1 „Przepławki dla ryb – przesada czy konieczność?”2008 LIFE presentation

2 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzeki2008 LIFE presentation

3 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiZagospodarowanie dolin rzecznych, melioracje rolne, zabudowa hydrotechniczna, regulacja rzek i zakłócanie wielkości przepływu doprowadziły do przekształceń środowiska wodnego i głębokich zmian w strukturze i liczebności zespołów ryb. Aby przeciwdziałać i ograniczać negatywne skutki tych zjawisk Unia Europejska podjęła działania stworzenia nowej, wspólnej polityki wodnej mającej służyć poprawie jakości ekologicznej wód powierzchniowych. 2008 LIFE presentation

4 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiDyrektywa 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2000 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej, zwana Ramową Dyrektywą Wodną, nakłada na państwa członkowskie Unii Europejskiej szereg zobowiązań i szczegółowych zaleceń odnośnie klasyfikacji środowisk wodnych oraz zasad i kryteriów oceny ich stanu ekologicznego. 2008 LIFE presentation

5 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiOcenie stanu ekologicznego wód powierzchniowych, oprócz elementów hydromorfologicznych, podlegają także elementy biologiczne, takie jak: fitoplankton, makrofity, bezkręgowce denne, i ryby. 2008 LIFE presentation

6 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiZespoły ichtiofauny stanowią cenny element biologicznej oceny stanu i potencjału ekologicznego wód. Ryby występują w większości zbiorników wodnych, ich cykle życiowe i wymagania ekologiczne są dość dobrze poznane, zajmują zróżnicowane środowiska i poziomy troficzne. Zainteresowanie rybami dyktuje potrzebę zachowania i ochrony środowisk wodnych, jak i przywrócenia ich dobrego stanu ekologicznego. 2008 LIFE presentation

7 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiPodobnie jak dla ryb, dla części makrobezkręgowców wędrówki są koniecznością. Znoszenie większości organizmów w dół rzeki, jest uznawane za naturalny i stały element ich biologii. Dryfują także organizmy fitobentosu oraz fragmenty makrofitów. Rzeczny fitoplankton jest w swej definicji zbiorowiskiem rozwijającym się w bezustannym spływaniu w dół rzeki, dlatego jest on charakterystyczny wyłącznie dla większych rzek, tak zwanych rzek planktonogennych. 2008 LIFE presentation

8 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiPonieważ organizmy z różnym nasileniem sezonowym i dobowych bezustannie są znoszone w dół rzeki, w górze powinno się obserwować zmniejszenie ich liczebności i wypadanie ze składu zespołu taksonów najobfitszych w dryfie. Takich obserwacji jest jednak bardzo mało, większość badaczy odnotowała, że mimo bezustannego spływania w dół rzeki w górze liczebność i skład gatunkowy poszczególnych elementów biologicznych jest w dłuższym okresie w przybliżeniu stała, chyba że zdecydowanie zmienią się warunki abiotyczne (np. rzeka zostanie wyregulowana, zanieczyszczona itp.). 2008 LIFE presentation

9 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiW miarę posuwania się w dół biegu rzeki, obserwowane są zmiany dokonujące się w jej ekosystemie. Następuje: spowolnienie szybkości prądu, wzrasta temperatura wody, zmniejsza się jej przezroczystości. 2008 LIFE presentation

10 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiZnajduje to odbicie w strukturze zespołów ichtiofauny zasiedlającej poszczególne odcinki rzeki. Na bazie podziału na krainy rybne, wzbogacając informacje o charakterystykę takich parametrów jak: szybkość prądu, temperatura wody i zakres jej wahań, natlenienie, charakter dna, porost roślin wodnych oraz baza pokarmowa, opracowano metodę bonitacji wartości rybackiej wód płynących. 2008 LIFE presentation

11 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiZgodnie z teorią ekologicznej ciągłości rzeki (tzw. river continuum), rzeka jest jednym ekosystemem, rozciągającym się wzdłuż jej całego biegu, w którym ulegają stopniowym zmianom warunki fizyczne i żyzność, co z kolej pociąga za sobą przekształcenia struktury gatunkowej zespołów flory i fauny. 2008 LIFE presentation

12 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiZmiany warunków środowiskowych następują łagodnie (stopniowo), wraz z biegiem rzecznego koryta i towarzyszy im stopniowe przekształcanie struktury gatunkowej zespołu ichtiofauny. Całokształt oddziaływania abiotycznych oraz biotycznych czynników środowiska, znajduje bowiem odbicie w strukturze i liczbie gatunków ryb tworzących jej zespół. 2008 LIFE presentation

13 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiU podstaw tego zjawiska leży fakt, że możliwości występowania gatunku ograniczane są w przestrzeni przez warunki abiotyczne a w związku z tym dany gatunek nie występuje we wszystkich typach siedlisk. Zależność ta wewnątrz gatunku uwidacznia się także w odniesieniu do jego różnych stadiów rozwojowych, znacznie różniących się wymaganiami siedliskowymi w określonych fazach życia. 2008 LIFE presentation

14 Ocena potrzeb zachowania ciągłości morfologicznej rzekiZrozumiałym w tym momencie staje się zjawisko podejmowania przez ryby, w określonych porach roku regularnych wędrówek, służących dotarciu do siedlisk zapewniających optymalne warunki realizacji poszczególnych faz cyklu życiowego. Warunkiem dotarcia do tych siedlisk jest zachowanie drożności migracyjnej koryta rzeki. 2008 LIFE presentation

15 Rys. Schemat prowadzenia oceny elementu opisującego ciągłość ekologiczną rzeki / potoku.Prostokąty z czerwoną obwódką oznaczają bariery o wysokości powyżej 1 m całkowicie blokujące migrację wszystkich gatunków ryb, prostokąty z żółtą obwódką oznaczają bariery 0,3-1,0 m ograniczające migrację większości gatunków ryb prostokąty z zieloną obwódką oznaczają bariery poniżej 0,3 m utrudniające migrację ryb. 2008 LIFE presentation

16 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacji2008 LIFE presentation

17 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiWędrówki i przemieszczanie się wodnych organizmów, będące wyrazem realizacji ich życiowych funkcji, stanowiły i stanowią przedmiot szeroko rozwiniętych badań naukowych zmierzających do poznania biologicznych uwarunkowań funkcjonowania ekosystemów wodnych. Ruchliwość ryb brana jest w nich pod uwagę nie tylko jako jeden z ważniejszych elementów gospodarki rybacko- wędkarskiej, lecz przede wszystkim jako element ich ekologii. Nieliczne są gatunki o mało ruchliwym trybie życia, bytujące jedynie na wąskim, izolowanym obszarze. 2008 LIFE presentation

18 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiOgromna większość ryb odbywa bliższe lub dalsze wędrówki, odgrywające w realizacji ich cyklu życiowego niezwykle istotną rolę. Za jedną z najważniejszych przyczyn tych zachowań uważa się powszechnie potrzebę odbycia tarła, jednak faktycznie posiadają one znacznie szersze znaczenie. Dokonując klasyfikacji wędrówek ryb można je ogólnie podzielić na bierne i czynne. 2008 LIFE presentation

19 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiW wędrówkach biernych do przemieszczania wykorzystywany jest prąd wody i dotyczą one głównie stadiów młodocianych takich jak np. ikra i wylęg miętusa, ciosy, czy węgorza (Balon i Havlena 1964, Gorbać 1972, Koncevaja 1972, Schmidt 1923). W ten sam sposób, w trakcie żerowania, porywany i znoszony jest w dół rzeki np. wylęg strzebli potokowej, głowacza i śliza (Bless 1985, 1990, 1992). 2008 LIFE presentation

