Is fish passage technology saving fish resources in the lower La Plata River basin?

Over 450 dams have been constructed in the upper Paraná River basin in Brazil during the past 40 years. River regulation by these dams is considered a primary factor in the reduction of fish diversity and depletion of migratory species. In contrast to the upper Paraná Basin, only two large dams (both with upstream fish passage) have been constructed in the lower La Plata River basin. Fishery managers in the lower basin are concerned that existing and planned dams will further deplete populations of migratory fish species that constitute important recreational and commercial fisheries as has occurred in the upper basin. We assessed the sustainability of fisheries in the lower basin in the face of increased river regulation by using literature information to describe the efficiency of the fish passage systems used to mitigate river regulation impacts on fisheries. Our analysis shows that fish passage systems at both lower basin dams, Yacyreta and Salto Grande, fail to transfer sufficient numbers of upstream migrants to sustain populations of migratory species. Fish passage efficiency of target species in the fish elevators at Yacyreta is less than 2 percent. Fish diversity in the fish elevators is low because about 85 percent of the fish belong to only three non-migratory species (Pimelodus maculatus, Oxydoras kneri and Rhinodoras dorbignyi). Large migratory species targeted for passage rarely comprise even 5 percent of the fish number in the passage system. The two Borland locks at Salto Grande Dam cannot dependably pass large numbers of migratory species because passage efficiency is dependent upon interactions of powerhouse and spillway operation with tailrace elevations. Most species in the Borland system were either a small catfish (Parapimelodus valenciennis) or a engraulid (Lycengraulis grossidens). Again, the targeted migratory species were not abundant in the passage system. We conclude that existing fish passage technology in...

Mais de 450 barragens foram construídas no alto rio Paraná, Brasil, nos últimos 40 anos. A regulação dos rios por barragens é considerada um dos fatores primários de redução da diversidade de peixes e depleção de espécies migratórias. Em contraste, somente duas grandes barragens foram construídas nos trechos mais inferiores da bacia do rio da Prata. No momento, há uma grande preocupação acerca do impacto dos represamentos sobre espécies que se constituem a base da pesca comercial e esportiva na bacia. Este artigo aborda o desempenho das passagens de peixes das barragens de Yacyreta e Salto Grande, monstrando que as mesmas falham na transferência de grandes quantidades de espécies migratórias para os trechos a montante. A barragem de Yacyreta tem dois elevadores com problemas importantes de projeto. Como resultado, a eficiência na passagem das espécies-alvo é menor do que 2 por cento. A diversidade das espécies transferidas é baixa, uma vez que 85 por cento dos espécimes dominantes nos elevadores foram representadas por uma espécie de Pimelodidae (Pimelodus maculatus) e duas de Doradidae (Oxydoras kneri e Rhinodoras dorbignyi). A passagem de grandes espécies alvo migratórias raramente compreende até 5 por cento do número de peixes no sistema de passagem. A barragem de Salto Grande tem duas passagens do tipo eclusas de Borland linstaladas, cuja performance varia consideravelmente dependendo da operação da casa de força e dos vertedouros, bem como da elevação de nível no canal de fuga. A maioria dos espécimes que passam pertencem a uma pequena espécie de Pimelodidae (Parapimelodus valenciennis) e a uma espécie de Engraulidae (Lycengraulis grossidens). Um novo direcionamento no desenho de passagens de peixes é necessário para a preservação das espécies migratórias em rios Sul Americanos. Informações integradas de geomorfologia (habitat), atratores de natureza hidrodinâmica detectável pelos peixes para selecionar as rotas de migração ascendentes...

Can north american fish passage tools work for South american migratory fishes?

In North America, the Numerical Fish Surrogate (NFS) is used to design fish bypass systems for emigrating juvenile salmon as they migrate from hatchery outfalls and rearing habitats to adult habitat in the oceans. The NFS is constructed of three linked modules: 1) a computational fluid dynamics model describes the complex flow fields upstream of dams at a scale sufficiently resolved to analyze, understand and forecast fish movement, 2) a particle tracking model interpolates hydraulic information from the fixed nodes of the computational fluid model mesh to multiple locations relevant to migrating fish, and 3) a behavior model simulates the cognition and behavior of individual fish in response to the fluid dynamics predicted by the computational fluid dynamics model. These three modules together create a virtual reality where virtual fish exhibit realistic dam approach behaviors and can be counted at dam exits in ways similar to the real world. Once calibrated and validated with measured fish movement and passage data, the NFS can accurately predict fish passage proportions with sufficient precision to allow engineers to select one optimum alternative from among many competing structural or operational bypass alternatives. Although South American fish species are different from North American species, it is likely that the basic computational architecture and numerical methods of the NFS can be used for fish conservation in South America. Consequently, the extensive investment made in the creation of the NFS need not be duplicated in South America. However, its use in South America will require that the behavioral response of the continent's unique fishes to hydrodynamic cues must be described, codified and tested before the NFS can be used to conserve fishes by helping design efficient South American bypass systems. To this end, we identify studies that could be used to describe the movement behavior of South American fishes of sufficient...

Na América do Norte, o Numerical Fish Surrogate (NFS) é utilizado no projeto de sistemas de transposição de juvenis de salmão em seus deslocamentos dos habitats de desova e desenvolvimento inicial para o de adultos, no oceano. O NFS é estruturado em três módulos interconectados: 1) um modelo computacional de dinâmica de fluidos (CFD) que descreve o complexo escoamento acima da barragem em uma escala suficientemente apropriada para analisar, entender e prever os movimentos dos peixes, 2) um modelo de rastreamento de partículas que interpola informações hidráulicas dos nós da malha do modelo computacional para localizações múltiplas relevantes ao peixe em migração, 3) um modelo comportamental que simula o conhecimento e o comportamento de cada peixe em resposta à dinâmica do escoamento predita pelo modelo computacional. Esses três módulos juntos criam uma realidade virtual onde peixes virtuais exibem um comportamento realístico de aproximação da barragem e podem ser contados de uma forma similar a do mundo real. Uma vez calibrado e validado com medições do movimento dos peixes e dados de passagem, o NFS pode predizer acuradamente a proporção de passagem de peixes, com suficiente precisão para permitir que engenheiros selecionem uma alternativa ótima dentre as várias opções estruturais e operacionais. Embora as espécies de peixes Sul Americanas sejam diferentes das espécies da América do Norte, é provável que a arquitetura computacional básica e os métodos numéricos do NFS possam ser usados para a conservação de peixes na América do Sul. Consequentemente, o grande investimento feito na criação do NFS não precisa ser repetido na América do Sul. Contudo, seu uso na América do Sul exigirá que a resposta comportamental dessa fauna aos sinais hidrodinâmicos seja descrita, codificada e testada antes que o NFS possa ser usado na conservação de peixes pelo seu emprego na projeção de sistemas de transposição eficientes. Nesse contexto, o presente...