204 f, / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-09-17T15:33:15Z No. of bitstreams: 1 Tese Sidney Carlos de Jesus Santana.pdf: 6893779 bytes, checksum: b50520336b53dbac30bc4744abffad6c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-09-17T15:35:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Sidney Carlos de Jesus Santana.pdf: 6893779 bytes, checksum: b50520336b53dbac30bc4744abffad6c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-17T15:35:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Sidney Carlos de Jesus Santana.pdf: 6893779 bytes, checksum: b50520336b53dbac30bc4744abffad6c (MD5) Previous issue date: 2012 / A maioria dos métodos para determinar vazão ecológica são focados na quantidade de água, ficando a qualidade negligenciada, a despeito da sua óbvia importância. A legislação vigente no Brasil é voltada para as demandas humanas, não existindo abordagens para determinar fluxos ecológicos objetivando a qualidade da água para o ecossistema aquático. Modelos matemáticos são cada vez mais empregados na proposição de vazões ecológicas, uma vez que correlacionam a vazão do corpo hídrico com a qualidade da água, podendo, portanto ser reconhecidos como instrumentos úteis para aparar processos de gestão das águas. Tais modelos são constantemente refinados e atualizados, atrelados aos avanços tecnológicos computacionais. Poucos, porém são os exemplos de modelos com enfoque na avaliação da qualidade de água. Este trabalho foi desenvolvido no âmbito do projeto da rede Ecovazão, financiado pelo CT-HIDRO (Edital MCT/CNPq/CT-Hidro no 045/2006), e tem como objetivo principal analisar as condições físicas e químicas da qualidade da água no baixo curso do rio São Francisco, associadas aos cenários de vazões propostas para este ecossistema aquático: vazões ecológicas, propostas pela Rede EcoVazão e a vazão provisória adotada pelo Comitê da Bacia do São Francisco (CBHSF). Para tal, foi utilizado o modelo QUAL-UFMG, que simula a qualidade da água de rios e córregos, com base nos parâmetros OD, DBO, Namoniacal, Nitrito, Nitrato e Pinorgânico. A vazão ecológica proposta para o Ano Seco/período de estiagem (2090 m³ s-1) favoreceu a condição do OD, mas também aumentou a concentração de nutrientes, interferindo negativamente na qualidade da água com relação a esses parâmetros. O mesmo ocorreu no Ano Normal/Período de estiagem, quando a vazão ecológica proposta foi a mais alta entre todas (3170 m³ s-1). Comparando-se todos os cenários estabelecidos em função das vazões, observou- se que a qualidade da água no período de estiagem não foi tão influenciada pelas vazões aplicadas no Ano Seco, quanto no período chuvoso, onde apresentaram vazões mais baixas. No entanto, vazões mais altas propostas para o Ano Normal, mostraram qualidade inferior da água. Dentre os diversos parâmetros de qualidade de água monitorados e que são legislados, apenas a turbidez e o Ptotal apresentaram valores acima do estabelecido pela Resolução CONAMA 357/05 para rio classe 2. A aplicação de alguns métodos quimiométricos de análise de dados permitiu descrever como tais parâmetros se correlacionaram positiva ou negativamente ao longo dos anos em estudo. A partir dos resultados da pesquisa, ficou evidenciado a importância do monitoramento da qualidade da água em função do controle de vazão de um rio, uma vez que a condição da qualidade desejada para a água pode ser prejudicada, mesmo com o uso de uma vazão ecológica proposta dentro dos melhores padrões metodológicos. / Salvador

A pressão exercida sobre os recursos hídricos nas ultimas décadas, principalmente por setores como irrigação, abastecimento público, indústria e geração de energia tem sido um dos principais fatores para ampliar as bases de discussão sobre a importância da manutenção de uma parcela de água nos rios para garantir a sua integridade ecológica. Vazão ecológica foi o termo utilizado neste trabalho para definir a parcela a ser mantida nos cursos d’água, para esse fim. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo avaliar as limitações do critério de vazão ecológica do Estado do Tocantins, tendo como estudo de caso as Pequenas Centrais Hidrelétricas - PCHs Agrotrafo e Palmeiras na bacia hidrográfica do rio Palmeiras-TO, a qual reúne condições adequadas para o escopo do trabalho, além de ser o único dos sete aproveitamentos hidrelétricos do rio Palmeiras a gerar energia a partir de um Trecho de Vazão Reduzida – TVR, é atualmente a bacia com maior vocação para a geração de energia no Estado. Para alcançar o objetivo proposto para o trabalho, a metodologia foi dividida em três etapas: a) levantamento das características das PCHs Agrotrafo e Palmeiras, b) levantamento da caracterização e limites de uso e manutenção de água na bacia, c) disponibilidade de informações hidrológicas a serem utilizadas. A partir da aplicação da metodologia foi possível identificar quatro categorias de limitações: i) limitações de ordem hidrológica, neste caso como a vazão de referência para outorga é um valor fixo com base na Q90, em determinadas épocas do ano, inclusive em período de cheia, a vazão natural é menor que a Q90; ii) limitações de ordem econômica, que indicam que caso o órgão outorgante estadual resolva seguir com rigor o que estabelece o critério de vazão ecológica, onde cada usuário tem direito de captar 25% de 75% da Q90 haveria uma drástica redução da energia a ser gerada em Agrotrafo e Palmeiras, podendo tornar o aproveitamento inviável economicamente; iii) limitações de ordem ambiental, considerando que a vazão ecológica com base em um valor fixo não leva em consideração aspectos da sazonalidade do regime de vazões, podendo haver um intenso desequilíbrio, principalmente no TVR, afetando hábitos alimentares e de migração espécies de peixes e organismos aquáticos, bem como comunidades ribeirinhas, aspectos paisagísticos e prática de esportes de corredeiras; e, iv) limitações de ordem legal ao não estabelecer uma solução operacional viável quando há disputa entre usuários, principalmente quanto à ordem de prioridade dos usos. / The pressure on the water resources in the last decades, mainly by sectors as irrigation, utility, industry and energy generation have been one of the main factors to enlarge the basis for discussion about the importance of maintaining a portion of water in rivers to ensure its ecological integrity. Ecological flow was the term used in this work to define that portion to be maintained in watercourses. That way, this work is aiming to evaluate the criteria limitations for ecological flow in Tocantins, taking as a case study on the Small Hydroelectric Centrals – “Agrotrafo” and “Palmeiras” in Palmeiras – TO river watershed, which meets appropriate conditions for the work scope, besides being the only one of seven hydropower recoveries in Palmeiras river, to generate energy from a reduced flow section – RFS, and nowadays it`s the watershed with greater vocation for energy generation in Tocantins. To achieve the proposed goal for the work, the methodology was divided into three stages: a) characteristics survey of SHC – “Agrotrafo” and “Palmeiras”; b) characterization survey, use limits and water maintenance in the watershed; c) availability of hydrologic information to be used. From the methodology application was possible to identify four limitations categories: i) hydrologic limitations, in this case as the flow reference for the grant is a fixed value based on “Q90”, at certain times of the year, including in flood times, the natural flow is less than “Q90”; ii) Economic limitations, indicating that if the state licensing agency decides to follow rigorously what establishes the criteria for ecological flow, where each user is entitled to capture 25% of 75% from “Q90” would be a drastic energy reduction to be generated in “Agrotrafo” and “Palmeiras”, can make use uneconomical; iii) Environmental limitations, considering that the ecological flow based on a fixed value does not consider flow regime seasonality, there may be an intense imbalance especially in RFS, affecting feeding habits and migration, fish species and aquatic organisms, as well as riparian communities, landscapes features and river sports; and iv) legal limitations by failing to establish a viable operational solution when there is contention among users, especially regarding the order of uses priority.