20 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiWędrówki czynne różnią się od wędrówek biernych tym, że ryby pod wpływem bodźców wewnętrznych, przy określonych warunkach środowiska, przemieszczają się samodzielnie przeciw prądowi lub z prądem wody (Bartel i Bontemps 1989, Bontemps 1969). 2008 LIFE presentation

21 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiW trakcie wędrówek ryby: mogą się grupować i wówczas mamy do czynienia z wędrówkami koncentrującymi, bądź też rozpraszać, a wówczas są to wędrówki dyspersyjne (Bless 1992, Bontemps 1969, Penczalska , Pliszka 1951, Steinmann i in. 1937, Sulimov i Chizinskaja 1977). 2008 LIFE presentation

22 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiNajbardziej znanymi wędrówkami koncentrującymi są ciągi tarłowe łososi i węgorzy. Należą do nich również masowe ciągi wstępujących do rzek młodych węgorzy (Opuszyński 1979 za Bertin'em 1956, Sobocki 1997), a także migracje niektórych ryb (np. leszcz, płoć, jaz, sum), poszukujących dogodnych miejsc rozrodu czy zimowania (Brylińska i Bryliński 1970, Schiemer 1985). Liczne koncentracje tarłowe obserwowane są nawet u drobnych gatunków, takich jak ciernik, czy minóg strumieniowy (Kónig 1969). 2008 LIFE presentation

23 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiSwoiste, niezwykle istotne znaczenie dla rzecznej ichtiofauny, posiadają wędrówki kompensacyjne oraz losowe. Podejmowane są one w następstwie: nagłych przyborów porywających ryby z prądem wody w dół rzeki, lub pogorszenia się warunków środowiskowych w stopniu zagrażającym życiu ryb. Mogą być nimi przeciągające się zmętnienie wody i brak pokarmu (Tesch 1983), jej niskie stany (Bayley i Osborne 1993), bądź zanieczyszczenia (Przybylski ). 2008 LIFE presentation

24 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiRyby masowo opuszczają wówczas zagrożony rejon, dążąc do czystych odcinków rzek lub wstępując do dopływów. Dopiero po ustąpieniu zagrożenia powracają do miejsc pierwotnego bytowania. Przytoczone przykłady wskazują w świetle doświadczalnie wykazanego metodą znakowania zjawiska powracania ryb do miejsc ich złowienia (Kołder 1965, Nabiałek 1984), że migracje stanowią naturalny mechanizm zabezpieczający populacje ryb przed wyginięciem na zasiedlanym obszarze. 2008 LIFE presentation

25 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiTemu celowi oraz rozszerzaniu zasięgu występowania gatunku służą także wędrówki dyspersyjne (np. wzrostowe, pokarmowe). Podejmowane są one w poszukiwaniu pokarmu, bądź nowych siedlisk, gdy dotychczasowe ze względu na zwiększające się rozmiary ryb lub wzrastającą liczebność ich populacji stają się zbyt ciasne. 2008 LIFE presentation

26 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiZjawisko zajmowania przez napływające z rzeki ryby siedlisk w nowo utworzonych zbiornikach zaporowych może być przyczyną: znacznej zwyżki wydajności rybackiej w pierwszych latach po utworzeniu tych akwenów (Backiel i in. 1956), jak również po zdarzających się kataklizmach ekologicznych (Wiśniewolski 2000a). 2008 LIFE presentation

27 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiDzięki temu możliwe jest także ponowne zasiedlanie zdegradowanych rzek, przez szczątkowe populacje ichtiofauny, które zachowały się wyspowo w niezanieczyszczonych odcinkach rzek lub ich dopływów (Bless 1985, Penczak i in. 2000). Ryby rozpraszają się na znacznym obszarze wędrując indywidualnie, jak również w większych skupieniach. W wodach słodkich wędrówki te nie są na ogół zbyt odległe choć bywa i tak, że gatunki uważane powszechnie za osiadłe przemieszczają się wiele dziesiątków kilometrów (Bontemps 1966, Pliszka 1951, Steinmann i in. 1937). 2008 LIFE presentation

28 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiPomimo istniejącej klasyfikacji wędrówek nie zawsze można jednoznacznie określić wywołującą je przyczynę. Często nie są to tylko względy rozrodu, czy poszukiwania pokarmu, bowiem na tarliskach obserwowano osobniki jeszcze niedojrzałe płciowo, zaś na żerowiskach część ryb miała puste żołądki (Pliszka 1951). Okresem szczególnego nasilenia wędrówek jest wiosna, zaś w przypadku ryb łososiowatych jesień, kiedy to ryby przemieszczają się w górę cieku, powracając następnie w jego niższe partie. 2008 LIFE presentation

29 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiWędrują duże i małe gatunki ryb. W rzekach niemieckich na odległość do 300 km przemieszczało się 23,7% znakowanych brzan, podczas gdy reszta z nich podejmowała krótkie, lokalne wędrówki. Podobnie świnki w 22% podejmowały wędrówkę na odległość km (Steinmann i in. 1937). Leszcze znakowane w Bugu, w latach 1964—1965, łowione były w Narwi i Zbiorniku Zegrzyńskim, a także w Wiśle około 80 km od miejsca znakowania (Bontemps 1966). 2008 LIFE presentation

30 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiWpuszczane do Zbiornika Zegrzyńskiego tołpygi w 42% były łowione poza zbiornikiem, w Narwi, Bugu i Wiśle, natomiast spośród wpuszczonych do tego zbiornika karpi, poza nim odłowiono tylko 0,6% znakowanych ryb. Rekordzista złowiony jednak został w Wiśle koło Kiezmarka, niedaleko ujścia tej rzeki do Bałtyku (Wiśniewolski 1996). W syberyjskiej rzece Ob szczupaki oraz jazie migrowały z różnych powodów na odległość km (Szmidt 1950). 2008 LIFE presentation

31 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiWśród małych gatunków ryb przemieszczanie na odległość kilkunastu kilometrów obserwowano między innymi u ciernika i głowacza białopłetwego (Kónig 1969, Bless 1990). 2008 LIFE presentation

32 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiJednakże nie tylko ryby podejmują migracje. Gebler (1991) donosi za Meijering'iem o masowej migracji kiełży w łąkowym strumieniu, natomiast w potokach Szwecji tego typu migracje obserwowano w odniesieniu do larw jętek (Olsson i Soderstrom 1978, Williams 1977). Tak więc odbywanie wędrówek jest koniecznością życiową nie tylko w odniesieniu do ichtiofauny rzecznej, lecz również innych przedstawicieli fauny zasiedlającej te ekosystemy wodne. 2008 LIFE presentation

33 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiCo do kierunku, wędrówki można podzielić według Meeka (1916) na: anadromiczne wędrówki ryb ciągnących z: morza do rzek, przybywających z głębin ku brzegom albo z dolnego do górnego brzegu rzeki. katadromiczne wędrówki ryb przepływających w dół rzeki, z rzeki do morza albo od brzegów do głębin. Inni autorzy starali się opracować nie tyle system wędrówek ile klasyfikację biologiczną ryb w ogóle. 2008 LIFE presentation

