Les réservoirs sont indispensables à l'approvisionnement mondial en eau potable. Pour les protéger de l'ensablement, surfertilisation, et la pollution, une surveillance anticipée de la qualité de l'eau est nécessaire. Un consortium germano-brésilien dirigé par l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) a maintenant développé des méthodes de mesure et de surveillance conviviales qui sont particulièrement adaptées aux régions où la disponibilité des données est limitée. Entre autres, les résultats du projet confirment le grand effet du reboisement dans le bassin versant du réservoir.

Si une détérioration de la qualité de l'eau est détectée à un stade précoce, des contre-mesures peuvent être mises en œuvre en temps voulu et les réservoirs menacés peuvent être conservés beaucoup plus longtemps. Les modèles environnementaux aident à surveiller et à évaluer les apports de substances et la qualité de l'eau. Modèles utilisés jusqu'à présent, cependant, ont nécessité d'énormes volumes de données et ont été associés à des dépenses techniques élevées. Cela les rend inadaptés à une utilisation dans les régions où la disponibilité des données est limitée. Dans le cadre du projet de recherche interdisciplinaire "Multi-disciplinaire Data Acquisition as a Key to Globally Applicable Water Resources Management" (MuDak-WRM), Des chercheurs brésiliens et allemands ont développé des méthodes de surveillance conviviales et généralement accessibles, des modèles, et des technologies de mesure sur une durée de trois ans et demi. Pour le calcul du bilan hydrique, c'est-à-dire la différence entre le prélèvement d'eau et le rejet d'eau, et les apports de substances du bassin versant, les données satellitaires ont été utilisées. "Nous avons obtenu des résultats fiables avec quelques données seulement, " dit le Dr Stephan Hilgert, géo-écologue à l'Institut de gestion de l'eau et des bassins hydrographiques (IWG) du KIT, qui a coordonné le projet.

Automatisation du traitement des données

De nombreuses données différentes ont été incorporées dans le modèle d'entrée de substance précédemment utilisé. Pour cette raison, l'équipe du projet s'est concentrée sur les deux voies d'entrée les plus importantes :les substances résultant de l'érosion de la surface terrestre et les eaux usées de l'environnement urbain dans le bassin versant. A titre d'exemples, le réservoir de la rivière Dhünn en Rhénanie du Nord-Westphalie et le réservoir de Passaúna dans l'État du Paraná au Brésil ont été étudiés.

"Un aspect très important était l'automatisation du traitement des données satellitaires utilisées pour le calcul du bilan hydrique et des apports de phosphore et de solides, " explique Hilgert. Une automatisation réussie facilite largement l'utilisation des modèles et augmente leur précision et leur transférabilité à d'autres bassins versants. Le consortium de la science, associations municipales, et industriels a développé des capteurs et des plateformes pour un suivi constant de la qualité de l'eau ainsi qu'une plateforme en ligne (Sensor Web) pour une acquisition conviviale, espace de rangement, et l'évaluation des données.

L'effet du reboisement a été calculé

Entre autres, les résultats du projet confirment que le reboisement de seulement trois pour cent de la superficie agricole dans le bassin versant du réservoir de Passaúna peut réduire les apports de sédiments jusqu'à 26 pour cent. « L'envasement des réservoirs et la réduction qui en résulte de leur capacité de stockage sera un problème majeur dans les prochaines décennies. Actuellement, la perte de volume de stockage dépasse son augmentation, " dit Hilgert.

D'autres études ont révélé que les nutriments liés aux sédiments en raison du changement climatique pourraient réduire la qualité de l'eau dans les couches plus profondes des réservoirs à l'avenir. « Dans les régions subtropicales, une grande quantité de fer fixant le phosphore peut être trouvée dans le sol et, Par conséquent, également dans les sédiments du réservoir. Cependant, le fer ne lie le phosphore que tant que l'eau contient une quantité suffisante d'oxygène. Si la température de l'eau augmente et que l'oxygène manque à long terme, le phosphore peut se dissoudre. Cela peut entraîner une augmentation soudaine des cyanobactéries, c'est-à-dire la prolifération d'algues, et la qualité de l'eau se détériore soudainement, " explique le géo-écologue. Pour détecter ce risque à temps, les exploitants de réservoirs doivent surveiller la composition des sédiments du réservoir en plus de l'état du réservoir et de l'évaluation des images satellites, dit Hilgert.