A pressão exercida sobre os recursos hídricos nas ultimas décadas, principalmente por setores como irrigação, abastecimento público, indústria e geração de energia tem sido um dos principais fatores para ampliar as bases de discussão sobre a importância da manutenção de uma parcela de água nos rios para garantir a sua integridade ecológica. Vazão ecológica foi o termo utilizado neste trabalho para definir a parcela a ser mantida nos cursos d’água, para esse fim. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo avaliar as limitações do critério de vazão ecológica do Estado do Tocantins, tendo como estudo de caso as Pequenas Centrais Hidrelétricas - PCHs Agrotrafo e Palmeiras na bacia hidrográfica do rio Palmeiras-TO, a qual reúne condições adequadas para o escopo do trabalho, além de ser o único dos sete aproveitamentos hidrelétricos do rio Palmeiras a gerar energia a partir de um Trecho de Vazão Reduzida – TVR, é atualmente a bacia com maior vocação para a geração de energia no Estado. Para alcançar o objetivo proposto para o trabalho, a metodologia foi dividida em três etapas: a) levantamento das características das PCHs Agrotrafo e Palmeiras, b) levantamento da caracterização e limites de uso e manutenção de água na bacia, c) disponibilidade de informações hidrológicas a serem utilizadas. A partir da aplicação da metodologia foi possível identificar quatro categorias de limitações: i) limitações de ordem hidrológica, neste caso como a vazão de referência para outorga é um valor fixo com base na Q90, em determinadas épocas do ano, inclusive em período de cheia, a vazão natural é menor que a Q90; ii) limitações de ordem econômica, que indicam que caso o órgão outorgante estadual resolva seguir com rigor o que estabelece o critério de vazão ecológica, onde cada usuário tem direito de captar 25% de 75% da Q90 haveria uma drástica redução da energia a ser gerada em Agrotrafo e Palmeiras, podendo tornar o aproveitamento inviável economicamente; iii) limitações de ordem ambiental, considerando que a vazão ecológica com base em um valor fixo não leva em consideração aspectos da sazonalidade do regime de vazões, podendo haver um intenso desequilíbrio, principalmente no TVR, afetando hábitos alimentares e de migração espécies de peixes e organismos aquáticos, bem como comunidades ribeirinhas, aspectos paisagísticos e prática de esportes de corredeiras; e, iv) limitações de ordem legal ao não estabelecer uma solução operacional viável quando há disputa entre usuários, principalmente quanto à ordem de prioridade dos usos. / The pressure on the water resources in the last decades, mainly by sectors as irrigation, utility, industry and energy generation have been one of the main factors to enlarge the basis for discussion about the importance of maintaining a portion of water in rivers to ensure its ecological integrity. Ecological flow was the term used in this work to define that portion to be maintained in watercourses. That way, this work is aiming to evaluate the criteria limitations for ecological flow in Tocantins, taking as a case study on the Small Hydroelectric Centrals – “Agrotrafo” and “Palmeiras” in Palmeiras – TO river watershed, which meets appropriate conditions for the work scope, besides being the only one of seven hydropower recoveries in Palmeiras river, to generate energy from a reduced flow section – RFS, and nowadays it`s the watershed with greater vocation for energy generation in Tocantins. To achieve the proposed goal for the work, the methodology was divided into three stages: a) characteristics survey of SHC – “Agrotrafo” and “Palmeiras”; b) characterization survey, use limits and water maintenance in the watershed; c) availability of hydrologic information to be used. From the methodology application was possible to identify four limitations categories: i) hydrologic limitations, in this case as the flow reference for the grant is a fixed value based on “Q90”, at certain times of the year, including in flood times, the natural flow is less than “Q90”; ii) Economic limitations, indicating that if the state licensing agency decides to follow rigorously what establishes the criteria for ecological flow, where each user is entitled to capture 25% of 75% from “Q90” would be a drastic energy reduction to be generated in “Agrotrafo” and “Palmeiras”, can make use uneconomical; iii) Environmental limitations, considering that the ecological flow based on a fixed value does not consider flow regime seasonality, there may be an intense imbalance especially in RFS, affecting feeding habits and migration, fish species and aquatic organisms, as well as riparian communities, landscapes features and river sports; and iv) legal limitations by failing to establish a viable operational solution when there is contention among users, especially regarding the order of uses priority.

