Le Project hydroélectrique du fleuve Nelson comprend la construction d'une série de barrages et de centrales hydroélectriques sur le fleuve Nelson dans le Nord du Manitoba, Canada. Le projet a débuté à la fin des années 1950, lors de la construction du barrage et de la centrale Kelsey, et il a été par la suite élargi par la dérivation du fleuve Churchill vers le Nelson et la transformation du lac Winnipeg, qui est le onzième plus grand lac d'eau douce au monde, en réservoir hydraulique.
Avec une dénivellation d’environ 217 mètres sur 660 km entre le lac Winnipeg et la baie d'Hudson, le fleuve Nelson est devenu le plus important complexe hydroélectrique de la société d’État Manitoba Hydro. Les centrales du fleuve Nelson ont une puissance installée totale de 3 900 MW (mégawatts) (2006) et produisent environ 23,2 TWh (térawatt-heures) d'électricité chaque année. Les centrales Kelsey, Kettle, Long Spruce, Jeppeg et Limestone sont entrées en production entre 1960 et 1990 et Manitoba Hydro projette d’en construire d'autres, dont la centrale Conawapa sur le cours inférieur du fleuve d'une puissance de 1 380 MW et une production annuelle d’environ 7,0 TWh d’électricité.
De plus, le fleuve Churchill, qui se trouve à environ 160 km au nord, est dérivé vers le fleuve Nelson depuis 1977. Du lac Southern Indian sur le fleuve Churchill, le Nelson reçoit en moyenne 760 m³/s d’eau, soit 60% du débit naturel du Churchill dont la superficie du bassin versant du cours supérieur s’élève à environ 230 000 de km². Le débit du fleuve Nelson aménagé atteint maintenant environ 3 130 m³/s. L’exutoire naturel du lac Winnipeg a aussi été aménagé afin d'augmenter la production hydroélectrique des centrales du Nelson en hiver.
À plus long terme, le développement hydroélectrique des fleuves Churchill et Nelson pourrait comprendre un total de 19 centrales hydroélectriques d’une capacité installée de plus de 9 000 MW et une production annuelle d'électricité d'environ 50 TWh.
Le développement hydroélectrique du Nelson permet à Manitoba Hydro d'exporter annuellement environ 10 TWh d'électricité, 86% vers des clients des États-Unis et le reste aux clients des provinces voisines (2005), mais ce volume peut varier énormément d'année en année.
Le développement du potiential hydraulique des fleuves Churchill et Nelson a eu d'importantes répercussions sur le niveau et le débit d'eau des deux fleuves ainsi que sur le niveau du lac Winnipeg. En tout, environ 2 134 km² de terres ont été inondées, dont 67 km² de terres faisant partie des réserves indiennes de la région. La plupart des terres inondées se trouvent autour le lac Southern Indian et le canal de dérivation (les rivières Rat et Burntwood, des affluents du Nelson).
Le rehaussement du niveau du lac Southern Indian de 3 mètres a transformé ce lac naturel en réservoir. L'activité bactérienne dans les zones inondées a convertit une partie du mercure présent dans la terre et les matières organiques submergées en méthylmercure (CH3Hg). Sous cette forme, le mercure est neurotoxique et s'accumule dans la chaîne alimentaire aquatique, notamment dans des espèces de poissons piscivores. C'est toutefois la mauvaise qualité de l'eau du lac Southern Indian, causée par le rehaussement de son niveau et l'érosion des berges, qui a fait chuté la population de corégones (poisson blanc) et détruit l'industrie de pêche locale.
Depuis 1979, le cycle naturel du lac Winnipeg a donc été inverti: le lac atteint son niveau maximal à l’automne et son niveau minimal au printemps. La variation du niveau du lac Winnipeg n'excède pas, toutefois, les paramètres historiques, soit environ 1,2 mètre.
Le fleuve Nelson a subi une double modification. D'abord, le débit du fleuve atteint son maximum en hiver, pendant la période de grande consommation d'électricité chez les clients de Manitoba Hydro. Deuxièmement, la dérivation du Churchill augmente son débit d'environ 760 m³/s. Ainsi, son débit en hiver, pendant les périodes de grande consommation, a été grandement augmenté, passant de mons de 1 500 m³/s, avant l'aménagement des fleuves, à environ 5 000 m³/s depuis 1977.