Fish-Friendly Floodgates! Say That Three Times Fast
Des vannes de décharge respectueuses des poissons !
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Origin Story: How Do Communities along the Fraser River Protect against Flooding?
Living on the floodplain of the lower Fraser River comes with the risk of flooding from both the ocean and upriver. Over time, the Fraser River has been engineered with different barriers to prevent floodwaters from reaching communities downstream. One method is creating dikes (also known as levees), a barrier that is constructed to raise the height of the banks of rivers, lakes, or coastal shores. The construction of dikes in this region began around 1864, however after the historic flood of 1894 (the largest flooding event along the Fraser River on record) the use of dikes increased as a main form of defense against rising waters. Another method is installing floodgates, which are located between the main channel of the river and a smaller creek that drains into it. The gate opens and closes depending on the water height on either side of the gate; they close during a major flooding event. Six hundred kilometres of dikes and four hundred floodgates have been constructed in the lower Fraser region alone!
Flood Protection vs. Wildlife Protection: Are Floodgates Affecting Fish Habitat and Passage?
It is necessary to protect communities living on the coastal floodplain of the lower Fraser River from floods, but it is also important to consider how flood protection barriers can affect ecosystems. Ecosystem connectivity is the ability of wildlife to move without being trapped in a certain area. This is especially important for fish species that live in the Fraser, as many migrate to and from the tidal creeks that connect to the main river channel. Two of these fish species are chinook salmon (Oncorhynchus kisutch) and coho salmon (Oncorhynchus tshawytscha) which use wetland and tidal creeks during their juvenile stages as a nursery. However, fish typically pass through installed floodgates to access these key habitats. This creates a problem during seasonal flooding events, as the floodgate will remain closed to prevent excess water from entering from either side of the gate. Floods are also expected to both increase in intensity and frequency because of climate change, as warmer temperatures contribute to higher sea levels, more rainfall, and faster snowmelt. Scientists Rebecca E. Seifert and Jonathan W. Moore decided to test how often these floodgates were opened to determine if closed floodgates were harming both fish species and the quality of fish habitat.
Scientists chose twenty-two different sample plots along the Fraser, where eighteen of these sample plots had floodgates installed, and four did not (these were examples of “connected ecosystems”). They set up cameras to monitoring how often these floodgates opened throughout each day. Along with the cameras, the Seifert and Moore measured a variety of other factors at each plot, including water temperature, the amount of salt and oxygen dissolved in the water, and fish species richness, the number of different fish species within one specific area.
What the scientists discovered from the camera footage was that nearly 40 percent of the floodgates only remained open for 10 percent of each day. This means that fish were rarely able to travel through 40 percent of all floodgates! Scientists determined that floodgates that remained closed had less available oxygen in the water, making it difficult for fish to survive. Closed floodgates were primarily located in areas that used to have wetlands but had been built over. However, floodgates that were opened more often had a much higher diversity of species and better water quality conditions.
Because of climate change, flood patterns are changing, and flood protection barriers will have to be updated. It is important to think about how our flood infrastructure is affecting the wildlife that call the river home, and how we can design it with ecosystem benefits in mind.
Try This at Home: Water Quality Testing
To test whether the water was suitable for healthy fish habitat, the scientists in this study used a YSI device to measure water quality. These devices can measure lots of factors all at once and are quite expensive. However, you can measure water quality by yourself with an at-home water testing kit! These kits come with small strips that change colour after being exposed to a water sample. The colour of the strip shows the pH of the water, or how acidic/basic the sample is. pH is measured on a scale from 1 to 14, where the higher the acidity of the sample, the lower the pH number (lemon juice has a pH of 2) On the other hand, the more basic the sample is, the higher the pH number (drain cleaner has a pH of 14). These tests can also measure water hardness, or the amount of minerals in a sample. A good first place to start is by testing the tap water that comes out of your own kitchen sink! The normal pH of tap water changes depending on where you live in the world, yet according to Health Canada’s Guidelines for Canadian Drinking Water Quality, tap water should range between a pH of 7 to 10.5. After testing the tap water in your own home, you can then test to see how the pH changes across samples from other sources of water, such as a local stream or lake.
Climate Action: The Importance of Local Research
The First Nations Fisheries Legacy Fund (FNFLF), comprised of Katzie, Kwantlen, Kwikwetlem, Musqueam, Tsawwassen and Tsleil-Waututh First Nations, was created to help First Nations, government, and private companies work together to help protect and restore environments along the Lower Fraser River and Burrard Inlet. The FNFLF undertakes projects that can help restore critical salmon habitat. Recently, the FNFLF has been using a combination of geospatial technologies, or technologies that monitor the land from above, along with local fish habitat knowledge to map out areas of concern along the Fraser River. The FNFLF is currently monitoring the “fish-friendly” floodgate, observing how the water conditions differ on either side. The floodgate that the FNFLF is monitoring has a different design; shaped like a corkscrew, it allows fish to easily travel.
