NO320856B1 - Fiskevandringsanordning samt fremgangsmate for foring av fisk - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fiskevandringsanordning, nærmere bestemt en anordning som benytter en tilførselskanal, eller turbinledningen, for vann til et vannkraftverk som vandringskanal for fisk. Videre beskrives en fremgangsmåte for føring av fisk med en fiskevandringsanordning.

Ved etablering av kraftverk omfattende dammer, er det et problem at denne ødelegger for naturlig oppgang av fisk i vassdraget der kraftverket er plassert.

Dette blir tradisjonelt løst ved at man lager en fisketrapp ved siden av dammen. Ved etablering av kraftverk kreves det i mange tilfeller at slike fisketrapper bygges.

I små vassdrag vil man imidlertid i en periode med liten vannføring ikke ha nok vann til fisketrappen. Under slike forhold blir ofte fisk stående i "over-befolkede" kulper. Det er ikke uvanlig med utbrudd av furunkulose under slike forhold.

Hvis fisk skal ha reproduksjonsmuligheter ovenfor en fast foss eller dam er det ofte et krav om eller nødvendig med fisketrapp. Dette gjelder både fosser/- stryk der fisk aldri har hatt oppgang, der det har vært oppgang av fisk i perioder med spesielle vannforhold, eller der fossen har hatt normal oppgang av fisk men der kraftutbygging har gjort at vannet i turbinrøret gjør at fossen ikke lenger kan føre fisk. I det sistnevnte tilfellet har man alltid bygd laksetrapper.

Miljømyndigheter, elveeierlag og andre som har fiskeinteresser prioriterer arbeid for å øke reproduksjon av fisk i elvene. Det er betydelig elvestrekninger som i dag kunne ha vært bedre nyttet som reproduksjonsområde hvis man hadde effektive vandringsveier forbi fysiske hindringer.

Ved etablering av kraftverk blir det vanligvis krevd vannføring i fisketrapp. Perioder for vannføring i fisketrapper varierer fra vassdrag til vassdrag. Det er ikke uvanlig med vannmengde på 300-500 l/s i fisketrapper med terskelhøyde på ca. 40 cm. Vannmengde på 500 l/s og et fall på 10 m vil i en periode på 4 måneder gi ca. 150 000 kwh. Denne energimengden vil være kjærkommen for ethvert kraftverk. Særlig gjelder dette dersom strømmen nyttes lokalt eksempelvis i forbindelse med industri eller gårdsbruk.

For å løse de ovenfor angitte problemer, foreslår det et fisketrappsystem i patentsøknad PCT/FI98/00506. Denne søknaden beskriver et system for å tillate vandring av fisk over en hindring og opp i en dam. Systemet som vises omfatter et første og et andre rør, der det ene røret er innrettet for periodevis føring av fisk opp i dammen, og det andre røret er anordnet mellom dammen og et lavere nivå. I det andre røret, der det ikke vandrer fisk, er det anordnet en turbin for tilførsel av vann til det første røret og som lokkevann for fisken.

Imidlertid er det et problem med denne type fisketrappsystem at det utgjør en betydelig tilleggsinvestering ved bygging av kraftverk. Videre er det et problem at en stor andel av fisken som skal vandre opp i dammen, bli stående og stange ved utløpet av hovedturbinen, og ikke ved biturbinen og fisketrappsystemet hvis et slikt fisketrappsystem anvendes sammen med et større kraftverk. Videre krever det viste systemet betydelige tilleggsinvesteringer ved bygging av kraftverk, og kan ikke lett ettermonteres i eksisterende anlegg.

Fra NO 894179 fremgår det en anordning for fiskevandring mellom et øvre og nedre vannivå, og som omfatter et trykkammer plassert ved det nedre vannivået. En kanal fra det øvre vannivået går inn i trykkammeret, og kamre har en åpning mot det nedre vannivået. Kammerets åpninger er utstyrt med ventiler. Anordningen er imidlertid ikke tilpasset for bruk i forbindelse med et kraftverk.

I SE 467 216 beskrives et anlegg for fiskevandring som gir fisk mulighet til å passere fra et lavt vannivå til et høyere vannivå. Anlegget omfatter et kammer ved det lave vannivået. Kammeret har åpninger som kommuniserer med henholdsvis det lave vannivået og det høyere vannivået for inn- og utføring av fisk.

