Hydropower intake-induced fish entrainment risk zone analysis

Evaluating the impacts of hydropower intake operations on upstream aquatic habitat is important for the development of environmentally sustainable hydropower and flood protection. A computational fluid dynamics model was used to simulate the flow field in the forebay of a high dam, Mica Dam in British Columbia, Canada. The model was used to evaluate the upstream hydraulics under various operational conditions and reservoir levels. This model, which was verified by a novel means of collected acoustic Doppler current profiler field measurements, highlights how appropriate intake selection may limit the volume of the forebay occupied by the entrainment risk zone. Additionally, a potential flow solution was applied to predict the velocity field induced by the intakes and the limitation of the potential flow solution was assessed. By linking the detailed knowledge developed of the forebay hydraulics to the established body of knowledge of fish behaviour, fish habitat use within the entrainment risk zone is also discussed in the context of hydropower optimization. Key words: computational fluid dynamics, fish entrainment, hydropower, intake, reservoir forebay. L'evaluation des repercussions de la prise d'eau pour l'exploitation d'hydroelectricite sur l'habitat aquatique en amont est importante pour le developpement d'une hydroelectricite durable sur le plan environnemental et la protection contre les inondations. Un modele de la dynamique numerique des fluides a ete utilise pour simuler le champ d'ecoulement dans le bassin d'admission d'un barrage eleve, soit le barrage Mica, en Colombie-Britannique, au Canada. Le modele sert a evaluer l'hydraulique en amont dans diverses conditions d'exploitaion et divers niveaux de reservoir. Ce modele, qui a ete verifie au moyen d'une nouvelle methode de mesure au moyen d'un profileur de courant a effet Doppler, met en evidence la facon dont la selection appropriee de prise d'eau peut limiter le volume du bassin d'admission occupe par la zone de risque d'entrainement. De plus, une solution d'ecoulement potentiel a ete appliquee pour predire le champ de vitesse induit par les prises d'eau et la limitation de la solution d'ecoulement potentiel a ete evaluee. En etablissant un lien entre les connaissances detaillees sur l'hydraulique des bassins d'admission et les connaissances etablies sur le comportement des poissons, l'utilisation de l'habitat des poissons dans la zone de risque d'entrainement est egalement examinee dans le contexte de l'optimisation de l'hydroelectricite. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: dynamique numerique des fluides, entrainement des poissons, hydroelectricite, prise d'eau, bassin d'admission.
Introduction The construction of high dams around the globe for flood protection and hydropower production has resulted in the impoundment of large rivers and thus the creation of deep reservoirs. [...]