A pressão exercida sobre os recursos hídricos nas ultimas décadas, principalmente por setores como irrigação, abastecimento público, indústria e geração de energia tem sido um dos principais fatores para ampliar as bases de discussão sobre a importância da manutenção de uma parcela de água nos rios para garantir a sua integridade ecológica. Vazão ecológica foi o termo utilizado neste trabalho para definir a parcela a ser mantida nos cursos d’água, para esse fim. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo avaliar as limitações do critério de vazão ecológica do Estado do Tocantins, tendo como estudo de caso as Pequenas Centrais Hidrelétricas - PCHs Agrotrafo e Palmeiras na bacia hidrográfica do rio Palmeiras-TO, a qual reúne condições adequadas para o escopo do trabalho, além de ser o único dos sete aproveitamentos hidrelétricos do rio Palmeiras a gerar energia a partir de um Trecho de Vazão Reduzida – TVR, é atualmente a bacia com maior vocação para a geração de energia no Estado. Para alcançar o objetivo proposto para o trabalho, a metodologia foi dividida em três etapas: a) levantamento das características das PCHs Agrotrafo e Palmeiras, b) levantamento da caracterização e limites de uso e manutenção de água na bacia, c) disponibilidade de informações hidrológicas a serem utilizadas. A partir da aplicação da metodologia foi possível identificar quatro categorias de limitações: i) limitações de ordem hidrológica, neste caso como a vazão de referência para outorga é um valor fixo com base na Q90, em determinadas épocas do ano, inclusive em período de cheia, a vazão natural é menor que a Q90; ii) limitações de ordem econômica, que indicam que caso o órgão outorgante estadual resolva seguir com rigor o que estabelece o critério de vazão ecológica, onde cada usuário tem direito de captar 25% de 75% da Q90 haveria uma drástica redução da energia a ser gerada em Agrotrafo e Palmeiras, podendo tornar o aproveitamento inviável economicamente; iii) limitações de ordem ambiental, considerando que a vazão ecológica com base em um valor fixo não leva em consideração aspectos da sazonalidade do regime de vazões, podendo haver um intenso desequilíbrio, principalmente no TVR, afetando hábitos alimentares e de migração espécies de peixes e organismos aquáticos, bem como comunidades ribeirinhas, aspectos paisagísticos e prática de esportes de corredeiras; e, iv) limitações de ordem legal ao não estabelecer uma solução operacional viável quando há disputa entre usuários, principalmente quanto à ordem de prioridade dos usos. / The pressure on the water resources in the last decades, mainly by sectors as irrigation, utility, industry and energy generation have been one of the main factors to enlarge the basis for discussion about the importance of maintaining a portion of water in rivers to ensure its ecological integrity. Ecological flow was the term used in this work to define that portion to be maintained in watercourses. That way, this work is aiming to evaluate the criteria limitations for ecological flow in Tocantins, taking as a case study on the Small Hydroelectric Centrals – “Agrotrafo” and “Palmeiras” in Palmeiras – TO river watershed, which meets appropriate conditions for the work scope, besides being the only one of seven hydropower recoveries in Palmeiras river, to generate energy from a reduced flow section – RFS, and nowadays it`s the watershed with greater vocation for energy generation in Tocantins. To achieve the proposed goal for the work, the methodology was divided into three stages: a) characteristics survey of SHC – “Agrotrafo” and “Palmeiras”; b) characterization survey, use limits and water maintenance in the watershed; c) availability of hydrologic information to be used. From the methodology application was possible to identify four limitations categories: i) hydrologic limitations, in this case as the flow reference for the grant is a fixed value based on “Q90”, at certain times of the year, including in flood times, the natural flow is less than “Q90”; ii) Economic limitations, indicating that if the state licensing agency decides to follow rigorously what establishes the criteria for ecological flow, where each user is entitled to capture 25% of 75% from “Q90” would be a drastic energy reduction to be generated in “Agrotrafo” and “Palmeiras”, can make use uneconomical; iii) Environmental limitations, considering that the ecological flow based on a fixed value does not consider flow regime seasonality, there may be an intense imbalance especially in RFS, affecting feeding habits and migration, fish species and aquatic organisms, as well as riparian communities, landscapes features and river sports; and iv) legal limitations by failing to establish a viable operational solution when there is contention among users, especially regarding the order of uses priority.

