Denne artikkelen er produsert og finansiert av Norsk institutt for naturforskning - les mer.

Torbjørn Forseth, seniorforsker i NINA forteller om prosjektet.

Turbulens skal redde fisk fra turbiner

En vill idé kan bli en viktig løsning for å få fisk forbi kraftverk.

Forskerne utnytter elvas egne krefter til å lage en strøm som går på tvers av elva. Samtidig går mesteparten av vannet likevel til strømproduksjon.

Hvert sekund kan opptil 100 000 liter elvevann strømme inn i Laudal kraftverk akkurat her ved utløpet av Manflåvann i Mandalselva.

Et lite skilt advarer folk mot å bade ved det ganske idylliske utløpet av innsjøen. Det er likevel ikke mye ved den beskjedne betongstrukturen som vitner om de enorme kreftene som blir slukt like under vannoverflaten.

Video av ledegjerdet (Video: Steis mekaniske verksted)


I de største kraftverkene i Norge kan inntakstunnelene ta unna mer enn 1000 kubikkmeter vann i sekundet.

Det er dobbelt så mye som et typisk skolebasseng, hvert sekund.

Da er det ikke så rart at en laksesmolt på 14 gram sliter med å passere. Det er kanskje heller ikke så rart at verken forskere eller vannkraftbransjen har klart å finne gode løsninger for å hjelpe dem forbi de store kraftverkene i Norge, Norden og Europa.

Før nå.

Med opptil 100 000 liter elvevann strømmende inn hvert sekund i kraftverket, er det ikke så rart at en laksesmolt på 14 gram sliter med å passere.
Med opptil 100 000 liter elvevann strømmende inn hvert sekund i kraftverket, er det ikke så rart at en laksesmolt på 14 gram sliter med å passere.

Biologer + ingeniører = sant

Det er ikke det at ingen har prøvd å få fisken unna turbinene før. De siste årene er det prøvd litt forskjellig: Nye grinder med mindre hull foran kraftverksinntaket, elektrisitet, bobler og til og med blinkende diskolys i et forsøk på å skremme fisken.

Enten ble det for dyrt, for vanskelig eller ga for dårlig resultat, sier Torbjørn Forseth, seniorforsker i Norsk institutt for naturforskning (NINA).

Det var ikke før biologene, ingeniørene, hydrologene og eksperter fra vannkraftbransjen slo seg sammen at en ny og veldig lovende løsning så dagens lys.

På en workshop i forskningssenteret HydroCen kom de fram til at vannstrømninger både er utfordringen og løsningen.

Fisk har flere sanseorganer som registrerer vannbevegelser langs hele kroppen. De kan føle ulike turbulensvirvler som dannes i vannet og enten unngå de eller bruke de for å lette svømmingen, sier Ana Silva, forsker i NINA.

Da ingeniørene hørte det, begynte kverna å gå for fullt. Kanskje de kunne konstruere noe som laget strømninger som ledet fisken?

De første utkastene var inspirert av turbulensen som skapes rundt fly-vinger.
De første utkastene var inspirert av turbulensen som skapes rundt fly-vinger.

Utnytter elvas egne krefter for å hjelpe fisken

Forskerne har oppdaget at fiskens sjanse til å overleve, er avhengig av hvor den svømmer når den nærmer seg kraftverkinntaket.

Simulering av (ekte) merket fisk. Laget av Henrik Baktoft / DTU Aqua.

De som kommer svømmende på motsatt side av kraftverket, er trygge. De kan følge strømmen forbi.

Men de som kommer inn i den strømmen som går til kraftverket, følger den helt inn til turbinene og ut på den andre siden. Noen kan overleve karusellen, men mange vil bli skadet eller dø.

I dag slippes det mye vann forbi Laudal kraftverk og det har gjort at 70–80 prosent av fisken finner veien utenom. Men målet er at minst 90 prosent skal svømme trygt forbi.

– Vi har gitt opp å tvinge eller skremme fisken til å gjøre noe. I stedet ville vi lage et system som opererer på fiskens premisser, sier Forseth.

Målet er derfor å få fisken over på den trygge siden ved å lage en strøm som går på skrått over elva. Og der fikk forskerne hjelp fra samarbeidspartnerne ved ETH Zürich i Sveits.

De hadde i noen år jobbet i laboratorier med grinder som skaper vannstrømmer som går på skrått av strømretningen. Sammen fant de den perfekte vinkelen på et gitter som senkes ned i elva.

Stipendiat Halvor Kjærås om målinger i Mandalselva.

Mandalselva ble et levende laboratorium

I dag er Mandalselva regnet blant Norges ti beste lakseelver, men slik har det ikke alltid vært.

Da kraftverkene ble bygd på 1970- og 1980-tallet, hadde sur nedbør og forurensning sørget for at laksestammen ble regnet som tapt. I flere tiår har Agder Energi nå samarbeidet med forvaltning, grunneiere, interesseorganisasjoner og forskere for å bedre miljøet i elva.

