Comprendre les interactions fines entre la nature et les gens est essentiel pour déterminer si une région souffrira de pénurie d'eau à l'avenir. C'est une conclusion clé d'une étude intitulée "Trouver la rareté de l'eau au milieu de l'abondance à l'aide de modèles de systèmes humains-naturels, " à paraître la semaine prochaine dans Actes de l'Académie nationale des sciences .

Jusqu'à 2 milliards de personnes dans le monde sont confrontées à des pénuries d'eau aujourd'hui et à l'avenir, a déclaré l'auteur principal de l'étude, William Jaeger, économiste au Collège des sciences agricoles de l'Oregon State University. Les pénuries émergentes sont liées à des facteurs tels que la croissance démographique, l'élévation du niveau de vie et le changement climatique.

« Les récentes sécheresses à travers l'Occident ont souligné la vulnérabilité des économies même très développées à la pénurie d'eau, " a déclaré Jaeger. " Et le changement climatique ne fera qu'accroître la nécessité d'anticiper les pénuries d'eau dans le monde. " C'est une tâche ardue, il a dit, parce que les interactions entre l'approvisionnement naturel en eau et les demandes humaines en eau sont complexes, et impliquent des « liens et retours » difficiles à anticiper.

L'article s'appuie sur une vaste étude de modélisation de 6 ans, appelé Willamette Water 2100, qui prévoyait la rareté de l'eau dans le bassin de la rivière Willamette, dans l'ouest de l'Oregon, jusqu'en 2100. Les chercheurs ont développé un modèle informatique appelé Willamette Envision pour représenter les interactions de niveau fin entre l'approvisionnement en eau naturel du bassin et les demandes en eau du système humain.

Comment bien un niveau? « Nous avons modélisé les débits d'eau quotidiens jusqu'au tronçon du cours d'eau et au niveau de la parcelle, " a déclaré Jaeger. " Nous avons modélisé la quantité d'eau détournée vers le champ d'un agriculteur donné un jour donné, reflétant ce que cet agriculteur avait planté et quand, quand il a plu pour la dernière fois, et en tenant compte des bénéfices probables de cet agriculteur et de la priorité du droit à l'eau. Ce niveau de détail est rare dans un modèle, en particulier ayant des détails similaires pour les parties naturelles et humaines du système."

Anne Nolin, Hydrologue OSU et co-chercheur sur le projet, mentionné, "Nous avons appris des choses de cette modélisation couplée que nous n'aurions pas pu apprendre des projections de la dynamique naturelle ou des systèmes humains seuls."

Willamette Water 2100 a modélisé 20 scénarios différents sur la base de diverses hypothèses, y compris les hypothèses de faible, croissance moyenne et élevée de la population et des revenus, et bas, réchauffement moyen et élevé dû au changement climatique.

Une conclusion clé de l'étude était l'importance de l'économie pour comprendre la rareté de l'eau. « L'eau est très abondante dans l'ensemble du bassin, " Jaeger a dit, "Mais en raison du coût de stockage et de transport de l'eau, la rareté peut survenir à des endroits ou à des moments spécifiques, même si l'excès d'eau peut être trouvé à d'autres moments ou à d'autres endroits."

La modélisation a révélé des résultats contre-intuitifs, dit Jaeger. L'une était que l'expansion urbaine pourrait entraîner une consommation globale d'eau moindre, plutôt que plus, parce qu'un acre de maisons consomme moins d'eau qu'un acre de champs irrigués. « La croissance et l'expansion urbaines signifient une augmentation de la demande en eau, " Jaeger a dit, "mais notre modèle a montré qu'une partie ou la totalité de cette augmentation pourrait être compensée lorsque l'irrigation à proximité est déplacée."

Une autre découverte révélatrice a été que la quantité d'eau consommée par les forêts, et l'eau laissée dans les ruisseaux pour protéger l'habitat des espèces de poissons menacées en vertu de la loi fédérale, dépasse de loin les quantités d'eau consommées dans les villes et les fermes.

En modélisant les effets du changement climatique - un facteur externe évident de la pénurie d'eau dans le monde - les chercheurs ont découvert, de nouveau, que les composantes humaines du modèle - les réalités économiques et les lois et institutions de la société qui peuvent créer ou bloquer des opportunités - font une grande différence dans l'endroit, quand et à quel point les impacts seront ressentis.

"Vous ne discerneriez pas l'importance de ces choses à partir d'un 10, Vue de 1000 pieds d'eau dans le bassin de la Willamette, " Jaeger a déclaré. "C'est pourquoi il est si crucial d'examiner ces interactions de niveau fin de l'humain avec le système naturel."

Jaeger espère que Willamette Water 2100 sera un modèle - dans le sens le plus large du terme - pour d'autres régions alors qu'elles anticipent et atténuent les menaces de pénurie d'eau. "Notre projet est spécifique au bassin de Willamette, " il a dit, "Mais nous pensons que nombre de nos idées pourraient aider les gens dans d'autres parties du monde à faire face à la complexité de leurs propres problèmes de pénurie d'eau."