Fish passages in South America: an overview of studied facilities and research effort

River regulation has fragmented fluvial ecosystems in South America, affecting fish migration and dispersion dynamics. In response, authorities have installed fish passage facilities (FPF) to mitigate impacts. However, little is known about the geographical distribution of these facilities, and no synthesis of the research effort applied to understanding their functioning and limitations exists. To address this issue, our study gathered the available scientific literature about fishways in South America to provide an overview of studied FPF and associated research effort. We found 80 studies that investigated 25 FPF, mostly ladders installed in the upper reaches of large rivers, particularly in the Paraná River Basin. One important finding is that most facilities do not lead to upstream and/or downstream sites due to the presence of other dams with no FPF. Though the number of studies has increased over the past 10 years, there is no consistent trend towards increased research effort. Overall, studies have focused on the fishway itself (i.e. upstream passage), and rarely evaluated broader issues (i.e. habitat distribution, population dynamics, conservation and management success). Our research therefore identified technical limitations of past studies, and revealed important gaps in the knowledge of FPF as a management tool.(AU)

A implantação de barragens tem perturbado e fragmentado os ecossistemas fluviais da América do Sul, afetando a migração dos peixes e dinâmicas de dispersão. Sistemas de transposição de peixes (STPs) têm sido instalados na tentativa de atenuar esses impactos. No entanto, pouco se sabe sobre a distribuição geográfica desses dispositivos, bem como o esforço de pesquisa aplicado para entender seu funcionamento e limitações. Nosso trabalho reuniu a literatura disponível com a finalidade de fornecer um panorama sobre os mecanismos investigados na América do Sul, bem como revelar o esforço e perfil das pesquisas. Encontramos 80 estudos que investigaram 25 STPs, a maioria escadas instaladas nos trechos superiores de grandes rios, particularmente na bacia do rio Paraná. Um resultado interessante é que a maior parte dos STPs está desconectada de trechos a montante e jusante devido à presença de outras barragens sem STPs. Embora o número de estudos tenha aumentado na última década, não registramos tendência consistente de incremento ao longo dos anos. No geral, os estudos abordam aspectos do próprio STP, especificamente a passagem ascendente, ignorando temas mais abrangentes (i.e. distribuição de habitats, dinâmica populacional). Além disso, o foco da pesquisa se direciona especialmente às questões de eficiência da passagem e raramente ao contexto da conservação e sucesso do manejo. Nossa avaliação, portanto, indicou que os estudos pretéritos são tecnicamente limitados, revelando importantes lacunas sobre o conhecimento dos STPs como medida de manejo.(AU)

Fish passages in South America: an overview of studied facilities and research effort

River regulation has fragmented fluvial ecosystems in South America, affecting fish migration and dispersion dynamics. In response, authorities have installed fish passage facilities (FPF) to mitigate impacts. However, little is known about the geographical distribution of these facilities, and no synthesis of the research effort applied to understanding their functioning and limitations exists. To address this issue, our study gathered the available scientific literature about fishways in South America to provide an overview of studied FPF and associated research effort. We found 80 studies that investigated 25 FPF, mostly ladders installed in the upper reaches of large rivers, particularly in the Paraná River Basin. One important finding is that most facilities do not lead to upstream and/or downstream sites due to the presence of other dams with no FPF. Though the number of studies has increased over the past 10 years, there is no consistent trend towards increased research effort. Overall, studies have focused on the fishway itself (i.e. upstream passage), and rarely evaluated broader issues (i.e. habitat distribution, population dynamics, conservation and management success). Our research therefore identified technical limitations of past studies, and revealed important gaps in the knowledge of FPF as a management tool.(AU)

A implantação de barragens tem perturbado e fragmentado os ecossistemas fluviais da América do Sul, afetando a migração dos peixes e dinâmicas de dispersão. Sistemas de transposição de peixes (STPs) têm sido instalados na tentativa de atenuar esses impactos. No entanto, pouco se sabe sobre a distribuição geográfica desses dispositivos, bem como o esforço de pesquisa aplicado para entender seu funcionamento e limitações. Nosso trabalho reuniu a literatura disponível com a finalidade de fornecer um panorama sobre os mecanismos investigados na América do Sul, bem como revelar o esforço e perfil das pesquisas. Encontramos 80 estudos que investigaram 25 STPs, a maioria escadas instaladas nos trechos superiores de grandes rios, particularmente na bacia do rio Paraná. Um resultado interessante é que a maior parte dos STPs está desconectada de trechos a montante e jusante devido à presença de outras barragens sem STPs. Embora o número de estudos tenha aumentado na última década, não registramos tendência consistente de incremento ao longo dos anos. No geral, os estudos abordam aspectos do próprio STP, especificamente a passagem ascendente, ignorando temas mais abrangentes (i.e. distribuição de habitats, dinâmica populacional). Além disso, o foco da pesquisa se direciona especialmente às questões de eficiência da passagem e raramente ao contexto da conservação e sucesso do manejo. Nossa avaliação, portanto, indicou que os estudos pretéritos são tecnicamente limitados, revelando importantes lacunas sobre o conhecimento dos STPs como medida de manejo.(AU)

