Water Stress Analysis Considering Climate Change Scenarios in Semi-Arid Regions Using WEAP Model
Cette étude utilise un modèle WEAP calibré, piloté par les projections climatiques du CMIP6, pour démontrer que le district de Multan, au Pakistan, fait face à un stress hydrique structurellement préexistant qui s'intensifiera d'ici 2055 selon tous les scénarios climatiques, l'agriculture dominant le stress dans les trajectoires modérées et la demande domestique le dépassant dans les conditions de réchauffement élevé, nécessitant des interventions de gestion intégrée urgentes avant 2035.
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L'eau douce est le moteur de la civilisation humaine, pourtant, dans de nombreuses parties du monde, la quantité d'eau dont les populations ont besoin dépasse de plus en plus la quantité que la nature fournit. Ce déséquilibre, connu sous le nom de stress hydrique, se produit lorsque la demande d'eau propre excède systématiquement l'offre disponible. Dans les régions semi-arides, où les précipitations sont rares et imprévisibles, ce problème est particulièrement aigu. Ces zones dépendent fortement de l'irrigation pour cultiver les aliments et des eaux souterraines pour soutenir les villes, mais la hausse des températures et l'évolution des modèles météorologiques aggravent la situation. À mesure que la planète se réchauffe, l'air retient davantage d'humidité, ce qui provoque un assèchement plus rapide des sols et une soif accrue des cultures. Parallèlement, la croissance des populations et l'expansion des villes exigent davantage d'eau pour la vie quotidienne. Le résultat est un resserrement de l'étau sur les ressources qui menace la sécurité alimentaire, la stabilité économique et le bien-être de millions de personnes.
Dans la province du Pendjab méridional, au Pakistan, le district de Multan constitue un exemple frappant de cette lutte. Depuis des décennies, cette région est confrontée à une pénurie d'eau chronique, les agriculteurs et les résidents étant déjà en compétition pour une offre qui ne répond pas à leurs besoins. Pour comprendre comment cette crise pourrait évoluer dans les décennies à venir, les chercheurs Muhammad Moaz Munawar, Atiq Ur Rehman Tariq et Amjad Masood se sont tournés vers un outil de modélisation informatique sophistiqué appelé le système d'évaluation et de planification de l'eau, ou WEAP. Cet outil agit comme un jumeau numérique d'un réseau hydrique réel, permettant aux scientifiques de cartographier les rivières, les canaux et les champs, puis de simuler la manière dont l'eau s'écoule à travers eux selon différentes conditions. En alimentant le modèle avec des données historiques et des prévisions climatiques futures, l'équipe a pu tester la résistance du système hydrique du district face aux pressions combinées d'un climat changeant, d'une population croissante et de l'évolution des pratiques agricoles.
Les chercheurs ont concentré leur étude sur la période allant de 2015 à 2055, en examinant trois trajectoires futures distinctes basées sur des scénarios climatiques mondiaux. Ces trajectoires vont d'un futur où le monde prend des mesures fortes pour limiter le réchauffement, à un scénario de « maintien du statu quo » où les émissions continuent de croître sans contrôle. Ils ont également tenu compte des réalités spécifiques de Multan, où le paysage a rapidement changé. Entre 2010 et 2020, la zone dédiée aux cultures gourmandes en eau comme le riz et la canne à sucre a explosé, tandis que la population a bondi et les zones urbaines se sont étendues. L'équipe a d'abord calibré son modèle à l'aide de données réelles de 1990 à 2020, garantissant que les prédictions de l'ordinateur correspondent au débit réel de l'eau dans les canaux de la région. Une fois le modèle ajusté pour refléter la réalité, ils l'ont projeté dans le futur pour voir ce que l'avenir réservait.