34 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiJeszcze Kessler (1877) podzielił ryby według ich trybu życia i miejsca bytowania na grupy następujące: morskie wędrujące tylko w morzu i zbliżające się z głębin ku brzegom; ryby wód słonawych bytujące i wędrujące w słonawej wodzie zatok, jezior oraz ujść rzecznych; różnowodne zdolne do życia w słodkiej, słonawej i nawet słonej wodzie; wędrowne bytujące w morzu lub wodach słonawych i odbywające ciąg do rzek celem rozrodu; pół wędrowne spędzające część swego życia w wodach słonawych, ale zdolne również do życia w wodach słodkich i trące się tylko w wodach słodkich; słodkowodne bytujące jedynie w słodkiej wodzie rzek i jezior. 2008 LIFE presentation

35 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiInny schemat dzieli ryby przede wszystkim według miejsca bytowania, następnie zaś według ich wędrówek z jednego środowiska do drugiego i zdolności ich do gromadzenia się w ławice. 2008 LIFE presentation

36 RYBY MORSKIE Ryby pelagiczne, bytujące w toni wodnej Ryby przydenneŁawicowe, wędrujące dużymi gromadami Czasowo ławicowe, gromadzące się w ławice okresowo Bytujące w rozproszeniu Ryby przydenne Ławicowe Wędrujące Osiadłe 2008 LIFE presentation

37 RYBY WĘDROWNE Troficznie morskie, spędzające życie w wodach morskichPelagiczne Generatywnie słonowodne, rozmnażające się w określonych rejonach morza Generatywnie słodkowodne, rozradzające się w wodzie słodkiej bieżącej (reofilne) lub stojącej (stagnofilne) Przydenne Generatywnie słodkowodne stagnofilne Generatywnie słodkowodne reofilne Troficznie słonowodne, ale generatywnie morskie Troficznie słodkowodne, ale generatywnie morskie 2008 LIFE presentation

38 RYBY PÓŁWĘDROWNE — PRZYUJŚCIOWEGeneratywnie reofilne Generatywnie stagnofilne 2008 LIFE presentation

39 RYBY SŁODKOWODNE Ryby wód bieżących (rzeczne lub reofilne)Generatywnie reofilne Generatywnie stagnofilne Ryby wód stojących (jeziorne) Pelagiczne Generatywnie jeziorne Generatywnie rzeczne Przydenne Ryby różnych typów wód słodkich, spędzające życie w wodzie stojącej czy bieżącej i przechodzące z jednej do drugiej 2008 LIFE presentation

40 W stosunku do ryb morskich należałoby tylko nieco uzupełnić go, wydzielając odrębnągrupę ryb głębokowodnych (dennych i batypelagicznych) grupę ryb półgłębokowodnych, zamieszkujących wody batialne. 2008 LIFE presentation

41 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiZasięg wędrówki jest zróżnicowany. Małe gatunki ryb przemieszczają się na odległość kilkunastu kilometrów, co obserwowano między innymi u ciernika i głowacza białopłetwego (Konig 1969, Bless 1990). Gatunki większe migrować mogą na odległość kilkudziesięciu kilometrów (Bontemps 1966, Pliszka 1951), jednak zasięg wędrówki sięgać może także kilkuset kilometrów (Szmidt 1950, Wiśniewolski 1992). 2008 LIFE presentation

42 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiObserwowana ruchliwość migracyjna ichtiofauny rzecznej wynika z faktu, że wymagania poszczególnych gatunków ryb znacznie różnią się pod względem warunków żerowania ryb dorosłych, zimowania, miejsc tarła oraz wychowu młodzieży. 2008 LIFE presentation

43 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiSpecyficzną, wrażliwą pod tym względem grupę stanowią prądolubne (reofilne) gatunki litofilne. Wymagają, bowiem one dostępu w celach rozrodu do odcinków rzeki o żwirowym lub kamienistym podłożu obmywanym wartkim nurtem dobrze natlenionej wody (Opuszyński 1983). Podobnie wysoką wrażliwością na zmianę warunków środowiskowych charakteryzują się gatunki, których powodzenie rozrodu uzależnione jest od wędrówki na zalane wodami przyboru rzeki obszary, znajdujące się poza jej korytem. 2008 LIFE presentation

44 Migracje ryb, jako warunek zachowania gatunków i ich lokalnych populacjiGatunkiem szczególnie zależnym od zachowania regularnego wylewu poza koryto rzeki jest w naszej ichtiofaunie szczupak. W mniejszym stopniu odnosi się to także do suma, płoci i innych karpiowatych. 2008 LIFE presentation

45 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji ryb2008 LIFE presentation

46 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybAntropogeniczne zmiany – głównie: zanieczyszczenia, przegradzanie rzek (zapory, jazy, stopnie wodne, zbiorniki zaporowe), pobór kruszywa z koryta, nadmierny wyrąb lasów, pobór wody do celów rolniczych i niekontrolowana eksploatacja (Wiśniewolski 1987, 1992, 2002) jakie odnotowano w ekosystemach Polskich wód płynących w okresie ostatnich kilkudziesięciu lat spowodowały szybkie przekształcenie struktury rodzimej ichtiofauny. 2008 LIFE presentation

47 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybNiektóre gatunki wyginęły na terytorium Polski, a kilkanaście dalszych gatunków ryb i minogów zostało umieszczonych w kategoriach najwyższych zagrożeń (Kotusz i in. 2001, Witkowski 2001, Witkowski i in. 1999, 2003). Obok naturalnych uwarunkowań środowiskowych, wynikających z fizjograficznego położenia oraz naturalnego wpływu czynników abiotycznych i biotycznych, współcześnie ogromnego znaczenia dla możliwości bytowania ryb w ekosystemach rzecznych nabrały zamierzone i niezamierzone antropogeniczne ingerencje (Wiśniewolski 2002). 2008 LIFE presentation

48 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybJak już wspomniano o kształcie zespołów ichtiofauny zasiedlającej rzeki decyduje oddziaływanie wielu różnorodnych czynników, jednakże w skali wielolecia szczególnie drastyczne w skutkach okazuje się jednak przegradzanie rzek, przerywające ekologiczną ciągłość tych ekosystemów (Backiel 1993, Bartel 2002, Wiśniewolski 1985, 1992). 2008 LIFE presentation

49 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybNegatywne skutki jakie w odniesieniu do ichtiofauny rzecznej niosą przegradzanie rzek i ich regulacja, wynikają z ruchliwości tej grupy zwierząt wykorzystujących różne siedliska ekosystemu rzeki do realizacji poszczególnych faz swego cyklu życiowego: w innym miejscu odbywa się rozród, w innym żeruje narybek i dorastająca młodzież, jeszcze indziej ryby dorosłe. 2008 LIFE presentation

50 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybPodobnie różne są miejsca zimowania poszczególnych pokoleń. Przegradzające koryta rzeczne jazy, zapory i stopnie wodne sprawiają, że w spiętrzonym odcinku rzeki zachodzą w wodzie procesy fizyko-chemiczne i biologiczne, wpływające na zmianę warunków bytowania ryb, co wyrażane jest przekształceniem struktury gatunkowej ichtiofauny (Holčik 1966, Vostradovský i Tichý 1999, Wundsch 1949). 2008 LIFE presentation

51 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybReofilne gatunki rzeczne (np. pstrąg potokowy, lipień, brzana, świnka, kleń, jelec, boleń, jaź), ustępują a ich miejsce zajmują ryby typowe dla wód wolno płynących i stojących (leszcz, płoć, krąp, okoń i inne), które mogą nawet w pewnych sytuacjach opanowywać rzekę powyżej zalewu i konkurować z rodzimymi gatunkami ryb reofilnych (Starmach 1994, Wajdowicz 1964, Wiśniewolski 1995). 2008 LIFE presentation