Eficiência da escada para peixes da UHE Engenheiro Sérgio Motta em transpor Rhinelepis aspera (Spix & Agassiz, 1829): uma abordagem ecohidráulica

A fim de mitigar os efeitos negativos causados devido a fragmento do ambiente, sistemas de transposição para peixes (STPs) são implementados em barragens de hidrelétricas, com a finalidade de restaurar a conectividade estrutural dos rios e permitir a passagem de migradores (conectividade funcional), como o cascudo-preto, Rhinelepis aspera, espécie migradora que está ameaçada de extinção, apesar de possuir grande importância econômica e ecológica. O estudo avaliou a escada para escada para peixes da UHE Engenheiro Sergio Motta CESP, no período de dezembro/2015 a junho/2016, e avaliou a influência de variáveis hidráulicas e hidrológicas, a atração e eficiência da escada para peixes na ascensão de R. aspera. Utilizou-se o sistema de rádio frequência (RFID Radio Frequency Identification), com oito antenas instaladas ao longo da escada para peixes e transponders (PIT-tags) de 32 mm que foram implantados na cavidade abdominal de 200 espécimes adultos. Para o cálculo da atratividade da escada, foi considerado a porcentagem de indivíduos que encontraram a entrada, o tempo de trânsito e o tempo cumulativo de trânsito entre os segmentos de antenas. Os fatores hidráulicos (velocidade, vazão, potência dissipada) e hidrológicos (cota jusante, cota escada e cota reservatório) foram usados para avaliar a interferência na ascensão de R. aspera por meio da análise de regressão de COX. Do total de indivíduos marcados e liberados a jusante da barragem, 71% (142) entraram na escada para peixes. O tempo que R. aspera levou para entrar na escada para peixes desde o momento da soltura variou entre 196,71h à 1878,75h. Indivíduos liberados na margem esquerda, onde fica a escada, apresentaram maior taxa de entrada (80, 76%). Apenas 25% movimentaram até última antena na escada, onde foram registrados pela antena A8. Concluímos que a escada para peixes da UHE Porto Primavera foi atrativa para R. aspera, entretanto o sistema de transposição apresenta características estruturais e hidráulicas que limitam a ascensão dos indivíduos desta espécie. O que foi evidenciado pela redução significativa no número de indivíduos entre os trechos de antena 3-4 e reduzida na transposição da espécie. Embora o estudo tenha mostrado resultados importantes acerca da eficiência da escada para peixes de Porto Primavera para a espécie estuda, questões importantes como a capacidade natatória, comportamento alimentar e reprodutivo da espécie naquela região precisam ainda ser respondidas.

In order to mitigate the effects caused by fragments of the environment, fish transposition systems (STPs) are implemented in hydroelectric dams, in order to restore the structural connectivity of rivers and allow the passage of migrants (functional connectivity), such as the armored catfisher, Rhinelepis aspera, a migratory species that is threatened with extinction, despite having great economic and ecological importance. The study evaluated the fish ladder ladder at HPP Engenheiro Sergio Motta - CESP, from December / 2015 to June / 2016, and evaluated the influence of hydraulic and hydrological variables, the attraction and efficiency of the ladder for fish on the ascent of R. aspera. Use the Radio Frequency Identification (RFID) system, with eight antennas installed along the fish ladder and 32 mm transponders (PIT-tags) that were implanted in the abdominal cavity of 200 adult specimens. To calculate the attractiveness of the stairs, it was considered a percentage of property that the entrance, the transit time and the cumulative transit time between the antenna segments. Hydraulic factors (speed, flow, dissipated power) and hydrological factors (downstream level, ladder level and reservoir level) were used to evaluate an interference in the rise of R. aspera through COX regression analysis. Of the total reserved marked and released downstream of the dam, 71% (142) entered the fish ladder. The time it took R. aspera to enter the fish ladder from the moment of release ranged from 196.71h to 1878.75h. Individuals released on the left margin, where the ladder is, source the highest entry rate (80, 76%). Only 25% moved to the last antenna on the ladder, where they were registered by antenna A8. We conclude that the UHE Porto Primavera fish ladder was supplied to R. aspera, however the transposition system has characteristics and hydraulics that limit the ascent of this species. This was evidenced by the significant reduction in the number of preference between the 3-4 antenna stretches and the reduced transposition of the species. Although the study has important results on the efficiency of the Porto Primavera fish ladder for the studied species, important questions such as swimming capacity, feeding and reproductive behavior of the species in this region still need to be answered.