Les simulations ont révélé une trajectoire inquiétante. Même sans nouveaux changements climatiques, la demande totale d'eau à Multan devrait monter en flèche, passant d'environ 1 449 millions de mètres cubes en 2015 à près de 4 944 millions de mètres cubes d'ici 2055. Cette poussée est le résultat d'une tempête parfaite de facteurs : davantage de personnes ayant besoin d'eau pour la consommation et l'assainissement, une expansion massive des surfaces plantées de cultures exigeantes comme la canne à sucre et le riz, et un climat plus chaud qui provoque une évaporation plus rapide de l'eau du sol. L'étude a révélé que la région est déjà confrontée à un déficit structurel, ce qui signifie qu'aujourd'hui même, l'eau disponible n'est pas suffisante pour répondre aux besoins du district, laissant un écart de près de 849 millions de mètres cubes. Ce fossé est actuellement comblé par le pompage des eaux souterraines à un rythme insoutenable, provoquant une baisse de la nappe phréatique de 0,5 à 1 mètre par an.
À mesure que les simulations progressaient dans le temps, l'écart entre l'offre et la demande s'élargissait considérablement sous tous les scénarios climatiques. D'ici 2055, la quantité d'eau non satisfaite — c'est-à-dire la demande qui ne peut être comblée par les sources disponibles — devrait atteindre entre 22 et 38 millions de mètres cubes par an, selon l'ampleur du réchauffement planétaire. Curieusement, l'étude a montré que la source du stress change avec le temps. Dans les premières décennies et sous des scénarios de réchauffement modéré, le principal déficit provient de l'agriculture, car les agriculteurs peinent à irriguer leurs champs en expansion. Cependant, sous le scénario de réchauffement le plus extrême, où les températures augmentent de plus de deux degrés Celsius, la dynamique change. Dès les années 2040, la demande d'eau domestique liée à la croissance de la population devient le principal moteur de la pénurie, dépassant l'agriculture. Cela se produit parce que la chaleur extrême accroît la quantité d'eau dont chaque personne a besoin pour le refroidissement et l'hygiène, tandis que l'urbanisation rapide du district ajoute des millions de nouveaux résidents au système.
La recherche a également mis en évidence un résultat contre-intuitif concernant la relation entre l'action climatique et le stress hydrique. Le scénario de réchauffement modéré, qui suppose une approche de développement de type « juste milieu », a en fait entraîné le déficit hydrique agricole le plus élevé. Cela s'explique par le fait que cette trajectoire spécifique inclut une augmentation modérée des terres utilisées pour l'agriculture qui, combinée à la chaleur supplémentaire, crée une demande massive d'irrigation que l'offre d'eau ne peut satisfaire. En revanche, le scénario de réchauffement le plus extrême, bien que dévastateur pour les besoins domestiques, présentait un déficit agricole légèrement inférieur car les hypothèses de cette voie incluaient des modes d'utilisation des terres différents. Cela suggère que la façon dont nous gérons nos terres et nos cultures est tout aussi cruciale pour la sécurité hydrique que la quantité de gaz à effet de serre que nous émettons.
En fin de compte, l'étude conclut que le stress hydrique à Multan n'est pas un problème futur en attente, mais une réalité présente qui ne fera que s'intensifier. Les simulations indiquent que sans interventions urgentes et intégrées, le district fera face à une grave crise de l'eau avant 2035. La fenêtre d'action est étroite, car la combinaison de la hausse des températures, de l'épuisement des eaux souterraines et de l'apogée de la croissance démographique va converger pour créer une situation où l'offre d'eau ne pourra tout simplement plus suivre la demande. Les conclusions soulignent la nécessité d'une approche multisectorielle qui va au-delà de la simple construction d'infrastructures. Elle nécessite un changement fondamental dans la gestion de l'eau, allant de l'amélioration de l'efficacité de l'irrigation à une meilleure réglementation de l'utilisation des eaux souterraines et à une planification pour un avenir où les besoins d'une population croissante doivent être équilibrés avec une base de ressources qui rétrécit. La voie à suivre dépend de la capacité à faire des choix difficiles aujourd'hui pour garantir que Multan reste un lieu où les gens pourront vivre et prospérer demain.
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