سدهای ماهی‌خوار

زمانی که از یک ساختمان بلند چندین طبقه با آسانسور بالا می‌روید، آیا تغییر فشار را احساس می‌کنید؟ تصور کنید همین آسانسور در یک چشم بر هم زدن، شما را تا بالای قله اورست ببرد. وقتی ماهی‌ها به آب‌های متلاطم نزدیک سد می‌رسند، احساسی مشابه احساس شما دارند. برای برخی از آنها این تغییر فشار تا حدی زیاد و سریع است که می‌میرند یا بشدت صدمه می‌بینند.

کد خبر: ۶۸۲۹۹۰

اخیرا زیست‌شناسان راه‌هایی برای جلوگیری از این فاجعه، معروف به فشارزدگی گوش میانی یافته‌اند. یکی از راه‌حل‌های مهم، اصلاح توربین‌ها برای به حداقل رساندن تغییرات چشمگیر فشار و حفاظت از ماهی‌هاست. بخشی از اهداف این پژوهش، طراحی توربین‌های اطراف سدها به منظور کاهش جراحات ماهی‌هاست.

محققان آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام با همکاری دانشمندان لائوس، برزیل و استرالیا یافته‌های جدیدی درباره آب‌های شمال غربی اقیانوس آرام به دست آوردند. در این منطقه، میلیاردها دلار برای جلوگیری از تلفات ماهی قزل‌آلا از طریق اثرات زیست‌محیطی انرژی آبی هزینه شده است. در مناطقی که به انواع منابع انرژی دسترسی ندارند، انرژی آبی اغلب منبع فوق‌العاده مهمی برای مردم آن منطقه است. طبق گفته‌های ریچارد براون، هدف آنها کاهش خطرات برای ماهی‌ها و همچنین تامین انرژی مورد نیاز مدارس، بیمارستان‌ها و دیگر مناطق است. جریان آبی که منجر به چرخش توربین‌ها می‌شود راحت‌ترین منبع انرژی در تمام دنیاست، بعلاوه این منبع پاک و تجدیدپذیر است. در برزیل تعداد زیادی سد در امتداد آمازون، مادیرا و رودخانه زینگو وجود دارد و در این مناطق بیش از 5000 گونه ماهی و همچنین پروژه‌های انرژی آبی وجود دارد. علاوه بر این در جنوب شرقی آسیا نیز صدها سد و سازه آبی کوچک در پایین رودخانه مکونگ ساخته شده است.

نویسنده مقاله اعلام کرد، یافته‌های به دست آمده طی همکاری چهار قاره باعث پیشرفت درک ما از انرژی آبی و حفاظت از ماهی‌های سراسر جهان شده است. برای مثال از نتایج به دست آمده درخصوص ماهی‌های رودخانه مکونگ و منطقه آمازون می‌توان در مناطق ایالات متحده ـ که تاکنون مطالعات گسترده‌ای درخصوص فشار زدگی گوش میانی نداشته‌اند ـ استفاده کرد.

صعود به اورست و برگشت در یک لحظه

تاثیر سدها در چالش با ماهی‌های مهاجر به طور قابل ملاحظه‌ای متفاوت است و زمانی این چالش بزرگ می‌شود که ماهی از بیش از یک سد یا سازه آبی عبور کند. برخی اوقات تلف شدن ماهی حتمی است، در حالی که گاه به مدد اقدامات لازم، ماهی‌ها از یک سد سالم عبور می‌کنند. برخی از ماهی‌ها به سمت بالا پرتاب می‌شوند و برخی دیگر از لوله‌ها یا سازه‌های اطراف سد عبور می‌کنند.

به منظور طراحی امن‌ترین سد برای ماهی‌ها باید از نوع ماهی‌ها در رودخانه مورد نظر فیزیولوژی آنها و عمقی که در آن زندگی می‌کنند آگاهی کامل داشته باشیم

در برخی سدها تلاطم بسیار زیاد آب باعث صدمه یا تغییر جهت ماهی‌ها می‌شود که ممکن است درنهایت به لبه‌های توربین اصابت کنند. توجه و تمرکز تحقیقات جدید روی مشکل سوم یعنی فشار زدگی گوش میانی به دلیل تغییر شدید فشار است.

