Des milliers de barrages construits le long des rivières et des ruisseaux américains au cours du siècle dernier fournissent désormais de l'électricité pour les maisons, stocker de l'eau pour l'agriculture et soutenir les loisirs pour les gens. Mais ils ont également des impacts importants en aval :ils réduisent la quantité et modifient le moment de l'écoulement de l'eau dont dépendent les poissons pour le frai, alimentation et migration.

Reconnaissant que de nombreux grands barrages sont là pour rester, une équipe de l'Université de Washington étudie une solution émergente pour aider à atteindre les objectifs de conservation de l'eau douce en repensant la manière dont l'eau est libérée par les barrages. L'espoir est que les « débits de conception » en aval des barrages puissent être adaptés pour répondre aux besoins en eau des humains tout en favorisant simultanément le succès des poissons indigènes par rapport aux espèces de poissons envahissantes indésirables.

L'approche de l'équipe est décrite dans un article paru le 18 décembre dans Communication Nature .

"L'évolution rapide de la disponibilité de l'eau exige de nouvelles stratégies de gestion des barrages pour fournir de l'eau en aval qui équilibre les besoins humains et écosystémiques, " a déclaré l'auteur principal Julian Olden, un professeur UW de sciences aquatiques et halieutiques. "Donc, la question est de savoir si les débits de conception peuvent être conçus pour répondre à la demande humaine en eau, et tirer parti des décalages entre les réponses des espèces indigènes et non indigènes au flux pour fournir le plus grand avantage de conservation. »

Les chercheurs ont examiné le concept de flux de conception dans la rivière San Juan, un affluent majeur du fleuve Colorado qui traverse certaines parties de l'Utah, Colorado, Arizona et Nouveau-Mexique. Chaque goutte d'eau est importante dans ce paysage aride, et le long d'environ 380 milles de longueur de la rivière, le puissant barrage Navajo de 402 pieds est impossible à ignorer. La rivière abrite au moins huit espèces de poissons indigènes, mais au fil des ans, un certain nombre d'espèces de poissons envahissantes ont également élu domicile, y compris le poisson-chat prédateur, méné rouge et carpe commune.

En intégrant plusieurs décennies de données sur l'exploitation des barrages, l'hydrologie fluviale et l'abondance des espèces de poissons dans un modèle multi-objectifs, les chercheurs ont pu identifier des calendriers de libération d'eau spécifiques qui ont profité aux poissons indigènes par rapport aux poissons envahissants, tout en s'assurant que tous les besoins domestiques et agricoles qui dépendent de l'eau de la rivière San Juan sont satisfaits.

« Nous avons également été ravis de découvrir que notre modèle prédit que les avantages écologiques des rejets de débit de conception ne s'évaporent pas en période de sécheresse, " dit Olden.

Cette méthode peut guider la gestion de l'eau dans n'importe quelle rivière avec de grands barrages, dit Olden. C'est particulièrement pertinent dans les régions plus arides du sud-ouest américain où l'eau est rare, mais les grands fleuves comme le Columbia ou le Mississippi, qui sont pareillement parsemés de barrages, pourraient également avoir leurs barrages programmés pour libérer de l'eau de manière à profiter à la fois aux humains et aux écosystèmes d'eau douce.

La clé de l'approche des chercheurs est de capitaliser sur le fait que les poissons envahissants n'ont qu'une histoire évolutive récente dans ces systèmes fluviaux. Par conséquent, les événements importants de la vie des poissons envahissants, tels que le frai et l'utilisation de l'habitat, présentent des relations légèrement différentes avec les modèles d'écoulement fluvial par rapport aux poissons indigènes. Le concepteur des flux dans son étude a exploité ces petites différences pour identifier les lâchers de barrages à certaines périodes de l'année qui profiteraient aux poissons indigènes et seraient préjudiciables aux poissons envahissants.

Ces lâchers d'eau sur mesure n'essayent pas d'imiter le débit naturel d'une rivière avant qu'elle ne soit endiguée, mais plutôt mettre l'accent sur les événements de débit les plus importants pour les poissons indigènes dans un système fluvial modifié, les chercheurs ont expliqué. Selon leur modèle, les lâchers d'eau dans la rivière San Juan devraient avoir lieu à la fin de l'hiver, à la fin de l'été et à la mi-automne pour obtenir les meilleurs résultats pour les poissons indigènes par rapport aux poissons envahissants.

Alors que les débits de conception et les débits naturels étaient censés être bénéfiques pour les poissons indigènes, ils ont découvert que les débits de conception pourraient conduire à doubler la perte de poissons envahissants dans la rivière, par rapport à un scénario de libération de barrage qui imitait les débits d'eau naturels, avant que le barrage n'existe. Parfois, les rivières endiguées entraîneront un déluge d'eau en aval, tentant d'imiter les débits naturels des rivières, mais avec un succès mitigé pour les poissons. Cette étude suggère que de tels efforts pourraient être mieux optimisés.

Ce travail est encore en phase de modélisation, et les chercheurs veulent examiner ensuite comment ces pratiques de libération d'eau pourraient potentiellement bénéficier à d'autres aspects des systèmes fluviaux endigués, comme la restauration de la végétation riveraine, profitant aux insectes aquatiques et même renforçant les loisirs fluviaux en manipulant les rejets d'eau pour favoriser la formation de grands bancs de sable. Finalement, les chercheurs espèrent tester leurs débits de conception dans un véritable système fluvial, en coopération avec les exploitants de barrages, ingénieurs et utilisateurs d'eau.

"Soyons honnêtes :peaufiner soigneusement les opérations de barrage tout au long de l'année pour mettre en œuvre un régime de débit de conception nécessiterait un acte de foi géant, mais tout ce que nous faisons de nouveau dans la gestion des ressources en eau comporte certains risques, " dit Olden. " Si nous n'essayons pas, nous ne saurons jamais à quel point nous pourrions faire mieux."