– Nå har laksen kommet tilbake, og vi har et medansvar for å finne løsninger for hvordan laks og kraft kan eksistere sammen, sier Svein Haugland, fagsjef for miljø i Agder Energi Vannkraft.

Ledegjerdet ligner på ei lang flytebrygge som ligger på skrå utover elva, men det er under overflaten at magien skjer.

Langs den 85 meter lange konstruksjonen skaper de vinklede stengene på gitteret en strøm som fiskene kan svømme langs for å komme seg til riktig side av elva.

Ledegjerdet under vann.

Rundt ledegjerdet kan man se små gule blåser. Under disse henger hydrofonene som lytter etter signalene fra smolt som er merket lenger oppi elva.

– Hvis dette virker, er det utrolig gøy å ha vært med på, men det er også viktig for oss som kraftverkseier å finne gode løsninger for laks som også ivaretar kraftproduksjon, sier Haugland.

Han sier videre at hvis dette i tillegg kan løse tilsvarende utfordringer i andre vassdrag og i andre land, er det nesten for godt til å være sant.

– Tenk å gå fra en vill ide, via blyanttegninger, til produksjon i Sirdal, til uttesting her på Laudal og ut i den store verden.

Seniorforsker Torbjørn Forseth i NINA og Svein Haugland, fagsjef for miljø i AgderEnergi Vannkraft.
Seniorforsker Torbjørn Forseth i NINA og Svein Haugland, fagsjef for miljø i AgderEnergi Vannkraft.

Lokale arbeidsplasser og engasjement

En av aktørene som har vært med i prosjektet, er den lokale bedriften Steis Mekaniske Verksted. De har konstruert og bygd ledegjerdet og blant annet bidratt med fiffige løsninger som gjør at gitteret enkelt kan renses for rusk som kommer drivende i elva.

De er klare til å levere ledegjerder til Norge og Europa så snart forskerne dokumenter at det fungerer.

– Hvis vi kan være med å bidra til å sikre arbeidsplasser regionalt, så er det midt i blinken. Jeg har grunnleggende tro på at vi kan gjøre hverandre gode gjennom slike samarbeid, sier Haugland.

– Det vi har oppnådd her hadde ingen av oss greid alene. Det er summen av erfaring og kunnskap som har ført oss hit, sier Forseth.

Vil redde utrydningstruet ål

Mens de første laksesmoltene passerer ledegjerdet i Mandal, har forskerne alliert seg med flere internasjonale eksperter for å ta steget enda et hakk videre.

– Startskuddet for prosjektet FishPath har akkurat gått. Der skal vi lage ledesystemer som skaper turbulensvirvler for flere fiskearter, som for eksempel ål som er sterkt truet i hele Europa, sier NINA-forsker Ana Silva.

– Vi har fått med oss noen av de fremste internasjonale ekspertene på fisk og vannstrømninger og samarbeider tett med vannkraftbransjen og forvaltningen. Det samarbeidet gir oss muligheten til å tenke helt nytt og finne løsninger ingen har tenkt på før, sier hun.

Ana Silva er ekspert på hvordan fisken forholder seg til vannstrømmer.
Ana Silva er ekspert på hvordan fisken forholder seg til vannstrømmer.

Hvordan lage virvelstrømmer fisken liker eller misliker?

Først skal forskerne undersøke nærmere hva slags virvler ulike objekter skaper i vannet og hvordan fisken reagerer på ulike typer av virvler.

– Vi skal blant annet undersøke sylindere med og uten hull, hydrofoiler og andre objekter og se hvilke virvler de lager. Så skal vi prøve å sette dem i ei rekke som til sammen danner et ledesystem, sier Silva.

For å få til det er de avhengige av både datamodeller, laboratorieforsøk og forsøk ute i elvene.

­ – Når ulike typer prototyper for ledesystem har blitt utviklet, vil vi undersøke hvor effektive de er for å lede fisk. Den mest lovende løsningen skal testes i full skala i elvelaboratoriatoret i Mandalselva, sier hun.

– Vi vil også vurdere og beskrive hvordan turbulensvirvler kan brukes i andre vandringsløsninger, for eksempel for fisk som vandrer oppstrøms.

Vil lage håndbok

Resultatene vil samles i en brukervennlig håndbok som beskriver ulike turbulensbaserte ledesystemer for ulike typer inntak i kraftverk.

Vi er veldig glade for at dette prosjektet har tiltrukket seg flere partnere fra vannkraftindustrien og forvaltningen. Ikke bare fordi de bidrar økonomisk, men også fordi de som er med, har mange års erfaring med fiskevandring i flere elvesystemer, sier Ana Silva.

Det samarbeidet vil også sørge for at løsningene vi utvikler raskt kan komme i bruk ute i elvene, sier hun.

Powered by Labrador CMS