Passage performance of long-distance upstream migrants at a large dam on the Paraná River and the compounding effects of entry and ascent

This paper presents results of a fishway evaluation performed at the Engenheiro Sérgio Motta Hydroelectric Power Plant (known as Porto Primavera) - CESP, Paraná River, Brazil. The evaluation was designed to quantify entry and passage proportions of 4 long-distance migratory fish species: Brycon orbignyanus (piracanjuba), Piaractus mesopotamicus (pacu), Prochilodus lineatus (curimba), and Rhinelepis aspera (cascudo-preto). Proportions finding and entering the fishway differed between species, ranged from 7.4 % (Prochilodus lineatus) to 55.4% (Piaractus mesopotamicus). Also, proportion passing was different between species, ranged from 31% (R. aspera) to 100% (Prochilodus lineatus). Fish that were marked and released within the fishway had greater failure rates than those that entered volitionally. Total time to pass ranged from 1.48 hours (Prochilodus lineatus) to 178.9 hours (R. aspera). Failure rates were greatest in the lower end of the fishway. Although some individuals of all species passed successfully, significant challenges remain to restoring connectivity of the upper Paraná River.(AU)

Este artigo apresenta resultados da avaliação de passagem de peixes na escada localizada na Usina Hidrelétrica Engenheiro Sérgio Motta - CESP (rio Paraná, Porto Primavera, Brasil). A avaliação foi concebida para quantificar a entrada e proporções de passagem de quatro espécies de peixes migradores de longa distância: Brycon orbignyanus (piracanjuba), Piaractus mesopotamicus (pacu), Prochilodus lineatus (curimba) e Rhinelepis aspera (cascudo-preto). As proporções de encontrar e entrar na escada variaram de 7,4% (Prochilodus lineatus) para 55,4% (Piaractus mesopotamicus). A proporção de passagem através da escada variou de 31% (R. aspera) a 100% (Prochilodus lineatus). Os peixes que foram marcados e soltos no interior da escada apresentaram taxas maiores de falha do que aqueles que entraram voluntariamente. O tempo médio para passar variou de 1,48 horas (Prochilodus lineatus) para 178,9 horas (R. aspera). A taxa de falha foi maior no extremo inferior da passagem para peixes. Embora alguns indivíduos de todas as espécies passaram com sucesso, desafios significantes permanecem para restaurar a conectividade do alto rio Paraná.(AU)

Reynolds shear-stress and velocity: positive biological response of neotropical fishes to hydraulic parameters in a vertical slot fishway

The barriers created by dams can cause negative impacts to aquatic communities, and migratory fish species are directly affected. Fishways have been developed to allow the upstream passage of fishes through dams. In Brazil, after the implementation of environmental laws, these structures have been built based on European and American fishway designs. Studies have shown selectivity for different neotropical fishes in some Brazilian fishways, and the main challenge has been to promote upstream passage of a large number of diverse fish species. The patterns of flow circulation within the fish ladder may explain fish selectivity although few studies detail the fish response to hydraulic characteristics of fish ladder flow. This paper presents a laboratory study, where a vertical slot fishway was built in a hydraulic flume and the behavior of two neotropical fish species (Leporinus reinhardti and Pimelodus maculatus) were analyzed. The structure of flow was expressed in terms of mean velocity, Reynolds shear-stress and velocity fluctuation fields. The individuals of Leporinus reinhardti had higher passage success than Pimelodus maculatus in the laboratory flume. Both species preferred areas of low to zero Reynolds shear-stress values. In addition, different preferences were observed for these species concerning the horizontal components of velocity fluctuation.(AU)

