Det finns inget säkert sätt att beräkna flödet. Olika ekvationer har tagits fram. Vi kom-mer här att följa rekommendationerna från Kamula (2001) för denilrännor. Flödet (Q) relateras till ett s k dimensionslöst flöde (Q*) enligt:
Q* = Q/(g × S × b2 × L3)0,5
Där g = 9,81 m/s2, S är lutning där 5 % uttrycks 0,05, b = fri öppning i slitsen och L = bassänglängd.
För en allmän denilränna kan man anta:
Q* = 1,0(y/L)1,5 där y = vattendjupet.
Exempel:
Antag att lutningen är 5 %, lamellöppningen är 0,25 m, bassänglängden 2 m. Då är Q* = Q/(9,81 × 0,05 × 0,25 × 0,25 × 2 × 2 × 2)0,5.
Q* = Q/0,50
Slitsen är 1,3 m hög, dvs. y är maximalt 1,3.
Q* = 1,0(1,3/2)1,5 = 0,577 dvs.
Q = 0,577 × 0,5 = 0,29 m3/s
alternativ
Katapodis (1992) rekommenderar hur man kan grovt kan beräkna det dimensionslösa flödet (Q*) i en denilränna utgående från lamellöppning (b) och vattennivå (y):
Q* = 0,94(y/b)2,0
Observera dock att han anger sambandet mellan flöde och dimensionslöst flöde som Q* = Q/(g × S × b5)0,5
Katapodis (1992) har angett mer precisa ekvationer för att beräkna det dimensionslösa flödet (Q*) och vattenhastighet (v) i denilrännor (nedan betecknade modell 2–6) utgående från hela rännans bredd (B), slitsbredden (b), lamellavstånd (L).
Design B/b L/b y/b-intervall Q v
Modell 2 1,58 0,715 0,5–5,8 0,94(y/b)2 0,76Q0,61 Modell 3 1,58 1,07 0,5–1,2 1,12(y/b)1,16
Modell 4 2 0,91 1–5 1,01(y/b)1,92 0,84Q0,58 Modell 5 2 1,82 1,3–4,6 1,35(y/b)1,57 0,67Q0,57 Modell 6 2 2,58 0,8–4,3 1,61(y/b)1,43 1,37Q0,25
typiska denilrännor brukar vara i interval-let 0,1–1 m3/s. Maximalt kan de vanligen hantera 2–3 m3/s. Denilrännorna designas ofta för en viss vattenföring vid vilken de fungerar optimalt. De blir därmed känsliga för variationer i vattenföringen och vanligt-vis måste man anordna speciella flödesreg-lerande utskov på ovansidan, t.ex. i form av en underströmningslucka.
Generellt kan man säga att fiskar under 25 cm har svårt att vandra genom denilrän-norna. De anläggs där man önskar säker-ställa vandring av lax och stor öring. Vid extremt låg vattenföring kan små fiskar passera då denilrännorna mer fungerar som kammartrappor.
Danska erfarenheter av denilrännor är inte positiva och rekommendationen är därför att de inte bör anläggas i danska vat-tendrag.
Figur 20. Denilränna vid Hovermo, Jämtland. Eftersom fallet är naturligt och svårpasserat ansågs denna ränna vara ett lämpligt alternativ för att i huvudsak endast få vandrande öring. Rännan är helt byggd i kärnfuru från området. Den nedersta sektionen kan lyftas ut inför vintern. Fallhöjd 4,4 m och längd 22 m på rännorna, exklusive vilobassänger. Detta ger en lutning på 20 %. Kostnad ca 800 000 kr, dvs. ca 180 000 kr per fallhöjdsmeter. Öring passerar trappan. Konstruktör &
Foto: Erik Sjölander, Fisk- och Vattenvård AB. Plats:
697560-142652, karta 18 E NO.
Figur 18. Denilränna i genomskärning. Notera hur lameller sitter i 45º vinkel mot botten. Lamellernas öppning bör vara minst 20 cm, helst 30 cm.
Figur 19. Flödet i denilrännor bestäms huvudsakligen av öppningen, kvoten y/b samt lutningen (Efter Sandell m.fl.
1994).
