Dans le nord-ouest du Pacifique, la conversation sur les barrages hydroélectriques est compliquée :les barrages entravent la migration naturelle du saumon, pourtant ils sont une source importante de bon marché, énergies renouvelables pour la région.

Dans d'autres parties du monde, des zones d'ombre existent toujours, mais la conversation sur les barrages est très différente, provoquée par un besoin critique de sources alimentaires et énergétiques fiables. Dans les systèmes fluviaux tropicaux comme l'Amazone, Congo et le Mékong, la pêche fluviale et lacustre assurent la sécurité alimentaire dans certaines des régions les plus pauvres du monde et seraient négativement impactées par une attaque de nouveaux barrages. À la fois, les barrages existants et futurs prévus sur ces rivières promettent de l'énergie renouvelable dans les endroits qui en ont sans doute le plus besoin.

Là, le débat porte sur quand et comment, et non si, les barrages seront construits et exploités.

En Asie du Sud-Est, le Mékong et ses affluents soutiennent ce qui est probablement la plus grande pêche continentale au monde, plus de 2 milliards de dollars par an, dont dépendent plus de 60 millions de personnes pour leur alimentation et leurs moyens de subsistance quotidiens. Près de 100 barrages hydroélectriques sont prévus pour la construction le long des affluents et du cours principal de la rivière 2, tronçon de 700 milles.

Dans une étude publiée le 8 décembre dans Science , chercheurs de l'Université de Washington, L'Université d'État de l'Arizona et d'autres institutions ont proposé une solution qui permet aux exploitants de barrages de produire de l'électricité de manière à protéger – et éventuellement à améliorer – les approvisionnements alimentaires et les entreprises dans tout le bassin du Mékong. La solution proposée, le premier du genre, peut être appliqué à d'autres grands systèmes fluviaux du monde confrontés à des compromis similaires.

« L'un des défis liés à la gestion de ces systèmes et des changements environnementaux est que la conversation est en grande partie bloquée, 'ne construis pas de barrages, ' ou oui, construire des barrages, '", a déclaré Gordon Holtgrieve, un professeur adjoint de l'UW en sciences aquatiques et halieutiques. "Ce que cela dit, c'est essayons de trouver des moyens de travailler ensemble. Cela ne résoudra pas tous les problèmes, mais travaillons pour trouver des solutions."

Le papier représente une première étape dans un grand projet pluriannuel impliquant des chercheurs des campus UW et ASU. Financé par Innovations at the Nexus of Food de la National Science Foundation, Programme des systèmes d'énergie et d'eau, le projet utilisera les découvertes dans le bassin du Mékong comme exemple de la façon dont trois problèmes cruciaux :nourrir les gens, produire de l'énergie et maintenir des écosystèmes fonctionnels peuvent être abordés de manière réfléchie et progressive dans le monde en développement.

Chaque été dans le bassin du Mékong, les pluies de mousson inondent le fleuve et le delta, multipliant par six la superficie inondée du lac Tonle Sap au Cambodge, le plus grand lac d'Asie du Sud-Est et fréquemment appelé le « cœur » du Mékong. La montée et la chute éventuelle de l'eau déclenche la migration de dizaines d'espèces de poissons, qui frayent dans les affluents supérieurs pendant les basses eaux. Les larves de poisson retournent au lac lors de la prochaine crue pour grandir et mûrir dans ses eaux hautement productives. Ce modèle annuel fournit une source critique de protéines animales, et une économie, pour le peuple du Cambodge et d'autres pays le long du bas Mékong.

Mais avec de nouveaux barrages bientôt en ligne, il n'y a pas d'effort à l'échelle du bassin pour coordonner la façon dont le rejet d'eau de chaque barrage aura un impact sur l'hydrologie du bassin ou des poissons, dit Fayçal Hossain, un professeur UW de génie civil et environnemental et un collaborateur sur le projet.

Le but du projet, impliquant des chercheurs de la pêche, sylviculture, ingénierie, la santé publique et la Freshwater Initiative de l'UW, est de recueillir des informations sur la façon dont le débit d'eau du barrage interagit avec les poissons, la production de riz et la nutrition dans cette région et fournir les informations les plus utiles aux pays individuels afin qu'ils puissent décider de la meilleure façon d'exploiter leurs barrages hydroélectriques, il expliqua.