Interrupções em rios, como as causadas por barragens, provocam impactos negativos sobre as comunidades aquáticas e as espécies migratórias de peixes são diretamente afetadas. A fim de permitir a passagem de peixes, mecanismos de transposição são construídos junto a barramentos. No Brasil, após a implantação de leis ambientais, estas estruturas passaram a ser amplamente construídas e foram baseadas em projetos desenvolvidos na Europa e na América do Norte. Análises de mecanismos já construídos têm mostrado grande seletividade para espécies neotropicais e as demandas da diversa fauna de peixes neotropical são apresentadas como principal desafio ao projeto de passagens para peixes. Os padrões de escoamento dentro de escadas para peixes podem explicar a seletividade destes mecanismos, mas poucos estudos detalham a resposta dos peixes às características hidráulicas encontradas dentro das escadas. Este estudo apresenta uma análise realizada em um laboratório onde foi construída uma escada do tipo ranhura vertical e analisados os comportamentos de duas espécies neotropicais (Leporinus reinhardti e Pimelodus maculatus). O escoamento foi estudado considerando os campos de velocidade média, tensão cisalhante de Reynolds e flutuações de velocidades. Os indivíduos da espécie Leporinus reinhardti apresentaram maior sucesso de passagem do que os da espécie Pimelodus maculatus. Ambas as espécies preferiram áreas de tensão de Reynolds igual a zero. Além disso, diferentes preferências foram observadas para cada espécie em relação às componentes horizontais da flutuação da velocidade.(AU)

The use of morphometric analysis to predict the swimming efficiency of two Neotropical long-distance migratory species in fish passage

This study investigated the external body morphology (based on morphometric data) and the swimming efficiency in fish passages (based on the ascent time in a fish ladder) of two Neotropical long-distance migratory species. The fish were collected in the fish ladder of the Porto Primavera Hydroelectric Power Plant (known as Engenheiro Sergio Motta), upper Paraná River, Brazil. The species differ in several morphometric ratios related to swimming performance. Prochilodus lineatus exhibited a higher muscle ratio and caudal fin length ratio. However, Leporinus elongatus showed higher values for the fineness ratio, a higher length from snout to pectoral fin base ratio, and a higher caudal peduncle depth factor. Although both species show good swimming performance, the characteristics listed above may enable L. elongatus to apply greater power and propulsion, allowing it to reach a high swimming speed and to exhibit greater efficiency than P. lineatus. Leporinus elongatus moves faster than P. lineatus and has a lower mean ascent time (1.39 hours) than P. lineatus (3.76 hours). Prochilodus lineatus would require a somewhat longer time to pass through the fish ladder.(AU)

Este estudo investigou a relação entre a morfologia externa do corpo (baseado em dados morfométricos) e eficiência de natação em passagem para peixes (baseado no tempo de ascensão em uma escada para peixes) de duas espécies neotropicais migradoras de longas distâncias. Os peixes foram coletados na escada para peixes da Usina Hidrelétrica de Porto Primavera (conhecida como Engenheiro Sérgio Motta), alto Rio Paraná, Brasil. As espécies diferem em algumas razões morfométricas referentes ao desempenho de natação: Prochilodus lineatus apresentou valores mais elevados para razão muscular e razão do comprimento da nadadeira caudal. No entanto, Leporinus elongatus apresentou valores mais elevados para razão fineza, para razão do comprimento do focinho à base da nadadeira peitoral e para fator de largura do pedúnculo caudal. Embora ambas as espécies tenham um bom desempenho natatório, essas características podem permitir a L. elongatus aplicar uma maior potência e propulsão, permitindo atingir velocidades de natação elevadas e apresentar uma melhor eficiência em relação a P. Lineatus. Leporinus elongatus movimenta-se mais rápido, com um tempo médio de ascensão (1,39 horas) inferior ao de P. lineatus (3,76 horas), que requer um tempo um pouco maior para passar através da escada para peixes.(AU)

Fish passage system in an irrigation dam (Pilcomayo River basin ): when engineering designs do not match ecohydraulic criteria

The Route 28 Dam has the potential to block fish movements from La Estrella marsh to the Pilcomayo River. In addition, the many fish that concentrate immediately downstream of the dam may suffer high mortality when they are stranded during low water periods. The goals of this study are to determine if fish are able to pass the spillway and to assess if the design of the installed ladders (pool and weir type) effectively supports upstream migration of Prochilodus lineatus (sábalo). Results showed that only fish longer than 39 cm should be able to ascend the spillway chute, but when water levels on the spillway crest are over 0.4 m. Fish are also unable to jump from spillway toe to spillway crest because the downstream dissipation pool does not meet the minimum depth criterion for fish to accelerate to sufficient velocity. Fish ladders have insufficient number of pools and some pool dimensions and designs depart from accepted standard designs. Volumetric dissipation power in the upper pool of each fish ladder is too low for fish to rest. Also, attraction flows relative to total spillway discharge at the entrance to each fishway are insufficient. Fish passage failures of both the spillway and pool and weir systems in La Estrella marsh can be traced to the "salmon-centric" concept used by the designers. We conclude that the Route 28 Dam design including its fish passage systems, do not follow criteria to cope with the strong hydrological variability and bioecological characteristics of fish inhabiting pulsatile systems such as La Estrella marsh.(AU)

