Duizenden dammen die in de afgelopen eeuw langs Amerikaanse rivieren en beken zijn gebouwd, leveren nu elektriciteit voor huizen, water opslaan voor de landbouw en recreatie voor mensen ondersteunen. Maar ze hebben ook aanzienlijke stroomafwaartse effecten:ze verminderen de hoeveelheid en veranderen de timing van stromend water waarop vissen vertrouwen om te paaien, voeding en migratie.

Erkennend dat veel grote dammen er zijn om te blijven, een team van de Universiteit van Washington onderzoekt een nieuwe oplossing om de doelstellingen voor het behoud van zoet water te helpen bereiken door de manieren waarop water door dammen wordt vrijgegeven opnieuw voor te stellen. De hoop is dat "designer-stromen" stroomafwaarts van dammen kunnen worden afgestemd op de waterbehoeften van mensen en tegelijkertijd het succes van inheemse vissen ten opzichte van ongewenste invasieve vissoorten kunnen bevorderen.

De aanpak van het team wordt beschreven in een artikel dat op 18 december verschijnt Natuurcommunicatie .

"Snel veranderende waterbeschikbaarheid vereist nieuwe dambeheerstrategieën om stroomafwaarts water te leveren dat de menselijke en ecosysteembehoeften in evenwicht brengt, " zei senior auteur Julian Olden, een UW hoogleraar aquatische en visserijwetenschappen. "Dus, de vraag is of designerstromen kunnen worden ontworpen om aan de menselijke waterbehoefte te voldoen, en profiteer van mismatches tussen de reacties van inheemse en niet-inheemse soorten om te stromen om het grootste voordeel voor het behoud te bieden."

De onderzoekers onderzochten het ontwerpstroomconcept in de San Juan-rivier, een belangrijke zijrivier van de Colorado-rivier die door delen van Utah stroomt, Colorado, Arizona en Nieuw-Mexico. Elke druppel water is belangrijk in dit dorre landschap, en langs de ongeveer 380 mijl lange rivier, de machtige 402-voet Navajo Dam is onmogelijk te negeren. De rivier is de thuisbasis van ten minste acht inheemse vissoorten, maar in de loop der jaren hebben ook een aantal invasieve vissoorten hun intrek genomen, waaronder roofzuchtige meerval, rode shiner en karper.

Door gegevens van tientallen jaren over damoperaties te integreren, rivierhydrologie en de overvloed aan vissoorten in een multi-objectief model, de onderzoekers waren in staat om specifieke waterafgifteschema's te identificeren die de inheemse vissen ten goede kwamen ten opzichte van de invasieve vissen - terwijl ze er toch voor zorgden dat aan alle huishoudelijke en landbouwbehoeften die afhankelijk zijn van het water van de San Juan-rivier wordt voldaan.

"We waren ook verheugd te ontdekken dat ons model voorspelt dat de ecologische voordelen van designer-flow-releases niet verdampen in tijden van droogte, ' zei Olden.

Deze methode kan het waterbeheer sturen in elke rivier met grote dammen, zei Olden. Het is vooral relevant in drogere gebieden in het zuidwesten van Amerika, waar water schaars is, maar grote rivieren zoals de Columbia of de Mississippi, die op dezelfde manier doorspekt zijn met dammen, ook zouden hun dammen kunnen worden geprogrammeerd om water vrij te geven op manieren die zowel de mens als de zoetwaterecosystemen ten goede komen.

De sleutel tot de benadering van de onderzoekers is het profiteren van het feit dat invasieve vissen slechts een recente evolutionaire geschiedenis hebben in deze riviersystemen. Bijgevolg, belangrijke levensgebeurtenissen van invasieve vissen - zoals paaien en gebruik van habitats - vertonen enigszins andere relaties met patronen in stroomstroom in vergelijking met inheemse vissen. De ontwerpersstromen in hun onderzoek maakten gebruik van deze kleine verschillen om het vrijkomen van dammen in bepaalde periodes van het jaar te identificeren, wat gunstig zou zijn voor inheemse vissen en schadelijk zou zijn voor invasieve vissen.

Deze op maat gemaakte waterlozingen proberen niet de natuurlijke stroom van een rivier na te bootsen voordat deze werd afgedamd, maar benadrukken eerder de belangrijkste stroomgebeurtenissen voor inheemse vissen in een veranderd riviersysteem, legden de onderzoekers uit. Volgens hun model waterlozingen in de San Juan-rivier zouden in de late winter moeten plaatsvinden, laat in de zomer en het midden van de herfst om de beste resultaten te krijgen voor inheemse vissen ten opzichte van invasieve vissen.

Hoewel werd voorspeld dat zowel designer- als natuurlijke stromen gunstig zouden zijn voor inheemse vissen, ze ontdekten dat designerstromen kunnen leiden tot het dubbele verlies van invasieve vissen in de rivier, vergeleken met een dam-release-scenario dat natuurlijke waterstromen nabootste, voordat de dam bestond. Zo nu en dan, afgedamde rivieren zullen een stortvloed van water stroomafwaarts spoelen, proberen natuurlijke rivierstromen na te bootsen, maar met wisselend succes voor vissen. Deze studie suggereert dat dergelijke inspanningen beter kunnen worden geoptimaliseerd.

Dit werk bevindt zich nog in de modelleringsfase, en de onderzoekers willen vervolgens bekijken hoe deze praktijken voor het vrijgeven van water mogelijk ten goede kunnen komen aan andere aspecten van afgedamde riviersystemen, zoals het herstellen van kustlijnvegetatie, waterinsecten ten goede komen en zelfs rivierrecreatie versterken door de waterafgifte te manipuleren om de vorming van grote zandbanken aan te moedigen. uiteindelijk, de onderzoekers hopen hun designerstromen te testen in een echt riviersysteem, in samenwerking met dambeheerders, ingenieurs en watergebruikers.

"Laten we eerlijk zijn:het zorgvuldig aanpassen van damoperaties het hele jaar door om een ​​ontwerpstroomregime te implementeren, zou een enorme sprong van vertrouwen vereisen, maar alles wat we doen op het gebied van waterbeheer houdt risico's in, ' zei Olden. 'Als we het niet proberen, we zullen nooit weten hoeveel beter we eigenlijk zouden kunnen doen."