Fra JP 2000290980 fremgår en fiskevandringsanordning og et vannkraftanlegg. Anordningen omfatter en rekke sistememoduler plassert på hverandre mellom to oppstrøms- og nedstrømspunkter tilstøtende en nedstrøms sidevegg av en dam.

Følgelig finnes det behov for en fiskevandringsanordning som er lite kostnadskrevende, som kan ettermonteres i eksisterende kraftanlegg og som løser problemet med at fisk blir stående og stange på feil sted. Disse og andre problemer løses med en fiskevandringsanordning som angitt i søknadens selvstendige krav.

En fiskevandringsanordning i henhold til oppfinnelsen fører fisken som skal vandre opp i dammen, inn i selve kanalen for tilførselsvannet til turbinen i en periode der tilførsel av vann til turbinen stenges av, slik at fisken kan ledes inn i kanalen og tas seg opp gjennom denne og opp i dammen. En kontrollert mengde vann føres i dette tilfelle gjennom tilførselskanalen for turbinen, eller turbinledningen, for å lokke fisken opp gjennom kanalen.

Anordningen er spesielt egnet for kraftverk med liten fallhøyde, i størrelses-orden 10 meter.

Kort beskrivelse av den vedlagte figur.

Figur 1 er et sideriss av en utførelsesform av oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse av en utførelsesform med henvisning til den vedlagte figur.

Figur 1 viser et vannkraftanlegg med en dam 9, en turbin 6, en turbinledning 8 mellom dammen 9 og turbinen 6, og et utløp eller sugerør 14 for turbinen 6. En generator 7 er påmontert turbinen og turbinen 6 omfatter et turbinhus 11.

Turbinens 6 utløp 14 går ut under et vannspeil 16 i et "undervann" ved utløpet 14, og inn i et første kammer 12. Kammeret 12 er plassert i vannmassen der fisken skal vandre fra. Et andre kammer, eller inntakskammer 12b med et innløp 2a, fra det første kammeret 12, blokkert for fisk med en rist 13 kan av-stenges med en innløpsventil 2. Inntakskammeret 12b har videre en åpning 1a mot vannmassen fisken skal vandre fra. Åpningen 1a kan stenges med en utløpsventil 1. Inntakskammeret 12b er videre stengbart forbundet, via en inntakskammerkanal 3b med en inntaksventil 3, med turbinledningen 8. Et video-kamera 5 overvåker inntakskammeret 12b og er tilpasset for å overvåke om det er kommet fisk inn i inntakskammeret 12b. En turbinkanalventil 4 er plassert ved turbinens 6 innløp.

Ventilene 1, 2, 3 og 4 vil normalt være aktuatordrevne spjeldventiler styrt av kraftanleggets datasystem, men drift, styring og ventiltyper kan fritt velges etter ønske.

Ventil 2 ved innløpet til inntakskammeret 12b skal lede undervann fra kraftverk/turbin til inntakskammeret 12b. Denne vannbevegelsen gjennom inntakskammeret 12b lokker fisken inn gjennom åpning 1a og innløpsventil 1. Gitter eller rist 13 forhindrer at fisken tar seg ut i det første kammeret 12. Fra en øvre del av inntakskammeret 12b legges en forbigangskanal, eller inntakskammerkanal 3b, opp til turbinledningen 8.

Kanalen 3b kan ha korte strekninger med gjennomskinnelige elementer for å slippe inn lys. Disse elementene kan eksempelvis være av pleksiglass og kanalen kan være av plast. Alternativt kan det brukes kunstig lys eksempelvis i form av lamper med tilpasset bølgelengde, intensitet og lysintervall.

Videokameraet 5 brukes som registreringsutstyr i inntakskammeret 12b, men annet registreringsutstyr kan selvsagt også benyttes. Det kan være nød-vendig med naturlig eller kunstig belysning i inntakskammeret for å kunne registrere fisken. Infrarødt lys kan eksempelvis brukes. Annet registreringsutstyr kan eksempelvis basere seg på ekkoloddteknologi godt kjent innenfor fagområdet.

Når fisk er registrert i inntakskammeret 12b skal ventilene 1 og 2 stenges og ventil 3 i øvre nivå åpnes for påfyll av vann. Vann-nivået vil nå stige opp gjennom røret 3b helt til vannstand 15 i øvre nivå/dam 9. Inntakskammeret 12b vil stå under trykk. Fisk vil søke ut av kammeret 12b og opp i røret 3b, og videre opp i turbinledningen 8 av tre grunner: trykkøkning, lys ovenfra og vannstrøm ovenfra. Det kan også installeres utstyr for registrering av fisk på øvre nivå ved dam som sikker indikasjon på oppgang av fisk.