The evaluation of the hydrological regime constitutes a fundamental instrument for the management process in the use of water resources. The growth of water demand associated with other impacts occurred in the basin of the River São Francisco make the knowledge about the hydrologic characteristics an important instrument for the use of their water resources are optimized with less environmental impact, the analysis of changes in the lower of São Francisco river the analysis of changes in the lower of São Francisco river resulted from the successive introduction of dams along the stretches and their environmental effects are extremely important concerning the revitalization of this river. Therefore, In Chapter I, a In Chapter I, bibliographic review about the anthropic impacts and changes the system of flows in rivers is presented; a small part of Brazilian legislation on granting the right of use of water resources and some methods and questions that assist in setting instream flows. In Chapter II, In Chapter II, a characterization of the study area with emphasis on the lower of São Francisco river was performed. In Chapter III we evaluated the magnitude of changes in flow regime in the Lower of São Francisco, caused by the construction of Sobradinho and Xingó reservoirs, and also the changes in water availability. In Chapter IV the changes in flow regime after the construction of Xingó´s reservoirs were determined by relating these changes with some ecological implications. In Chapter V, are determined instream flows by different methods that may guide the effective management of water resources in such a way to promote a water management that fits human needs and protect the ecological integrity of the aquatic ecosystem. They were identified several hydrological changes in the lower part of the River São Francisco in the period after the construction of the dams, among those changes there are the decreasing in peak, medium and minimum flows, decreasing in water availability, the end of natural floods with reduction of marginal lagoons. / A avaliação de indicadores hidrológicos constitui-se em um instrumento fundamental para o processo de gestão de recursos hídricos. O crescimento da demanda de água associado a outros impactos ocorridos na bacia hidrográfica do rio São Francisco, torna o conhecimento das características hidrológicas uma ferramenta importante para que o aproveitamento de seus recursos possam ser otimizado com menor impacto ambiental, a análise das alterações ocorridas no baixo rio São Francisco decorrentes da implantação sucessiva de barragens em cascata ao longo dos trechos e seus efeitos ambientais são de extrema importância ao se buscar a revitalização deste curso d água. Portanto, no Capítulo I, é apresentada uma revisão bibliográfica sobre os impactos antrópicos e as mudanças do regime de vazões em rios, a legislação brasileira sobre outorga de direito de uso dos recursos hídricos e métodos e questões que auxiliam na definição de vazões ecológicas. No Capítulo II, foi realizada uma caracterização da área de estudo com ênfase para o baixo rio São Francisco. No capítulo III avaliou-se a magnitude das alterações no regime de vazões no baixo São Francisco, provocadas pela construção do reservatório de Sobradinho e Xingó, além das modificações na disponibilidade hídrica. No capítulo IV foi determinada as alterações no regime de fluxos após a construção dos reservatórios de Xingó, relacionando essas alterações com algumas implicações ecológicas. No Capítulo V, são determinadas as vazões ecológicas por diferentes métodos que poderá nortear o gerenciamento eficaz do recurso hídrico, de tal forma que se promova uma gestão das águas que atenda às necessidades humanas e proteja a integridade ecológica do ecossistema aquático. Foram identificadas diversas modificações hidrológicas no baixo rio São Francisco no período posterior as construções das barragens entre as quais se destacam: decréscimo nas vazões máximas, médias e mínimas (anuais e mensais), diminuição na disponibilidade hídrica e o fins das cheias naturais com redução das lagoas marginais.

Dams and reservoirs play an important role in the Swedish energy system, and a large number of rivers are today regulated. How to combine the ecological and economic interests in the regulation of these rivers is a growing concern for stakeholders and authorities. The aim of this study was to develop a conceptual environmentally- oriented dam release plan that combines economic and ecological needs for the Lower Långan Natura 2000 area as well as evaluating how the water stage of the reservoir Lake Landösjön would change with a more environmentally oriented flow regime. Three flow scenarios were established: (0) Current flow regime, (1) EU demand for good ecological status which requires changes in discharge dynamics, and (2) the environmental design flow. The Dundee hydrological regime assessment method (DHRAM) was used to evaluate the