Analysis of the vulnerability of water resources to climate variability. Application to the low flows of the Rhone basin
Examen de la vulnérabilité de la ressource en eau vis à vis des fluctuations climatiques. Application aux étiages du bassin du Rhône
Résumé
This present report is the synthesis of the research project RDT 2003, which focuses on the vulnerability of water resources to the climatic fluctuations with an application to the Rhone basin. Several approaches were considered. This report first investigates whether river flow data provide evidence of climate change. The analysis is based on statistical tests performed on several descriptors of water resources. The study area covers the south-eastern part of France. A significant trend towards less severe low flows in winter was detected in the North of the Alps. It would be due to an increase of the air temperature which would reduce accumulation of snowpacks. There is no regional coherence in the southern part of the study area. Second, an impact study of CO2-induced climate change is performed. We have downloaded climate projections based on the results of several GCMs. Conceptual rainfall-runoff models are calibrated and validated against observed streamflow series. The most efficient hydrological model is selected. Then climate change scenarios are built by perturbing the observed series with increments deduced from GCMs simulations. Lastly, the model is run under these future climate conditions. The impacts are analysed by comparing the low flows indices with the ones deduced from the baseline simulation. The impacts on the low flows strongly differ from one scenario to another. It is not possible to plan a reliable water resources management for the future: for all the scenarios, all the catchments present a decrease of low flows but the magnitude of the change is diverse. In the last part, an indicator of sensitivity of basin to climate variability is proposed. This index characterizes the sensitivity of the river around the current climatic conditions.
Ce présent rapport fait la synthèse du projet soumis à l`appel d`offre RDT 2003, dont l`objet est l`examen de la vulnérabilité de la ressource en eau vis à vis des fluctuations climatiques sur le secteur du Rhône. Plusieurs approches ont été considérées. La première a pour objectif de détecter des éventuels changements dans le régime hydrologique induits par l`augmentation des gaz à effet de serre. L`analyse repose sur des tests statistiques appliqués à un ensemble de variables caractéristiques sur le secteur sud-est de la France. Une évolution significative vers des étiages moins sévères en hiver a été détectée dans le Nord des Alpes. Ce serait la conséquence d`une augmentation des températures de l`air qui réduirait la rétention des précipitations sous forme de neige. Pour la partie méditerranéenne, il est délicat de conclure : quelques anomalies ont pu être identifiées pour certaines stations et sur certaines variables mais la cohérence régionale n`est pas acquise. La seconde s`inscrit dans une étude d`impact. Nous avons rapatrié les prédictions des modèles climatiques mises à disposition par la communauté scientifique internationale, calée sur les observations des modèles de transformation pluie-débit puis examiné la réponse aux perturbations annoncées par les scénarios. Force est de constater que les modifications sur les étiages diffèrent fortement d`un scénario à l`autre. Il n`est pas possible à ce jour d`asseoir une future gestion de la ressource sur ces éléments : les prédictions s`accordent toutes sur une diminution des basses eaux mais dans des ordres de grandeur bien différents sur le secteur analysé. Dans la dernière partie, nous avons proposé un indicateur de sensibilité des étiages aux forçages météorologiques qui caractérise le fonctionnement de la rivière autour des points de fonctionnement actuels, pour identifier de prime abord quels sont les bassins les plus sensibles.