Impacts of the high-pressure Bratsk Hydroelectric Power Station on fish population of the Bratsk Reservoir

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Environmental and ecological effects of the dam of the high-pressure Bratsk Hydroelectric Power Station (HPS) on the fish population and the probability of fish downstream migration from the Bratsk Reservoir have been studied. It has been revealed that thermal stratification of the water column is a significant factor in the ecological differentiation of the fish population in the upper reaches of high-pressure hydroelectric plants. According to hydroacoustics data, most of the ichthyomass, consisting of "warm-water" representatives of the Percidae (65%) and Cyprinidae (22%) families, is concentrated in the relatively warm layer of the epilimnion. Juvenile fish from 30 to 50 mm in size (up to 70% of the total fish number in this layer) are also concentrated here. In the cold-water hypolimnion, the fish population is represented by large single individuals of whitefish (Coregoninae). The data on distribution of fish in the lower and upper reaches of the dam, fish nutrition patterns, growth rate, and the presence of injuries that occur when fish pass downstream through hydroelectric plant dams are presented. Revealed differences in the growth rate of perches from the upper and lower reaches are associated with their constant inhabiting of water masses with contrasting temperatures. Net catches in the lower reaches over the four seasons of research lack injured individuals. These facts prove the absence of mass downstream passage of fish through the Bratsk HPS dam. Juveniles of cyprinids and perches accumulate in the upper warm layer of 0–10 m, i.e. outside the zone of the intake flow formation, which makes their entrance to intake openings at a depth of more than 20 m hardly possible.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

Yu. Gerasimov

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: gu@ibiw.ru
Ресей, Borok, Yaroslavl Oblast

D. Pavlov

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Email: gu@ibiw.ru
Ресей, Borok, Yaroslavl Oblast

А. Strelnikova

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Email: gu@ibiw.ru
Ресей, Borok, Yaroslavl Oblast

I. Shlyapkin

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Email: gu@ibiw.ru
Ресей, Borok, Yaroslavl Oblast

