Les systèmes fluviaux sont des ressources essentielles pour tout, de l'approvisionnement en eau potable à la production d'électricité, mais ces systèmes sont également complexes sur le plan hydrologique, et il n'est pas toujours clair comment les données de débit d'eau provenant de divers points de surveillance se rapportent à un élément spécifique d'infrastructure. Des chercheurs de l'Université Cornell et de l'Université d'État de Caroline du Nord ont maintenant développé un outil qui s'appuie sur plusieurs bases de données pour donner aux gestionnaires de ressources en eau et aux utilisateurs d'infrastructures les informations dont ils ont besoin pour prendre des décisions éclairées sur l'utilisation de l'eau sur les réseaux fluviaux.

« Un indicateur de niveau vous indique quel est le niveau d'eau à un point précis de la rivière, mais ce n'est pas vraiment une information suffisante, " dit Sankar Arumugam, co-auteur d'un article sur les travaux et professeur de génie civil à NC State. « Si vous êtes opérateur d'infrastructure, ce que vous devez vraiment savoir, c'est combien de temps il faudra pour que ces informations sur le niveau d'eau soient pertinentes pour votre infrastructure. À quelle distance se trouve le ruisseau de votre prise d'eau le long du chemin de la rivière, pas seulement à vol d'oiseau ? À quel point ces deux choses sont-elles étroitement liées, hydrologiquement ?"

"Ces informations sont importantes pour gérer efficacement les systèmes d'eau, pour s'assurer que les infrastructures, telles que les centrales électriques, sont en mesure de continuer à fonctionner, et pour la protection des infrastructures, " dit Sudarshana Mukhopadhyay, premier auteur de l'article et actuellement chercheur postdoctoral à l'Université Cornell. « L'information est particulièrement importante lors de conditions extrêmes, comme les inondations ou la sécheresse.

"Toutes ces données existent déjà, il est simplement dispersé dans des bases de données distinctes. Nous avons développé un algorithme qui rassemble efficacement toutes ces informations en un seul endroit et tient compte de la façon dont les jauges et les divers sites d'infrastructure sont reliés hydrologiquement sur un grand bassin versant, " dit Mukhopadhyay, qui a travaillé sur la recherche en tant que doctorant. étudiant à NC State.

Pour démontrer l'utilité de l'outil, les chercheurs ont utilisé l'algorithme pour créer un réseau de connectivité démontrant l'interconnexion d'environ 1, 400 réservoirs et 1, 600 jauges fluviales dans les bassins supérieur et inférieur du fleuve Colorado.

Pour ce réseau, l'algorithme a utilisé des données provenant de trois sources :des informations topographiques provenant de l'ensemble de données hydrographiques nationales de l'U.S. Geological Survey (USGS) ; les jaugeages du système national d'information sur l'eau de l'USGS ; et les données sur les réservoirs de l'Inventaire national des barrages.

"C'est un outil qui peut être utilisé par les exploitants de centrales électriques, exploitants de réservoirs, les gestionnaires des ressources en eau - c'est vraiment pour tous ceux qui puisent de l'eau dans le système fluvial, ", dit Mukhopadhyay. "Il peut les informer sur les conditions de la rivière à la fois en amont et en aval, et les aider à prendre des décisions sur l'endroit où ils doivent puiser l'eau du système. "

Les chercheurs ont également mis un modèle à la disposition du public, permettant à quiconque de développer des réseaux de connectivité similaires pour d'autres bassins versants.

« Cela devrait être assez facile pour les professionnels de la ressource en eau, " dit Mukhopadhyay.

« Nous travaillons actuellement sur une version nationale, qui, selon nous, nous aidera à mieux comprendre toutes les façons dont les bassins fluviaux relient les infrastructures à travers le pays, " dit Arumugam.

Le papier, « Développer la structure de dépendance hydrologique entre les réseaux fluviaux et réservoirs, " est publié en libre accès dans la revue Scientific Data. L'article a été co-écrit par Chandramauli Awasthi, un doctorat étudiant à NC State.

Le travail a été réalisé avec le soutien de la National Science Foundation, sous les subventions 1823111 et 1442909; et du projet du groupe de travail de l'USGS Powell Center "Une synthèse mondiale des flux de surface terrestre dans des bassins versants naturels et modifiés par l'homme à l'aide du cadre Budyko".