You can also practice monitoring ecosystems as a form of citizen science, where through consistent observations you can help contribute to scientific knowledge. If you live close to an aquatic ecosystem such as a river, stream, lake, or wetland, what can you observe that may be impacting fish habitat? This could look like structures such as closed floodgates, dams, or weirs, or as various types of pollution. Just as how the FNFLF is mapping out areas at risk, you can log in a notebook of where you observe that fish habitat is threatened.
Credit
This Science Spotlight was written based on Seifert, Rebecca E., and Jonathan W. Moore. 2018. “Floodgate Operations and Fish Communities in Tidal Creeks of the Lower Fraser River (British Columbia, Canada).” Estuaries and Coasts, 41: 1206-1221.
https://doi.org/10.1007/s12237-017-0313-3.
Histoire de la genèse : Comment les communautés qui se trouvent le long du fleuve Fraser se protègent-elles contre les inondations ?
Vivre dans les zones inondables de la partie inférieure du fleuve Fraser implique de courir le risque de connaître des inondations provenant tant de l’océan que du fleuve en amont. Avec le temps, on a installé différentes barrières sur le fleuve Fraser pour empêcher les eaux de crue d’atteindre les communautés situées en aval. Une des méthodes consiste à construire des digues (aussi connues sous le nom de levées de terrain), des obstacles construits pour élever la hauteur des rives des fleuves, des lacs et du littoral. La construction de digues dans cette région a commencé autour de 1864. Toutefois, après l'inondation historique de 1894 (le plus gros épisode d’inondation le long du fleuve Fraser jamais enregistré), on a davantage eu recours aux digues, et elles sont devenues le principal moyen utilisé pour se défendre contre l’élévation du niveau des eaux. Il existe une autre méthode qui consiste à installer des vannes de décharge entre le chenal principal du fleuve et un plus petit cours d’eau qui s’y jette. La vanne s’ouvre et se ferme en fonction de la hauteur de l’eau se trouvant de chaque côté de celle-ci. Elle se ferme durant un épisode majeur d’inondation. Six cents kilomètres de digues et quatre cents vannes de décharge ont été construits rien que dans la région du bas Fraser !
Se protéger des inondations ou protéger la faune : Les vannes de décharge affectent-elles l’habitat des poissons et leur passage ?
Il est nécessaire de protéger des inondations les communautés qui vivent sur la zone inondable côtière du bas Fraser, mais il est également important de prendre en compte la manière dont les barrières de protection contre les inondations peuvent affecter les écosystèmes. La connectivité des écosystèmes est la capacité de la faune sauvage à se déplacer sans être prise au piège dans un endroit donné. Ceci est particulièrement important pour les espèces de poisson qui vivent dans le Fraser, car nombre d’entre elles migrent vers et depuis les chenaux de marée qui amènent au canal principal du fleuve. Deux de ces espèces de poisson sont le saumon chinook, aussi appelé « saumon royal » (Oncorhynchus kisutch), et le saumon coho (Oncorhynchus tshawytscha), à qui les zones humides et les chenaux de marée servent de pouponnière lorsqu’ils sont encore jeunes. Toutefois, généralement, les poissons passent à travers les vannes de décharge en place pour accéder à ces habitats clés. Cela pose un problème durant les épisodes d’inondations saisonnières, car alors la vanne reste fermée pour éviter que l’excès d’eau ne passe d’un côté ou de l’autre. Or, on s’attend aussi à ce que l’intensité et la fréquence des inondations augmentent en raison du changement climatique, car des températures plus chaudes contribuent à l’élévation du niveau de la mer, à de plus importantes précipitations et à une accélération de la fonte des neiges. Les scientifiques Rebecca E. Seifert et Jonathan W. Moore ont décidé de vérifier à quelle fréquence ces vannes de décharge étaient ouvertes pour déterminer si le fait qu’elles soient fermées nuisait aux deux espèces de poisson et à la qualité de l’habitat des poissons.
Les scientifiques ont choisi vingt-deux placettes-échantillons différentes le long du fleuve Fraser. Dix-huit de ces placettes-échantillons étaient équipées de vannes de décharge, et quatre n’en avaient pas (ces dernières constituant des exemples « d’écosystèmes connectés »). Les scientifiques ont installé des caméras pour surveiller la fréquence à laquelle ces vannes de décharge étaient ouvertes tout au long de chaque journée. En plus des caméras, Rebecca Seifert et Jonathan Moore ont mesuré tout un éventail d’autres facteurs à chaque placette, y compris la température de l’eau ainsi que la quantité de sel et d’oxygène présents dans l’eau, et aussi la richesse des espèces de poisson, c’est-à-dire le nombre d’espèces de poisson différentes dans une zone spécifique.
