UHE Santo Antônio Programa de Conservação da Ictiofauna Subprograma de Monitoramento do Sistema de Transposição de Peixes

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1 UHE Santo Antônio Programa de Conservação da Ictiofauna Subprograma de Monitoramento do Sistema de Transposição de Peixes Proposta apresentada à Santo Antônio Energia Belo Horizonte Junho de

2 Apresentação O documento que trata das premissas e critérios adotados para o desenvolvimento do projeto executivo do sistema de transposição de peixes (STP) da Ilha do Presídio da UHE Santo Antônio, protocolado no IBAMA em 27 de outubro de 2010, indica a necessidade de estudos visando o monitoramento da passagem de peixes pelo STP. Esses estudos são necessários para possibilitar o adequado entendimento do papel do STP da Ilha do Presídio na conservação e no manejo dos peixes do rio Madeira, para elaborar regras operativas que permitam sua adequada operação e para obter dados que permitam a melhoria de sua performance (definições dos termos utilizados na presente proposta estão apresentadas na Tabela 1). Os estudos serão desenvolvidos para obter dados sobre diferentes tipos de eficiência e seletividades do STP, sobre a influência de fatores abióticos e da hidráulica do STP e da operação da usina sobre o trânsito de peixes, além do tempo que os peixes levam para encontrar a entrada do STP e o tempo que eles levam para passá-lo. Objetivos O objetivo geral do monitoramento do STP da Ilha do Presídio é estabelecer sua performance para subsidiar a elaboração de regra operativa deste sistema. Para estabelecer a performance os seguintes objetivos específicos foram proposto para determinar: a) A eficiência de atração do STP; b) A eficiência de transposição do STP; c) O tempo total de passagem; d) O tempo de passagem dos peixes nos seguintes trechos do STP: canal de entrada, segmento com defletores sob influência do nível da água (NA) do canal de fuga, segmento com defletores fora da influência do NA do canal de fuga e canal de saída; e) A seletividade em tamanho do STP; f) A taxa de retorno para jusante, via turbinas, vertedouro e STP; g) A taxa de mortalidade do vertedouro e das turbinas na passagem para jusante; h) O trânsito horário de peixes; i) As espécies que utilizam o STP, e suas abundâncias; j) A seletividade específica; 2

3 k) A influência da velocidade da água de atração sobre as seletividades em tamanho e específica; l) A influência das condições hidráulicas decorrentes da operação da usina (número e posição das turbinas em operação, vazão turbinada, vazão vertida e nível da água do canal de fuga) sobre a performance do STP; m) A influência das condições hidráulicas do STP (profundidade, velocidade e potência específica do escoamento, vazão, carga hidráulica, abertura e velocidade do escoamento na comporta de entrada) sobre a performance do STP; n) A influência de fatores abióticos (precipitação, fases da lua e temperatura, oxigênio dissolvido e transparência da água) na performance do STP; o) A profundidade preferencial de entrada dos peixes pelo STP; p) Se acúmulo de peixes na entrada no STP dificulta a entrada das espécies-alvo; q) O tempo entre a chegada do peixe à barragem de Santo Antônio e sua entrada no STP; r) Os locais de concentração de peixes das espécies-alvo no canal de fuga; s) O caminho que peixes das espécies-alvo fazem ao passar próximo à entrada do STP; e t) O tamanho da população das espécies-alvo na região do canal de fuga; Metodologia Cinco técnicas principais serão utilizadas no monitoramento. Essas são: análise de imagens da ecossonda Didson, biotelemetria, captura e recaptura de peixes, marcação com etiqueta PIT e hidráulica e qualidade da água. As técnicas a serem empregadas para cada objetivo específico encontram-se discriminadas na Tabela 2. Metodologia a ser utilizada para cada técnica é descrita a seguir. 1- Análise de imagens do Didson O Didson é o único equipamento disponível que permitir visualizar, em qualidade próxima de vídeo e de maneira não invasiva, os peixes no rio Madeira. Embora ele permita a visualização em águas turvas e durante o dia e a noite, as elevadas cargas de sedimento em suspensão no rio Madeira limitam a sua capacidade de observação de peixes até cerca de 5-7 m, ao invés de m em locais mais propícios. Não obstante a essa limitação, vários objetivos específicos foram previstos que dependem de dados a serem obtidos das imagens do Didson. Caso as 3

4 imagens não possam gerar os dados previstos, os objetivos específicos (e, h, i, l, m, n, o, p) terão que ser modificados para técnicas alternativas, e o objetivo específico (t) terá que ser eliminado por não haver outra técnica que possa seja usada no lugar do Didson. Nicho especialmente projetado ao Didson foi projetado no trecho superior do STP da Ilha do Presídio, imediatamente a montante do último defletor e próximo à saída. Nele será instalado dois Didsons para registrar os peixes que passam pelo último defletor do STP. Um Didson registrará a passagem dos peixes na metade inferior da coluna d água e o outro, na metade superior. Ambos os aparelhos serão configurados para gravar imagens no esquema 24/7 (24 h por dia, 7 dias das semana). Os peixes registrados nas imagens gravadas pelo Didson serão contados e medidos. A contagem será feita de modo automático e manual. No modo automático, serão utilizadas as ferramentas de contagem e medição do tamanho dos peixes disponíveis no aplicativo do Didson. Na contagem manual, os peixes registrados nas imagens do Didson serão contados, medidos e, quando possível, identificados por uma pessoa especialmente treinada. Dependendo da quantidade de peixes registrados, todos serão contados e medidos ou uma amostra das imagens (e.g., 10 min a cada hora) será realizada. A contagem e medição ainda poderão ser feitas apenas para peixes acima de certo tamanho (e.g., 50 cm) no caso de número elevado de peixes registrados pelo Didson. No canal de entrada do STP da Ilha do Presídio, serão construídos dois trilhos para instalação do Didson. Um trilho será posicionado imediatamente a montante da comporta da entrada e outro, imediatamente a jusante. Os trilhos abrangerão toda a coluna d água do canal de entrada. Primeiramente, imagens do Didson serão obtidas em dias que peixes estiverem entrando em quantidades no STP. O Didson será posicionado em três diferentes profundidades por cerca de 1 h tanto no trilho de montante quanto no de jusante. As imagens serão analisadas para determinar qual é melhor trilho para visualização dos peixes passando pela entrada. O número de profundidades poderá ser diferente de três e o tempo em que o Didson ficará em cada uma delas maior que 1 h dependendo das circunstâncias no momento da amostragem. Estabelecido o melhor trilho, amostragens com o Didson da entrada de peixes no STP será feita uma vez por semana nos seis meses em que mais peixes entram de maior pico de subida. No restante do ano, serão realizadas amostragens quinzenalmente ou mensalmente. 4

5 2- Marcação com etiqueta PIT Peixes de até seis espécies, entre as quais dourada e babão, serão capturados, medidos e etiquetados com uma marca PIT. A captura será realizada no STP da Ilha do Presídio e/ou o mais próximo possível da sua entrada. Imediatamente após a marcação, os peixes serão soltos a jusante da entrada do STP da Ilha do Presídio em local(is) a ser(em) definido(s) posteriormente. A forma de captura dos peixes deve ser aquela que menos lesões provoquem nos exemplares capturados. Nesse sentido, captura mecanizada dentro do STP da Ilha do Presídio é a técnica que potencialmente poderá ser a mais adequada. O número de exemplares a serem capturados e marcados dependerá da sua disponibilidade. Prevê-se que poderão ser marcados de 100 a 500 exemplares por espécie. Para detecção das etiquetas PIT, será instalado sistema de RFID a exemplo do utilizado por nos testes conduzidos no Canal Experimental de Transposição. Esse sistema será constituído por antenas, leitoras de PIT, caixa de ajuste, conversores de porta serial para USB, cabos, fontes de energia e computadores. Conjunto de antenas, cada uma delas com 6 10 m de comprimento por 1,5 m de altura, será afixado em suporte não metálico para formar um transecto. Cada transecto conterá antenas em número suficiente para cobrir toda a seção transversal do STP com água. Pelo menos, quatro transectos serão instalados ao longo do STP. O 1º transecto ficará localizado no canal de entrada, o 2º, imediatamente a montante da junção do tramo direito, o 3º, no início do terço superior, imediatamente a montante do trecho sob influência do NA do canal de fuga e o 4º, no canal de saída. Computadores, conversores, fontes de energia ficarão instalados em cômodos climatizados próximos aos transectos. Para cada peixe marcado que entrar no STP, as seguintes variáveis serão determinadas: tempo decorrido entre marcação e entrada no STP, tempo total de passagem e tempo de passagem pelo canal de entrada, pelo segmento com defletores sob influência do nível da água (NA) do canal de fuga, pelo segmento com defletores fora da influência do NA do canal de fuga e pelo canal de saída. 3- Captura de peixes Captura de peixes nas imediações da entrada do STP da Ilha do Presídio serão conduzidas mensalmente nos seis meses de maior intensidade de passagem de peixes e bimensalmente no restante do período para determinar a composição em espécies da fauna de peixes. A captura 5