E. Borisenko

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

Email: gu@ibiw.ru
Ресей, Moscow

Әдебиет тізімі

  1. Герасимов Ю.В., Поддубная Н.Я., Борисенко Э.С. и др. 2023. Влияние высоконапорной Братской ГЭС на зоопланктон Братского водохранилища // Биология внутр. вод. № 4. С. 473–490. https://doi.org/10.31857/S0320965223040083
  2. Герасимов Ю.В., Поддубный С.А., Малин М.И., Цветков А.И. 2014. Влияние гидродинамических условий на распределение рыб в Чебоксарском водохранилище // Вопр. рыболовства. Т. 15. № 3. С. 295–305.
  3. Готлиб Я.Л., Жидких В.М., Сокольников Н.М. 1976. Тепловой режим водохранилищ гидроэлектростанций. Л.: Гидрометеоиздат, 204 с.
  4. Евланов И.А., Розенберг Г.С. 2010. Особенности расчета ущерба водным биологическим ресурсам волжских водохранилищ от работы ГЭС в современных условиях: положительные и отрицательные стороны гидростроительства // Матер. заседания тематического сообщества по проблемам больших плотин и научного консультативного совета Межведомственной ихтиологической комиссии “Рыбохозяйственные проблемы строительства и эксплуатации плотин и пути их решения”. М.: WWF России. С. 101–110.
  5. Захарченко А.В. 2004. Влияние гидростатического давления на поведение открыто- и закрытопузырных рыб в потоке воды: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М.: ИПЭЭ РАН, 22 с.
  6. Иванов А.А. 2003. Физиология рыб. М.: Мир, 284 с.
  7. Крайнюк В.Н., Асылбекова С.Ж., Шуткараев А.В. 2020. Линейный рост окуня Perca fluviatilis L., 1758 (Percidae) в бассейнах рек Нура и Сарысу // Вестн. АГТУ. Сер. Рыб. хоз-во. № 3. С. 83–95. https://doi.org/10.24143/2073–5529–2020–3–83–95
  8. Купчинский А.Б., Купчинская Е.С. 2006. Состояние ихтиофауны водохранилищ Ангары // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. № 2 (48). С. 56–61.
  9. Логинов В.В., Гелашвили Д.Б. 2016. Вред водным биологическим ресурсам водохранилищ Волжско-Камского каскада от воздействия гидроэлектростанций // Принципы экологии. № 4 (20). С. 4–25. https://doi.org/10.15393/j1.art.2016.4681
  10. Луговой А.Е. 2011. Большой баклан Phalacrocorax carbo (Linnaeus, 1758) // Птицы России и сопредельных регионов: Пеликанообразные, Аистообразные, Фламингообразные. М: Т-во науч. изд. КМК. С. 54–82.
  11. Мамонтов А.М. 1977. Рыбы Братского водохранилища. Новосибирск: Наука, 247 с.
  12. Методическое пособие по изучению питания и пищевых отношений рыб в естественных условиях. 1974. М.: Наука, 254 с.
  13. Павлов Д.С., Нездолий В.К. 1981. О травмировании молоди рыб при скате через низконапорные плотины // Информ. бюл. ИБВВ АН СССР. № 50. С. 29–32.
  14. Павлов Д.С., Костин В.В., Нездолий В.К. и др. 1985. Покатная миграция рыб из водоемов с замедленным водообменном. М.: Изд-во ИЭМЭЖ АН СССР, 136 с.
  15. Павлов Д.С., Лупандин А.И., Костин В.В. 1999. Покатная миграция рыб через плотины ГЭС. М.: Наука, 255 с.
  16. Павлов Д.С., Лупандин А.И., Костин В.В. 2007. Механизмы покатной миграции молоди речных рыб. М.: Наука, 212 с.
  17. Павлов Д.С., Борисенко Э.С., Мочек А.Д., Дегтев А.И. 2008. Исследования распределения рыб в реках с помощью гидроакустических комплексов // Матер. II Междунар. науч.-практ. конф. “Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов”. М.: Изд-во ВНИРО. С. 25–28.
  18. Поддубный С.А., Герасимов Ю.В., Новиков Д.А. 2003. Структура течений и распределение рыб в речных плесах Верхневолжских водохранилищ // Биология внутр. вод. № l. С. 89–97.
  19. Понкратов С.Ф. 2013. Инвазии чужеродных видов рыб в бассейн Ангарских водохранилищ // Рос. журн. биол. инвазий. № 4. С. 59–69.
  20. Правдин И.Ф. 1966. Руководство по изучению рыб (преимущественно пресноводных). М.: Пищ. пром-сть, 376 с.
  21. Akopian M., Garnier J., Pourriot R. 1999. A large reservoir as a source of zooplankton for the river: structure of the populations and influence of fish predation // J. Plankton Res. V. 21. № 2. P. 285–297. https://doi.org/10.1093/plankt/21.2.285
  22. Algera D.A., Rytwinski T., Taylor J.J. et al. 2020. What are the relative risks of mortality and injury for fish during downstream passage at hydroelectric dams in temperate regions? A systematic review // Environ. Evid. V. 9. Article 3. https://doi.org/10.1186/s13750–020–0184–0
  23. Borisenko E.S., Degtev A.I., Mochek A.D., Pavlov D.S. 2006. Hydroacoustic characteristics of mass fishes of Ob-Irtish basin // J. Ichthyol. V. 46. Suppl. 2. Р. S227–S234. https://doi.org/10.1134/S0032945206110130
  24. Chang K.-H., Doi H., Imai H. et al. 2008. Longitudinal changes in zooplankton distribution below a reservoir outfall with reference to river planktivory // Limnology. V. 9. № 2. P. 125–133. https://doi.org/10.1007/s10201–008–0244–6
  25. Davis V.A., Holbrook R.I., de Perera T.B. 2021. Fish can use hydrostatic pressure to determine their absolute depth // Commun. Biol. V. 4. Article 1208. https://doi.org/10.1038/s42003–021–02749-z
  26. Fisheries acoustics. Theory and practice. 2005. Oxford: Blackwell, 437 p. http://doi.org/10.1002/9780470995303
  27. Grémillet D., Enstipp M.R., Boudiffa M., Liu H. 2006. Do cormorants injure fish without eating them? An underwater video study // Mar. Biol. V. 148. № 5. P. 1081–1087. https://doi.org/10.1007/s00227–005–0130–2
  28. Handbook of the birds of Europe, the Middle East, and North Africa. The birds of the Western Palearctic. 1977. V. I. Ostrich to Ducks. Oxford et al.: Oxford Univ. Press, 722 p.
  29. Hogan T.W., Сada G.F., Amaral S.V. 2014. The status of environmentally enhanced hydropower turbines // Fisheries. V. 39. № 4. P. 164–172. https://doi.org/10.1080/03632415.2014.897195
  30. Kubecka J., Duncan A. 1998. Acoustic size vs. real size relationships for common species of riverine fish // Fish. Res. V. 35. № 1–2. P. 115–125. https://doi.org/10.1016/S0165–7836(98)00066–6
  31. Le Cren E.D. 1947. The Determination of the age and growth of the perch (Perca fluviatilis) from the opercular bone // J. Anim. Ecol. V. 16. № 2. P. 188–204. https://doi.org/10.2307/1494
  32. Mueller M., Pander J., Geist J. 2017. Evaluation of external fish injury caused by hydropower plants based on a novel field-based protocol // Fish. Manag. Ecol. V. 24. № 3. P. 240–255. https://doi.org/10.1111/fme.12229
  33. Pavlov D.S., Mochek A.D., Borisenko E.S., Degtev A.I. 2010. Hydroacoustic investigation of taxonomic composition and of vertical distribution of fish in the riverbed depression // J. Ichthyol. V. 50. № 11. Р. 969–976. https://doi.org/10.1134/S0032945210110019
  34. Pleizer N.K., Nelson C., Cooke S.J., Brauner C.J. 2020. Understanding gas bubble trauma in an era of hydropower expansion: how do fish compensate at depth? // Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 77. № 3. P. 556–563. https://doi.org/10.1139/cjfas-2019–0243
  35. Sajdlová Z., Frouzová J., Draštík V. et al. 2018. Are diel vertical migrations of European perch (Perca fluviatilis L.) early juveniles under direct control of light intensity? Evidence from a large field experiment // Freshw. Biol. V. 63. № 5. P. 473–482. https://doi.org/10.1111/fwb.13085