La represa dela ruta 28 posee el potencial de bloquear el desplazamiento del sábalo (Prochilodus lineatus) desde el bañado La Estrella hacia el río Pilcomayo. Adicionalmente los numerosos peces que se concentran aguas abajo de la represa pueden sufrir una alta mortalidad cuando quedan atrapados durante el período de aguas bajas. Los objetivos de este estudio es determinar si los peces son capaces de superar el vertedero y evaluar si el diseño de los pasos para peces del tipo tanque-escalón ya instalados esadecuado para facilitar la migración hacia aguas arriba. Los resultados muestran que solo aquellos peces mayores a 39 cm de longitud total son capaces de ascender la pendiente del vertedero, pero únicamente cuando el nivel del agua en la cresta del mismo alcanza o supera los 40 cm. Los peces son incapaces de saltar desde el pie del vertedero hasta la cresta debido a que la pileta de disipación no sigue los criterios de mínima profundidad requeridos para alcanzar la suficiente velocidad y altura. Asimismo, los pasos para peces no poseen el número suficiente de tanques y algunas de sus dimensiones y su diseño se apartan de los estándares aceptados. La potencia de disipación volumétrica en el tanque superior de cada paso es inadecuada para que los peces puedan descansar, mientras que los flujos de atracción relativos a la descarga del vertedero resultan insuficientes. La baja eficiencia del vertedero y de los sistemas de pasos para peces pueden ser adjudicados a un concepto de construcción orientado a salmónidos. Concluimos que la represa de la ruta 28, incluyendo sus sistemas de pasaje para peces, no siguen los criterios adecuados para hacer frente a alta variabilidad hidrológica y las características bioecológica de los peces que habitan en bañados pulsátiles como La Estrella.(AU)

A barrier to upstream migration in the fish passage of Itaipu Dam (Canal da Piracema), Paraná River basin

The majority of the fish passages built in the Neotropical region are characterised by low efficiency and high selectivity; in many cases, the benefits to fish populations are uncertain. Studies conducted in the Canal da Piracema at Itaipu dam on the Parana River indicate that the system component designated as the Discharge channel in the Bela Vista River (herein named Canal de deságue no rio Bela Vista or CABV), a 200 m long technical section, was the main barrier to the upstream migration. The aim of this study was to evaluate the degree of restriction imposed by the CABV on upstream movements of Prochilodus lineatus and Leporinus elongatus, Characiformes. Fish were tagged with passive integrated transponders (PIT tags) and released both downstream and upstream of this critical section. Individuals of both species released downstream of the CABV took much more time to reach the upper end of the system (43.6 days vs. 15.9 days), and passed in much lower proportions (18% vs. 60.8%) than those tagged upstream of this component. Although more work is needed to differentiate between fishway effects and natural variation in migratory motivation, the results clearly demonstrate passage problems at the CABV.(AU)

A maioria dos sistemas para transposição de peixes implantados na região Neotropical caracteriza-se por baixa eficiência e seletividade, em muitos casos com benefícios questionáveis para as populações de peixes. Estudos conduzidos no Canal da Piracema, localizado na barragem de Itaipu, rio Paraná, apontaram como principal barreira à migração ascendente o componente do sistema denominado Canal de deságue no rio Bela Vista (CABV), uma seção de escada com 200 m de extensão. Este estudo teve por objetivo avaliar o grau de restrição imposto pelo CABV aos movimentos ascendentes de Prochilodus lineatus e Leporinus elongatus, Characiformes. Os peixes foram marcados com Passive Integrated Transponders (PIT-tags) e soltos a jusante e a montante do CABV. Indivíduos de ambas as espécies de jusante do CABV levaram muito mais tempo para atingirem a extremidade superior do sistema (43,6 dias vs. 15,9 dias) e passaram em muito menor proporção (18% vs. 60,8%) do que os marcados a montante desse componente. Embora sejam necessários outros trabalhos para a distinção entre os efeitos do sistema de transposição de peixes e a variação natural da motivação migratória, os resultados demonstram claramente que existem problemas na passagem pelo CABV.(AU)

Fish passage post-construction issues: analysis of distribution, attraction and passage efficiency metrics at the Baguari Dam fish ladder to approach the problem

