Importance of Fish Passages in River Type HEPP Projects

Abstract

River type HEPP (Hydropower plant) projects are smaller scale power generation plants and are renewable and clean energy sources built on many rivers in our country. These HEPP projects operate on the principle that the water is raised by the regulator structures built on the river, electrical energy is generated by means of power generation structures and the water is released back into the river bed. The design and operation phase of these structures, which enable the natural life of fish thanks to the fish passages established for the continuation of aquatic life on the existing river bed, is very important. In this study, the importance of fish passages in river type HEPPs and their positive/negative environmental consequences are discussed. The types of fish passages constructed on the regulators of river type power plants are examined. Determining the type of fish passage for the appropriate ecosystem species, operating the passages with great care, leaving sufficient life water, regular cleaning of the passages, ensuring the passage of fish from downstream to upstream during the spawning period, and protecting the fish by covering the passages with gratings, It is important to prohibit fishing activities in the area where the fish passages are located, to take precautions against corrosion and wall cracking that may occur over time, to ensure that there is enough water in the passage, and to carry out trapping and transportation operations in regulators where there is no passage in order to ensure the continuity of aquatic life. Although HEPP projects are renewable clean energy sources, fish passages should be built according to the appropriate fish species in order for natural life to continue along the river.

Keywords

• River Type HEPP
• Fish Passages
• River projects
• Renewable Energy

Nehir Tipi HES Projelerinde Balık Geçitlerinin Önemi

Abstract

Nehir tipi HES (Hidroelektrik Santral) projeleri daha küçük ölçekli enerji üretim santralleri olup, ülkemizde birçok akarsu üzerine kurulmuş yenilenebilir ve temiz enerji kaynaklarıdır. Bu HES projeleri, akarsu üzerine inşaa edilen regülatör yapıları ile suyun kabartılarak enerji üretim yapıları vasıtasıyla elektrik enerjisinin üretilerek, suyun tekrar akarsu yatağına bırakılması prensibine dayanarak çalışmaktadır. Mevcut akarsu yatağı üzerindeki sucul yaşamın devam edebilmesi amacıyla kurulan balık geçitleri sayesinde balıkların doğal yaşamına olanak sağlayan bu yapıların tasarım ve işletme aşaması oldukça önemlidir. Bu çalışma ile balık geçitlerinin Nehir tipi HES’lerde önemi, çevresel olumlu/olumsuz sonuçları ele alınmıştır. Nehir tipi santrallerin regülatörleri üzerine inşaa edilen balık geçitleri tipleri incelenmiştir. Zira uygun ekosistem canlıları için balık geçidi tipinin belirlenmesi, geçitlerin işletme çalışmasının büyük bir titizlikle yapılması, yeterli can suyunun bırakılması, geçitlerin düzenli temizliklerinin yapılması, balıkların yumurtlama döneminde mansaptan membaya geçişlerinin sağlanması, geçitlerin üzerlerinin ızgaralar ile kapatılarak balıkların korunması, balık geçitlerinin bulunduğu alanda balıkçılık faaliyetlerinin yasaklanması, zamanla oluşabilecek korozyon ve duvar çatlamalarına karşı önlemlerin alınarak suyun yeterli miktarda geçidin içinde bulunmasının sağlanması, geçit bulunmayan regülatörlerde tuzaklama ve taşıma işlemlerinin yapılması sucul yaşamın devamlılığının sağlanması açısından önemlidir. HES projeleri her ne kadar yenilenebilir temiz enerji kaynakları olsa akarsu boyunca doğal yaşamın devam edebilmesi için uygun balık türlerine göre balık geçitlerinin yapılması gerekmektedir.

Keywords

• Nehir Tipi HES
• Balık Geçitleri
• Akarsu projeleri
• Yenilenebilir Enerji

References

1. Akşit, S. (2018). Havuzlu balık geçitlerinin deneysel ve nümerik olarak incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi, Kayseri, TÜRKİYE.
2. Alp, A., Akyüz, A., Özcan, M. & Yerli, S.V. (2015). Ceyhan Nehri’ndeki balık popülasyonlarında göçlerin, habitat tercihlerinin ve balık geçitlerinin etkinliklerinin belirlenmesi. TÜBİTAK 112T266 Nolu Proje Sonuç Raporu, 181 s.
3. Alp, A., Akyüz, A., Özcan, M. & Yerli, S. (2020). Efficiency and Suitability of the Fish Passages of River Ceyhan, Turkey. Journal of Limnology and Freshwater Fisheries Research, 6(1), 1-13. https://doi.org/10.17216/limnofish.618924
4. Anonim. (2009). Balık geçitleri Tasarım, boyutlandırma ve izleme. DSİ yayını, 118s, Ankara.
5. Aslıyüksek, H.O. (2014). Ekolojik denge suyu debisinin balık geçitleri yönünden değerlendirilmesi: Rize İlindeki hidroelektrik santrallere uygulanması, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, İstanbul, TÜRKİYE.
6. Baydar, Ş. (2014). Doğu Akdeniz Bölgesindeki balık geçit sistemlerinin yapısal özelliklerinin belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Kahramanmaraş, TÜRKİYE.
7. Bless, R., Lelek, A. & Waterstraat, A. (1994). Rote Liste und Artenverzeichnis der in Deutschland in Binnengewäs sern vorkommenden Rundmäuler und Fische, Cyclostomata und Pisces: 137-156. Nowak, E., Blab, EJ & Bless.
8. Boiten, W. (2002). Flow Measurement Structures. Flow Measurement and Instrumentation, 13(5-6), 203–207.