ålledare
När ålen kommer till Sveriges kust efter sin resa från Sargassohavet kommer en del ålar att stanna i våra kustvatten, medan andra vandrar upp i sötvatten för att tillväxa 10–25 år. Detta är företrädesvis honor. De uppvandrande ålynglen är från ca 6–35 cm och relativt dåliga simmare.
Uppvandringen sker främst vid vat-tentemperaturer över 15 ºC, dvs. främst juli-augusti.
Ofta klarar inte ål konventionella tek-niska fiskvägar. Däremot är de bra på att klättra (små ålar) och åla sig fram mellan skrymslen och sten. Speciellt där de kan få spjärn med kroppen. Ålen tog sig därför förr långt in i landet. Tidigare anlades ofta ål-ledare vid dammar för att underlätta ålens passage. Successivt med minskad
ålupp-Figur 21. Undersökningar av uppvandrande ål vid Hedefors, Säveån, visade att många missade ålledaren och istället lockades till dammen av spillvatten (Larsson 2006).
Där försökte de ta sig uppför 6 meter lodrät dammvall. Foto och undersökning Stefan Larsson, West waters.
ål (Anguilla anguilla)
Det finns flera arter av ål i oceanerna.
Här talar vi om den europeiska ålen. När ålens ägg kläcks i Sargassohavet har ållarven en resa på 7 000 km till våra kuster, något som tar 1–3 år och under-lättas av Golfströmmen.
Väl framme söker sig framför allt ho-norna upp i våra sötvatten, men idag är ca 80 % av uppväxtområdet blockerat av dammar. Uppväxten i sötvatten på 10–25 år kommer för kanske de flesta av de ut-vandrande ålarna, s.k. blankål, att sluta i en kraftverksturbin. Ovanpå det avstäng-da sötvattenlandskapet tillkommer seavstäng-dan fiske, miljögifter och klimatförändringar.
Ålen är idag rödlistad med beteckningen akut hotad.
material som vävts till ett tredimensionellt nät. Enkmat® med typbeteckningen 7020, ett 20 mm tjockt, grovt nät, placeras inuti långa plaströr (diameter 100–150 mm) eller täckta trärännor (200 × 200 mm) så att hindret överbyggs (Figur 22). Fibermat-torna kan läggas plant i en låda eller rullas i ett rör. Se till att det inte uppstår proppar med för tätt med material. Det är bra att planera inspektionsluckor i vandringsvägen så att den kan kontrolleras för igensättning med löv respektive allmän kondition. Det är också viktigt att ålledaren har vatten i hela sin sträckning.
Nedströms mynning bör placeras så att det är lätt att finna och inte ligger i alltför stark ström. Uppströms mynning placeras i lugnvatten så att ålen inte direkt spolas tillbaka.
Vi har idag dålig uppfattning om hur effektiva ålledarna är. Att hundratals ålar passerar innebär ju föga om tusentals miss-lyckas att finna och ta sig igenom passagen.
Generellt undersöks aldrig befintliga ålle-dares status, lockvatten eller funktion som ålledare. Det är viktigt att i den närmaste framtiden ta ett större ansvar för detta problem.
vandring har skötseln försummats och flera ålledare har tagits bort. Idag finns ett stort behov av att bygga nya ålledare och att res-taurera de gamla. Optimalt rivs självfallet dämmet eller så anläggs en naturlik fiskväg eftersom mindre ålar generellt inte vandrar i tekniska fiskvägar. Bygger man t.ex. ett omlöp kan en del av utrymmet reserveras för en ålledare.
Det är vanligt att samlokalisera ålle-dare och fiskväg (se Figur 23 nedan). Det är tveksamt om detta är riktigt eftersom ål undviker de starkaste strömmarna, medan laxfiskar kan söka sig till dem.
Det rekommenderas istället att flera ål-ledare anläggs på varje plats, och då utan-för det starkaste strömdraget. I Danmark ska det enligt lag finnas minst en ålledare vid hinder i vattendrag. Är vattendraget bredare än 3 m kan fiskeriinspektoratet bestämma att fler ålledare behövs.
Ålen har svårt att finna ålledarna efter-som det generellt släpps lite vatten genom dem. Om ålen undviker den starka ström-men och söker lockande svagare strömmar vid sidan av är det viktigt att dessa ström-mar kommer från ålledarna och inte utgör spillvatten från dammen (Larsson 2006).
