Research Paper

American eel state of buoyancy and barotrauma susceptibility associated with hydroturbine passage

État de flottabilité de l'anguille d'Amérique et sensibilité aux barotraumatismes associés au passage des hydroturbines

Pacific Northwest National Laboratory, Earth Systems Science Division, 902 Battelle Blvd, Richland WA 99352, USA

^* Corresponding author: brett.pflugrath@pnnl.gov

Abstract

American eel are likely to encounter and pass through hydropower turbines, particularly during the downstream spawning migration, where exposure to stressors can potentially lead to injuries and mortality. Previous research has recovered dead eels downstream of hydropower facilities and, for some fish, injuries were easily attributed to blade strike; however, others showed no external signs of injury suggesting that other stressors, such as rapid decompression may be a potential source of mortality. For this research, yellow– and silver-phase American eel were held and allowed to acclimate to 172 kPa (absolute pressure) in hyper/hypobaric hydro-chambers for about 1 d. After acclimation, the state of buoyancy was determined prior to exposure to a rapid decompression simulating pressures encountered during hydroturbine passage. Fish were then examined for signs of barotrauma. Eel did not attain a state of neutral buoyancy but rather maintained negative buoyancy suggesting that eels, and possibly other benthic species, likely maintain a state of negative buoyancy to facilitate occupancy on or near the substrate. Additionally, eel were found to be resilient to rapid decompression, displaying no instantaneous mortality and minimal injuries, suggesting that barotrauma is not likely a major concern for American eel passing downstream through hydroturbines.

Résumé

L'anguille d'Amérique est susceptible de rencontrer et de traverser des turbines hydroélectriques, en particulier pendant la dévalaison, où l'exposition aux facteurs de stress peut potentiellement entraîner des blessures et la mortalité. Des recherches antérieures ont permis de récupérer des anguilles mortes en aval d'installations hydroélectriques et, pour certains poissons, les blessures étaient facilement attribuables à des coups de lame ; cependant, d'autres n'ont montré aucun signe externe de blessure, ce qui laisse croire que d'autres facteurs de stress, comme la décompression rapide, peuvent être une source potentielle de mortalité. Pour cette recherche, des anguilles d'Amérique en phases jaune et argentée ont été maintenues et acclimatées à 172 kPa (pression absolue) dans des hydrochambres hyper/hypobares pendant environ 1 jour. Après acclimatation, l'état de flottabilité a été déterminé avant l'exposition à une décompression rapide simulant des pressions rencontrées lors du passage de l'hydroturbine. Les poissons ont ensuite été examinés à la recherche de signes de barotraumatisme. L'anguille n'a pas atteint un état de flottabilité neutre, mais a plutôt maintenu une flottabilité négative, ce qui donne à penser que les anguilles, et peut-être d'autres espèces benthiques, maintiennent probablement un état de flottabilité négative pour faciliter l'occupation sur le substrat ou à proximité. De plus, on a constaté que l'anguille résistait bien à la décompression rapide, qu'elle ne présentait aucune mortalité instantanée et qu'elle n'avait subi que des blessures minimes, ce qui laisse supposer que le barotraumatisme n'est probablement pas une préoccupation majeure pour l'anguille d'Amérique qui passe en aval par des hydroturbines.