52 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybNajważniejszym jest jednak fakt, że budowla dzieli rzekę utrudniając lub wręcz uniemożliwiając rybom i innym organizmom swobodną migrację wzdłuż jej koryta. prowadzi to do ograniczenia liczebności, zaś w skrajnych przypadkach nawet do wyginięcia całych populacji, gdy odcięte zostaną położone powyżej przegrody tarliska (Backiel , Bauch 1958, König 1969, Nolte 1968, Wiśniewolski , 1992a). 2008 LIFE presentation

53 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybGatunkami wrażliwymi na brak ciągłości morfologicznej są ryby diadromiczne: anadromiczne (minóg morski, minóg rzeczny, jesiotr bałtycki, aloza, parposz, certa, łosoś i troć oraz wędrowna forma siei) oraz katadromiczne (węgorz). Wrażliwe na brak ciągłości morfologicznej są także gatunki potamodromiczne: odbywające długie wędrówki (głowacica, jaź, brzana, boleń, świnka) te, które żyją w średnich i dużych rzekach albo w jeziorach, a na tarło wędrują do dopływów o charakterze potoków (powierzchnia zlewni km2) lub małych rzek (powierzchnia zlewni km2) – troć jeziorowa, pstrąg potokowy, lipień. 2008 LIFE presentation

54 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybOgraniczająco na możliwości migrowania ryb oddziałują nie tylko tak duże piętrzenia jak to na Wiśle we Włocławku. W odniesieniu do większości gatunków ryb rzecznych, przeszkodą nie do pokonania stają się już piętrzenia o wysokości kilkudziesięciu centymetrów (Gebler 1991, Jens et al. 1997, Jungwirth i Pelikan 1989). 2008 LIFE presentation

55 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybDecydują o tym możliwości poszczególnych gatunków ryb przeciwstawiania się sile prądu wody oraz pokonywania przeszkody skokiem. Dla małych ryb nie do pokonania okazują się nawet jednolite progi betonowe o wysokości cm (Bless 1985, König ). Podobną przeszkodą stają się również biegnące z dużym spadkiem gładkościenne przepusty rurowe (Gebler 1991, König 1969). 2008 LIFE presentation

56 stan niezadowalający (U1)Elementy oceny podłużnej i poprzecznej ciągłości ekologicznej rzeki wpływające na końcowy wynik oceny hydromorfologicznej Gatunki ryb Ocena stan właściwy (FV) stan niezadowalający (U1) stan zły (U2) Aspius aspius Barbus barbus Barbus meridionalis na odcinku >50km w obrębie stanowiska nie ma przeszkód w migracji na odcinku 50-20 km w obrębie stanowiska nie ma przeszkód w migracji odcinek w obrębie stanowiska bez przeszkód w migracji wynosi <20 km Eudontomyzon mariae Lampetra planeri Thymallus thymallus na odcinku >20km w obrębie stanowiska nie ma przeszkód w migracji na odcinku 20-10 km w obrębie stanowiska nie ma przeszkód w migracji odcinek w obrębie stanowiska bez przeszkód w migracji wynosi <10 km Salmo salar zachowana łączność z morzem zachowana łączność z morzem, więcej niż 3 elektrownie wodne na drodze migracji brak łączności z morzem Gobio kessleri Gobio albipinnatus Cottus gobio Cobitis taenia Sabanajewia aurata Misgurnus fosilis Rhodeus sericeus na odcinku >10km w obrębie stanowiska nie ma przeszkód w migracji na odcinku 5-10 km w obrębie stanowiska nie ma przeszkód w migracji odcinek w obrębie stanowiska bez przeszkód w migracji wynosi <5 km + 1 + 3 2008 LIFE presentation

57 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybDużym zagrożeniem dla ryb spływających w dół rzeki są również zlokalizowane na trasie ich wędrówki elektrownie wodne (Bartel i Bontemps 1989, Bartel i in. 1996, 1998, Juszczyk 1951). Ryby wpływają do komory turbin gdzie są kaleczone a część ich również zabijana przez obracające się łopatki turbin. Szczególnie zagrożone są młode osobniki ryb wędrownych, spływające po okresie życia rzecznego do morza, a także ryby dorosłe spływające po odbytym tarle. 2008 LIFE presentation

58 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybDoświadczalnie stwierdzono, że w zależności od wysokości piętrzenia i typu turbiny w stanie nieuszkodzonym przechodziło przez turbiny od 40,1% do 87,1% ryb (Bieniarz i Epler 1977, Bartel et al. 2002). Spośród ryb przechodzących przez turbiny elektrowni Zbiornika Rożnowskiego uszkadzanych było od 15,7% do 46,2% osobników (Juszczyk 1951). W sposób szczególny zagrożone są niszczeniem przez turbiny spływające na tarło dorosłe węgorze, które ze względu na swą długość uszkadzane są prawie w 100% (Lundbeck 1927). 2008 LIFE presentation

59 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybWysokość spadu, a więc różnica poziomów między górnym a dolnym lustrem wody nie ma bezpośredniego wpływu na śmiertelność ryb przechodzących przez turbiny, jednakże śmiertelność ta wzrasta wraz ze wzrostem liczby obrotów turbiny (Lubieniecki 2003). 2008 LIFE presentation

60 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybPodstawowego znaczenia dla odbudowy zespołów ichtiofauny i powodzenia podejmowanych coraz powszechniej programów restytucji gatunków na obszarach ich pierwotnego występowania, nabiera więc odtworzenie ekologicznej ciągłości ekosystemów rzecznych. Realizacji tego celu służy budowa przepławek dla ryb (Gebler 1991, Krüger et. al. 1993, Wiśniewolski 1997, Wiśniewolski 2003). 2008 LIFE presentation

61 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybNajważniejszym czynnikiem decydującym o możliwości pokonania przez ryby przepławki jest szybkość prądu przepływającej przez nią wody. Szybkość ta jest wynikiem różnicy poziomów wody pomiędzy sąsiadującym ze sobą komorami (basenami) przepławki oraz ma na nią wpływ charakter substratu tworzącego jej dno (Gebler 1991, Lubieniecki i Steinberg 1987). 2008 LIFE presentation

62 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybRóżne są możliwości poszczególnych gatunków ryb przeciwstawiania się prądowi wody: wynika to ze specyfiki gatunkowej, lecz również mają na nie wpływ zanieczyszczenia wody, jej temperatura, stopień natlenienia oraz kondycja zdrowotna ryb (Jens et al. 1997, Sprengel i Lüchtenberg 1991). 2008 LIFE presentation

63 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybJako punkt oceny możliwości pływackich poszczególnych gatunków przyjąć należy krytyczną szybkość przepływu, określającą najwyższą szybkość prądu wody, przy której ryba może przez pewien określony czas przeciwstawiać się sile prądu wody: wartość ta wyrażana jest odcinkiem drogi jaką ryba jest w stanie pokonać w czasie 1 sekundy. zwykle podawana jest w metrach lub centymetrach, lecz może również podawana być w postaci liczby odpowiadającej krotności całkowitej długości ryby (Baxter 1961, Gebler 1991, Jens et al ). jak już wcześniej powiedziano możliwości poszczególnych gatunków ryb są w tym względzie silnie zróżnicowane. 2008 LIFE presentation

