Gestion intégrée de l'eau au sein d'un bassin versant

L'objectif de ce papier est de montrer l'intérêt d'une modélisation pour explorer la gestion des nappes surexploitées, par une maîtrise de la demande. L'étude se base sur le cas de la nappe de Kairouan, en Tunisie Centrale. Considérée comme nécessaire dans un contexte de déséquilibre offre/demande, lorsque le développement de l'offre atteint ses limites, la gestion de la demande peut être mise en oeuvre grâce à plusieurs types d'outils, plus ou moins efficaces selon le contexte de l'intervention. La modélisation des interactions entre nappe et usages permet d'étudier les effets de ces interventions. Deux types de modèles sont utilisés, un simulateur agro-économique Olympe et un modèle multi-agents Sinuse, pour formaliser le système complexe nappe de Kairouan et ses usagers, explorer les liens entre ressource et usages à travers des simulations et étudier les évolutions du système sous diverses contraintes d'interventions. (Résumé auteur

Gestion intégrée de l'eau au sein d'un bassin versant

Il est proposé de concevoir un environnement de modélisation permettant d'envisager différentes alternatives de gestion du bassin correspondant à divers objectifs : valorisation, équité, durabilité. Cet environnement est fondé sur un système d'information à référence spatiale et temporelle, et propose une interface conviviale pour définir et activer différents modèles. Pour répondre à des questions concrètes de gestion, les thématiciens et acteurs du projet auront à définir les liaisons entre modèles de natures différentes, en assurant la cohérence des échelles d'étude spatiale et temporelle. Par exemple, sur la nappe de Kairouan il est intéressant de tester l'impact de politiques de taxation ou d'évolution du marché sur les dynamiques d'extension des exploitations agricoles privées et publiques en liaison avec l'état des réserves en eau. Afin de capitaliser les travaux effectués, il est proposé de développer un modèle de demande basé sur une représentation technico-économique des exploitations agricoles. Sur le bassin amont, il convient de développer des modèles hydrologiques afin d'évaluer l'impact d'aménagements du territoire comme les banquettes, les lacs collinaires. Des modèles d'allocation, basés sur une représentation de type arcs-noeuds, vont être utilisés afin d'explorer les limites des aménagements. Il est ainsi possible de simuler l'évolution de l'occupation du territoire, en activant le modèle d'allocation couplé au modèle hydrologique et au modèle de demande, et de tester la faisabilité de réallocations de l'eau au sein du bassin, issues d'une modélisation économétrique. Les tests des scénarios d'évolution nécessitent de nombreuses simulations, pertinentes en terme d'évolutions socio-économiques et représentatives de l'aléa hydrologique. (Résumé d'auteur

Demandes en eau des exploitations agricoles du périmètre irrigué de la Mitidja ouest (Algérie)

Le périmètre irrigué de la Mitidja ouest couvre une superficie de 8 600 ha. Depuis sa mise en eau à la fin des années 1980, le réseau collectif n'a pas remplacé l'irrigation individuelle à partir de la nappe. Cette situation est due d'une part au manque d'eau récurrent lié à la faible quantité d'eau allouée à l'irrigation au profit de l'alimentation en eau potable du grand Alger. Le fonctionnement du réseau collectif est par ailleurs fortement entravé par une gestion réputée peu efficace avec un faible niveau de maintenance. Ce travail expose la méthode employée ainsi que les premiers résultats sur la caractérisation de la demande en eau des exploitations agricoles de ce périmètre et le partage des rélèvements entre l'eau de surface et l'eau souterraine. Les enquêtes réalisées confirment que la nappe souterraine demeure la principale ressource en eau pour la majorité des exploitations agricoles du périmètre, en particulier pour les maraîchers qui souvent louent les terres et irriguent exclusivement à partir de l'eau de la nappe. La grande majorité des exploitations agricoles (90 % de notre échantillon) ont au moins un forage en état de fonctionnement. Bien que critiqué par les agriculteurs sur la qualité de son service, la qualité de l'eau et surtout les barèmes de facturation des volumes d'eau consommés, le système collectif demeure sollicité par plus de 54 % des agriculteurs. L'usage combiné des deux systèmes, collectif et individuel, permet d'irriguer annuellement plus de 61 % de la surface cultivée, le plus souvent en gravitaire, et en premier lieu les agrumes qui représentent 40 % de la surface totale cultivée. Une typologie détaillée des exploitations agricoles est présentée dans cette communication avec pour finalité la caractérisation fine des diverses formes de demande en eau au sein du périmètre

Surface water monitoring in small water bodies: potential and limits of multi-sensor Landsat time series

Hydrometric monitoring of small water bodies (1–10&thinsp;ha) remains rare, due to their limited size and large numbers, preventing accurate assessments of their agricultural potential or their cumulative influence in watershed hydrology. Landsat imagery has shown its potential to support mapping of small water bodies, but the influence of their limited surface areas, vegetation growth, and rapid flood dynamics on long-term surface water monitoring remains unquantified. A semi-automated method is developed here to assess and optimize the potential of multi-sensor Landsat time series to monitor surface water extent and mean water availability in these small water bodies. Extensive hydrometric field data (1999–2014) for seven small reservoirs within the Merguellil catchment in central Tunisia and SPOT imagery are used to calibrate the method and explore its limits. The Modified Normalised Difference Water Index (MNDWI) is shown out of six commonly used water detection indices to provide high overall accuracy and threshold stability during high and low floods, leading to a mean surface area error below 15&thinsp;%. Applied to 546 Landsat 5, 7, and 8 images over 1999–2014, the method reproduces surface water extent variations across small lakes with high skill (R2 = 0.9) and a mean root mean square error (RMSE) of 9300&thinsp;m2. Comparison with published global water datasets reveals a mean RMSE of 21&thinsp;800&thinsp;m2 (+134&thinsp;%) on the same lakes and highlights the value of a tailored MNDWI approach to improve hydrological monitoring in small lakes and reduce omission errors of flooded vegetation. The rise in relative errors due to the larger proportion and influence of mixed pixels restricts surface water monitoring below 3&thinsp;ha with Landsat (Normalised RMSE&thinsp; = &thinsp;27&thinsp;%). Interferences from clouds and scan line corrector failure on ETM+ after 2003 also decrease the number of operational images by 51&thinsp;%, reducing performance on lakes with rapid flood declines. Combining Landsat observations with 10&thinsp;m pansharpened Sentinel-2 imagery further reduces RMSE to 5200&thinsp;m2, displaying the increased opportunities for surface water monitoring in small water bodies after 2015.</p

