Wetenschap
Inzichten in de waterstroom en de vispassage door dammen bieden mogelijkheden om aan de energie- en milieubehoeften te voldoen
Waterkrachtdammen leveren betrouwbare hernieuwbare energie, maar hebben ook een directe impact op het milieu, vooral op de visvangst. Door de hoeveelheid water die over een dam stroomt aan te passen, kunnen vissen met succes door dammen navigeren. Maar als er meer water wordt gemorst, is er minder water beschikbaar om stroom te produceren.
Bepalen wanneer en hoeveel water moet worden gemorst om vissen veilig door dammen te laten passeren en tegelijkertijd te voldoen aan de betrouwbaarheidsbehoeften van het elektriciteitsnet, zijn vragen van cruciaal belang.
Onderzoek aan het Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) benadrukt de complexe dynamiek rond lekkage en vispassage door dammen, en constateert dat lekkage niet altijd de grootste factor is in een succesvolle vispassage. Het onderzoek is gepubliceerd in het Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences .
"We ontdekten dat de activiteit van vissen, het zwemvermogen en het tijdstip van de dag allemaal een rol spelen bij de doorgang van vissen, vaak meer dan alleen de lekkageniveaus", legt PNNL-aardwetenschapper Ryan Harnish uit.
"Onze gegevens laten zien dat wanneer jonge zalm en steelhead in de lente minder actief zijn, zoals 's nachts of bij lagere watertemperaturen, het morsen van meer water een groot verschil kan maken om meer vissen te helpen de krachtpatser te vermijden. Maar onder andere omstandigheden kan dit hoger zijn. lekkageniveaus hebben weinig effect."
Dit is waardevolle informatie voor besluitvormers die de taak hebben om de waterbehoeften voor de gezondheid van het milieu en de energievraag in evenwicht te brengen. Weten wanneer hoge lekkageniveaus de doorgang van vissen het beste ondersteunen – en wanneer dat niet het geval is – biedt opties voor het in evenwicht brengen van de afwegingen die verband houden met de opwekking van waterkracht en de gevolgen voor het milieu.
Vis volgen door een dam in 3D
Door water te morsen kunnen vissen met succes over een dam zwemmen in plaats van rechtstreeks door de krachtcentrale, het deel van de dam waar de turbine in zit. Maar het tijdstip en de hoeveelheid gemorst water beïnvloeden zowel de vispassage als de energieopwekking. Om beter te kunnen bekijken hoe de mate van lekkage de doorgang van vissen beïnvloedt, hadden onderzoekers gedetailleerde trackinginformatie nodig die laat zien wanneer en hoe vissen door een dam zijn gegaan.
De standaard trackingmethode in het Columbia River Basin is het taggen van individuele vissen met passieve geïntegreerde transpondertags (PIT) boven de dam, die worden gedetecteerd wanneer vissen een specifiek deel van de dam passeren, het juveniele bypass-systeem.
Hoewel zeer betrouwbaar, biedt deze aanpak geen informatie over de verschillende andere routes die vissen door een dam kunnen afleggen; informatie die nodig is om te bepalen hoe het niveau van de lekkage de doorgang van vissen beïnvloedt. Om deze informatie te verkrijgen zijn tussen 2008 en 2018 talloze onderzoeken uitgevoerd met een andere methode:akoestische telemetrie.
Het PNNL-team analyseerde de tien jaar aan akoestische telemetriegegevens, inclusief 3D-informatie over het gedrag van vissen, van meerdere dammen langs de rivieren Snake en Columbia. Hierdoor konden ze de route identificeren die de vissen door de dam namen en het precieze tijdstip waarop ze de dam passeerden. Gecombineerd met informatie over het gedrag en de overleving van vissen, samen met damoperaties, evalueerden ze welke factoren het meest waarschijnlijk de doorgang van vissen via verschillende routes en omstandigheden zouden beïnvloeden.
Ze keken specifiek naar voorjaarszalm en staalkopsmolts – jonge vissen die naar de oceaan migreren – om te zien hoe de lekkageniveaus het aantal smolts beïnvloedden dat rechtstreeks door de krachtcentrale trok. Het aantal smolts dat door de krachtpatser trok, bleek gerelateerd te zijn aan hun activiteitenniveau en zwemvermogen, en niet alleen aan het morsen.
“Hoge lekkageniveaus die bedoeld zijn om het aantal vissen dat in de lente door de krachtcentrale passeert te verminderen, zijn waarschijnlijk het meest effectief wanneer vissen minder actief zijn of een verminderd zwemvermogen hebben, zoals ‘s nachts, tijdens hoge rivierstromen of in koelere omstandigheden. watertemperaturen”, legt Harnish uit. "Hoge lekkageniveaus waren niet de allerbelangrijkste factor bij de doorgang van smolt over de hele linie."
Deze bevindingen wijzen op de behoefte aan meer van dit soort onderzoeken die uitgebreide informatie kunnen verschaffen over precies wanneer en hoe vissen door dammen gaan. Die informatie kan besluitvormers helpen bepalen hoe ze de vispassage het beste kunnen ondersteunen en in de toekomst aan de energiebehoeften kunnen voldoen.
In een verklaring aan PNNL zei de Bonneville Power Administration (BPA) – die de stroom van 31 federale dammen in de Pacific Northwest op de markt brengt –:“Deze publicatie is een nieuw stukje in de puzzel van het begrijpen van de vispassage door het federale hydrosysteem. wetenschappers en managers in de regio met aanvullende informatie waarmee rekening moet worden gehouden bij het evalueren van operaties die voldoen aan de meerdere doeleinden van het Columbia River System."
Behoeften in evenwicht brengen
Waterkracht genereert meer dan de helft van de elektriciteit in Oregon en Washington en is een belangrijk onderdeel van een betrouwbaar elektriciteitsnet. Vispassage is noodzakelijk om regionale vispopulaties te ondersteunen, met name zalm, die van aanzienlijk ecologisch, economisch en cultureel belang zijn. Weten wanneer en hoeveel je moet morsen (of niet) is van cruciaal belang om deze behoeften in evenwicht te brengen.
Wanneer de rivierwaterstanden bijvoorbeeld laag zijn, zijn de maximale lekkageniveaus relatief hoog. Dit hoge lekkageniveau vertaalt zich in een grote afname van de energieopwekking, wat overeenkomt met het van stroom voorzien van een half miljoen huishoudens minder.
Deze studie voorspelt dat onder deze rivieromstandigheden de maximale lekkageniveaus de vissen 's nachts door de krachtcentrale zouden helpen passeren, maar overdag weinig verschil zouden maken, wanneer de energievraag doorgaans hoger is. Deze gedetailleerde informatie biedt cruciale inzichten voor besluitvormers en dambeheerders die op zoek zijn naar manieren om aan zowel energie- als milieuprioriteiten te voldoen.
"Het evalueren van compromissen op energie- en milieugebied is een uitdaging waarvoor de best beschikbare gegevens nodig zijn om beslissingen te onderbouwen", zegt Alison Colotelo, programmaleider van het PNNL Waterkrachtprogramma. "Een beter begrip van wat de vispassage door dammen beïnvloedt en de rol van lekkage is van cruciaal belang voor het ondersteunen van de vispopulaties en de energieopwekking."