Evaluación hidráulica y biológica de diseños de escalas de peces de hendidura vertical para especies de baja capacidad natatoria

Abstract

[Resumen] En la presente tesis se evalúan distintos diseños de escalas de peces de hendidura vertical desde un punto de vista tanto hidráulico como biológico. La caracterización hidráulica está basada en cuatro parámetros: el patrón de flujo, la velocidad media en la hendidura, el calado en las piscinas y la potencia disipada por unidad de volumen. Mediante el uso complementario de la modelización numérica y física, se estudian estos parámetros en 33 diseños y se analiza su variación con las dimensiones geométricas de la escala. La evaluación biológica analiza si estas propiedades hidrodinámicas se ajustan a los requisitos de las especies objetivo. Por una parte, se desarrolla una metodología para estudiar el comportamiento de distintas especies en un modelo físico de una escala de hendidura vertical a tamaño real. La metodología se aplica a cinco ensayos diferentes en los que, a partir de grabaciones en vídeo de los movimientos de los peces, se reconstruyen sus trayectorias. Finalmente, se define una metodología para evaluar la bondad de un diseño desde un punto de vista biológico, aplicando restricciones de velocidad, turbulencia y calado. Para facilitar su utilización, se diseña una aplicación informática que incorpora los resultados obtenidos.

[Abstract] In the present PhD dissertation, different designs of vertical slot fishways are evaluated considering both hydraulic and biological criteria. The hydraulic characterization is based on four parameters: the flow pattern, the average velocity in the slot, the water depth and the power dissipation per unit volume. By complementary use of numerical and physical modeling, these parameters are studied in 33 vertical slot fishway designs, and their dependence on the geometric dimensions of the fishway is analyzed. The biological evaluation analyzes the agreement between these hydraulic properties and the requirements of the target species. On the one hand, this study develops a methodology to analyze fish behavior in an experimental full-scale vertical slot fishway model. The methodology is applied to five different experiments in which, starting from video recordings of the fish movements, the fish trajectories are reconstructed. Finally, this work defines a methodology to analyze the biological efficiency of different designs of vertical slot fishways, applying velocity, turbulence and depth restrictions. In order to facilitate the application of this methodology, a computer application which brings together all the results obtained is presented.

[Resumo] Na presente tese avalíanse distintos deseños de escalas de peixes de fenda vertical desde un punto de vista tanto hidráulico como biolóxico. A caracterización hidráulica está baseada en catro parámetros: o patrón de fluxo, a velocidade media na fenda, o calado nas piscinas e a potencia disipada por unidade de volume. Mediante o uso complementario da modelización numérica e física, estúdanse estes parámetros en 33 deseños e analízase a súa variación coas dimensións xeométricas da escala. A avaliación biolóxica analiza se estas propiedades hidrodinámicas se axustan aos requisitos das especies obxectivo. Por unha banda, desenvólvese unha metodoloxía para estudar o comportamento de distintas especies nun modelo físico dunha escala de fenda vertical a tamaño real. A metodoloxía aplícase a cinco ensaios diferentes nos que, a partir de gravacións en vídeo dos movementos dos peixes, reconstrúense as súas traxectorias. Finalmente, defínese unha metodoloxía para avaliar a bondade dun deseño desde un punto de vista biolóxico, aplicando restricións de velocidade, turbulencia e calado. Para facilitar a súa utilización, deseñase unha aplicación informática que incorpora os resultados obtidos.