Anthropogenic perturbation of the carbon fluxes from land to ocean

A substantial amount of the atmospheric carbon taken up on land through photosynthesis and chemical weathering is transported laterally along the aquatic continuum from upland terrestrial ecosystems to the ocean. So far, global carbon budget estimates have implicitly assumed that the transformation and lateral transport of carbon along this aquatic continuum has remained unchanged since pre-industrial times. A synthesis of published work reveals the magnitude of present-day lateral carbon fluxes from land to ocean, and the extent to which human activities have altered these fluxes. We show that anthropogenic perturbation may have increased the flux of carbon to inland waters by as much as 1.0 Pg C yr-1 since pre-industrial times, mainly owing to enhanced carbon export from soils. Most of this additional carbon input to upstream rivers is either emitted back to the atmosphere as carbon dioxide (~0.4 Pg C yr-1) or sequestered in sediments (~0.5 Pg C yr-1) along the continuum of freshwater bodies, estuaries and coastal waters, leaving only a perturbation carbon input of ~0.1 Pg C yr-1 to the open ocean. According to our analysis, terrestrial ecosystems store ~0.9 Pg C yr-1 at present, which is in agreement with results from forest inventories but significantly differs from the figure of 1.5 Pg C yr-1 previously estimated when ignoring changes in lateral carbon fluxes. We suggest that carbon fluxes along the land–ocean aquatic continuum need to be included in global carbon dioxide budgets.Peer reviewe

Utilisation de modèle couplé surface-souterrain pour une gestion de l'eau quantitative : exemple du bassin versant de la Charente, France

In a context of water scarcity, managers are dealing with quantitative and qualitative management of surface and groundwater resources. For a long time, scientists and water managers have looked at groundwater and surface water as two separate entities. Through the Charente basin example, we explain how a coupled surface-groundwater modelling can improve water management for low flows. The papers is structured into three parts: (1) a global presentation of water resources and water management situation of the Charente basin; (2) the place of modelling techniques and tools in quantitative water management; and (3) according to the Charente basin's water management situation and goals, discussion around the choice of an adapted model for low flow water management, comparison with the decision support system model use currently in Charente (TBR) and first conclusions concerning coupled model usefulness in water managemen

Pourquoi, quand et comment doit-on appliquer une gestion de l'eau conjointe des eaux de surface et souterraines : le cas du bassin versant de la Charente, France

In France, the development of irrigation since the 1970s is an important cause of imbalance between available water resources and demands. In the Charente river basin, dry climatic conditions during summer and intensive water uses create severe low flow period, which could be prolonged very late in the season (until December). In this context of water scarcity, managers need to deal with both surface and groundwater resources and not as there are two separate entities. Through the Charente basin example, we try to explain how a coupled surface-groundwater modelling can improve water management for low flows. Moreover, management tools, as decision support system (DSS), could provide essential information to managers for their decisions on allocation of water resources. Indeed, managers are faced with the task to identify optimal or near-optimal water management solutions in highly complex hydrosystems. The model TBR used in Charente, a water resources dashboard (Tableau de Bord de la Ressource en eau), is a DSS model with hydrologic and irrigation water demand modules. However, the TBR model need to be improved for low flow forecasting while considering the interrelationships between surface and groundwater component. In the Charente basin, the exchange between the aquifer and the river and the influence of irrigation withdrawals on the rivers flows are dominating and need to be included in the TBR management tools

Caractérisation de l'irrigation traditionnelle dans les Andes équatoriales

[Departement_IRSTEA]GTSince 1987, pluridisciplinar teams from the INERHI and the ORSTOM and since 1990 the CEMAGREF and the BCEOM have cooperated to develop a national irrigation plan for the equatorial Andes. The use of satellite imaging reduces greatly soil verification. It must be completed by the use of data (Pand X, DEM, combination of remote sensing and GIS) and combination of image treatment and landscape analyses done by an agrogeographer familiar with small irrigation systems. The rehabilitation of these systems seems to be the major topic of agricultural development in the ten coming years.Depuis 1987, les équipes pluridisciplinaires de l'INERHI et de l'ORSTOM, et depuis 1990 le CEMAGREF et le BCEOM ont été impliqués dans la mise au point de plan national d'irrigation des Andes équatoriales. L'utilisation d'images satellitaires réduit considérablement les vérifications au sol. Elle doit être complétée par l'utilisation de données (P et X, DEM, combinaison de la télédétection et de SIG) et combinaison des traitements d'images et des analyses de paysage faites par un agrogéographe qui a une expérience des petits systèmes d'irrigation. La réhabilitation de ces systèmes semble représenter le thème majeur pour le développement de l'agriculture des dix prochaines années