hydrological alterations for each of the three scenarios. Scenario 0 exhibited the largest alteration from natural flow and the results from the DHRAM analysis indicated on high risk of ecological impact in the river system. Scenario 1 met EU’s demand of good ecological status but the water stage in Lake Landösjön exceeded the maximum allowed legal limit. Scenario 2 comprised a flow regime encompassing both economic and ecological interests and is the most realistic scenario for improving ecology in the Lower Långan River. In conclusion in order to meet EU demand of good ecological status a change in upstream regulation is needed. / Vattenkraften spelar en viktig roll i det svenska energisystemet och i dagsläget är ett stor antal sjöar och vattendrag reglerade. Ett växande problem för aktörer inom vattenkraft och myndigheter är hur ekonomiska och ekologiska intressen skall kombineras för att åstadkomma en mer hållbar vattenanvändning.  Långans avrinningsområde ligger i nordvästra Jämtland och har en total yta på 2 287 km2 . Inom avrinningsområdet återfinns fyra regleringsmagasin: Burvattnet, Stora Mjölkvattnet, Korsvattnet och Landösjön. I den sydöstra delen av avrinningsområdet ligger nedre Långans Natura 2000-område vilket har undantagits från vattenkraftsutbyggnad då det innehåller ett antal viktiga naturtyper. Ett centralt begrepp i Natura 2000 är gynnsam bevarandestatus vilket innebär att medlemsstaterna är skyldiga att gynnsam bevarandestatus bibehålls alternativt återställs till naturligt tillstånd. Då gynnsam bevarandestatus är kopplad till rådande hydrologiska förhållanden gäller miljökvalitetsnormen God ekologisk status. I dagsläget klassificeras nedre Långans Natura 2000-område med otillfredsställande ekologisk status. För att nedre Långans skall uppnå EUs krav på god ekologisk status krävs det att flödet anpassas till mer naturliga flödes förhållanden.  Syftet med denna studie var att utveckla miljöanpassade flöden enligt tre scenarier. Dessa scenarier med miljöanpassade flöden har konsekvensbeskrivits där huvudmålet har varit att förbättra den ekologiska statusen av nedre Långan samt utvärderat hur vattennivån i Landösjön påverkas om dessa flöden tas i bruk. Följande scenarier fastställdes: (0) Nuvarande flödesregim, (1) EU: s efterfrågan på god ekologisk status vilket kräver att flödet efterliknar det naturliga oreglerade flödet, och (2) kompromissflödet, ett mellanting mellan scenario 0 och 1. Den hydrologiska avvikelsen av scenarierna bedömdes med hjälp av The Dundee Hydrological Regime Alteration Method (DHRAM). DHRAM analysen består av en ett femgradigt system som mäter graden av mänsklig påverkan på naturliga flödesregimen relaterat till scenario 0-2. och är kompatibelt med EU:s ramdirektivet för vatten.  Resultatet från DHRAM-analysen uppvisade att Scenario 0 har den största förändringen jämtemot det naturliga flödet och vattendraget löper stor risk för ekologisk påverkan. Scenario 1 uppfyllde EU: s krav på god ekologisk status, men med detta flöde översteg dämningsgränsen i Landösjön med 2m under april till juni. Scenario 2 är baseras på både ekonomiska och ekologiska intressen Utifrån de testade scenariona kunde följande slutsatser dras: (1) scenario 2 är det mest realistiska scenariot för att förbättra ekologin i nedre Långan, (2) för att möta EU: s krav på god ekologisk status krävs en förändring av uppströms liggande regleringsmagasin

Altered flow regimes following river regulation can result in significant changes in river bed geomorphology and subsequent negative ecological impacts caused by re-suspended sediments deposited on the riverbed. This study aimed to evaluate the consequences of implementing an ecological flow regime on sediments accumulated within the regulated river Juktån. Sediments were sampled and analysed for particle size distribution to estimate sediment stability. Flow alteration following the ecological flow regime was analysed with HEC-RAS unsteady flow simulation serving as a basis for calculations of forces acting to erode or retain deposited sediments. Additional analyses regarding critical flow were made with HEC-RAS steady flow simulation. Results show that 4 out of 15 cross-sections analysed would have the potential to erode and re-suspend sediments. The estimated average critical flow for when sediments become unstable with potential to re-suspend is 17 m3/s. The total sediment inventory of the studied reach is ~25000 ton, with ~3000-ton sediments potentially eroding into re-suspension. This is approximately 3% of river Umeälvens annual 100 000 ton suspended sediments before being regulated. Results indicate that river bed heterogeneity in river Juktån could benefit from implementing the ecological flow regime while not mobilizing such amounts of fine sediments that would cause clogging effects downstream the site of interest. The study also introduces the erosion rate equation which compares the annual erosion between two different flow regimes.

