Ecological impacts of small hydropower plants on headwater stream fish: from individual to community effects

Abstract

Hydroelectricity is increasingly used worldwide as a source of renewable energy, and many mountain ranges have dozens or hundreds of hydropower plants, with many more being under construction or planned. Although the ecological impacts of large dams are relatively well known, the effects of small hydropower plants and their weirs have been much less investigated. We studied the effects of water diversion of small hydropower plants on fish assemblages in the upper Ter river basin (Catalonia, NE Spain), which has headwater reaches with good water quality and no large dams but many of such plants. We studied fish populations and habitat features on control and impacted reaches for water diversion of 16 hydropower plants. In the impacted reaches, there was a significantly lower presence of refuges for fish, poorer habitat quality, more pools and less riffles and macrophytes, and shallower water levels. We also observed higher fish abundance, larger mean fish size and better fish condition in the control than in impacted reaches, although the results were species-specific. Accordingly, species composition was also affected, with lower relative abundance of brown trout (Salmo trutta) and Pyrenean minnow (Phoxinus bigerri) in the impacted reaches and higher presence of stone loach (Barbatula quignardi) and Mediterranean barbel (Barbus meridionalis). Our study highlights the effects of water diversion of small hydropower plants from the individual to the population and community levels but probably underestimates them, urging for further assessment and mitigation of these ecological impacts.

Seasonal and daily upstream movements of brown troutSalmo truttain an Iberian regulated river

“…dams for flood control) (Almodóvar and Nicola, 1999;González del Tánago et al, 2016). These non-natural flow variations might affect the density, biomass and species composition (Almodóvar and Nicola, 1999;Benejam et al, 2014), as well as affect the daily fish behaviour and the time of spawning and migration periods (Jonsson and Jonsson, 2011). Therefore, it is vital to improve our understanding of the migratory patterns of the different populations and of the potential impact of environmental disturbances, especially in those less studied and more threatened populations, such as the Iberian populations (Clavero et al, 2004).…”

The major threats to Atlantic salmon in Norway

“…The regulatory framework (national Atlantic salmon rivers, WFD and revisions) and implemented mitigation measures resulted in low scores along the development axis. Increased hydropeaking caused by rapid increase or decrease in water discharge in accordance with fluctuations in the power demand (Harby and Noack, 2013), cumulative effects of small hydropower projects in tributaries (Benejam et al, 2016) and the increasing demand for renewable energy to reduce carbon emissions (e.g. the EU Renewable Energy Directive, EU, 2009) add uncertainty to future development.…”

Examinando as contradições em torno das Pequenas Centrais Hidrelétricas como fontes sustentáveis de energia no Brasil

“…Essas pesquisas mostraram que a construção de barragens e o funcionamento das PCHs alteram as características físicas do rio, modificando a frequência de ambientes lênticos e lóticos e alterando, também, a estrutura de habitat existente ao longo do rio (Fu et al, 2008;Zhou et al, 2009;2012;Benejan et al, 2014). Essa alteração das condições físicas dos ecossistemas pode ocasionar mudanças à biota em níveis individuais, bem como alterar a estrutura de populações e comunidades.…”

“…No tocante aos impactos das PCHs sobre a ictiofauna, efeitos ecológicos foram apontados em três níveis, por meio da redução das dimensões corporais de peixes de diferentes espécies e de alterações na estrutura de populações e de comunidades (Almodóvar & Nicola, 1999;Hirschmann et al 2008;Benejan et al, 2014). As alterações na estrutura de populações foram evidenciadas, no geral, por meio da redução da biomassa, abundância e densidade.…”

“…Alteração das características físicas do rio, como velocidade do fluxo, profundidade do canal e largura do canal, e alteração da disponibilidade de refúgios para a fauna Fu et al, 2008;Zhou et al, 2009;Wu et al, 2009;2012;Benejan et al, 2014 Ictiofauna: redução da densidade populacional, redução da biomassa populacional, redução da abundância populacional, alteração da abundância relativa, alteração de ordens dominantes, desaparecimento de espécies raras, alteração da estrutura etária, redução de peso e comprimento dos indivíduos Almodóvar, Nicola, 1999;Hirschmann et al, 2008;Benejan et al, 2014 Macroinvertebrados: redução da diversidade, alteração na composição de espécies, alteração na dominância de grupos funcionais e alteração na densidade em diferentes pontos do rio Cortes et al, 1998;Fu et al, 2008 Zooplâncton: alteração na densidade e na riqueza de espécies em diferentes pontos do rio Zhou et al, 2009 Algas: alteração na riqueza de espécies à montante e à jusante, redução da diversidade, alteração da composição de espécies, redução da porcentagem de indivíduos eretos. Wu et al, 2009; Menor Índice de Integridade Biológica em locais sob influência de PCHs Wu et al, 2012 após a construção da PCH (Almodóvar & Nicola, 1999).…”