64 Krytyczna szybkość przepływu wodyKrytyczne szybkości przepływu wody wyznaczone dla niektórych gatunków ryb (wg. Jens et al. 1997, zmienione) Gatunek Krytyczna szybkość przepływu wody m/s Łosoś 1,33 3,20-6,40 Pstrąg potokowy 0,80-1,00 Pstrąg tęczowy 0,35-0,91 Węgorz 0,47-0,83 Miętus 0,36-0,41 Leszcz 0,80-1,15 Ukleja 0,52 Słonecznica 0,36-0,54 0,386 Śliz 0,24-0,46 0,608 Koza 0,26-0,42 Głowacz białopłetwy 0,20-0,34 Kiełb 0,55 Szczupak 0,19-0,47 Okoń 0,42-0,49 Ciernik 0,363 2008 LIFE presentation

65 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybOgraniczone i znacznie zróżnicowane możliwości przeciwstawiania się prądowi wody przez poszczególne gatunki ryb, stanowią podstawę wyznaczenia kryterium maksymalnej szybkości przepływu wody w przepławce. 2008 LIFE presentation

66 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybW nowoczesnych konstrukcjach przepławek przyjąć obecnie należy jako najwyższe dopuszczalne szybkości przepływu wody, wynoszące: ryby łososiowate (łosoś, troć, pstrągi, głowacica) i lipień - 2,0 m/s, reofilne ryby karpiowate (boleń, brzana, brzanka, certa, jaź, jelec, kleń, świnka) - 1,5 m/s, pozostałe gatunki (ryby młode i małe) - 1,0 m/s. 2008 LIFE presentation

67 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybPrzytaczane wartości w kontekście ocenionych możliwości pływackich małych gatunków ryb wydawać się mogą zawyżone. Nie jest tak jeśli uwzględnimy sposób przemieszczania się ryb. Przemieszczają się one stosownie do swych możliwości pokonywania prądu wody. Zawsze wybierają silniejszy strumień prądu do momentu, gdy jego siła zaczyna przekraczać maksymalne dla gatunku wartości (Schiemenz 1950, 1959, Weaver 1963). Duże, silniejsze osobniki wybierają mocniejszy nurt, słabsi pływacy, gatunki mniejsze oraz młode ryby preferują spokojniejsze partie wody, nierzadko w bezpośredniej bliskości brzegów (Lubieniecki 2002 za Schulze). 2008 LIFE presentation

68 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybBardzo istotne dla możliwości wędrówki jest naturalne zróżnicowanie warunków przepływu w różnych fragmentach koryta rzeki. Pozwala to rybom na wybór strug wody o odpowiadającej im prędkości. Szybkość przepływu różnicuje się bowiem dzięki naturalnej szorstkiej strukturze dna, w którym pomiędzy zalegającymi na nim kamieniami, głazami oraz grubymi frakcjami żwiru, tworzy się system szczelin i przesmyków, w których szybkość prądu wody silnie spada. Miejsca te wykorzystywane są przez ryby małe oraz te o słabszych umiejętnościach pływackich (Adam et al. 1994, Bless 1990, Gebler 1991, Jungwirth et al. 1983). 2008 LIFE presentation

69 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybWystępowaniem za kamieniami i pod kamieniami miejsc o silnie zredukowanej sile prądu wody, której szybkość przepływu silnie spada także w bezpośrednim sąsiedztwie dna, wyjaśnia dlaczego np. możliwe jest występowanie w rwących potokach głowacza białopłetwego, odznaczającego się słabymi umiejętnościami pływackimi. Badania szybkości przepływu wody wykazały, że prąd wody o sile 1,5-2,0 m/s na głębokości 10 cm liczonej od powierzchni w strefie przydennej zmniejszał się do wartości 0,5-0,8 m/s (Lubieniecki 2002). 2008 LIFE presentation

70 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybMłode głowacze kryją się w luźnej strukturze żwirowego dna, podczas gdy osobniki dorosłe znajdują schronienie za i pod dużymi kamieniami (Bless 1990). Obecność w korycie rzeki dużych kamieni i głazów stanowi warunek utrzymania się w nim również dużych osobników pstrąga potokowego (Rudek 1974). 2008 LIFE presentation

71 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybMożliwości pokonywania przez ryby przeszkody skokiem są zazwyczaj mocno przeceniane. Najbardziej w tym względzie znane są możliwości łososi i pstrągów, oceniane odpowiednio na 1,0-1,7 metra oraz 0,7-0,8 m (Frischholz 1924, Stuart 1962). Obserwacje wykazały, że ryby do pokonania przeszkody wybierają zatopione przelewy i szczeliny. Tylko w sytuacji gdy nie mogą tym sposobem pokonać przeszkody decydują się na oddanie skoku (Gebler 1991). Jednak nie wszystkie gatunki mogą w ten sposób pokonać przeszkodę. Większość ryb rzecznych nie posiada zgoła takich umiejętności, względnie są one bardzo ograniczone (Jungwirth i Pelikan 1989, Jens et al. 1997). 2008 LIFE presentation

72 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybPrzemieszczać się więc mogą swobodnie tylko dzięki naturalnemu zróżnicowaniu szybkości przepływu wody w różnych partiach rzeki. Sprzyja temu szorstka, obfitująca w luki i szczeliny struktura dna. Gdy jej brakuje, nawet 20 cm wysokości betonowy próg pozbawiony szczelin staje się przeszkodą nie do pokonania dla takich małych gatunków jak np. głowacz, śliz czy ciernik (König 1969). 2008 LIFE presentation

73 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybGatunek warunki migracji - dopuszczalna wysokość przeszkody migracyjnej bardzo dobre dobre umiarkowane słabe złe Salmo salar < 0,30 m 0,30 - 0,50 m 0,50 - 0,70 m 0,70 - 1,0 m ≥ 1,00 m Thymallus thymallus , Aspius aspius, Barbus barbus, Barbus meridionalis < 0,20 m 0,20 - 0,30 m ≥ 0,70 m Eudontomyzon mariae, Lampetra planeri brak < 0,15 m 0,15 - 0,30 m ≥ 0,50 m Gobio kessleri, Gobio albipinnatus, Cottus gobio, Cobitis taenia, Sabanajewia aurata, Misgurnus fosilis, Rhodeus sericeus < 0,10 m 0,10 - 0,20 m 0,10 - 0,30 m ≥ 0,30 m 2008 LIFE presentation

74 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybW przypadku wód łososiowych przegradzanie cieku niesie za sobą jednoznacznie negatywne oddziaływania, o których już wspomniano wyżej, jednakże dla lepszego zobrazowania problemu, posłużę się tutaj przykładem z rzeki Piławy (dopływ Gwdy), będącej niegdyś mekką dla wszystkich wędkarzy poławiających pstrąga potokowego i lipienia. W latach 80-tych ubiegłego wieku w środku tego unikatowego krajobrazu wybudowano duże spiętrzenie na Piławie - tuż przed wsią Zabrodzie. Miała to być największa w Europie hodowla pstrąga. Inwestycja ta nie tylko nie przyniosła korzyści gospodarczych, ale trwale negatywnie wpłynęła na populację wielu gatunków ryb, w szczególności lipieni i łososiowatych. 2008 LIFE presentation

75 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybNa przykładzie oddziaływania tej budowli można ustalić niemal modelowy zestaw zagrożeń, jakie niesie za sobą przegrodzenie rzeki jazem: W silnie nagrzewającej się wodzie jeziora zaporowego, a także na znacznym odcinku poniżej spiętrzenia niebezpiecznie obniża się zawartość tlenu, co spycha ryby o wysokich wymaganiach tlenowych w dół rzeki. W ich miejsce wchodzą inne gatunki, typowe dla wód nizinnych, eliminując pstrąga, lipienia, brzanę i inne, typowe dla chłodnych, dobrze natlenionych wód. 2008 LIFE presentation

