Vylepšování rybích přechodů v trubních propustcích za použití modelu CFD

Verze PDF

Migrace ryb propustky proti proudu je často ztížena nebo úplně znemožněna vyšší rychlostí proudu v těchto objektech. Tento fakt se týká zejména menších druhů ryb, které nejsou schopny bez odpočinku překonat delší úseky s rychleji proudící vodou.
Tento článek se zabývá strukturou dna rybích přechodů v trubních propustcích a k přesnému zhodnocení využívá model CFD (computational fluid dynamics), jehož výsledky jsou doplněny terénním pozorováním.
Testováním různých typů a velikostí přepážek bylo zjištěno, že optimální velikost přepážky je tzv. standardní velikost (0,25m délka, 0,12m šířka a 0,12m výška). Tento typ přepážky je schopný zajistit dostatečně velký prostor s nižší rychlostí proudu, což mohou ryby využít k odpočinku, zároveň pak usměrňuje proud v propustku tak, že jsou ryby schopné sledovat trasu směrem proti proudu.

Využitelné výstupy: 

Při stavbách různých objektů v krajině je často nutné pozměnit trasu toku a nezřídka i část toku zatrubnit. Cílem ochrany přírody je v tomto případě zabezpečit průchodnost trubních propustků pro veškeré vodní organismy. Zde může nastat konflikt zájmu ochrany přírody a ekonomické výhodnosti.
Velikost propustků je často navrhována pouze podle požadovaných hydraulických parametrů a úprava jejich dna do formy rybího přechodu je řešena až sekundárně. Existuje několik úprav dna (Obr.1), které mohou pomoci migraci ryb v tomto typu objektu. Díky terénnímu výzkumu bylo zjištěno, že některé typy přepážek (např. typ Alberta fish weir) jsou pro ryby spíše překážkou, protože ty se zde neorientují a nedokážou mezi přepážkami najít cestu. Nejlépe vyšla struktura tzv. spoiler baffle-kvádry o rozměrech 0,25x0,12x0,12m, položené na délku v řadě cca 5 objektů vedle sebe. Tato struktura dna by ale mohla vést ke snížení efektivity samotného propustku, tedy zejména jeho schopnosti odvést dostatečné množství vody při relativně nízké hladině. Dalším modelováním bylo zjištěno, že tento typ přepážek lze efektivně použít i v propustcích o relativně velkém průměru (až 4m), aniž by došlo k vymizení odpočinkových míst a k porušení správné navigace ryb propustkem. Doporučená velikost přepážek je již výše zmíněná standardní velikost (0,25 na 0,12 na 0,12m), větší přepážky by mohly ztížit průchodnost pro menší ryby a menší přepážky by byly ekonomicky nevýhodné. Jediným úskalím při použití standardní  velikosti tedy zůstává možnost ucpání průchodů materiálem, který se po řece splaví např. v době povodní.

Grafické přílohy: 
Různé typy přepážek: a) weir baffle b) Alberta fish weir c) spoiler baffle d) slotted weir baffle.
Průchod ryby propustkem vybaveným Alberta fish weir přepážkami.
Průchod ryb propustkem vybaveným spoiler baffle přepažkami.
Zdroj: 
Feurich, R., Boubée, J., Olsen, N.R.B. 2012: Improvement of fish passage in culverts using CFD. Ecological Engineering 47: 1-8.
Zadal: 
MarketaMrkvova
EEA Grants Investice do rozvoje vzdělávání
Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway.