Влияние гидрокинетических турбин на поведение радужной форели

Энергия рек без крупных плотин

Поставка чистой и надёжной электроэнергии удалённым сообществам часто предполагает использование близлежащих рек. Традиционные гидроэлектростанции с плотинами дают много энергии, но они также препятствуют миграциям рыб и нарушают целые речные экосистемы. В этом исследовании ставится простой, но важный вопрос: могут ли небольшие турбины, установленные прямо в потоке, вырабатывать энергию, не мешая рыбам — в данном случае молодой радужной форели?

Небольшие турбины в течении

Вместо того чтобы перекрывать реку плотиной, гидрокинетические турбины размещают прямо в струе, как подводные ветряки. Исследователи сосредоточились на распространённой конструкции — турбине с вертикальной осью, которая может вращаться даже в относительно медленной воде. Эти устройства занимают лишь часть ширины русла, оставляя открытые «коридоры» свободного потока. Чтобы понять, как реагируют рыбы, команда построила в лаборатории прозрачный искусственный поток и устанавливала либо одну турбину, либо пару турбин, вращающихся в разных направлениях. Затем выпускали молодь радужной форели по одиночке или группами по три и снимали их сверху.

Отслеживание рыб в испытательном канале

Съёмка с высокой скоростью и трекинговое программное обеспечение позволили учёным восстановить траектории каждой рыбы, измерить, какую часть канала она исследовала, как часто проплывала мимо турбин и даже как быстро работал её хвост — показатель затрачиваемого усилия при плавании. Сравнивали пять вариантов: отсутствие вращающейся турбины, одна вращающаяся турбина с одиночной рыбой, одна турбина с косяком, и два разных способа работы пары турбин. В каждом испытании скорость воды и обороты турбин сохранялись постоянными, чтобы изменения в поведении можно было напрямую связать с расположением турбин и социальной обстановкой.

Свободный проход и предпочитаемые места покоя

Ключевой вывод обнадёжил: турбины не препятствовали форели плыть вверх или вниз по течению. Проходимость мимо машин была такой же, как и в контрольном варианте без вращающихся лопастей, а в одной из конфигураций с двумя турбинами форели пересекали канал даже чаще. Прямые попадания в лопасти были очень редки и не вызывали видимых повреждений. Однако рыбы меняли места, где предпочитали проводить время. Они стремились к участкам сразу ниже и сразу выше работающих турбин, где вращающиеся лопасти создавали карманы более спокойной воды. Эти «завихрения» давали форели возможность держаться на месте с меньшими усилиями, пока основной более быстрый поток проходил в другом участке канала.

Более смелые в группе

Оказалось, что важно, плыла ли форель одна или в небольшой группе. Одиночные рыбы чаще держались на расстоянии от вращающейся турбины, больше времени проводили на дне канала и реже имели близкие стыки с лопастями. Рыбы в косяках, напротив, вели себя смелее. Группы подходили к турбинам чаще, оставались ближе к ним и активнее использовали зоны с пониженной скоростью течения, особенно когда работали две турбины рядом и формировали большую спокойную область. Интересно, что само нахождение в группе не всегда автоматически экономило энергию: в целом частота ударов хвостом снижалась главным образом в более спокойных «завихрения», а не просто из‑за самого косяка.

Что это значит для рек и энергетики

Для управляющих, пытающихся сбалансировать чистую энергию и здоровье рек, эти результаты обнадёживают. В относительно широком русле турбины, частично занимающие поток, позволяли молодой форели свободно перемещаться и оставаться невредимой, а также предоставляли спокойные участки воды, которые, по-видимому, нравились рыбам. В то же время скопление рыб в завихрениях за турбинами в реальных реках может создать привлекательные места для хищников, а полномасштабные устройства будут формировать более сильные течения, чем лабораторные модели. Тем не менее по сравнению с крупными плотинами, которые могут вызывать большие потери рыб, тщательно размещённые гидрокинетические турбины выглядят перспективным способом извлечения возобновляемой энергии из рек при сохранении подвижности водной жизни.

Цитирование: Sonnino Sorisio, G., Müller, S., Wilson, C.A.M.E. et al. Impact of hydrokinetic turbines on rainbow trout behaviour. Sci Rep 16, 13652 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43568-8

Ключевые слова: гидрокинетические турбины, радужная форель, поведение рыб, возобновляемая энергия рек, водная экология