In the past century, hydropower development in Sweden has been facilitated by the lack of appropriate environmental legislation. This exploitation has resulted in the current poor ecological status of most Swedish water bodies affected by hydropower, and in the need for new policies that reflect the 2000 European Water Framework Directive. Thus, the Swedish Agency for Marine and Water management (SwAM), the Swedish Energy Agency (SEA) and Svenska Kraftnät have elaborated a new national plan for the revision of almost all hydropower licenses in the next 20 years, and Vattenkraftens Miljöfond has carried out a pilot project on Ljungan river, to test different working methods for regional collaboration, and to find effective solutions for achieving the greatest possible benefit for the aquatic environment, while ensuring an efficient national hydropower supply. This thesis focuses on the fish habitat rehabilitation of a portion of Ljungan river highly affected by hydropower practices. By combining a 1D/2D hydraulic model, calibrated and validated, with a habitat model that defines the hydraulic preferences of the target fish species, it was possible to run different simulations and to quantify the optimal habitat obtainable in each scenario, following the PHABSIM methodology. The outputs of this analysis were produced in the form of Composite Suitability Index (CSI) maps and Weighted Usable Area (WUA)­discharge curves. The former resulted to be a very useful tool for analyzing the spatial distribution of suitable habitats for certain ecological processes, and for planning in­stream habitat improvement measures, while the latter have been efficiently used to identify and quantify the maximum habitat improvement achievable with the different mitigation scenarios. This approach helped to firstly assess the habitat improvement that would result from removing the weirs located along the river, leading to the conclusion that the removal would be effective only if combined with other morphological changes of the river channel. Additionally, the coupled eco­hydraulic model has been useful for the design of ecological flow scenarios able to achieve different levels of habitat improvement, including scenarios aimed at minimizing energy production losses. The use of the PHABSIM methodology resulted to be very suitable for the scale and scope of the project. However, it also required to limit the iii ecological drivers considered in the analysis and to make some simplistic assumptions about target species behavior, which must always be underlined and acknowledged when using the results in decision­making processes. / Under det senaste århundradet har vattenkraftsutbyggnaden i Sverige underlättats av bristen på lämplig miljölagstiftning. Detta utnyttjande har lett till att de flesta svenska vattenförekomster har en dålig ekologisk status och att det behövs en ny politik som återspeglar det europeiska ramdirektivet för vatten från 2000. Således har Havs­ och vattenmyndigheten, Energimyndigheten och Svenska Kraftnät utarbetat en ny nationell plan för översyn av nästan alla vattenkraftslicenser under de kommande 20 åren, och Vattenkraftens Miljöfond har genomfört ett pilotprojekt i Ljungan älv för att testa olika arbetsmetoder för regionalt samarbete och hitta effektiva lösningar för att uppnå största möjliga nytta för vattenmiljön samtidigt som man säkerställer en effektiv nationell vattenkraftförsörjning. Denna avhandling fokuserar på återställandet av fiskhabitatet i en del av Ljungan älven som är starkt påverkad av vattenkraftsutövning. Genom att kombinera en 1D/2D hydraulisk modell, kalibrerad och validerad, med en habitatmodell som definierar målfiskarternas hydrauliska preferenser var det möjligt att göra olika simuleringar och kvantifiera den optimala livsmiljö som kan erhållas i varje scenario, enligt PHABSIM­metodiken. Detta tillvägagångssätt har använts för att först och främst bedöma den förbättring av livsmiljön som skulle bli resultatet av att ta bort de dammar som finns längs älvsträckan, vilket ledde till slutsatsen att avlägsnandet skulle vara effektivt endast om det kombineras med andra morfologiska förändringar av flodfåran. Dessutom har den kopplade ekohydrauliska modellen varit användbar för att utform ekologiska flödesscenarier som kan uppnå olika nivåer av habitatförbättring, inklusive scenarier som syftar till att minimera förlusterna i energiproduktionen.

In this study Bradford’s (2008) approach for setting ecological flow and water level targets is tested and refined through application within the Lake Simcoe Region Conservation Authority’s (LSRCA) subwatershed of Lover’s Creek. A method for defining subwatershed objectives and identifying habitat specialists through expert input is proposed and tested. The natural regime of each streamflow and wetland site is characterized along with the hydrological alteration at each site. Potential ecological responses to the hydrologic alterations are then hypothesized for the different types of changes calculated at each site. Methods for setting overall ecosystem health and specific ecological objective flow targets are proposed and tested. These targets are integrated into a flow regime for each site and a process for using this information for decision making is suggested. Flow magnitude quantification is attempted using hydraulic modelling and sediment transport equations, however the data used were found to be inadequate for this application. The accuracy of the targets developed using the method presented in this paper is mainly limited by the accuracy of the hydrological model and quantified flow magnitudes. Recommendations for improving these components of the assessment are made. The unique approach and recommendations presented in this paper provide explicit steps for developing flow targets for subwatersheds within the LSRCA. This research contributes toward the advancement of EFA within the LSRCA, which provides opportunity for enhanced protection and restoration of ecosystem health across the watershed. / Lake Simcoe Region Conservation Authority