Lockas ålen till spillvatten från dammen kan de försöka klättra uppför flera meter höga lodräta väggar, ibland lyckas det, tro-ligen sällan (Figur 21). Täta dammen eller led spillvattnet till ålledaren.
Ålledare är små rännor med ett begrän-sat vattenflöde där ålen kunnat klättra successivt uppåt på lämpliga strukturer.
Genom det ringa vattenflödet uppstår inga höga vattenhastigheter. Tidigare var substratet i stort sett piassavaborstar med spröten riktade uppåt. Andra, ännu äldre, alternativ var hönsnät eller liknande fyllt med ris. Idag finns modernare syntetmate-rial med lämplig yta. I Danmark, England och på senare tid i Sverige brukar man använda Enkamat®, ett konstgräs, som substrat i ålledare. Enkamat® används ofta som stabiliserande konstgräsmatta i sluttningar. I denna matta kan man så in växter så att slänterna successivt blir
”naturliga”. Enkamat® är en komposit av fiberförstärkt biologiskt nedbrytbart
5.7.4 utformning av mynning vid uppströmsvandring
Avgörande för de flesta fiskvägar är att-raktionskraften, dvs. utformningen av inlopp och de anpassningar som kan göras nedströms för att leda djur till inloppet.
Mynningen bör placeras strategiskt så att befintliga vandringsvägar i vattendra-get nedströms naturligt leder fram. Ofta föreligger en konkurrerande och ofta större dragningskraft från utflödet från dammen eller turbinerna. Det vatten som strömmar ur passagen, lockvattnet, bör riktas så att det mot den plats fisken vandrar eller sam-las nedför hindret. Det bör också strömma ut på lämpligt djup. Generellt kräver lax att det är ringa vinkel mellan lockvatten och huvudströmmen, medan t.ex. öring, som är anpassad att vandra upp i mindre vat-tendrag, kan vandra upp även i flöden som mynnar vinkelrätt mot huvudfåran. Vid omlöpet i Örebro (Figur 7) mynnar omlöpet i 90o vinkel mot huvudfåran, men ändå vandrar alla förekommande arter upp i det.
Mynningen ska ligga djupare än normallåg-vattenståndet (MLQ). De flesta uppströms-vandrande fiskar uppehåller sig relativt ytnära vid passage av hinder, från ytan och ned till ca 2 m vattendjup.
Vattenhastigheten på lockvattnet anses vara avgörande. Pavlov (1989) har efter försök fastställt att lockvattnets hastighet bör vara 60–80% av resp individs kri-tiska vattenhastighet (Avsnitt 5.7.2). För vuxen fisk innebär det hastigheter kring 0,7–1 m/s, men för mindre fisk (50–70 mm) bara 0,2 m/s. Så låga hastigheter kan dock uppnås i kanten och botten, medan lock-vattnets mittfåra vanligen uppvisar högre hastighet. För vuxen laxfisk är det lämpligt att vattenhastigheten i lockvattnet är högre än i huvudfåran. Detta visar vikten av att utforma mynningen så att en komplex, men ändå centrerad vattenström uppstår. Sam-tidigt inses att det är svårt att utforma en fiskväg som passar och lockar ”alla”.
Ju längre ut i fåran en koncentrerad vat-tenström når, desto bättre blir anlockningen (som nämnts kan det vara med undantag för ål som söker mindre flöden förbi hin-dret). Det är därför ofta bra att ”kanalisera”
flödet så att det inte sprids för mycket. Enk-last görs detta med större sten. I fiskvägar
av kammartyp strävar man efter dykande flöde (Figur 13), men i trappans mynning är det bättre med ett vågformigt flöde.
Detta kan ofta uppnås genom att göra sista tvärväggen något lägre i en kammartrappa, eller hellre ha en större överfallsöppning än vanligt. Beakta dock att sådana anpass-ningar kan öka anlockningen, men bli svåra att vandra igenom.