یک ماهی زمانی که در مسیر سد شنا می‌کند، دچار کاهش شدید فشار می‌شود، درست مانند تغییر فشار ناگهانی بین سطح آب و قله اورست. به همان سرعتی که آب می‌چرخد، ماهی به طور ناگهانی به شرایطی با فشار طبیعی بازمی گردد و متاسفانه این تغییرات ناگهانی عواقب فاجعه باری برای ماهی دارد.

همه ماهی‌ها برای شناور ماندن در هر عمقی اندامی به نام کیسه شنا دارند که شبیه بادکنک است. زمانی که ماهی به اعماق آب می‌رود و فشار بیشتر می‌شود، کیسه شنا جمع و هنگامی که به سطح آب نزدیک و فشار آب کمتر می‌شود، این عضو منبسط می‌شود. در برخی ماهی‌ها این تغییر فشار باعث بزرگ شدن چهار تا هشت برابری کیسه شنا می‌شود، مانند یک کیسه هوا که به طور ناگهانی باد می‌شود. شایان ذکر است که این انبساط سریع به صدمات داخلی یا حتی مرگ ماهی منجر می‌شود. عوامل اصلی شامل مسیر حرکت ماهی‌ها، میزان آبی که به سمت توربین هدایت می‌شود، طراحی توربین، عمقی که ماهی‌ها در آن شنا می‌کنند و فیزیولوژی ماهی‌هاست. به منظور طراحی امن‌ترین سد برای ماهی‌ها باید از نوع ماهی‌ها در رودخانه مورد نظر، فیزیولوژی آنها، عمقی که در آن زندگی می‌کنند و همچنین نیروهای شدیدی که با آن مواجه می‌شوند، آگاهی کامل داشته باشیم.

محققان آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام دریافتند، کاهش فشار در تمام مناطق نزدیک توربین راه‌حلی اساسی برای کاهش تغییر فشار و جلوگیری از فشارزدگی گوش میانی است. همچنین کاهش فشار باعث کاهش خاموشی ناگهانی توربین و تعمیرات پرهزینه آن می‌شود.

رودخانه مکونگ

براون و محققان آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام برای همکاری با دانشمندان جنوب شرقی آسیا سفرهای زیادی به آنجا داشتند، زیرا در امتداد رودخانه مکونگ و انشعابات آن سدهای بسیاری ساخته شده است. رودخانه مکونگ از تبت شروع می‌شود و با 2700 مایل طول از چین، میانمار، لائوس، تایلند، کامبوج و ویتنام عبور می‌کند. تعداد ماهی‌های این رودخانه 1200 گونه برآورد شده است. دانشمندان متوجه شدند بیش از نیمی از پروتئین رژیم غذایی مردم لائوس و 80 درصد مردم کامبوج از طریق ماهی‌های این رودخانه تامین می‌شود. همچنین چهار پنجم خانوارهای این منطقه در غذاهای خود از ماهی استفاده می‌کنند. آیا می‌توان تاثیر سدها روی ماهی‌ها را کاهش داد، سیستم‌های انرژی آبی پایدار ساخت و در عین حال مواد غذایی مصرفی مردم منطقه با اطمینان تامین شود؟

این مسأله تنها دلیل دانشمندان برای انجام تحقیقات آزمایشگاهی است. مقاله دیگری درخصوص راه‌اندازی سیستم انرژی آبی در رودخانه مکونگ از سوی تیم مشابهی از دانشمندان نوشته شد و دانشمندان در این مقاله به پتانسیل منابع انرژی آبی منطقه، مسیر حرکت ماهی‌های مهاجر و اهمیت فناوری‌های دوستدار ماهی‌ها پرداختند.