"Nous essayons de trouver un sweet spot pour les nombreuses parties prenantes, qui se disputent souvent les ressources, qui peut maximiser les avantages globaux d'une manière qui ne cause pas trop de dommages à l'environnement, poisson et moyens de subsistance de la région, " dit Hossain.

Une option prometteuse consiste à utiliser des barrages hydroélectriques pour imiter l'inondation des pluies de mousson chaque printemps qui amènent les poissons dans le lac. L'algorithme de l'équipe, décrit dans l'article de Science, recommande longtemps, périodes d'étiage ponctuées de crues rapides, ce qui permettrait aux exploitants de barrages de gérer leurs priorités de production d'électricité tout en protégeant les économies de pêche en aval.

Les chercheurs ont découvert que les périodes saisonnières de sécheresse avant la crue annuelle sont cruciales pour produire une pêche abondante dans le lac et les cours d'eau environnants. Lorsque le sol est sec, les arbres et les plantes poussent, la matière organique est produite et le sol est rempli de nutriments. Quand les eaux de crue affluent, ces nutriments sont en suspension dans l'eau et les poissons sont capables de les exploiter, attirant plus de poissons au festin, ce qui à son tour profite aux pêcheurs.

Holtgrieve, avec plusieurs collègues de l'UW, étudiera le cycle des crues en lien avec la valeur nutritionnelle du poisson et du riz, les deux agrafes dans les régimes d'Asie du Sud-Est, pour aider à prioriser certaines espèces et le moment de la récolte des aliments les plus nutritifs. Spécifiquement, il analysera des échantillons de tissus de 50 espèces de poissons différentes couvrant une gamme d'habitats dans le Mékong, mesure des acides gras bénéfiques, vitamines et mineraux, ainsi que pour les éléments nocifs comme le mercure.

« En tant que société, nous considérons que le poisson est généralement bon pour vous, " Holtgrieve a déclaré. " Ce projet reconnaît que tous les poissons ne sont pas les mêmes en termes de valeur nutritionnelle. "

Sachant quels poissons sont les plus sains à manger, les chercheurs peuvent travailler à rebours en déterminant ce que ces poissons aiment manger, et ensuite quel régime d'inondations et de sécheresse est le plus susceptible de produire ces plantes et organismes - contrôlés par des barrages libérant de l'eau - qui produisent plus de poissons à haute valeur nutritionnelle.

De la même manière, Les professeurs de l'UW Rebecca Neumann (génie civil et environnemental) et Soo-Hyung Kim (sciences environnementales et forestières) examineront les nutriments bénéfiques, comme le zinc, et contaminants nocifs, comme l'arsenic, dans le riz pour mesurer si la durée pendant laquelle les rizières sont inondées fait une différence dans la présence de ces éléments dans la culture. De nouveau, les rejets d'eau des barrages hydroélectriques pourraient être programmés pour optimiser le riz riche en zinc et pauvre en arsenic.

Hossain a utilisé des satellites pour désosser le plan des opérations de barrage sur environ 20 barrages dans la région du Mékong, et son laboratoire appliquera ces résultats à des dizaines de barrages prévus pour essayer de prédire leurs rejets et stockages d'eau probables, et comment ils peuvent avoir un impact sur le paysage environnant.

"Les satellites sont à l'abri des frontières politiques sur le terrain, " a-t-il dit. " L'information est la clé, et je pense que ce devrait être un droit fondamental pour chacun de savoir ce qui se passe avec l'eau qui l'entoure, mais ce n'est pas le cas ici, Malheureusement."

Dans d'autres aspects du projet, Bart Nijssen (génie civil et environnemental) aidera à prévoir les futures inondations dans le cadre de scénarios hydroélectriques et de changement climatique, tandis qu'Adam Drewnowski (santé publique) intégrera les données sur les nutriments du poisson et du riz avec des informations sur les besoins nutritionnels de la population locale.

Le projet durera trois ans, et les chercheurs ont l'intention de partager les résultats en cours de route.