COMPARISON OF RESERVOIRS WITH DISSIMILAR SELECTIVE WITHDRAWAL CAPABILITIES: EFFECTS ON RESERVOIR LIMNOLOGY AND RELEASE WATER QUALITY

Abstract

Between 1970 and 1980, studies were conducted on several Corps of Engineers impoundments in Oregon, U.S.A., to determine the effects of radically different outlet structures on reservoir limnology and release water quality.The 13 dams in the Willamette River Basin provide only limited capability for selective water withdrawal. Most of the projects (12) have outlets positioned at only one or two elevations, with two-level outlets spaced close together vertically at some dams. This has contributed to water quality problems in reservoirs and downstream, as exemplified by Hills Creek Project which traps highly turbid flood flows below the two outlets positioned 7 m apart near the center of the vertical axis of the dam. As a consequence, downstream release flows remain turbid for months and years thereafter. Additionally autumn drawdown for flood control storage gradually lowers the photic zone into the depth of withdrawal, sending summer accumulations of phytoplankton, organic detritus and nutrients toward downstream impoundments.In contrast, Lost Creek Dam on the Rogue River employs a 78 m-tall free-standing intake tower, with intake ports at four widely-spaced elevations (i.e., 563, 546, 527 and 500 m, above msl) and a 4 m-diameter turbidity conduit extending 120 m into the reservoir to draw near-bottom water at elevation 486 m. This makes it possible to purge turbid inflows and to selectively draw water from one or more levels for thermal optimization downstream. But conflicts in reservoir operations have developed, such as the unintentional releases of H2S-contaminated hypolimnetic water through the turbidity conduit in 1977. These problems are usually resolved, however, by temporarily discharging water drawn from higher elevations in the reservoir, or from depths which will have the least impact on downstream water resources.

Entre 1970 et 1980, des études ont été entreprises par différents groupes d’ingénieurs spécialisés dans l’étude des réservoirs en Orégon, E.-U., afin de mettre en évidence les effets de différents ouvrages de rejets sur la limnologie et la qualité de l’eau rejetée.Les treize barrages sur le bassin de la rivière Willamette ne permettent qu’un contrôle sélectif partiel pour le soutirage de l’eau. En effet, douze des treize barrages n’ont des sorties d’eau qu’à une ou deux élévations et, de plus, à certains barrages, les deux niveaux verticaux sont relativement rapprochés. Ces aménagements ont créé des problèmes de qualité de l’eau dans les réservoirs et en aval, tel au illustré par le projet Hills Creek où l’on trappe les eaux de crue hautement turbides en-dessous des deux sorties d’eau distantes de sept mètres et situées près du centre de l’axe vertical du barrage. En conséquence, l’eau s ’écoulant en aval demeure turbide pendant des mois et même des années. De plus, les baisses de niveau à l’automne pour l’emmagasinement et la régularisation des crues abaissent la zone photique dans la région du soutirage et provoquent le départ des acaululations estivales de phytoplancton, de détritus organiques et d’éléments nutritifs vers les réservoirs situés en aval.Au contraire, le barrage Lost Creek sur la rivière Rogue est muni d’une tour d’approvisionnement de 78 m de haut avec des sorties d’eau situées à quatre élévations largement espacées (i.e. 563, 546, 528 et 500 m au-dessus du niveau moyen de la mer) et d’une conduite d’eau turbide d’un diamètre de quatre mètres s’étendant jusqu’à 120 m dans le réservoir de façon à transporter les eaux de fond a l’élévation 486 m. Cela permet de purger l’entrée d’eau turbide et de transporter sélectivement l’eau d’un ou de plusieurs niveaux de façon à obtenir une optimisation des températures de l’eau en aval. Mais il arrive que des erreurs d’opération dans le contrôle du réservoir entraînent accidentellement dans la conduite d’eau turbide, de l’eau de l’hypolimnion contaminée par le H2S.