76 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybZmienił się skład fauny wód Piławy i zarazem skład dostępnego pokarmu ryb. Zmiany te, a właściwie brak szczególnie istotnych składników pokarmowych jak owady, drobne bezkręgowce, wylęg (np. miętusa) i in. ujemnie wpływają na liczebność i wzrost ryb. Wielokilometrowy odcinek Piławy o żwirowym dnie zalany na skutek spiętrzenia pokryty został stale rosnącą warstwą osadów i przy obniżeniu poziomu tlenu w wodzie trwale jest wyłączony jako domena łososiowatych, lipienia i innych ryb prądolubnych a także jako ich dotychczasowe tarliska. Powierzchnia tarlisk w tym rejonie zmniejszyła się o ok. 70%. 2008 LIFE presentation

77 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybWstrzymana została naturalna migracja ryb i wiele gatunków odciętych zostało od tarlisk w górze rzeki. Spowodowało to, że dla ryb w najlepszej kondycji do rozrodu pozostały tarliska w dolnym biegu rzeki o niewielkiej pojemności i mało efektywne. Natomiast w górnym biegu zagęszczony nadmiernie narybek nie wzrasta prawidłowo. 2008 LIFE presentation

78 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybPrzywracanie ekologicznej ciągłości ekosystemów rzecznych stanowi niezbędny warunek możliwości ochrony oraz zachowania biologicznej różnorodności zasiedlających je zespołów reofilnych organizmów. Jednym ze środków służących realizacji tego celu jest budowa przepławek dostosowanych swą konstrukcją do możliwości biologicznych gatunków tworzących zespół rzecznej fauny. 2008 LIFE presentation

79 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybWskazując na obowiązek budowy przepławek należy zdecydowanie podkreślić, że chociaż przepławki są rozwiązaniem, bez którego nie jest możliwa realizacja celów ochrony, nawet najlepiej funkcjonująca przepławka nie zrekompensuje warunków niespiętrzonej rzeki. Dlatego podejmując decyzję o przegrodzeniu rzeki zawsze należy rozważyć jakie skutki niosło będzie to w odniesieniu do środowiska. W przypadku występowania szczególnie cennych walorów przyrodniczych należy zrezygnować z jej przegrodzenia. 2008 LIFE presentation

80 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybJeśli przemawiają za nim inne ważne względy, zawsze zamiast jednego wysokiego piętrzenia przedkładać należy budowę kilku niskich progów. Ich konstrukcja musi umożliwiać swobodne wędrówki rzecznej fauny, względnie wyposażone być one muszą w prawidłowo wykonaną przepławkę. Tylko rzadko występują warunki uzasadniające rezygnację z budowy przepławki. 2008 LIFE presentation

81 Drożność rzek jako podstawowy warunek migracji rybKapitalne znaczenie dla możliwości migracji fauny posiada przy tym luźna konstrukcja dna przepławki. Wykonywane jest ono z narzutu kamieni o zróżnicowanej średnicy tworzących system luk i szczelin, w których szybkość przepływu wody jest kilkakrotnie niższa od dopuszczonych maksymalnych wartości odnotowanych na koronach progów przepławki (Wiśniewolski 2002). 2008 LIFE presentation

82 Przepławki 2008 LIFE presentation

83 Przepławki Aktualne rozwiązanie techniczne regulacji rzek zmierzają w kierunku renaturyzacji tj. takiej regulacji rzeki, który ma na celu przywrócenie jej naturalnego charakteru. Mając jednak na uwadze zmiany, jakie w rzece powodują urządzenia piętrzące, a zwłaszcza rozczłonkowanie biegu rzeki i przerwanie jej ciągłości biologicznej, budowa przepławek przy istniejących budowlach winna być pierwszym etapem renaturyzacji rzek. 2008 LIFE presentation

84 Przepławki Przepławki przy przegrodach na rzekach wykonywane są już od połowy XIX wieku. Do dnia dzisiejszego budowane były najczęściej jako szereg następujących po sobie i coraz wyżej położonych (licząc od wejścia ryb na dolnym stanowisku) komór przedzielanych pionową ścianą z dwoma otworami: górnym, przez który woda przelewała się ze swobodnym zwierciadłem dolnym, gdzie woda przepływała pod ciśnieniem. 2008 LIFE presentation

85 Przepławki Przepławki wykonywane były przede wszystkim z betonu, który obecnie uznawany jest za materiał obcy naturze. Budowle te określane są jako urządzenia techniczne dla migracji ryb. Skuteczność dotychczas wykonanych przepławek jest różna. Decydują o niej takie czynniki jak: materiał wykorzystany do budowy, spadek dna, wysokość stopni, prędkości i objętości przepływu wody, napełnienie, a zwłaszcza usytuowanie przepławki. 2008 LIFE presentation

86 Przepławki Beton, materiał najczęściej do niedawna stosowany i najbardziej wygodny przy budowie jest jednak uważany za materiał obcy naturze. Dlatego też preferuje się obecnie stosowanie kamienia jako materiału bardziej zbliżonego naturze. Użycie kamienia jako materiału konstrukcyjnego umożliwia skonstruowanie przepławek, w których przepływ wody podobny jest do warunków, jakie panują w naturalnych potokach. 2008 LIFE presentation

87 Przepławki minimalne warunki jakie spełniać muszą urządzenia dla migracji ryb aby uzyskać wymaganą dla poszczególnych gatunków skuteczność ekologiczną, czyli odpowiednią sprawność, a mianowicie: wielkość przepływu wody przez urządzenie, minimalna i maksymalna prędkość przepływu wody, wymiary urządzenia ( np. wymiary komór, basenów itp.), różnica poziomów wody między poszczególnymi komorami, basenami itp., spadek dna i zwierciadła wody w urządzeniu, nachylenie dna przepławki, bystrza lub rampy 2008 LIFE presentation

88 Przepławki Dla prawidłowej pracy przepławki szczególnie istotne jest wytworzenie odpowiedniego prądu wabiącego na dolnym stanowisku przegrody. Jego wielkość i oddziaływanie zależne jest nie tylko od prędkości wody wypływającej z przepławki, która winna być co najmniej % większa od prędkości przepływu wody w rzece, lecz również od natężenia przepływu. W prawidłowo zaprojektowanych urządzeniach służących do migracji ryb rozkład prędkości wody powinien się zmieniać w granicach od najwyższych dopuszczalnych prędkości wody 2,00 m/sek, do najniższych, tj. 0,40 m/s, umożliwiając wędrówkę zarówno rybom dwuśrodowiskowym (o ile występują), jak i słabo pływającym lokalnym gatunkom ryb. 2008 LIFE presentation

89 Przepławki Wielkość przepływu wody przez urządzenia umożliwiające migrację ryb na dużych rzekach, takich jak Odra czy Wisła winna stanowić ca 1-5% średniego rocznego przepływu z wielolecia - SSQ. Natomiast w rzekach mniejszych udział tego przepływu powinien się proporcjonalnie zwiększać, zbliżając się do poziomu przepływu nienaruszalnego. 2008 LIFE presentation

90 Przepławki Przepływ wody przez prawidłowo zaprojektowane urządzenia umożliwiające wędrówkę ryb powinien być tak dobrany, aby zapewnić możliwości migracji dla wszystkich gatunków ryb zamieszkujących rzekę. Absolutnie najniższy dyspozycyjny przepływ wody przez urządzenia służące do migracji ryb waha się od 80 od 140 l/s w zależności od typu urządzenia. Poniżej tej granicy przepływu budowa urządzeń służących do migracji ryb jest nieefektywna. 2008 LIFE presentation