Fish passages are considered the oldest management tool used to minimize the impact of blocking fish migratory routes by hydroelectric power plants. However, fish passages are being installed without specific criteria in Brazil, with severe consequences to the conservation of the local fish fauna. Therefore, basic data gathered for fish passages already constructed could contribute to define operational rules, in addition to offer subsidies to decision-making and design of future facilities. Thus, the fish ladder of Baguari Dam was evaluated regarding temporal distribution, attraction, and ascension of the local fish fauna. A total of 20 fish samples were conducted immediately downstream of the dam and inside the fish ladder, from January 2010 to June 2011. Seasonal variation in fish abundance and richness was registered below the dam and inside the passage, with higher number of migratory fish in the reproductive season (Kruskall-Wallis, p = 0.04 and p = 0.05). Furthermore, higher concentration of migratory allochthonous and non-migratory species was registered for the spill bay (Wilcoxon, p = 0.009 and p = 0.006) compared to the tailrace, where the fish ladder entrance is located. This result suggests low efficiency of the attraction system of the mechanism during the reproductive period. Once entering the fish ladder, migratory species apparently ascend the facility due to the similar distribution throughout different stretches. Generally, the results showed that an operational rule for the Baguari Dam fish ladder should consider running the facility only during the reproductive period, unless the objectives of the passage are well defined. The attraction system must be more precisely evaluated, using technologies such as radiotelemetry. Similarly, fish ascension also should be better analyzed to evaluate the time spent to ascend and its influence in the reproductive biology of the species using the ladder. Pit-tag system could be used to approach this analysis. It is expected that the discussion of these results would be useful for companies of the energy sector and for environmental agencies in Brazil, subsidizing decisions related to the management of fish passages already installed and to the construction of new facilities in the country.(AU)

As passagens ou sistemas de transposição de peixes são uma das ferramentas de manejo mais antigas utilizadas para minimizar o impacto do bloqueio de rota migratória de peixes pela implantação de barragens. Todavia, sua implantação tem sido realizada sem muito critério no Brasil, trazendo consequências muitas vezes graves à conservação da ictiofauna local. Por essa razão, dados básicos obtidos para as passagens de peixes em funcionamento podem contribuir para definição de sua regra operativa, além de subsidiar tomada de decisões e o design de futuros sistemas. Assim, a escada de peixes da UHE Baguari foi avaliada quanto à distribuição temporal, atração e subida da ictiofauna local. Foram realizadas 20 amostragens a jusante da barragem e no interior da escada de peixes entre janeiro de 2010 a junho de 2011. Observou-se variação sazonal na distribuição e riqueza de espécies de peixes a jusante da barragem e dentro da escada, sendo que as espécies migradoras foram registradas em maior abundância durante o período reprodutivo (Kruskall-Wallis, p = 0,04 e p = 0,05). Além disso, nesse mesmo período, maior concentração das espécies migradoras alóctones e não migradoras foi registrada para a bacia de dissipação da barragem (Wilcoxon, p = 0,009 e p = 0,006) quando comparado ao canal de fuga, local onde se encontra a entrada da escada. Isso sugere que a eficiência do sistema de atração do mecanismo não seja a esperada nesse período. Uma vez dentro da escada, aparentemente as espécies migradoras percorrem todo o mecanismo, distribuindo-se de forma similar ao longo de sua extensão. Em geral, os resultados obtidos demonstram que, aparentemente, a regra operativa da escada deva indicar seu funcionamento apenas no período reprodutivo, ao menos até que os objetivos da transposição de peixes na UHE Baguari sejam de fato definidos. Já o sistema de atração da escada deverá ser avaliado de forma mais precisa, utilizando-se tecnologias como radiotelemetria. Da mesma forma, a subida dos peixes pela escada deve ser melhor analisada para se avaliar o tempo gasto e a influência desse período sobre a biologia reprodutiva dos peixes. O sistema de Pit-tag pode ser utilizado para realizar essa análise. Espera-se que a discussão das informações obtidas no presente trabalho possa ser utilizada pelas empresas do setor elétrico e órgãos ambientais para subsidiar decisões relacionadas ao manejo de sistemas de transposição de peixes já em funcionamento e à construção de novos empreendimentos.(AU)

Swimming performance of the migratory Neotropical fish Leporinus reinhardti (Characiformes: Anostomidae)