9. Bunt, C.M., Castro-Santos, T. & Haro, A. (2012). Performance of fish passage structures at upstream barriers to migration. River Res. Appl. 28(4), 457–478. https://doi.org/10.1002/rra.1565 Bülbül, O. (2019). Yukarı Ceyhan havzasındaki iki farklı balık geçidinin performanslarının biyolojik ve hidrolojik açıdan incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Kahramanmaraş, TÜRKİYE.
10. Can, M.C. (2022). Dikey yarıklı balık geçitlerinin deneysel ve sayısal modellemesi, Yüksek Lisans Tezi, Harran Üniversitesi, Şanlıurfa, TÜRKİYE.
11. Chanson, H. & Gonzalez, C. (2024). Downstream fish passage on dam spillway: Low fish mortality rate at Paradise Dam stepped spillway. Ecological Engineering, 204, 107267. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2024.107267
12. Clay, C.H. (1995). Design of Fishways and Other Fish Facilities, second ed., Lewis Publishers, Boca Raton, FL.
13. Cooke, S.J., Paukert, C. & Hogan, Z. (2012). Endangered river fish: factors hindering conservation and restoration. Endanger. Species Res. 17, 179–191. https://doi.org/10.3354/esr00426
14. Cooper, A.R., Infante, D.M., Daniel, W.M., Wehrly, K.E., Wang, L. & Brenden, T.O. (2017). Assessment of dam effects on streams and fish assemblages of the conterminous USA. Science of The Total Environment, 586, 879–889. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.02.067
15. Cooper, A.R., Infante, D.M., O’Hanley, J.R., Yu, H., Neeson, T.M. & Brumm, K.J. (2021). Prioritizing native migratory fish passage restoration while limiting the spread of invasive species: A case study in the Upper Mississippi River. Science of The Total Environment, 791, 148317. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148317
16. Ekren, M.G. (2015). Evaluation of Fish Passage Design: A Case Study in Vereinigte Weißeritz River, M.Sc. Thesis, İstanbul Technical University, İstanbul, TÜRKİYE.
17. Eroğlu, M., Düşükcan, M. & Çoban, M. Z. (2022). Perisuyu Çayı Üzerindeki Hidroelektrik Santraller ve Etkilenmesi Muhtemel Balık Türleri. Dünya Sağlık Ve Tabiat Bilimleri Dergisi, 5(2), 142-150. https://doi.org/10.56728/dustad.1225091
18. Grimardias, D., Chasserieau, C., Beaufils, M. & Cattan´eo, F. (2022). Ecological connectivity of the upper Rhˆone River: Upstream fish passage at two successive large hydroelectric dams for partially migratory species. Ecological Engineering, 178, 106545. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2022.106545
19. Kadıoğlu, C. (2010). Balık geçitlerinin sayısal analiz ile modellenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, TÜRKİYE.
20. Knott, J., Mueller, M., Pander, J. & Geist, J. (2023). Bigger than expected: Species- and size-specific passage of fish through hydropower screens. Ecological Engineering, 188, 106883. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2022.106883
21. Kocabaş, M., Başçınar, N., Kutluyer, F. & Aksu, Ö. (2013). HES’ler ve Balıklar. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, (1), 128-131. Köse, A.E. (2021). Hidroelektrik Santrallerde Balık Geçitleri Sorunları: Gümüşhane ve Bayburt Örneği, Yüksek Lisans Tezi, Gümüşhane Üniversitesi, Gümüşhane, TÜRKİYE.
22. Larinier, M., Travade, F. & Porcher, J.P. (2002). Fishways: Biological Basis, Design Criteria and Monitoring. Bulletin Francais de la Peˆche et de la Pisciculture, 364: 208.L
23. Mallen-Cooper, M. G. (1996). Fishways and freshwater fish migration on SouthEastern Australia, Doctoral dissertation, University of Technology Sydney, Sydney, AUSTRALIA.
24. Lonnebjerg, N. (1980): Fiskepas af Modströmstypen. – Ingeniörhöjskolen – Horsens Teknikum.
25. Magaju, D., John Montgomery, J., Franklin, P.,Baker, C. & Friedrich, H. (2023). Machine learning based assessment of small-bodied fish tracking to evaluate spoiler baffle fish passage design. Journal of Environmental Management, 325, 116507. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.116507