91 Przepławki Każda przepławka winna być czynna przez cały rok zapewniając przez to ciągłość hydrauliczną przepływu wody pomiędzy górnym i dolnym stanowiskiem przegrody piętrzącej. Z tego względu należy: dno wylotu przepławki sytuować poniżej poziomu zwierciadła wody na dolnym stanowisku jaki występuje przy przepływie wody średniej niskiej (dno przepławki powinno łączyć się łagodnie z dnem rzeki), natomiast dno wlotu wody do przepławki poniżej minimalnego poziomu piętrzenia na górnym stanowisku. 2008 LIFE presentation

92 Przepławki Obecnie spotyka się rożne rozwiązania konstrukcyjne przepławek. Dawniej stosowanymi były: przepławki komorowe, przepławki Denila. W obydwu rozwiązaniach przepławkę stanowi betonowe, rzadziej drewniane, pochylone lub opadające stopniami koryto, w którym wbudowane są w rożny sposób poprzeczne przegrody (przepławka komorowa), lub umieszczone na obwodzie koryta listwy (przepławka Denila). Mają one za zadanie redukowanie szybkości przepływu wody w przepławce, w celu umożliwienia pokonania jej przez ryby. W Polsce najpowszechniej spotykanym rozwiązaniem są przepławki komorowe. 2008 LIFE presentation

93 Przepławki Nieskuteczne, często wadliwe funkcjonowanie wymienionych typów przepławek inspirowało do poszukiwania innych rozwiązań konstrukcyjnych. Jednym z takich rozwiązań są przepławki szczelinowe, które stanowią modyfikację tradycyjnej przepławki komorowej. Jedno lub dwustronnie położone pionowe szczeliny, otwarte na całej wysokości przegrody, uniezależniają funkcjonowanie tej przepławki od poziomu płynącej w niej wody, ułatwiając zarazem przemieszczanie się ryb. 2008 LIFE presentation

94 Przepławki Poznawanie a także lepsze rozumienie ekologicznego znaczenia i funkcjonowania systemów rzecznych oraz biologii zasiedlającej je fauny, doprowadziły do opracowania nowych, ekologicznych rozwiązań przepławek - przejść dla ryb, będących odwzorowaniem naturalnych stosunków panujących w korycie rzecznym. 2008 LIFE presentation

95 Przepławki Inspirację w tym względzie stanowiło naturalne ukształtowanie przełomowych odcinków rzek. Naśladując je rozwijano następnie coraz lepiej funkcjonujące konstrukcje, które: umożliwiają przede wszystkim swobodną migrację rzecznej fauny, przeciwdziałanie erozji koryta, a także pełnienie innych hydrotechnicznych funkcji (np. piętrzenia wody), ponadto dobrze komponują się z naturalnym otoczeniem. 2008 LIFE presentation

96 Przepławki Urządzenia naśladujące warunki naturalne:Urządzania dla migracji ryb przez przegrody, których konstrukcja przypomina naturalny odcinek rzeki lub potoku, mogą być dowolnie długie i wykonywane z materiału naturalnego (kamień, żwir, piasek), niekiedy stabilizowanego betonem. W obrębie tych urządzeń wydziela się: rampy kamienne narzutowe, bystrza (bystrotoki), bystrza kaskadowe oraz obejścia. 2008 LIFE presentation

97 Przepławki Rampy kamienne narzutoweUrządzenia stosowane przy wysokości przegród H<1,0m budowane z kamieni i głazów o średnicy Ø 0,60-1,20 m zaklinowanych w dnie mniejszymi kamieniami. Długość dowolna lecz nachylenie nie większe niż 1 : 10 (10%). Przy takiej konstrukcji rampy ułożonej na progu lub stopniu uzyskuje się optymalne prędkości przepływu wody pomiędzy kamieniami, wytwarzające równocześnie prąd wabiący umożliwiający pokonanie progu praktycznie przez wszystkie ryby i inne organizmy wodne. Rampy narzutowe stosowane najczęściej na całej szerokości stopni lub progów. Możliwe są rozwiązania rampy zajmującej cześć progu lub stopnia. 2008 LIFE presentation

98 Przepławki: rampy kamienne2008 LIFE presentation

99 Przepławki Rampy narzutowe z powodzeniem można stosować przy udrażnianiu istniejących niskich stałych stopni i progów betonowych. Betonową konstrukcję stopnia zastępuje się rampą kamienną, której konstrukcja pozwala na piętrzenie wody, umożliwiając jednocześnie migrację ryb. 2008 LIFE presentation

100 Przepławki Bystrza (bystrotoki)Bystrza budowane są przeważnie na części przelewu progu lub stopnia przy jednym z brzegów, a niekiedy na całej szerokości przelewu w granicach koryta rzeki. Dno bystrza ma spadek niemal liniowy i jest wykonane z kamienia, częściowo mocowanego betonem, a częściowo ułożonego w formie luźnego narzutu. Urządzenia te są budowane przy piętrzeniach nie przekraczających 3,00 m wysokości. Zapewniają doskonałe warunki do migracji całej słodkowodnej faunie i to zarówno w górę, jak i w dół rzeki. 2008 LIFE presentation

101 Przepławki: bystrze kamienne2008 LIFE presentation

102 Przepławki Bystrze kaskadoweBystrza kaskadowe (zwane niekiedy ryglowymi) łączące cechy bystrotoku i przepławki komorowej. Budowane jest na części lub całości przelewu w granicach koryta rzeki. Spadek dna bystrotoku kaskadowego jest linią łamaną, dna poszczególnych komór są poziome lub mogą mieć spadek odwrotny do kierunku przepływu wody. Ściany bystrotoku kaskadowego wykonuje się z kamienia w formie bliskiej naturze, naśladując naturalny brzeg rzeki, bądź z betonu w formie typowych ścian technicznych. 2008 LIFE presentation

103 Przepławki Bystrze kaskadoweUrządzenie to składa się z bardziej lub mniej wyraźnych komór podzielonych ścianami wykonanymi z głazów mocowanych w dnie w betonie. Głazy są ułożone w taki sposób, że pomiędzy nimi pozostają wolne przestrzenie, przez które przepływa woda i przez które mogą migrować ryby. Urządzenia te stosowane są przeważnie przy piętrzeniach w granicach H=1,00–6,00 m. Konstrukcja bystrza składa się przeważnie z betonowej płyty dennej, ułożonej na całej szerokości progu z wtopionymi na jej górnej powierzchni kamieniami o średnicy od 0,50-1,50 m. Pomiędzy kamieniami ryby mogą przepływać zarówno w górę, jak i w dół rzeki. 2008 LIFE presentation

104 Przepławki: bystrze kaskadowe2008 LIFE presentation

105 Przepławki Obejście Obejście jest to konstrukcja, która naśladuje potok górski lub nizinny strumień. Jego cechą jest naturalny charakter sprawiający, że obejście pełniąc funkcję przepławki jest równocześnie siedliskiem stale bytujących w nim licznych gatunków ryb. Do wykonania obejścia wykorzystywane są naturalne materiały (żwir, kamienie, głazy, pnie drzew i ich karpy, pale drewniane, faszyna), a jego brzegi zabudowywane są biologicznie (wiklina, olsza). 2008 LIFE presentation

