Un nouveau modèle hydroéconomique à grande échelle, développé par le Programme Eau de l'IIASA, permettra aux chercheurs d'étudier les systèmes hydrauliques sur des continents entiers, examiner la durabilité de l'approvisionnement et les impacts de la gestion de l'eau sur les secteurs de l'énergie et de l'agriculture.
Les modèles hydroéconomiques deviennent de plus en plus un outil important pour la planification des ressources en eau dans les bassins hydrographiques. Taher Kahil, le chercheur de l'IIASA qui a dirigé le développement du modèle d'optimisation hydroéconomique à l'échelle continentale étendue (ECHO), explique que la modélisation hydroéconomique est rarement utilisée à des échelles plus grandes qu'un bassin, et surtout pas à l'échelle continentale. ECHO est l'un des premiers modèles à grande échelle qui intègre l'hydrologie, environnemental, économique, et les aspects institutionnels.
Alors que l'augmentation de la population mondiale et le changement climatique accroissent encore la pression sur les systèmes de ressources en eau, ainsi que les systèmes énergétiques et terrestres, le lien dit eau-énergie-terre, les décideurs devront être mieux informés lorsqu'il s'agira d'adapter les pratiques de gestion pour assurer la durabilité.
"ECHO peut être utilisé pour simuler une variété d'interventions de gestion de l'eau, y compris des améliorations de l'efficacité, extraction de ressources, stockage de réservoir, transferts interbassins, et les ressources en eau non conventionnelles, parmi beaucoup d'autres. Le modèle devrait fournir des informations utiles aux décideurs politiques sur la combinaison optimale d'interventions de gestion pour relever les défis de la pénurie d'eau ainsi que sur les compromis et les synergies entre ces diverses interventions, " dit Kahil.
Un avantage important d'ECHO, selon les chercheurs, est qu'il peut prendre en compte les contraintes hydrologiques et technologiques locales, avec les politiques régionales et mondiales, à plusieurs échelles spatiales, dépasser les limites d'autres modèles qui ont tenté cela à des échelles spatiales plus petites.
« Cela est de plus en plus nécessaire étant donné que les conditions locales contraignent le système d'approvisionnement en eau, alors que certaines interventions politiques telles que le commerce international et les accords transfrontaliers ne peuvent être évaluées qu'à des échelles spatiales plus larges, " dit Kahil. " De plus, les solutions identifiées à grande échelle doivent être validées dans le contexte régional étant donné que la gestion, politique, et les décisions d'investissement sont prises aux niveaux régional et infranational.
Le modèle lui-même est un modèle d'optimisation ascendant avec diverses sorties possibles. Les modèles intermédiaires génèrent des données d'entrée, y compris les liens entre les différents systèmes d'approvisionnement en eau, la disponibilité de l'eau et le changement climatique futur et ses impacts. Options de gestion de l'utilisation de l'eau telles que le pompage des eaux souterraines, dessalement, utilisation du réservoir, et le recyclage des eaux usées sont également inclus, ainsi que la consommation électrique de chaque option et les coûts et performances associés. Les technologies de production d'électricité utilisant l'eau sont également prises en compte.
Les chercheurs ont appliqué le modèle à l'Afrique en tant qu'étude de cas dans le cadre d'une étude plus large sur l'eau, l'énergie et l'alimentation (avec le financement du Fonds pour l'environnement mondial). Le continent a été sélectionné en raison de sa demande en eau en croissance rapide et de son manque d'infrastructures, permettant de montrer la capacité du modèle ECHO et les avantages du cadre de modélisation hydroéconomique intégrée. Kahil et l'équipe ont examiné un certain nombre de scénarios différents à l'horizon 2050. Les résultats qu'ils ont obtenus sont conformes aux conclusions précédentes sur le coût de la gestion de l'eau et de l'adaptation aux changements globaux en Afrique. Cependant, le modèle fournit en outre une évaluation des investissements nécessaires dans la gestion de l'eau et les implications économiques de diverses adaptations socio-économiques et au changement climatique.
La prochaine étape du développement d'ECHO sera d'appliquer le cadre de modélisation à tous les bassins et aquifères souterrains du monde et de l'utiliser pour étudier les problèmes mondiaux liés à l'eau, y compris l'épuisement des eaux souterraines. Le modèle prendra également en compte la qualité de l'eau et les options d'adaptation associées pour faire face à la pénurie d'eau dans le monde.
ECHO sera également utilisé dans le projet en cours Alimentation-eau-énergie pour un environnement urbain durable (FUSE), un effort conjoint de l'IIASA, Université de Stanford, NOUS, le Centre Helmholtz pour la recherche environnementale en Allemagne, et la Fondation autrichienne pour la recherche sur le développement. Le projet étudiera la politique et la gouvernance pour lutter contre la concurrence pour les ressources rares dans les systèmes urbains alimentaires-eau-énergie stressés, notamment à Amman, Jordanie et Pune, Inde. Ici, le modèle sera appliqué aux mégalopoles pour trouver des solutions durables pour les citadins.
"ECHO est un outil de modélisation qui peut être utilisé pour répondre à des questions difficiles importantes pour la société humaine, comme les implications de scénarios socio-économiques et climatiques contrastés sur la durabilité de l'approvisionnement en eau, et les impacts de la gestion de l'eau sur les secteurs de l'énergie et de l'alimentation et vice versa. Les informations pourraient guider la conception de meilleures politiques de gestion et une utilisation plus efficace des ressources rares, " dit Yoshihide Wada, Directeur adjoint du programme Eau et l'un des co-auteurs de l'étude.
