Research Paper

Temporary turbine and reservoir level management to improve downstream migration of juvenile salmon through a hydropower complex

Gestion temporaire du niveau de retenue et du turbinage d'un aménagement hydroélectrique visant à protéger les smolts de saumon Atlantique

¹ ICEO – 220 Rue des Ailes, 85440 Talmont Saint Hilaire, France
² EDF R&D LNHE - Laboratoire National d'Hydraulique et Environnement, 6 Quai Watier, 78401 Chatou Cedex, France
³ Laboratoire Biologie des Organismes et Ecosystèmes Aquatiques (BOREA), Muséum National d'Histoire Naturelle, CNRS FRE 2030, Sorbonne Université, IRD 207, Université de Caen Normandie, Université des Antilles, Centre de Recherche et d'Enseignement sur les Systèmes Côtiers, station de biologie marine de Dinard, 38 rue du Port Blanc, 35800 Dinard, France
⁴ CNSS, Larma, 43300 Chanteuges, France
⁵ Office Français de la Biodiversité − DRAS, Pôle R&D Ecohydraulique OFB-IMFT-PPRIME, IMFT, 2 Allée du Professeur Camille Soula, 31400 Toulouse, France

^* Corresponding author: stetard@iceo-environnement.fr

Received: 3 November 2020
Accepted: 19 January 2021

Abstract

Developing management rules to improve downstream migration of salmon smolts in large hydropower plants is essential to limit mortality and migration delay. A 2-year telemetry study was conducted to assess the efficiency of temporary measures to enhance the safety and speed of juvenile salmon passage through the Poutès dam (Allier River, France). 124 smolts were tracked through the reservoir and downstream of the dam, during implementation of turbine modulation and/or shutdown during night and reservoir level lowering. Level lowering significantly reduced median residence time from 3.4 days to 4.4 hours. However, even with high spill during turbine modulation, the risk of smolt being drawn toward the turbines was increased at low reservoir level due to the site's configuration, greater proximity to the surface and weak repulsive effect of the rack. Moreover, results revealed that a substantial proportion of smolts can migrate during daytime and twilight during floods, even at the beginning of the migration period. Thus targeted turbine shutdown has a good potential to protect smolts, but implementation requires studies taking account of site specificities and a flexible approach.

Résumé

Le développement de règles de gestion pour améliorer la dévalaison des smolts de saumon au niveau des grandes centrales hydroélectriques est essentiel pour réduire les mortalités et les retards de migration. Un suivi par télémétrie a été mené pour tester l'efficacité de mesures temporaires mises en œuvre au barrage de Poutès (rivière Allier, France). Au total, 124 individus ont été suivis depuis l'amont de la retenue jusqu'à l'aval du barrage pendant la mise en œuvre de modulation ou d'arrêt du turbinage et l'abaissement du niveau de la retenue. L'abaissement a significativement diminué le temps de résidence des smolts (médiane de 3.4 jours à niveau haut contre 4.4 heures à niveau bas). En revanche, cela a augmenté le risque d'entraînement vers les turbines en raison de la configuration du site, d'une plus grande proximité de la prise d'eau avec la surface et d'un faible pouvoir répulsif de la grille. De plus, une proportion importante des poissons peut migrer de jour et au crépuscule durant les crues, même en début de période de migration. Les arrêts ciblés de turbinage ont une efficacité potentielle élevée, mais leur mise en œuvre nécessite des études tenant compte des spécificités de chaque site.