$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Waterkracht is wereldwijd een belangrijke hernieuwbare energiebron. In de Verenigde Staten draagt waterkracht naar schatting 38% of 274 TWh bij aan elektriciteit die wordt opgewekt uit hernieuwbare bronnen1 en heeft het potentieel om ongeveer 460 TWh per jaar toe te voegen2. Naarmate de ontwikkeling van waterkracht toeneemt, zijn zorgen over visletsel en sterfte tijdens hydraulische passage echter van het grootste belang geworden3. Verschillende mechanismen dragen bij aan verwondingen van vissen tijdens de passage, waaronder snelle decompressie (barotrauma), schuifspanning, turbulentie, stakingen, cavitatie en slijpen4. Hoewel deze verwondingsmechanismen misschien geen onmiddellijke invloed hebben op de algehele conditie van de vissen, kunnen ze ze kwetsbaarder maken voor ziekten, schimmelinfecties, parasieten en predatie5. Bovendien kan direct lichamelijk letsel als gevolg van botsingen met turbines of andere hydraulische constructies leiden tot aanzienlijke sterfte, wat het belang benadrukt van het beperken van deze risico's bij de ontwikkeling van waterkracht.
Een van de meest gebruikelijke methoden voor het evalueren van de omstandigheden van vispassages is het vrijlaten van sensorvissen en levende vissen via hydraulische constructies 6,7. De Sensor Fish is een autonoom apparaat dat is ontworpen om de fysieke omstandigheden te bestuderen die vissen ervaren tijdens het passeren van hydraulische constructies, waaronder turbines, overlaten en alternatieven voor dambypasses 8,9. Uitgerust met een 3D-versnellingsmeter, 3D-gyroscoop, temperatuursensor en druksensor9, levert de Sensor Fish waardevolle gegevens over de omstandigheden van de vispassage.
Ballonlabels, dit zijn zelfopblazende ballonnen die extern aan sensorvissen en levende vissen zijn bevestigd, helpen bij hun herstel na het passeren van hydraulische constructies. De ballonlabels bestaan uit oplosbare capsules gevuld met gasgenererende chemicaliën (bijv. oxaalzuur en natriumbicarbonaat), een siliconen stop en een vislijn. Voorafgaand aan de inzet wordt water via de siliconen stop in de ballon geïnjecteerd. Het water lost de plantaardige capsules op, waardoor een chemische reactie op gang komt die gas produceert dat de ballon opblaast. Bij deze neutralisatiereactie reageren natriumbicarbonaat, een zwakke base, en oxaalzuur, een zwak zuur, om kooldioxide, water en natriumoxalaat te vormen10. De chemische reactie wordt hieronder weergegeven:
2NaHCO3+ H 2 C2O 4 → 2CO 2 + 2H2O + Na 2 C2O4
De opgeblazen ballon verhoogt het drijfvermogen van de sensorvissen en levende vissen, waardoor ze op het wateroppervlak kunnen drijven voor gemakkelijker herstel.
Het aantal ballonlabels dat nodig is om flotatie te bereiken en het ophalen van een monster te vergemakkelijken (bijv. sensorvissen of levende vissen) kan variëren op basis van de volume- en massakenmerken van het monster. De duur van het opblazen van de ballontag kan worden aangepast door water met verschillende temperaturen te injecteren. Kouder water verlengt de opblaastijd, terwijl warmer water deze verkort. Ballontags zijn met succes gebruikt op verschillende locaties, waaronder het Farmers Screen, een unieke horizontale, platte-plaat vis- en puinschermstructuur in Hood River, Oregon11, en een Francis-turbine bij de Nam Ngum-dam in de Democratische Volksrepubliek Laos12. Een ander in de handel verkrijgbaar voorbeeld van een ballontag is de Hi-Z Turb'N Tag13,14. Met de Hi-Z Turb'N Tag kan de opblaastijd worden ingesteld tussen 2 min en 60 min, afhankelijk van de temperatuur van het geïnjecteerde water13. Deze technologie is gebruikt in visstudies op veel veldlocaties, waaronder studies met Chinook-zalmsmolts die zijn vrijgelaten bij de Rocky Reach Dam aan de Columbia-rivier en jonge Amerikaanse elften bij de Hadley Falls Dam aan de Connecticut-rivier15,16. Beide technologieën maken gebruik van zuur-base chemische reacties om de ballonlabels op te blazen voor herstel.
Deze methode biedt kosteneffectiviteit en eenvoud in de productie, met een geschatte materiaalkost van slechts $ 0.50 per ballon. Zoals hier beschreven, is het productieproces gemakkelijk te volgen, waardoor de productie van ballontags voor iedereen toegankelijk is.