Ce que les scientifiques ont découvert grâce à ce que les caméras ont capté, c’est que près de 40 pour cent des vannes de décharge ne restaient ouvertes que 10 pour cent du temps chaque jour. Ce qui signifie que les poissons étaient rarement capables de traverser 40 pour cent de toutes les vannes de décharge ! Les scientifiques ont ainsi déterminé que les vannes de décharge qui demeuraient fermées avaient moins d’oxygène dans l’eau, de sorte qu’il était difficile pour les poissons d’y survivre. Les vannes de décharge fermées se trouvaient essentiellement dans des zones qui comprenaient autrefois des zones humides mais sur lesquelles on avait construit. Toutefois, les vannes de décharge qui étaient ouvertes plus souvent avaient une diversité d’espèces beaucoup plus importante et une eau de meilleure qualité.
À cause du changement climatique, les régimes des crues sont en train de changer, et les barrières de protection contre les inondations devront être actualisées. Il est important de réfléchir à la manière dont nos infrastructures contre les inondations affectent la faune sauvage vivant dans le fleuve, et à la manière dont nous pouvons les concevoir en gardant à l’esprit les bénéfices pour les écosystèmes.
Essayez ça chez vous : Vérifier la qualité de l’eau
Pour vérifier si l’eau était acceptable pour un habitat sain pour les poissons, les scientifiques prenant part à cette étude ont utilisé un appareil de mesure YSI pour mesurer la qualité de l’eau. Ces appareils peuvent mesurer de nombreux facteurs en même temps, et ils sont très dispendieux. Toutefois, vous pouvez mesurer la qualité de l’eau par vous-même avec une trousse d’analyse de l’eau à la maison ! Ces trousses comportent des petites bandelettes qui changent de couleur après avoir été exposées à un échantillon d’eau. La couleur de la bandelette indique le pH de l’eau, à savoir dans quelle mesure l’échantillon est acide ou basique. Le pH est mesuré sur une échelle de 1 à 14, et, plus l’acidité de l’échantillon est élevée, plus le chiffre indiquant le pH est bas (le jus de citron a un pH de 2). En revanche, plus l’échantillon est basique, plus le chiffre indiquant le pH est élevé (un produit débouchant a un pH de 14). Ces tests peuvent aussi mesurer la dureté de l’eau, c’est-à-dire la quantité de minéraux dans un échantillon donné. C’est une bonne idée de commencer par vérifier l’eau du robinet de votre évier de cuisine ! Le pH normal de l’eau du robinet change en fonction de là où vous vivez dans le monde. Mais, d’après les Recommandations pour la qualité de l’eau potable au Canada, le pH de l’eau du robinet devrait se situer entre 7 et 10,5. Après avoir testé l’eau du robinet chez vous, vous pouvez effectuer d’autres tests pour voir comment le pH d’autres échantillons change en fonction des sources d’eau dont ceux-ci proviennent, comme un ruisseau ou un lac des environs.
Action pour le climat : L’importance de la recherche locale
Le First Nations Fisheries Legacy Fund (FNFLF), comprenant les Premières Nations Katzie, Kwantlen, Kwikwetlem, Musqueam, Tsawwassen et Tsleil-Waututh, a été créé pour aider les Premières Nations, le gouvernement et les entreprises privées à travailler ensemble pour aider à protéger et à restaurer des environnements le long de la partie inférieure du fleuve Fraser et du Passage Burrard (Burrard Inlet). Le FNFLF entreprend des projets pouvant aider à restaurer l’habitat essentiel du saumon. Récemment, le FNFLF a utilisé une combinaison de technologies géospatiales, à savoir des technologies permettant de surveiller la terre d’en haut, ainsi que des connaissances locales sur l’habitat des poissons afin de dresser la carte des zones inquiétantes le long du fleuve Fraser. Le FNFLF est actuellement en train de surveiller la vanne de décharge « respectueuse des poissons ». Il observe en quoi la qualité de l’eau diffère d’un côté par rapport à l’autre. La vanne de décharge que le FNFLF est en train de surveiller a une conception différente. En forme de tire-bouchon, elle permet aux poissons de se déplacer facilement.
Vous pouvez aussi pratiquer une forme de science citoyenne en surveillant les écosystèmes. Grâce à vos observations, vous pouvez contribuer au savoir scientifique. Si vous vivez près d’un écosystème aquatique comme un fleuve, une rivière, un ruisseau, un lac ou une zone humide, que pouvez-vous observer qui pourrait avoir des conséquences sur l’habitat des poissons ? Il pourrait s’agir de structures comme des vannes de décharge fermées, des barrages ou des déversoirs, ou divers types de pollution. De la même manière que le FNFLF cartographie les zones à risque, vous pouvez consigner vos observations dans un cahier, et y noter où vous avez constaté que l’habitat des poissons était menacé.
Contribution
Ce guide « Pleins feux sur la science » a été écrit sur la base de l’article Seifert, Rebecca E., et Jonathan W. Moore. « Floodgate Operations and Fish Communities in Tidal Creeks of the Lower Fraser River (British Columbia, Canada). » (Traduction libre : Exploitation des vannes de décharge et communautés de poissons dans les chenaux de marée de la partie inférieure du fleuve Fraser (Colombie-Britannique, Canada)). 2018. Estuaries and Coasts, 41: 1206-1221.
https://doi.org/10.1007/s12237-017-0313-3.