Introducing environmental thresholds into water withdrawal management of mountain streams in the Kura River basin, Azerbaijan

摘要

The study aims to set and implement environmentally relevant limits for the exploitation of mountain streams in the Kura River basin of Azerbaijan. Such streams represent the preferred spawning grounds for valuable sturgeon of the Caspian Sea, but experience continuously increasing exploitation in the form of water withdrawals for industry and irrigation. Since no detailed environmental flow assessments have been conducted on any of the Kura basin streams, an interim approach is suggested based on minimum flow, referred to as "base environmental minimum". The latter may be estimated from the unregulated parts of observed or simulated daily flow records. Environmental flow requirements for individual months of an individual year may be calculated using correction factors related to monthly rainfall. Simple relationships are suggested for base environmental flow estimation at ungauged sites, and the implications of river pollution for monthly environmental requirements are examined. Further, definition of environmentally critical periods in a stream is proposed based on a ratio of observed to "environmental" flow as an indicator of environmental stress. It is illustrated that the conjunctive use of several closely located streams for water supply may significantly reduce the duration of, or completely eliminate, environmentally critical periods. The idea of environmentally acceptable areal water withdrawal is formulated, so that the overall approach may be applied for environmentally sustainable water withdrawal management in other small streams.%L'étude a pour objectif d'établir et d'implémenter des limites à vocation environnementale à l'exploitation des ruisseaux montagneux du bassin versant de la Rivière Kura en Azerbaïdjan. De tels torrents constituent les frayères préférées de l'esturgeon de la Mer Caspienne, mais subissent une exploitation en croissance constante sous la forme de prélèvements d'eau pour l'industrie et l'irrigation. Aucune évaluation précise de débit écologique n'ayant été menée pour les ruisseaux du bassin de la Kura, une approche provisoire est proposée sur la base d'un débit minimum, considéré comme étant la "base environnementale minimale". Cette dernière peut être estimée à partir des portions non-régulées des séries de débit journalier observées ou simulées. Les objectifs de débit écologique des mois particuliers d'une année particulière peuvent être calculés à l'aide de facteurs correctifs liés à la précipitation mensuelle. De simples relations sont proposées pour estimer le débit de la base environnementale en des sites non jaugés, et les implications de la pollution vis-à-vis des exigences environnementales mensuelles sont examinées. De plus, la définition de périodes écologiquement critiques d'un ruisseau est proposée sur la base d'un rapport entre débits observé et écologique, considéré comme un indicateur de stress environnemental. L'illustration est faite que l'exploitation conjointe pour l'alimentation en eau de plusieurs ruisseaux très proches peut réduire significativement, ou annuler complètement, la durée des périodes écologiquement critiques. L'idée d'un prélèvement zonal écologiquement acceptable est formulée, de telle façon que l'approche générale puisse être appliquée au service d'une gestion écologiquement durable des prélèvements d'eau dans d'autres petits ruisseaux.