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Spatial distribution of fish, specimens/ha: a – in the water area of ​​the dam section of the upper pool of the Bratsk Hydroelectric Power Station (section No. 1), b – in the water area of ​​the lower pool section (section No. 8). Scale, km: a – 3, b – 0.5.

Жүктеу (260KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Size composition (Smith body length – FL) of fish recorded: a, b – in the waters of the dam section of the upper pool of the Bratsk Hydroelectric Power Station (section No. 1); c, d – in the waters of the lower pool section (section No. 8); a, c – early juveniles and small-sized individuals; b, d – fish ≥ 100 mm in size.

Жүктеу (98KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. A flock of cormorants Phalacrocorax carbo taking off in the lower pool of the Bratsk hydroelectric power station (a); a perch dropped from the cormorant’s throat pouch, discovered in the water after the birds took off (b).

Жүктеу (474KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Perches Perca fluviatilis: a–c – dropped from the throat pouch of great cormorants Phalacrocorax carbo (Linnaeus, 1758) when frightened in a colony on an island; g – from net catches in the lower pool of the Bratsk hydroelectric power station.

Жүктеу (757KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Perches Perca fluviatilis: a – caught with a fishing rod in winter and lifted from a depth of 20 m on Lake Pleshcheyevo, b – caught in a net and lifted from a depth of 18 m on Lake Pleshcheyevo, c – caught in a net in the lower pool of the Bratsk hydroelectric power station by employees of Ecoprom; 1 – swim bladder that appeared from the mouth opening when the perch was lifted from a great depth; 2 – body fragments of an injured perch.

Жүктеу (521KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Spatial distribution of pelagic fish in the upper (a, b) and lower (c) pools of the Cheboksary hydroelectric power station: a – non-operating hydroelectric power station (night time); b, c – operating hydroelectric power station (day time); (―) – isobaths. Scale, m: a, b – 2000, c – 1000.

Жүктеу (464KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024