Uppströmsvandrande laxfiskar söker vanligen efter det högsta flödet, inom rim-liga gränser naturligtvis. Optimalt utgör lockvattnet 100 % av vattenflödet, men så är aldrig situationen. Som en nedre gräns har angetts att lockvattnet bör vara minst 1-5% av vattenflödet på platsen i större vat-tendrag (Larinier 1990). När lockvattnets andel är liten kan man artificiellt försöka att öka dess attraktionskraft genom att styra lockvattenströmmen mot huvudström-men, dels genom att rikta mynningen, dels genom att lägga stenar i vattnet som riktar strömmen. Vid dämmen med flera avtapp-ningsmöjligheter kan man se till att öppna luckorna närmast fiskvägen så att huvud-strömmen styrs mot fiskvägen (Figur 23).
På senare tid har en del fiskvägar an-lagts med extra utströmmande lockvatten som mynnar vid mynningen. Detta vatten leds i en kulvert under fiskvägen och kan mynna i botten eller i sidorna. Det förra
Figur 23. En fiskväg i form av en denilränna vid Aspens utlopp i Säveån, Västra Götalands län. Observera hur extra lockvatten från Aspendammen styrs mot fiskvägen.
Utanpå denilrännan sitter en ålledare av trä fäst. Ålen har inte samma krav på hög vattenström som laxfisk, varför ålledarens placering är tveksam. Plats: 640865-128450, karta 7 B SO.
är att föredra eftersom fisk oftast saknar tendens att försöka vandra ned i bottnen, dvs. risken att fisk avstannar i sin vandring är liten.
Extra lockvatten kan också fås genom att man från dammen släpper en klunk av höjd vattenföring. Detta får fisk att öka vandringen och resulterar ofta i ökad vandring genom fiskvägar vilket bl.a.
konstaterats i Mörrumsån. I kammartrap-pan vid Gullspångsälven (Figur 14) har det i miljödomstol fastslagits ett visst antal dagar under hösten då 5 m3/s ska släppas istället för normala 3 m3/s.
I större vattendrag kan mittströmmen vara så kraftig att fisk och andra djur enbart vandrar utefter den ena eller andra stranden. Ofta finner de då inte en fiskväg belägen vid andra stranden. I sådana lägen behövs två fiskvägar, t.ex. vid Lilla Edet i Göta älv. Det finns också tillfällen när en fiskväg kan behöva två ingångar, t.ex. för att underlätta för olika arter eller hantera stora vattennivåskillnader.
När fiskarna väl simmat igenom fisk-vägen är det också viktigt hur uppströms mynning är placerad och konstruerad.
Fiskar tenderar att vandra strandnära, men laxfiskar vandrar helst ej i lugnvat-ten. Mynningen bör således lokaliseras till lagom strandnära ström. Den får dock inte leda för nära dammutloppet eftersom det då finns risk att fisken vandrar/förs nedströms.
Mynningsdjupet bör vara samma djup som i fiskvägen.
I vissa fall kan det krävas att man med galler, fingrindar eller ledrist, leder fisken, på väg upp, bort från vattnet från turbiner-na. Eljest riskeras att fisken ansamlas där och inte hittar fiskvägen. Uppvandringen genom en denilränna ökade från 3–10%
av uppvandrande laxfisk till 25 % efter att en ledrist med 20 mm spjälavstånd instal-lerats i Gudenån i Danmark (Koed m.fl.
1996). Vi rekommenderar därför att grindar anläggs som leder fisk in mot fiskvägen vid behov och då med 20 mm spjälavstånd.
Tänk på att grindarna inte ska nå ned till botten för då hindras nedströmsvandrande djur.
Uppströms mynning bör normalt skyd-das av någon typ av anordning, läns, som styr undan grenar och bråte. Enklast är stockar med kedjor mellan sig som läggs som en sned linje framför mynningen.
5.7.5 underlättande av nedströmspassage
I Sverige har nedströmsvandring av fisk negligerats under många år. De medel som satsas på att få fisk att vandra förbi hinder för att leka och tillväxa uppströms förloras ofta på nedvägen.
Östergren & Rivinoja (2006) har visat hur utlekt havsöring i Pite- och Vindelälven omkom vid passage förbi kraftverk, förlus-terna var i ena älven hela 69 %. Ål i Ätran antas ha så stora förluster som 70 % av utvandrande ål i varje kraftverk (muntligen Ingemar Alenäs, Falkenbergs kommun).
