Dams are planned, constructed, and operated to meet human needs - generation of energy, irrigated agricultural production, flood control, public and industrial supply, supply of drinking water, and various other purposes. Dams impound water in reservoirs during times of high flood that can be used for human requirements during times with inadequate natural flows. Positive impacts of dams are improved flood control, improved welfare resulting from new access to irrigation and drinking water. Without dams there would be insufficient food to feed the world’s people and energy would be generated by burning fossil fuels that produce greenhouse gases.
Despite this progress there remain significant concerns about the environmental impacts of dams. These environmental impacts are complex and far reaching, remote of the dam, and may occur in time with the dam construction or later and may lead to a loss of biodiversity and of productivity of natural resources.
This bulletin compiles improvements in knowledge and state of the art technology to avoid or mitigate environmental impacts of dams on the natural ecosystem as well as to the people that depend upon them for their livelihood and also addresses the mitigation of environmental impacts on dams and reservoirs.
Les barrages sont planifiés, construits et exploités de manière à répondre aux besoins humains. Les barrages retiennent l'eau dans les réservoirs pendant les périodes de forte crue, une eau qui peut être utilisée pour les besoins de l'homme pendant les périodes d’insuffisance des débits naturels. Les impacts positifs de barrages sont le contrôle des crues et l'amélioration du bien-être résultant du nouvel accès à l'irrigation et à l'eau potable. Sans barrages, la production alimentaire serait insuffisante pour nourrir la population du globe et l'énergie serait générée en brûlant des combustibles fossiles qui produisent des gaz à effet de serre.
Malgré ces progrès, d'importantes préoccupations subsistent quant aux retombées des barrages sur l’environnement. Les impacts environnementaux sont complexes et d’une grande portée. Ils peuvent se produire au moment de la construction du barrage ou plus tard et peuvent entraîner une perte de la biodiversité et de la productivité des ressources naturelles.
Le présent bulletin compile l'amélioration des connaissances et des technologies les plus récentes pour éviter ou atténuer les impacts environnementaux des barrages sur l'écosystème naturel ainsi que pour les personnes qui en dépendent pour leur subsistance. Il aborde également l'atténuation des impacts environnementaux sur les barrages et les réservoirs.
Author(s): Committee on Hydraulics for Dams
Publisher: CRC Press/Balkema
Year: 2022
Language: English/French
Pages: 187
City: Leiden
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Table Des Matiéres
TABLEAUX & FIGURES
AVANT PROPOS
1. INTRODUCTION
1.1. CONTEXTE
1.2. IMPACTS EN AMONT
1.2.1. La qualité de l’eau
1.2.2. La sédimentation
1.3. IMPACTS EN AVAL
1.3.1. Le régime d’écoulement
1.3.2. Les vannes de vidange de fond
1.3.3. La dégradation et l’alluvionnement des cours d’eau en aval
1.3.4. La dégradation des zones côtières
1.3.5. La température de l’eau
1.3.6. La migration des poissons
2. QUALITE DE L’EAU DE RESERVOIR
2.1. INTRODUCTION
2.2. CARACTERISTIQUES GENERALES DES RESERVOIRS