106 Przepławki Obejście Dno formowane jest w naturalnym podłożu, w postaci basenów i rozlewisk o zwiększonej głębokości i redukowanej w nich szybkości przepływu wody. Kolejne baseny oddzielane są progami z ułożonych luźno dużych kamieni i głazów, a w nizinnym terenie i małych spadkach, przesmykami pomiędzy rozlewiskami. Obejście prowadzone jest krętą trasą, co ma na celu zminimalizowanie szybkości przepływu wody i wytracenie różnicy poziomów pomiędzy wodą górną i dolną piętrzenia. Jeśli mamy do dyspozycji odpowiednio duży teren, rozwiązanie to stosowane może być w rożnych warunkach i piętrzeniach sięgających wysokością nawet powyżej 10 metrów. 2008 LIFE presentation

107 Przepławki: obejście 2008 LIFE presentation

108 Urządzenia techniczne służące do migracji ryb (przepławki)Są to najczęściej dowolnie długie rynny betonowe lub kamienne, o geometrycznych kształtach ścian, przegród i otworów przelewowych, których celem jest wyłącznie umożliwienie migracji ryb. Dno tych urządzeń wykonywane z elementów skalnych o różnej wysokości, ułożonych „na sztorc" i zamocowanych niekiedy w betonowym dnie. Wykładzina kamienna ma zmniejszyć prędkości wody przy dnie i umożliwić pokonywanie przepławki słabo pływającym przedstawicielom ichtiofauny. 2008 LIFE presentation

109 Przepławka komorowa konwencjonalnaPrzepławki komorowe należą do najstarszych konstrukcji umożliwiających rybom wędrówkę w górę rzeki. Główną zasadą ich działania jest przepływ wody poprzez kaskadowo ułożone komory łączące górną i dolną wodę. Rozmiary poszczególnych elementów, a przy tym i całej budowli zależne są od rozmiarów gatunków ryb migrujących danym ciekiem, różnicy poziomów między wlotem, a wylotem przepławki oraz wielkości i charakteru rzeki (Lubieniecki 2002). 2008 LIFE presentation

110 Przepławka komorowa konwencjonalnaRynna przepławki komorowej najczęściej zbudowana jest z betonu. Przegrody między komorami mogą być z drewna lub gotowych elementów betonowych. W zależności od ich kształtu wyróżniamy: konwencjonalne i romboidalne. Komory przepławek konwencjonalnych mają kształt prostokątów. Wędrujące ryby orientują się według prądu wody, który jest najmocniej wyczuwalny w dolnej części komory. 2008 LIFE presentation

111 Przepławka komorowa konwencjonalnaOtwory przesmykowe umiejscowione są z tego względu naprzemiennie w przegrodach przy dnie. Rozmiary ich są ściśle związane z wielkością ryb migrujących danym ciekiem. W górnej części przegrody wykonuje się często wycięcia umożliwiające przepływ nadmiaru wody górną częścią komory, na wypadek przyjścia wysokiej wody. 2008 LIFE presentation

112 Przepławka komorowa konwencjonalna2008 LIFE presentation

113 Przepławka komorowa konwencjonalnaW konstrukcji konwencjonalnej przepławki komorowej, ważne jest, aby dno przepławki było szorstkie, co zapewnia możliwość migrowania małym rybom i innym organizmom. W tym celu w dno komory wbetonowuje się kamienie o średnicy do 30 cm, w taki sposób, aby wystawały na około 20 cm. Natomiast różnica poziomów między kolejnymi komorami nie powinna być większa niż 20 cm. 2008 LIFE presentation

114 Przepławka komorowa konwencjonalna2008 LIFE presentation

115 Przepławka komorowa konwencjonalnaOprócz wymiarów przepławki niezmiernie istotne, o ile nie najważniejsze, jest jej umiejscowienie. Należy zwrócić szczególną uwagę na usytuowanie wylotu, musi ono spełniać dwa warunki: łączyć koryto przepławki z dnem rzeki, oraz znajdować się na granicy turbulencji wody wypływającej z turbin elektrowni lub spływającej z jazu. Umiejscowienie wylotu (wejścia dla ryb) powinno zapewnić powstanie tak szybkiego prądu wody wypływającej, aby stał się prądem wabiącym dla ryb (Pawlaczyk i in. 2001). 2008 LIFE presentation

116 Przepławka komorowa konwencjonalna2008 LIFE presentation

117 Przepławka komorowa konwencjonalnaZa główną zaletę przepławek komorowych uważa się to, że mogą one sprawnie działać nawet przy niskich stanach wód. 2008 LIFE presentation

118 Przepławka szczelinowaTen typ przepławki opracowany został w drugiej połowie XX wieku na kontynencie północnoamerykańskim, z przeznaczeniem dla gatunków wędrownych ryb łososiowatych (Clay 1961). Przepławka szczelinowa stanowi modyfikację klasycznej przepławki komorowej, w której otwory przelewowe i przesmykowe zastąpione zostały jednostronnie lub dwustronnie ulokowaną pionowo szczeliną, otwartą na całej wysokości przegrody, to jest od dna komory aż po górną krawędź ścianki działowej. 2008 LIFE presentation

119 Przepławka szczelinowaDzięki temu funkcjonowanie przepławki uniezależnione jest od wahań poziomu wody, a szczeliny przesmykowe znacznie rzadziej zatykane są nanoszonymi z wodą przedmiotami, w porównaniu do klasycznych przepławek komorowych. Szerokość szczeliny uzależniona jest od rozmiarów ryb, które mają korzystać z przepławki, zaś jedno - czy dwustronna lokalizacja wynika z ilości dostępnej wody. Gdy jest jej dużo wykonuje się dwie szczeliny. 2008 LIFE presentation

120 Przepławka szczelinowa2008 LIFE presentation

121 Przepławki deflektorowePrzepławki tego typu wykonywane są w formie betonowych rynien bez wydzielonych komór, w których elementem spowalniającym prąd wody są gęsto ułożone deflektory denne o rożnych kształtach, wykonane z drewna lub metalu. Przepławka ta składa się z rynien o maksymalnej długości 6-8 m i kącie nachylenia nawet do 45°, rozdzielonych basenami spoczynkowymi o różnicy rzędnych poziomu wody 1,5- 2,0 m. W grupie przepławek deflektorowych najpopularniejsza jest przepławka systemu Denila, w której zastosowano deflektory wykonane w kształcie litery „U". 2008 LIFE presentation

122 Przepławki deflektorowe2008 LIFE presentation

123 Przepławki deflektorowePrzepławka Denila może z powodzeniem funkcjonować nawet przy nachyleniu 1:5. Jednak maksymalne nachylenie jak i wymiary żeber zależne są od gatunków ryb migrujących danym ciekiem. 2008 LIFE presentation

124 Przepławki deflektorowe2008 LIFE presentation

125 Przepławki deflektoroweDo zalet przepławek Denila można zaliczyć to, że nadają się do łączenia górnej i dolnej wody na krótkim odcinku. Rynna wraz z żebrami może być z racji małych rozmiarów wykonywana jako prefabrykat poza miejscem montażu i transportowana w elementach. Tego typu konstrukcje charakteryzuje mała wrażliwość na wahania dolnej wody a zarazem dobrze wykształcony prąd wabiący. Poza bardzo nienaturalnym charakterem budowli jej wadą jest duża łatwość blokowania przepływu przez dryfujące przedmioty z racji wąskiego przekroju. 2008 LIFE presentation

126 Przepławki deflektorowePrzepławki Denila dla odpowiedniej skuteczności wymagają dużych ilości wody a co za tym idzie ich działanie zależy bardzo od stanów górnej wody. Wśród ryb tylko łososiowate i niektóre karpiowate dobrze radzą sobie w tych przepławkach, toteż stosuje się je tylko tam gdzie niemożliwe jest zastosowanie innego rodzaju budowli umożliwiającej rybom wędrówkę. 2008 LIFE presentation