Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Optimal Discharge from a Hydropower Plant for Fish Reproduction: An Aquatic Habitat Model

Lindbäck, Hugo LU (2023) In TVVR 5000 VVRM05 20231
Division of Water Resources Engineering
Abstract
Hydropower is the dominant source of electricity in Sweden, constituting 45% of the national supply. While pivotal for decarbonization and climate goals, its environmental impact on freshwater biodiversity is concerning. In this case study of a hydropower plant in Helge River, Sweden, the aim was to find a flow suitable for trout (Salmo trutta) and salmon (Salmo salar) reproduction. A terrain model was constructed with bathymetric data gathered in a field study. Then, seven flow scenarios were simulated in 2D space in this order: 0.5, 1, 2, 3, 4, 5 and 6 m3/s. The resulting hydraulic maps were classified in a rule-based habitat model based on preference curves for salmon and trout in Finnish and Norwegian rivers, and the Weighted Usable... (More)
Hydropower is the dominant source of electricity in Sweden, constituting 45% of the national supply. While pivotal for decarbonization and climate goals, its environmental impact on freshwater biodiversity is concerning. In this case study of a hydropower plant in Helge River, Sweden, the aim was to find a flow suitable for trout (Salmo trutta) and salmon (Salmo salar) reproduction. A terrain model was constructed with bathymetric data gathered in a field study. Then, seven flow scenarios were simulated in 2D space in this order: 0.5, 1, 2, 3, 4, 5 and 6 m3/s. The resulting hydraulic maps were classified in a rule-based habitat model based on preference curves for salmon and trout in Finnish and Norwegian rivers, and the Weighted Usable Area (WUA) was calculated. The habitat model suggests that more flow is better, as WUA increased all the way up to the highest flow scenario of 6 m3/s. The greatest benefit to habitat area by increasing flow was observed up to 2 m3/s, and slowing after, particularly for ‘good’ quality habitat. In conclusion, there is great potential for improvements to fish conditions with the implementation of a minimum discharge requirement in future operational permits for the hydropower plant. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Vattenkraft är den dominerande källan till elektricitet i Sverige, med ett bidrag på 45% av den nationella produktionen. Samtidigt som vattenkraften är avgörande för utfasningen av fossila bränslen och för klimatmålen, är dess miljöpåverkan på den biologiska mångfalden i sötvatten oroande. I denna fallstudie av ett vattenkraftverk i Helge å, var syftet att hitta ett lämpligt flöde för reproduktion av öring (Salmo trutta) och lax (Salmo salar). En terrängmodell konstruerades med batymetriska data insamlade i en fältstudie. Sedan simulerades sju flödesscenarier i 2D i rummet i denna ordning: 0,5, 1, 2, 3, 4, 5 och 6 m3/s. De resulterande hydrauliska kartorna klassificerades i en regelbaserad habitatmodell baserad på preferenskurvor för lax... (More)
Vattenkraft är den dominerande källan till elektricitet i Sverige, med ett bidrag på 45% av den nationella produktionen. Samtidigt som vattenkraften är avgörande för utfasningen av fossila bränslen och för klimatmålen, är dess miljöpåverkan på den biologiska mångfalden i sötvatten oroande. I denna fallstudie av ett vattenkraftverk i Helge å, var syftet att hitta ett lämpligt flöde för reproduktion av öring (Salmo trutta) och lax (Salmo salar). En terrängmodell konstruerades med batymetriska data insamlade i en fältstudie. Sedan simulerades sju flödesscenarier i 2D i rummet i denna ordning: 0,5, 1, 2, 3, 4, 5 och 6 m3/s. De resulterande hydrauliska kartorna klassificerades i en regelbaserad habitatmodell baserad på preferenskurvor för lax och öring i finska och norska floder, och ett viktat mått för habitatarean (WUA) beräknades. Habitatmodellen indikerar att ju högre flöde, desto bättre effekt. WUA ökar genom alla scenarier, upp till det högsta studerade flödet 6 m3/s. Den största nyttan av att öka flödet observerades upp till 2 m3/s, efter vilket den avtog, särskilt för habitat av ”god” kvalitet. Sammanfattningsvis finns det en stor potential för att förbättra förutsättningarna för fisk genom implementering av ett krav på minimitappning i framtida miljötillstånd. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Lindbäck, Hugo LU
supervisor
organization
alternative title
Optimal tappning av ett vattenkraftverk för fiskreproduktion: en akvatisk habitatmodell
course
VVRM05 20231
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
Weighted Usable Area (WUA), minimitappning, HEC-RAS, salmo, Helge å, den nationella planen för omprövning av vattenkraft (NAP)
publication/series
TVVR 5000
report number
TVVR 23/5005
ISSN
1101-9824
language
English
additional info
Examiner; Magnus Larson
id
9141552
date added to LUP
2023-11-21 12:12:44
date last changed
2023-11-21 12:12:44
@misc{9141552,
  abstract     = {{Hydropower is the dominant source of electricity in Sweden, constituting 45% of the national supply. While pivotal for decarbonization and climate goals, its environmental impact on freshwater biodiversity is concerning. In this case study of a hydropower plant in Helge River, Sweden, the aim was to find a flow suitable for trout (Salmo trutta) and salmon (Salmo salar) reproduction. A terrain model was constructed with bathymetric data gathered in a field study. Then, seven flow scenarios were simulated in 2D space in this order: 0.5, 1, 2, 3, 4, 5 and 6 m3/s. The resulting hydraulic maps were classified in a rule-based habitat model based on preference curves for salmon and trout in Finnish and Norwegian rivers, and the Weighted Usable Area (WUA) was calculated. The habitat model suggests that more flow is better, as WUA increased all the way up to the highest flow scenario of 6 m3/s. The greatest benefit to habitat area by increasing flow was observed up to 2 m3/s, and slowing after, particularly for ‘good’ quality habitat. In conclusion, there is great potential for improvements to fish conditions with the implementation of a minimum discharge requirement in future operational permits for the hydropower plant.}},
  author       = {{Lindbäck, Hugo}},
  issn         = {{1101-9824}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  series       = {{TVVR 5000}},
  title        = {{Optimal Discharge from a Hydropower Plant for Fish Reproduction: An Aquatic Habitat Model}},
  year         = {{2023}},
}