Beskrivelse av drift av systemet:

Fisken går mot vannstrømmen og går derfor naturlig inn i inntakskammer 12b. Videokameraet 5 registrerer om det er fisk i kammeret og ventil 2 stenger helt i ved forekomst av fisk. Ventil 1 stenger nesten helt, men lar det være igjen en liten åpning for å holde ønsket vanntransport gjennom forbigangskanalen 3b og ventil 3. Ventil 3 åpner sakte og trykksetter kammeret 12b svært forsiktig. Utstyr for måling av trykk kan plasseres i kammeret 12b og brukes for å overvåke trykket og bidra til styring av ventilene. Ventilenes åpnings og lukkingssekvens kan foregå etter nøye innjusterte og programmerte prosedyrer. Prosedyrene skal blant annet sikre prosessen mot nitrogenovermetning av fisken. Ventil 3 åpner til slutt helt slik at fisk har fri passasje gjennom forbigangskanalen 3b og opp i selve turbinrøret 8 som utgjør kraftverkets vannvei.

Turbinen 6 skal normalt kjøre på ordinær måte med slukeevne styrt av en trykktransmitter i inntaksdammen. Ved liten vannføring og behov for ekstra vann i forbigangskanalen reduserer turbinen 6 sitt vannforbruk helt til forbigangskanalen 3b får nok vann til at fisken forlater inntakskammeret 12b.

Fisken går raskt opp motstrøms i turbinrøret 8 og opp i et andre inntakskammer i dammen 9. Dammen innehar en silrist som fisken må passere. Dette gjøres enten ved at fisken hopper over toppen av risten eller at risten innehar en enveisfunksjon for fisken. Det vil også være mulig å etablere kameraer her samt å sluse fisken gjennom inntakskammeret 12b ved å benytte to motordrevne silrister som vekselvis stenger og åpner.

Transporten av fisk kan være integrert i kraftverkets styring og drift, og styring og registrering kan integreres i kraftverkets dataanlegg. Fisketransporten kan overvåkes og logges, og all fisk kan filmes slik at uregelmessigheter kan lagres på anleggets datasystem. All informasjon kan overføres via datanett, og kan fjernstyres/justeres.

Claims (4)

1. Fiskevandringsanordning for anvendelse i et vannkraftverk omfattende en turbinledning (8) med et innløp fra en dam (9), et utløp (14) og en turbin (6), idet fiskevandringsanordningen er tilpasset for tilveiebringelse av en vannvei (8) for fisk fra en vannmasse ved et første nivå (16) til en dam (9) i et andre høyere nivå (15) og omfatter et inntakskammer (12b) for fisk, idet inntakskammeret (12b) omfatter en første åpning (1a) med en ventil (1) mot vannmassen ved det første nivået for inngang av fisk og for utløp av vann, og en andre åpning tilknyttet en inntaksventil (3) for å åpne for fisk mot det andre høyere nivået (15), karakterisert ved: et første kammer (12) plassert i forbindelse med turbinens (6) utløp (14) i vannmassen der fisken skal vandre fra; et innløp (2a) for lokkevann i inntakskammeret (12b) fra det første kammeret (12), blokkert for fisk med en rist (13); en innløpsventil (2) plassen" i forbindelse med innløpet (2a); en forbigangskanal (3b) med et innløp til turbinledningen (8) og et utløp i inntakskammeret (12b) som kan åpnes eller stenges med inntaksventilen (3); og en turbinventil (4) mellom turbinen (6) og innløpet av forbigangskanalen (3b).

2. Anordning i henhold til krav 1, hvori inntakskammeret (12b) omfatter utstyr (5) for registrering av fisk.

3. Anordning i henhold til krav 1, hvor en eller flere av ventilene (1, 2, 3, 4) er aktuator aktivert, og styrt av en styringskrets.

4. Fremgangsmåte for føring av fisk med en fiskevandringsanordning i henhold til krav 1, karakterisert ved: avstengning av turbinventil (4); avstengning av innløpsventil (2); delvis avstengning a utløpsventil (1) med en liten åpning for å ivareta en viss vanntransport gjennom forbigangskanalen (3b); gradvis åpning av inntaksventil (3) for trykksetting av kammeret (12b); og åpning av inntaksventil (3) helt slik at fisken har fri passasje gjennom forbigangskanalen (3b), opp i selve turbinrøret (8) og opp i dammen (9).