Eftersom det är många kraftverk på vägen, blir det få ålar som återvänder för att leka.
Nedströmsvandrande fisk driftar i regel med vattenströmmen. Migrationen sker därför oftast i den starkaste ström-men (”fish go with the flow”). Det djup som fisken vandrar på är artspecifikt, men generellt kan sägas att fiskyngel och nedströmsvandrande ung laxfisk, s.k. smolt, ofta går ytligt och ål djupt. Ofta är ned-strömspassager anlagda ytligt, vilket kan medföra låg effektivitet för ål. Ålen kan då styras upp från botten mot utloppet med fingrindar. Alternativt anordnas djupt be-lägna utskov, bottenluckor, för ålpassage.
Det är inte svårt att ordna nedströms-vandring om man antingen kan styra större delen av flödet till en utvandringskanal, alternativt att man med olika styranord-ningar (fingaller, fingrindar) leder fisken till utloppsanordningen. Det är inte svårt, men sällan genomfört.
För att nyttja dessa passager måste fisken styras bort från turbinernas vat-tenintag genom fingrindar (gallerridåer) eller andra konstruktioner. Eftersom fingrindarna bromsar vattenflödet minskar vattenkraftanläggningens effekt och därför har man med stöd av lagstiftningen tyvärr kunnat ta bort fingrindarna. Utomlands finns en stor kunskap om hur olika typer av fingrindar och galler kan användas för att styra bort fisk från turbiner till nedströms-passager (DWA 2005). I princip kan sägas att det alltid är tekniskt möjligt att styra undan fisken, problemet ligger i skötsel av anläggningen och kraftförluster. Med bra designade system skulle förlusterna av fisk kunna nedbringas drastiskt.
Utvandrande laxfisksmolt driftar/sim-mar i största vattenströmmen nära ytan.
De kan ledas bort från intaget med fysiska spärrar, t.ex. genom att man har nät eller fingrindar (enkla galler). De flesta fiskar reagerar på fingrindar genom att undvika dem, de håller ett visst avstånd till an-ordningen. Ålar däremot brukar kollidera med fingallret, sedan försöker de vända uppströms mot strömmen för att komma undan. Är vattenströmmen för stark
(>0,5 m/s) trycks ålen fast mot gallret (DWA 2005). Risken för skador av ett galler ökar med vattenhastigheten och gallrets oriente-ring. Ju mer tvärs strömmen gallret ställs desto fler fiskar skadas. De flesta styranord-ningar används därför i olika vinklar mot vattenströmmen.
Vedertaget i Sverige har varit att kräva ett galleravstånd på 20 mm i fingrindar, vilket är för stort för att hindra att mindre (1-åriga) smolt kommer igenom (sådana smolt uppträder i södra Sverige). Om öpp-ningarna i gallren är 6 mm så brukar inte ens unga smolt komma in i intaget (Aare-strup & Koed 2003). Ska man undvika att annan småfisk kommer in, t.ex. ung benlöja eller laxfiskungar kortare än 60 mm, måste
Figur 24. Fingrindar vid Vestberge kraftverk i Gudenån, Danmark. Grindarna rensas med robot, vilken syns på fotot. Konstruktionen med fingrinden tvärs vattendraget och så nära intaget till turbinerna medför stor risk att fiskar fastnar mot gallret. Denna typ av fingrindar används ofta främst för att hindra skräp från att komma ned i turbinerna. Speciellt Francis-turbiner är känsliga för skräp.
fingrindarna vara mycket täta, 2,5 mm, vilket är orealistiskt annat än under korta perioder i mindre vattendrag. Det finns vedertagna och publicerade metoder för att bedöma vilka fiskstorlekar som passerar eller inte passerar olika typer av galler eller nätmaskor (DWA 2005). För svenska förhållanden rekommenderas i vatten med naturvärden fingrindar på 15 (maximalt 20) mm.Nackdelen är givetvis att fingrindarna minskar effekten i kraftverket och att de ständigt sätter igen med skräp. Använd län-sar, därutöver får man antingen ha manuell tillsyn eller rensningsrobotar. När tillsynen är manuell brukar man behöva luta grin-darna i horisontalplanet till 15–30 grader, vilket ytterligare ökar fallförlusterna.