Upstream migrations of neotropical fishes and hidroelectric dams: protection downstream from turbines and from spillways and fish passages.

Este trabalho se propõe a examinar aspectos de engenharia, particularmente da engenharia hidráulica, referentes aos impactos dos aproveitamentos hidrelétricos sobre deslocamentos migratórios ascendentes de peixes, buscando identificar medidas para a redução da eventual mortalidade de peixes, em tubos de sucção de turbinas e em regiões de restituição do escoamento de vertedouros, e descrever os sistemas de transposição de peixes usuais, com destaque para escadas de peixes tipo ranhura vertical. A revisão bibliográfica se inicia abordando migrações de peixes e o impacto causado pela implantação de usinas hidrelétricas, vindo, em seguida, aspectos hidráulicos relativos a barreiras para o impedimento da entrada de peixes em tomadas dágua e sua possível aplicação para tubos de sucção de turbinas. São relatados estudos de casos relativos à implantação de canais de restituição em vertedouros, para evitar a mortalidade de peixes, eventualmente aprisionados em poços e depressões na região de restituição do escoamento vertido, quando esta não possui água permanentemente, após o fechamento das comportas. A revisão da literatura prossegue tratando de sistemas usuais de transposição de peixes para montante, de acordo com a experiência internacional e, também, com a experiência nacional recente. Em seguida, são apresentados estudos em modelo reduzido realizados para a avaliação e caracterização de escoamentos em tanques de algumas escadas de peixes tipo ranhura vertical, tanto com seção transversal retangular, que constituem solução clássica, quanto com seção transversal trapezoidal, com caráter inédito na literatura, que possui, comparativamente, menores custos de implantação, descrevendo-se as instalações experimentais utilizadas, os ensaios realizados e os resultados obtidos, com a discussão de aspectos hidráulicos e de ictiofauna. Conclui-se que as soluções mais promissoras para reduzir a mortalidade de peixes são grades metálicas e barreiras comportamentais sonoras e elétricas, na saída de tubos de sucção, bem como a implantação de canais de restituição do escoamento de vertedouros. Conclui-se, também, que escadas de peixe tipo ranhura vertical com seção transversal trapezoidal fornecem condições de escoamento adequadas, compatíveis com os supostos requisitos natatórios das diferentes espécies de peixes em suas migrações ascendentes, além de exigirem menores investimentos de implantação, quando comparadas com escadas com seção transversal retangular. Recomenda-se que sejam feitos estudos e monitoramentos de ictiofauna específicos para subsidiar projetos de engenharia nessa área.This work aims to examine engineering, mainly hydraulic engineering, aspects related to the effects of hydroelectric dams on upstream fish migration, identifying possible measures for the reduction of fish mortality, inside turbines draft tubes and in the region downstream from spillways, and describing the most common upstream fish passages, mainly vertical slot fishways. The literature review starts with fish migrations and the effects of dams and reservoir on fishes, followed by hydraulic aspects of barriers to prevent fish entrance in water intakes and their possible application to turbine draft tubes. Case studies are reported concerning the construction of spillway exit channels to avoid the possible mortality of fish entrapped in depressions and pools in the old riverbed, when it`s not permanently flooded, after the closure of the spillway gates. The literature review proceeds with the most common upstream fish passages, according to the international experience and to the recent Brazilian`s experience. Next, the hydraulic model studies developed for evaluation and characterization of flow inside pools of vertical slot fishways are described, for the classical rectangular cross section, as well as for trapezoidal ones, not presented in the literature so far, which have comparatively lower costs, detailing the experimental arrangements, the experiments and experimental results, with discussions on hydraulic and ichthyofauna aspects. Its concluded that the most promising solutions to reduce fish mortality are fish screens and sound and electric behavioural barriers, at the exit of draf tubes, and the construction of spillway exit channels. Its also concluded that vertical slot fishways with trapezoidal cross sections provide good flow conditions, meeting the supposed swimming requirements of different fish species on their upstream migrations, with lower capital costs than classical fishways, with rectangular cross sections. Its recommended that specific ichthyofauna studies and monitoring be developed to subsidize engineering design in this field