MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)umichrackham005445
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a574
■1001  ▼aJones,  Kaylin.
■24510▼aThe  Influence  of  Local  Hydrodynamics  on  Fish  Movement  in  Fluvial  Infrastructure
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Michigan▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a139  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Cotel,  Aline  J.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Michigan,  2024.
■520    ▼aRiver  systems  across  the  developed  world  have  been  dammed  for  a  variety  of  reasons,  including  power  generation,  recreation,  and  flood  control.  While  providing  benefits,  there  are  a  wide  array  of  negative  environmental  effects  associated  with  this  infrastructure,  including  disconnecting  migratory  fish  habitat,  rendering  certain  fluvial  populations  unable  to  complete  their  life  cycle.  To  reduce  this  impact,  it  is  necessary  to  pass  fishes  across  dams.  However,  it  is  not  desirable  to  pass  all  fishes;  in  the  case  of  invasive  species,  dams  act  as  beneficial  barriers  to  prevent  wider  proliferation  in  watersheds.  Thus,  conservation  goals  require  increasing  passage  rates  for  some  fishes  while  reducing  passage  rates  of  others.  This  dissertation  focuses  on  ways  to  leverage  the  local  hydrodynamics  associated  with  fish  passage  infrastructure  to  achieve  passage  goals.Fishes  primarily  pass  dams  using  fishways,  adjacent  structures  designed  specifically  for  this  purpose.  Many  of  these  designs  impart  intense  turbulence  into  the  flow,  and  the  turbulent  fluctuations  can  prevent  fishes  from  successfully  passing;  for  fishes  that  can  pass,  heightened  stress  has  negative  impacts  at  times  such  as  loss  of  fertility  or  increased  mortality  rates.  Altering  these  flows  to  be  more  amenable  to  successful  passage  is  therefore  of  interest.  Chapter  2  of  this  dissertation  provides  a  framework  for  applying  turbulence  theory  to  fishway  design  for  estimation  and  remediation  of  strain  rate  and  eddy  size,  two  flow  metrics  shown  to  be  harmful  to  early-life  stage  fishes.  This  framework  offers  a  simple  way  to  consider  the  turbulent  hydraulic  conditions  prior  to  construction  of  new,  or  retrofit  of  existing,  fishways.Another  challenge  to  habitat  restoration  efforts  is  a  deficiency  in  meaningful  environmental  turbulence  data,  due  to  a  lack  of  instrumentation  able  to  directly  measure  turbulence  metrics  in-situ.  Chapter  3  details  and  provides  proof-of-concept  for  a  novel  field  instrument  utilizing  Particle  Image  Velocimetry  (PIV)  to  address  this  instrumentation  gap.Fishway  efficiency  largely  depends  on  the  turbulence  present;  to  assess  a  common  fishway  design,  Chapter  4  maps  the  hydrodynamics  within  Denil  fishways,  the  detailed  flows  in  which  have  never  been  quantified  experimentally.  Using  a  physical  model  of  a  Denil  fishway  and  PIV,  flow  patterns  at  several  slopes  and  flowrates  are  measured  to  examine  how  the  flow  changes  with  different  design  grades.  This  study  found  there  are  two  primary  flow  phenomena  that  hinder  passage:  with  increasing  slope,  low-speed  refuges  are  lost,  and  areas  of  heightened  vorticity  with  high  potential  to  destabilize  fishes  develop  directly  in  the  swimming  path.Detailing  environmental  hydrodynamics  may  be  additionally  used  to  block  passage  and  improve  trapping  of  invasive  species.  Chapter  5  explores  improving  sea  lamprey  (an  invasive  parasitic  fish  in  the  Laurentian  Great  Lakes)  trap  entrance  rates  through  mapping  the  hydrodynamics  surrounding  and  within  two  common  trap  types,  mesh  face  and  solid  face.  These  flows  were  measured  in  flumes  in  both  a  controlled  hydraulics  laboratory  and  at  Hammond  Bay  Biological  Station  (HBBS).  These  measurements  are  paired  with  sea  lamprey  observation  conducted  at  HBBS  in  response  to  these  flows,  to  develop  an  understanding  of  both  what  turbulent  conditions  are  experienced  at  these  traps,  and  how  sea  lampreys  respond  to  them.  This  study  found  the  solid  face  trap  to  be  attractive  at  close  range,  but  performed  poorly  due  to  presenting  hydraulic  obstacles  to  sea  lampreys  attempting  entrance.  The  mesh  face  trap  at  high  flows  was  the  most  successful  design  with  the  highest  entry  rates.
■590    ▼aSchool  code:  0127.
■650  4▼aAquatic  sciences
■650  4▼aEngineering
■650  4▼aHydraulic  engineering
■653    ▼aEcohydraulics
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■653    ▼aFishway
■653    ▼aParticle  image  velocimetry
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■653    ▼aTurbulence
■690    ▼a0543
■690    ▼a0537
■690    ▼a0792
■690    ▼a0218
■71020▼aUniversity  of  Michigan▼bEnvironmental  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-12B.
■790    ▼a0127
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17163169▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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