Evolution of the physico-chemical water quality in the Nam Theun 2 Reservoir and downstream rivers for the first 5 years after impoundment

Qualité d’eau physico-chimique dans le Réservoir de Nam Theun 2 et dans les rivières aval au cours des 5 premières années après la mise en eau

⁽¹⁾ Électricité de France, Hydro Engineering Centre, Sustainable Development Dpt, Savoie Technolac, 73373 Le Bourget du Lac, France
vincent.chanudet@edf.fr
⁽²⁾ Nam Theun 2 Power Company Limited (NTPC), Environment & Social Division – Water Quality and Biodiversity Dept.– Gnommalath Office, PO Box 5862, Vientiane, Lao PDR
⁽³⁾ Université de Toulouse, UPS (OMP), LMTG, 14 Av. Edouard Belin, 31400 Toulouse, France
⁽⁴⁾ IRD, LMTG, 14 Av. Edouard Belin, 31400 Toulouse, France
⁽⁵⁾ Departamento de Geoquimica, Universidade Federal Fluminense, Niteroi-RJ, Brasil
⁽⁶⁾ Laboratoire d’Aérologie, Observatoire Midi-Pyrénées, 14 Av. Edouard Belin, 31400 Toulouse, France

Abstract

The physical (temperature, conductivity and turbidity) and chemical water quality (O₂, pH, conductivity, nutrients, major anions and cations) characteristics have been monitored in the Nam Theun 2 system (hydroelectric reservoir and rivers downstream) for the first 5 years after impoundment. The results emphasize that the impoundment of the reservoir induced a substantial modification of the water quality in the whole aquatic system which is partially controlled by the hydrodynamics in the reservoir. During the warm seasons, the reservoir water column is thermally stratified with a warm oxic epilimnion and a colder anoxic hypolimnion. During the cold dry season or during floods, the reservoir water column over-turns which enhances oxygen penetration down to the bottom waters and contributes to a global improvement of the water quality. Downstream of the reservoir, the oxygen level was always above the minimum requirement for aquatic life due to the specific design of the water intakes at the Nakai Dam and upstream of the Power House which both favour the withdrawal of a large proportion of oxygenated epilimnic waters. Over the five years, the water quality in the reservoir itself globally improved. However, the diversion of the Nam Theun River into the Xe Bang Fai watershed via the reservoir has impacted the Xe Bang Fai River in terms of temperature, conductivity and total suspended solids.

Résumé

Les caractéristiques physiques (température, conductivité et turbidité) et chimiques (O₂, pH, nutriments, anions et cations majeurs) de l’eau du système Nam Theun 2 (réservoir et rivières à l’aval) ont été suivies au cours des 5 premières années suivant la mise en eau. Les résultats montrent que la qualité d’eau a subi des changements substantiels dans le réservoir. Ces changements sont en grande partie contrôlés par l’hydrodynamique du réservoir. Au cours des saisons chaudes, le réservoir est stratifié thermiquement avec un épilimnion chaud et un hypolimnion plus froid et généralement anoxique. Lors de la saison froide ou suite à une crue, la colonne d’eau se mélange ce qui permet la pénétration d’oxygène jusqu’au fond de la retenue et contribue à l’amélioration globale de la qualité d’eau. À l’aval du réservoir, le niveau d’oxygénation a toujours été supérieur au minimum requis pour la vie aquatique. Ceci grâce au design spécifique des prises d’eau au barrage (débit réservé) et en amont de l’usine qui favorise l’entonnement d’une grande proportion d’eau issue de l’epilimnion. Sur les 5 années de suivi, la qualité d’eau du réservoir lui-même s’est globalement améliorée. Cependant, la dérivation de la Nam Theun dans le bassin versant de la Xe Bangfai via le réservoir a impacté cette dernière rivière en termes de température, conductivité et de matières en suspension.