitoramento com etiquetas PIT foi o único adequado para se avaliar a eficiência do STP para ambas as espécies. A utilização de armadilhas pode ser útil para monitorar a eficiência de passagem da espécie de deslocamento rápido, mas subestima a passagem da espécie de deslocamento lento. Por outro lado, as armadilhas podem ser usadas para avaliar a comunidade de peixes que usa o STP, desde que usadas em monitoramento de longo prazo. Finalmente, a drenagem com captura dos peixes subestimou a passagem da espécie de deslocamento rápido em todos os cenários, superestimando assim a passagem da espécie de deslocamento lento. Os resultados da simulação sugerem que os resultados obtidos por vários monitoramentos ao redor do mundo podem estar enviesados, não caracterizando corretamente a ictiofauna que usa os STPs. Dessa forma, é preciso mudar os métodos de monitoramento de STP, visando uma melhor caracterização dos eventuais problemas, o que possibilita ações de melhora daqueles já existentes e construção de novos STPs mais adequados às espécies-alvo.Fishways are structures created to mitigate the fragmentation of rivers, mainly caused by human interference. Although used throughout the world, these structures are not considered effective to re-establish the connectivity required to maintain many fish species. Among other things, part of this failure is due to the lack of knowledge about the biology and behavior of the species that use fishways, and part is due to inability to properly monitor and evaluate its functioning. Therefore, in this paper we seek to contribute to the reduction of these two gaps, assessing (1) the fish behavior in an open channel and their behavior related to flow speed and energy dissipation factor (EDF) and (2) the premises of three fish passage monitoring methods. For goal (1) an open channel was built on the banks of the Madeira River. We marked 512 fish of 20 species with PIT tags, and monitored their movements in the channel using radio frequency identification system. Two energy dissipaters were tested, and the hydraulic conditions were different between the tests. We used survival analysis tools to describe the behavior of fish inside the channel. The fish had better performance (less time, higher passage rates, higher percentage of successes) in flows with higher speed and EDF. The flow velocity was the variable with the greatest influence on the passage rate. The EDF was also important, but perhaps its effects are negligible. These results suggest that the analyzed species have better swimming performance and orientation skills in turbulent flow than those species that already had this behavior investigated. For the goal (2), we used an individual-based model simulating the behavior downstream of a dam of two hypothetical species of fish, which differ regarding their transit time within fish ladder: one with low transit time (mean 30h). The fish's behavior was influenced by the spillage flow and outflow from draft tube; it also responded to the time of day and the season of the year. Based on simulated results of 15 thousand individuals of each species in five different dams flow conditions, we estimated the fishway efficiency as the proportion of fish that reached the reservoir over the total of fish that arrived at the dam. We simulated the monitoring of the fish ladder with PIT tags in three scenarios (5, 10 and 20% of population being marked); with traps installed at the entrance and exit of the fish ladder in two consecutive days; and also the fish catch after drainage of fish ladder in five scenarios (1 3, 5, 10 and 20 days per month monitored). The results showed that monitoring with PIT tags was the only suitable method to evaluate the fish ladder efficiency for both species. The use of traps can be useful to monitor the efficiency of passage of the low transit time specie, but underestimates the passage of high transit time specie. Furthermore, traps can be used to assess the fish community using fish ladder, but just if used as long-term monitoring. Finally, fish catch after drainage underestimated the passage of the low transit time specie in all scenarios, thus overestimating the passage of high transit time specie. Those simulations suggested that the results obtained by various fish monitoring programs around the world may be biased, not characterizing properly the fish fauna using the fishways. Thus, it is needed to change the fishways monitoring methods, to better characterize the potential problems, enable the improvement of existing fishways and construction of new ones more appropriate to targeted species

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