The fishways built in Latin America were mainly based on those used in the northern hemisphere for passing salmonids upstream. However, the swimming capacity in terms of speed and endurance is a major factor concerning the design of a fishway, and this information is not available for migratory neotropical fish species. Therefore, studies on swimming performance of neotropical species is fundamental. The aim of this study was to estimate the critical, sustained and prolonged speeds for the piau-três-pintas Leporinus reinhardti, and to evaluate the influence of water temperature on the swimming performance of the species. Variable (increasing) and fixed velocity tests were performed in a respirometer. When compared to other species whose critical speed data are available, the piau showed higher speeds, for a given total length. Fatigue times per prolonged speed class were estimated as well as prolonged speed per fatigue time class. The changing point from sustained to prolonged swimming was estimated to occur approximately at a speed of seven body-lengths per second (1.12 m/s for an individual with 16 cm total length: the first maturation length). In spite of the great swimming performance of piau, the adoption of efficient directives in fishway projects to allow the passage of neotropical ichthyofauna, will depend on a more detailed analysis of the swimming capacity of different species(AU)

As passagens para peixes construídas na América Latina são principalmente baseadas nos dispositivos existentes no hemisfério norte que, por sua vez, foram dimensionados para salmonídeos. Entretanto, a capacidade natatória das espécies migradoras, em termos de resistência e velocidade, é o principal fator a ser considerado no dimensionamento de uma passagem para peixes e estas informações ainda não são conhecidas para as espécies migradoras neotropicais. Dessa forma, o estudo da capacidade natatória das espécies neotropicais tornou-se uma necessidade. Este estudo tem como objetivo estimar as velocidades crítica, sustentável e prolongada do piau-três-pintas, Leporinus reinhardti, bem como avaliar a influência da temperatura da água na capacidade natatória. Testes de velocidade variável e fixa foram desenvolvidos em um aparato experimental do tipo respirômetro. Quando comparado a outras espécies, cujos dados de velocidade crítica são disponíveis, observa-se que o piau apresenta velocidades superiores para um mesmo comprimento total. Tempo de fadiga por classe de velocidade prolongada foram obtidos bem como a velocidade prolongada por classes de tempo de fadiga. O ponto de mudança do modo sustentável para o modo prolongado de natação foi estimado ocorrer em, aproximadamente, sete comprimentos por segundo (1.12 m/s para indivíduos com 16 cm de comprimento total: comprimento de primeira maturação). Apesar da grande capacidade natatória do piau, a adoção de critérios eficientes para o projeto de mecanismos de transposição para peixes neotropicais dependerá de análise detalhada da capacidade natatória de diferentes espécies(AU)

Efficiency and selectivity of a trap and truck fish passage system in Brazil

The construction of fish passages has been one of the strategies adopted by the Brazilian energy sector in order to diminish the effects of barriers on fish communities. However, studies of the efficiency of these mechanisms are scarce. The present study evaluated the efficiency and selectivity of the first trap and truck fish passage system in Brazil, installed in Santa Clara Dam, Mucuri River. The species composition in the Santa Clara Dam fish lift was compared to the original composition of Mucuri River fish fauna and with the populations that gather downstream of the dam during the reproductive season. The proportion of previously tagged individuals translocated by the lift was used to estimate its efficiency. During the 2003/2004 reproductive period, 67,841 individuals of 32 species passed through the lift, which corresponds to 66% of the lower Mucuri river fish richness. Less than 0.5% died or were injured during the passage. When compared to the river's population, less representative captures of smaller individuals and marine species were observed. However, the composition and structure of the community in the fish lift was quite similar to those downstream of the dam during the reproductive season. The estimated efficiency of the fish lift ranged from 0.2% for Pogonopoma wertheimeri to 16.1% for Leporinus conirostris reaching an average of 7% for all migratory species.

A construção de passagens para peixes tem sido uma das estratégias adotadas pelo setor elétrico como forma de diminuir os efeitos de barramentos sobre as comunidades de peixes. No entanto, trabalhos de avaliação da eficiência destes mecanismos são escassos. Neste trabalho são avaliadas a eficiência e seletividade do primeiro elevador com caminhão tanque instalado no Brasil, na Usina Hidrelétrica de Santa Clara. A composição de espécies no elevador foi comparada com aquela original do rio, e com a das populações que se aglomeram a jusante da barragem, durante a estação reprodutiva. A proporção de indivíduos previamente marcados transpostos pelo elevador foi utilizada como forma de estimar sua eficiência. Durante o período reprodutivo (2003/2004) 67841 indivíduos de 32 espécies de peixes passaram pelo elevador, o que corresponde a 66% da riqueza do baixo curso do rio Mucuri. Destes, menos de 0,5% morreram ou foram feridos durante a passagem. Quando comparado com as populações do rio, foram observadas no elevador capturas menos representativas de indivíduos de pequeno porte e de espécies marinhas. No entanto, a composição e estrutura da comunidade no elevador foram bastante similares àquela observada a jusante da barragem durante o período reprodutivo. A eficiência estimada para o elevador variou de 0,2% para Pogonopoma wertheimeri até 16,1% para Leporinus conirostris, sendo de 7% para o conjunto de espécies migradoras.