6 deverá será feita, principalmente, com redes de emalhar, mas outros apetrechos também poderão ser utilizados para a captura de espécies não amostradas em redes. Captura mecanizada e/ou com tarrafa será conduzida no canal de saída do STP para determinar as espécies que o utilizam. Para essas espécies, também será determinada a CPUE (captura por unidade de esforço). Outros apetrechos de pesca, além da tarrafa, poderão ser utilizados, particularmente, para espécies de pequeno porte. As coletas deverão ser quinzenais nos seis meses de maior intensidade de passagem de peixes e mensais no restante do período. 4- Biotelemetria Duas técnicas de biotelemetria serão empregadas neste subprograma: presença/ausência e de posicionamento espacial. A biotelemetria acústica será utilizada em ambas as técnicas devido às limitações da radiotelemetria para as características do rio Madeira. Para a presença/ausência, 50 exemplares de dourada e 50 de babão serão capturados, marcados com transmissores acústicos e soltos a jusante da usina de Santo Antônio. A técnica de captura e o local de soltura deverão ser semelhantes às empregadas na marcação com etiqueta PIT. Os transmissores acústicos serão inseridos, preferencialmente, na cavidade celomática dos peixes através de incisão na parede do corpo. O rastreamento dos peixes será feito por oito receptores acústicos com hidrofones. Cinco receptores serão instalados a jusante e três, a montante da barragem de Santo Antônio. Rastreamento manual dos peixes marcados será feito mensalmente, tanto a montante quanto a jusante da barragem de Santo Antônio. Caso a eficiência de atração da dourada e do babão sejam baixos, comparativamente aos padrões internacionais e nacionais, e a causa da baixa eficiência de atração não tenha sido estabelecida, estudo de biotelemetria acústica para posicionamento 2D ou 3D, preferencialmente 3D, será desenvolvido. Para isso, bateria de receptores acústicos com hidrofone será instalada no canal de fuga nas proximidades da entrada do STP da Ilha do Presídio. Douradas e babões (50 exemplares de cada espécie) serão capturados, marcados com transmissores acústicos e soltos a jusante do canal de fuga da margem direita. O rastreamento dos peixes será feito de modo automático pelos receptores. Esse sistema permitirá mapear, com precisão de menos de metro (no caso do sistema 3D) o deslocamento dos peixes marcados nas imediações da entrada do STP da Ilha do Presídio. Consulta ao fabricante de equipamento de biotelemetria acústica para posicionamento 2D ou 3D precisará ser feita para avaliação do sistema de posicionamento, 2D ou 3D, mais adequado às condições locais. 6

7 5- Hidráulica e qualidade de água Dados hidráulicos do STP da Ilha do Presídio serão medidos diariamente para determinar profundidade, velocidade do escoamento, potência específica do escoamento, vazão, carga hidráulica, abertura e velocidade do escoamento na comporta de entrada. Sonda multiparâmetros será utilizada para determinar diariamente o oxigênio dissolvido e a turbidez. Termômetros automáticos serão utilizados para registrar a temperatura da água a cada hora. Análises A partir dos dados dos peixes marcados com PIT e registrados nos transectos, a eficiência de atração do STP da espécie i (EA i ) e a eficiência de transposição da espécie i (ET i ) serão determinadas de acordo com as equações: onde, EA i = N i * 100 / NE i ET i = N i * 100 / NS i N i = número de exemplares marcados da espécie i, NE i = número de exemplares da espécie i detectados no transecto do canal de entrada, e NS i = número de exemplares da espécie i detectados no transecto do canal de saída. ET i também será calculado como sendo a porcentagem dos peixes marcados com transmissores acústicos que atingem o reservatório de Santo Antônio. O tamanho da população da espécie i na região do canal de fuga (T) será determinado utilizando-se a equação: onde, T = NP i / ET i NPi = número de indivíduos da espécie i que passou pelo STP determinado pela análise das imagens do Didson. 7

