Migliaia di dighe costruite lungo i fiumi e i torrenti degli Stati Uniti nel secolo scorso ora forniscono elettricità per le case, immagazzinare acqua per l'agricoltura e sostenere la ricreazione per le persone. Ma hanno anche un impatto significativo a valle:riducono la quantità e modificano i tempi dell'acqua corrente su cui i pesci fanno affidamento per la deposizione delle uova, alimentazione e migrazione.

Riconoscendo che molte grandi dighe sono qui per restare, un team dell'Università di Washington sta studiando una soluzione emergente per aiutare a raggiungere gli obiettivi di conservazione dell'acqua dolce ripensando ai modi in cui l'acqua viene rilasciata dalle dighe. La speranza è che i "flussi di design" a valle delle dighe possano essere adattati per soddisfare le esigenze idriche degli esseri umani, promuovendo contemporaneamente il successo dei pesci nativi rispetto alle specie ittiche invasive indesiderabili.

L'approccio del team è descritto in un documento apparso il 18 dicembre in Comunicazioni sulla natura .

"Il rapido cambiamento della disponibilità di acqua richiede nuove strategie di gestione delle dighe per fornire acqua a valle che equilibri le esigenze umane e dell'ecosistema, " ha detto l'autore senior Julian Olden, un professore UW di scienze acquatiche e della pesca. "Così, la domanda è se i flussi di progettazione possono essere progettati per soddisfare le richieste di acqua umana, e sfruttare le discrepanze tra le risposte delle specie autoctone e non native al flusso per fornire il massimo beneficio di conservazione".

I ricercatori hanno esaminato il concetto di flusso del progettista nel fiume San Juan, un importante affluente del fiume Colorado che scorre attraverso parti dello Utah, Colorado, Arizona e Nuovo Messico. Ogni goccia d'acqua è significativa in questo paesaggio arido, e lungo la lunghezza di circa 380 miglia del fiume, la potente diga Navajo di 402 piedi è impossibile da ignorare. Il fiume ospita almeno otto specie ittiche autoctone, ma negli anni si sono stabilite anche diverse specie ittiche invasive, compreso il pesce gatto predatore di canale, lucertola rossa e carpa comune.

Integrando i dati di più decenni sulle operazioni delle dighe, idrologia fluviale e abbondanza di specie ittiche in un modello multi-obiettivo, i ricercatori sono stati in grado di identificare specifici programmi di rilascio dell'acqua che hanno beneficiato i pesci nativi rispetto ai pesci invasivi, pur garantendo che tutte le esigenze domestiche e agricole che si basano sull'acqua del fiume San Juan siano soddisfatte.

"Siamo stati anche lieti di scoprire che il nostro modello prevede che i benefici ecologici dei rilasci del flusso di progettazione non evaporano durante i periodi di siccità, " disse Olden.

Questo metodo può guidare la gestione dell'acqua in qualsiasi fiume con grandi dighe, Olden ha detto. È particolarmente rilevante nelle regioni più aride del sud-ovest americano dove l'acqua è preziosa, ma grandi fiumi come il Columbia o il Mississippi, che sono similmente conditi con dighe, potrebbero anche programmare le loro dighe per rilasciare acqua in modi che mirano a beneficiare sia gli esseri umani che gli ecosistemi di acqua dolce.

La chiave dell'approccio dei ricercatori è sfruttare il fatto che i pesci invasivi hanno solo una storia evolutiva recente in questi sistemi fluviali. Di conseguenza, importanti eventi della vita dei pesci invasivi, come la deposizione delle uova e l'uso dell'habitat, mostrano relazioni leggermente diverse con i modelli di flusso rispetto ai pesci nativi. I flussi del progettista nel loro studio hanno sfruttato queste piccole differenze per identificare i rilasci delle dighe durante determinati periodi dell'anno che avrebbero beneficiato i pesci nativi e sarebbero stati dannosi per i pesci invasivi.

Questi rilasci d'acqua su misura non cercano di imitare il flusso naturale di un fiume prima che fosse arginato, ma piuttosto enfatizzare gli eventi di flusso più importanti per i pesci nativi in ​​un sistema fluviale alterato, hanno spiegato i ricercatori. Secondo il loro modello, i rilasci d'acqua nel fiume San Juan dovrebbero avvenire a fine inverno, tarda estate e metà autunno per ottenere i migliori risultati per i pesci nativi rispetto a quelli invasivi.

Mentre si prevedeva che sia i flussi di progettazione che quelli naturali fossero benefici per i pesci nativi, hanno scoperto che i flussi di progettazione potrebbero portare a raddoppiare la perdita di pesci invasivi nel fiume, rispetto a uno scenario di rilascio di dighe che imitava i flussi d'acqua naturali, prima che esistesse la diga. Occasionalmente, fiumi arginati riverseranno a valle un diluvio d'acqua, tentando di imitare i flussi naturali del fiume, ma con alterne fortune per i pesci. Questo studio suggerisce che tali sforzi potrebbero essere ottimizzati meglio.

Questo lavoro è ancora in fase di modellazione, e i ricercatori vogliono esaminare come queste pratiche di rilascio dell'acqua potrebbero potenzialmente avvantaggiare altri aspetti dei sistemi fluviali arginati, come il ripristino della vegetazione costiera, beneficiando gli insetti acquatici e persino rafforzando la ricreazione fluviale manipolando i rilasci d'acqua per incoraggiare la formazione di grandi banchi di sabbia. In definitiva, i ricercatori sperano di testare i loro flussi di progetto in un vero sistema fluviale, in collaborazione con operatori di dighe, ingegneri e utenti dell'acqua.

"Siamo onesti:modificare attentamente le operazioni delle dighe durante tutto l'anno per implementare un regime di flusso del progettista richiederebbe un enorme atto di fede, ma tutto ciò che facciamo di nuovo nella gestione delle risorse idriche comporta qualche rischio, " Olden ha detto. "Se non ci proviamo, non sapremo mai quanto di meglio potremmo effettivamente fare."