The Canal da Piracema at Itaipu Dam as a fish pass system

The Canal da Piracema is the longest (nearly 10 km) fish pass system in the world. The construction of this fish pass was somehow controversial, because it connected two distinct ichthyofaunistic provinces. This study evaluated the ichthyofauna present in the Canal da Piracema and the abundance and distribution of long-distance migratory fish species along this fish pass system (evaluated possible selectivity). The Canal da Piracema was shown to be difficult to sample because of its environmental heterogeneity: artificial ponds, ladders and nature-like fish pass. To solve this problem, we used several fishing gears, adequate for the several biotopes present (unstructured and structured littoral were sampled with seining nets and electrofishing; lentic were sampled with gillnets and longlines (deeper areas); and rapid water areas were sampled with cast nets). The ichthyofauna of the Canal da Piracema followed the pattern for South America and the Paraná River, with a predominance of Characiformes and Siluriformes. The most representative families were Characidae, Anostomidae, Pimelodidae and Loricariidae. We captured 116 species (17 were long-distance migratory) during the period studied. Small-sized species were predominant in unstructured and structured littoral areas, especially Bryconamericus exodon and Apareiodon affinis.The most abundant species was Hypostomus spp. in lentic areas, followed by Iheringichthys labrosus. Hoplias aff. malabaricus predominated in deeper lentic areas. Long-distance migratory species were abundant in rapid waters; they were Prochilodus lineatus and Leporinus elongatus. The sharp reduction in the number of species, including migratory ones, is an indication that the Canal da Piracema is selecting the species that ascend it. Therefore, the search for information on the efficiency of the various fish passes present in the Canal da Piracema is fundamental, to facilitate upward movements of fish. If this is reached, this polemic fish pass has the potential to contribute to the conservation of fish stocks in Itaipu Reservoir and upstream stretches, because of the presence of spawning and development (nurseries) areas for migratory species.

O Canal da Piracema é considerado o maior sistema de transposição para peixes no mundo, com 10 km de extensão. A sua construção foi controversa, pois viabilizou a conexão entre duas províncias ictiofaunísticas distintas. Este trabalho buscou avaliar a ictiofauna presente no Canal da Piracema, a abundância e distribuição das espécies migradoras de longa distância ao longo deste sistema de transposição (indicação de seletividade). O Canal da Piracema mostrou-se difícil de ser amostrado, devido a sua elevada heterogeneidade ambiental: lagos artificiais, escadas e canais semi-naturais, sendo utilizados diversos aparelhos de pesca, adequados aos diversos biótopos (litoral não estruturado e estruturado, amostrados com redes de arrasto e pesca elétrica; lêntico, amostrado com redes de espera e espinhel (mais profundo); e águas rápidas, amostradas com tarrafas). A ictiofauna presente seguiu o padrão para a América do Sul e rio Paraná, com amplo domínio de Characiformes e Siluriformes, sendo Characidae, Anostomidae, Pimelodidade e Loricariidae as famílias mais representativas. Ao todo foram capturadas 116 espécies sendo que 17 eram migradoras de longas distâncias. Nas regiões litorâneas estruturadas e não estruturadas do Canal da Piracema, as capturas se restringiram às espécies de pequeno porte, sendo as mais representativas Bryconamericus exodon e Apareiodon affinis.Nas áreas lênticas houve predomínio de Hypostomus spp., seguidos de Iheringichthys labrosus. Nas áreas lênticas profundas a espécie mais capturada foi Hoplias aff. malabaricus. Nas áreas de águas rápidas houve maior captura de espécies migradoras de longa distância, sendo Prochilodus lineatus e Leporinus elongatus as mais capturadas. A redução acentuada, no sentido de jusante a montante, inclusive das migradoras, indica que o Canal da Piracema está sendo seletivo. Então, a busca de informações dos vários tipos de sistemas de transposição existentes ao longo do Canal da Piracema é fundamental para permitir a movimentação ascendente de peixes. Se isto for alcançado, este polêmico mecanismo de transposição tem potencial para contribuir para a conservação dos estoques de peixes no reservatório de Itaipu e segmento a montante, devido a presença de áreas de desova e crescimento necessários para as espécies migradoras.