8 Para cada espécie marcada com etiqueta PIT, a distribuição do tamanho dos peixes que alcançaram o reservatório de Santo Antônio passando pelo STP será comparada à distribuição do tamanho dos peixes marcados para determinar seletividade em tamanho do STP. A seletividade específica será determinada comparando-se a espécies presentes nas imediações da entrada do STP com aquelas registradas no STP. Duração Esse subprograma terá duração de três anos. Cronograma executivo Atividade Análise de imagens do Didson Marcação com etiqueta PIT Captura/recaptura de peixes Biotelemetria (presença/ausência) Biotelemetria (posicionamento espacial) Hidráulica e qualidade da água Obs: início de monitoramento previsto para NOV11 Ano 1º 2º 3º 8

9 Tabela 1. Definições dos termos empregados nos objetivos específicos do Programa de monitoramento do STP da Ilha do Presídio. Eficiência de atração Termo Eficiência de transposição Imediatamente a jusante da barragem de Santo Antônio Performance do STP Seletividade em tamanho Seletividade específica Tempo total de passagem Trânsito Taxa de retorno para jusante Taxa de mortalidade na passagem para jusante Definição Porcentagem dos peixes presentes imediatamente a jusante da barragem de Santo Antônio que são atraídos para dentro do STP Porcentagem dos peixes que entram no STP e que alcançam o reservatório de Santo Antônio Região que abrange os primeiros km do rio Madeira a jusante da barragem de Santo Antônio Conjunto de variáveis relativas à passagem dos peixes pelo STP indicadoras do seu funcionamento Diferença entre o tamanho dos peixes presentes imediatamente a jusante da barragem de Santo Antônio e o tamanho dos peixes que alcançam o reservatório de Santo Antônio Espécies imediatamente a jusante da barragem de Santo Antônio, mas que não utilizam o STP Tempo gasto por um indivíduo na sua passagem pelo canal de transposição Número de peixes que utilizam o STP e alcançam o reservatório de Santo Antônio Porcentagem dos peixes que retornam para jusante logo após saírem do STP Porcentagem dos peixes que morrem ao retornarem para jusante após passarem pelas turbinas ou vertedouro 9

10 Tabela 2. Relação das técnicas a serem empregadas por objetivo específico do monitoramento do STP da Ilha do Presídio [em negrito, a(s) técnica(s) principal(is)]. Objetivo Específico Técnica* a) A eficiência de atração do STP D b) A eficiência de transposição do STP B, D c) O tempo total de passagem B, D d) O tempo de passagem dos peixes nos seguintes trechos do STP: canal de entrada, segmento com defletores sob influência do nível da água (NA) do canal de fuga, segmento com defletores fora da influência do NA do canal de fuga e canal de saída e) A seletividade em tamanho do STP A, B, C, D f) A taxa de retorno para jusante, via turbinas, vertedouro e STP B g) A taxa de mortalidade do vertedouro e das turbinas na passagem para jusante B h) O trânsito horário de peixes A i) As espécies que utilizam o STP, e suas abundâncias C j) A seletividade específica C, D k) A influência da velocidade da água de atração sobre as seletividades em tamanho e específica l) A influência das condições hidráulicas decorrentes da operação da usina (número e posição das turbinas em operação, vazão turbinada, vazão vertida e nível da água do canal de fuga) sobre a performance do STP m) A influência das condições hidráulicas do STP (profundidade, velocidade e potência específica do escoamento, vazão, carga hidráulica, abertura e velocidade do escoamento na comporta de entrada) sobre a performance do STP n) A influência de fatores abióticos (precipitação, fases da lua e temperatura, oxigênio dissolvido e turbidez) na performance do STP o) A profundidade preferencial de entrada dos peixes pelo STP A p) Se acúmulo de peixes na entrada no STP dificulta a entrada das espécies-alvo A q) O tempo entre a chegada do peixe à barragem de Santo Antônio e sua entrada no STP B r) Os locais de concentração de peixes das espécies-alvo no canal de fuga B s) O caminho que peixes das espécies-alvo fazem ao passar próximo a entrada do STP B t) O tamanho da população das espécies-alvo na região do canal de fuga A, D D A, C, D A, D A, D, E *: (A) análise de imagens do Didson, (B) biotelemetria, (C) captura de peixes, (D) marcação com etiqueta PIT e (E) hidráulica e qualidade de água. A, D 10