26. Meşe, A. (2019). Hydraulic design of Borland fish lock for Ordu Turnasuyu hydro electric power plant, Yüksek Lisans Tezi, Boğaziçi Üniversitesi, İstanbul, TÜRKİYE.
27. O’Connor, J.E., Duda, J.J. & Grant, G.E. (2015). 1000 dams down and counting. Science, 348, 496–497. https://doi.org/10.1126/science.aaa9204
28. O’Connor, J., Hale, R., Cooper, M. M., Cooke, S.J. & Stuart, I. (2022). Developing performance standards in fish passage: Integrating ecology, engineering and socio-economics. Ecological Engineering, 182, 106732. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2022.106732
29. Öner, A.A. & Sorgucu, O. (2016). Havuzlu Balık Geçidi Hidroliğinin Deneysel İncelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 5(2), 168-176. https://doi.org/10.28948/ngumuh.295563
30. Özkaya, K. (2014). Numerical simulation of free surface flows at fish passages, Yüksek lisans tezi, Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Ankara, TÜRKİYE.
31. Roscoe, D.W. & Hinch, S.G. (2010). Effectiveness monitoring of fish passage facilities: historical trends, geographic patterns and future directions. Fish Fish. 11(1),12-33. doi: 10.1111/j.1467-2979.2009.00333.x
32. Sanchez-Perez, A., Torralva, M., Zamora-Marin, J.M., Bravo-Cordoba, F.J., Sanz- Ronda, F.J. & Oliva-Paterna, F.J. (2022). Multispecies fishways in a Mediterranean river: contributions as migration corridors and compensatory habitat for fish. Sci. Total Environ., 830, 154613. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154613
33. Silva, A.T., Lucas, M.C., Castro-Santos, T., Katopodis, C., Baumgartner, L.J., Thiem, J.D., Aarestrup, K., Pompeu, P.S., O’Brien, G.C., Braun, D.C., Burnett, N.J., Zhu, D.Z., Fjeldstad, H., Forseth, T., Rajaratnam, N., Williams, J.G. & Cooke, S.J. (2018). The future of fish passage science, engineering, and practice. Fish Fish., 19, 340–362. https://doi.org/10.1111/faf.12258
34. Sorgucu, O. (2016). Balık geçitlerinin hidrolik açıdan değerlendirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi, Kayseri, TÜRKİYE.
35. Sun, J.J., Tan, J.J., Zhang, Q., Shen, Y.T., Shi, J.Y., Zhang, H. & Shi, X.T. (2023). Attraction and passage efficiency for salmonids and non-salmonids based on fishway: a meta- analysis approach. River Res. Appl. 39 (10), 1933–1949. https://doi.org/10.1002/ rra.4194
36. Tan, J., Sun, J., Wang, Y., Tian, H., Cheng, B., Qing, J., Yan,X., Sun, G., Ke, S., Kattel, G.J. & Shi, X. (2024). Fish community dynamics following the low-head dam removal and newly installed fish passage in a headstream tributary of Jinsha River, Southwest China. Science of the Total Environment, 954, 176774. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.176774
37. Tüfek, Ö.M. (2009). Balık Geçitleri-Tasarım, Boyutlandırma ve İzleme, DSİ Yayınları, Ankara, Türkiye.
38. Twardek, W.M., Landsman, S.J. & Cooke, S.J. (2022). Collaboration between fish passage scientists and engineers: Insights from an international questionnaire. Journal of Environmental Management, 323, 116268. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.116268
39. Üçüncü, E., & Altındağ, A. (2012). Balık Geçitleri ve Tasarımı Üzerine Genel Bir Bakış. KSÜ Doğa Bilimleri Dergisi, 15(2), 50-58. https://doi.org/10.18016/ksujns.23576
40. Wang, J., Baoligao, B., Mu, X., Qie, Z. & Li, G. (2024). A coupled machine-learning-individual-based model for migration dynamics simulation: A case study of migratory fish in fish passage facilities. Ecological Modelling, 498, 110899. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2024.110899
41. Yıldırım, Y. (2018). Video analysis based fish detecton and tail beat frequency estimation in fishways, Yüksek lisans tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, TÜRKİYE.