2.2.1. La morphologie et l’hydrodynamique
2.2.2. La stratification thermique
2.3. POLLUANTS ET CONTRAINTES SUR LES RESERVOIRS
2.4. PROCESSUS DETERMINANT LA QUALITE DE L’EAU, L’EUTROPHISATION ET L’OXYGENATION
2.4.1. Introduction
2.4.2. Concepts généraux
2.4.3. Les symptômes et les effets de l’eutrophisation
2.4.4. Le développement de plantes aquatiques
2.4.5. L’anoxie
2.4.6. Les changements des espèces
2.4.7. L’hypereutrophie
2.4.8. L’amélioration du recyclage interne des nutriments
2.4.9. Les concentrations élevées de nitrates
2.4.10. L’incidence accrue des maladies liées à l’eau
2.4.11. L’augmentation de la production de poissons
2.4.12. Le recyclage des nutriments
2.4.13. L’évaluation de l’état trophique
2.5. PARAMETRES DE LA QUALITE DE L’EAU
2.5.1. Le comportement dans les réservoirs
2.5.2. L’oxygène
2.6. DYNAMIQUE DES ELEMENTS NUTRITIFS
2.6.1. L’azote
2.6.2. Le phosphore
2.7. SYNTHESE DES MODELES DE LA QUALITE DE L’EAU DE RESERVOIR
2.8. STABILITE DES LACS
2.8.1. Les nombres de Wedderburn et le Lake number
2.8.2. Le suivi et le contrôle
2.8.3. L’acquisition des données en temps réel, la modélisation et le contrôle
2.9. MODELISATION DE LA QUALITE DE L’EAU
2.9.1. Les modèles de température unidimensionnelle
2.9.2. Les modèles unidimensionnels de la qualité de l’eau
2.9.3. Les modèles multicouches
2.9.4. Les modèles bidimensionnels ou tridimensionnels de la qualité de l’eau
2.9.5. Les modèles d’eutrophisation
2.9.6. Les modèles spéciaux
2.10. OBSERVATIONS FINALES
2.11. REFERENCES
3. GESTION DE L’IMPACT DES PROCESSUS HYDRAULIQUES
3.1. INTRODUCTION
3.1.1. La sursaturation des gaz
3.1.2. Le contrôle des débris flottants
3.1.3. Le passage des poissons
3.1.4. Les stratégies d’exploitation des réservoirs
3.2. REDUCTION DES EAUX SURSATUREES DE GAZ
3.2.1. Etudes de cas
3.2.2. Solutions de modernisation des évacuateurs de crues avec des bassins de dissipation profonds
3.3 CONTROLE DES DEBRIS FLOTTANTS
3.3.1. Type et origine des débris
3.3.2. Etudes de cas
3.3.3. Transport fluvial des débris
3.3.4. Transport de débris dans les ouvrages de régulation des débits
3.3.5. Mesures de prévention proposées
3.4. STRATEGIES D’EXPLOITATION DES RESERVOIRS
3.4.1. Déstratification artificielle
3.4.2. Exemple du Lac de Nyos
3.4.3. Gestion du remplissage de réservoir
3.4.4. Options d’ouvrages – Tour de prise à plusieurs niveaux
3.5. REFERENCES
4. IMPACTS EN AVAL DES GRANDS BARRAGES
4.1. INTRODUCTION
4.2. ECOSYSTEMES FLUVIAUX
4.2.1. L’interconnectivité des écosystèmes
4.2.2. Les régimes des débits
4.2.3. La variabilité des écoulements
4.3. BARRAGES ET SYSTEMES FLUVIAUX
4.3.1. Le rôle des barrages
4.3.2. L’échelle et la variabilité des impacts
4.3.3. Les problèmes liés aux grands barrages
4.3.4. La transformation du régime des débits
4.3.5. Le régime des crues
4.3.6. Le régime de faible débit
4.3.7. Les impacts sur les régimes des débits
4.4. IMPACTS DES BARRAGES SUR LA MORPHOLOGIE DES COURS D’EAU EN AVAL
4.4.1. Introduction
4.4.2. Les zones inondables
4.4.3. Les deltas côtiers
4.4.4. Les incidences des barrages sur les écosystèmes fluviaux en aval
4.4.5. Les impacts socio-économiques
4.5. LA COMPLEXITE DES IMPACTS EN AVAL
4.5.1. Les problèmes
4.5.2. Principes pour la prise en compte des impacts en aval
4.6. Réactions de l’écosystème à l’impact des barrages
4.7. MESURES D’ATTENUATION
4.7.1. Les options
4.7.2. Les flux environnementaux
4.7.3. La gestion des crues
4.8. REFERENCES
Table of Contents
TABLES & FIGURES
FOREWORD
1. INTRODUCTION
1.1. BACKGROUND
1.2. UPSTREAM IMPACTS
1.2.1. Water Quality
1.2.2. Sedimentation
1.3. DOWNSTREAM
1.3.1. Flow Regime
1.3.2. Bottom Outlets
1.3.3. Degradation and aggradation in downstream river reaches
1.3.4. Degradation in Coastal Areas
1.3.5. Water Temperature
1.3.6. Fish Migration
2. RESERVOIR WATER QUALITY
2.1. INTRODUCTION
2.2. GENERAL CHARACTERISTICS OF RESERVOIRS
2.2.1. Morphology and Hydrodynamics
2.2.2. Thermal stratification
2.3. POLLUTANTS AND STRESSORS ON RESERVOIRS
2.4. WATER QUALITY PROCESSES - EUTROPHICATION AND OXYGENATION
2.4.1. Introduction
2.4.2. General Concepts
2.4.3. Eutrophication Symptoms and Effects
2.4.4. Growth of Aquatic Plants
2.4.5. Anoxia
2.4.6. Species Changes
2.4.7. Hypereutrophy
2.4.8. Enhanced Internal Recycling of Nutrients
2.4.9. Elevated Nitrate Concentrations
2.4.10. Increased Incidence of Water-related Diseases
2.4.11. Increased Fish Yields
2.4.12. Nutrient Recycling
2.4.13. Assessment of Trophic Status
2.5. WATER QUALITY PARAMETERS
2.5.1. Behaviour in Reservoirs
2.5.2. Oxygen
2.6. METALIMNETIC OXYGEN MAXIMUM
2.6.1. Nitrogen
2.6.2. Phosphorous
2.7. OVERVIEW OF WATER QUALITY MODELS OF RESERVOIR
2.8. LAKE STABILITY
2.8.1. The Wedderburn and Lake Numbers
2.8.2. Monitoring and Control
2.8.3. Real-Time Data Acquisition, Modeling and Control
2.9. WATER QUALITY MODELS
2.9.1. One-dimensional Temperature Models
2.9.2. One-dimensional Water Quality Models
2.9.3. Multi-layer Models
2.9.4. Two and Three-dimensional Water Quality Models
2.9.5. Eutrophication Models
2.9.6. Special Models
2.10. FINAL REMAKS
2.11. REFERENCES
3. MANAGEMENT OF THE IMPACT OF HYDRAULIC PROCESSES
3.1. INTRODUCTION
3.1.1. Gas Supersaturation
3.1.2. Control of Floating Debris
3.1.3. Fish Passage
3.1.4. Reservoir Operating Strategies
3.2. REDUCTION OF GAS SUPERSATURATED WATER
3.2.1. Case History
3.2.2. Retrofit Solutions for Spillways with Deep Stilling Basins
3.3. CONTROL OF FLOATING DEBRIS
3.3.1. Type and origin of debris
3.3.2. Case histories
3.3.3. River transport of debris
3.3.4. Debris transport through flow control structu
3.3.5. Proposed counter- measures
3.4. RESERVOIR OPERATING STRATEGIES
3.4.1. Artificial Destratification
3.4.2. Lake Nyos Example
3.4.3. Management of reservoir filing
3.4.4. Structural Options - Multi Level Offtake Towers
3.5. REFERENCES
4. DOWNSTREAM IMPACTS OF LARGE DAMS
4.1. INTRODUCTION
4.2. RIVER ECOSYSTEMS
4.2.1. Ecosystem Interconnectivity
4.2.2. The parts of flow regime
4.2.3. Flow Variability
4.3. DAMS AND RIVER SYSTEMS
4.3.1. The role of dams
4.3.2. Scale and variability of impacts
4.3.3. Problems associated with large dams
4.3.4. Flow regime transformation
4.3.5. Flood regime
4.3.6. Low flow regime
4.3.7. Impacts on flow patterns
4.4. DOWNSTREAM IMPACTS OF DAMS ON RIVER MORPHOLOGY
4.4.1. Introduction
4.4.2. Floodplains
4.4.3. Coastal Deltas
4.4.4. The impacts of dams on downstream river ecosystems
4.4.5. Socioeconomic impacts
4.5. THE COMPLEXITY OF DOWNSTREAM IMPACTS
4.5.1. The Issues
4.5.2. Principles for Taking Account of Downstream Impacts
4.6. Responding to the Ecosystem Impacts of Dams
4.7. MITIGATION MEASURES
4.7.1. Options
4.7.2. Environmental flows
4.7.3. Managing floods
4.8. REFERENCES
