Assessing the long-term impact of climatic variability and human activities on the water resources of a meso-scale Mediterranean catchment

摘要

This article addresses the critical need for a better quantitative understanding of how water resources from the Herault River catchment in France have been influenced by climate variability and the increasing pressure of human activity over the last 50 years. A method is proposed for assessing the relative impacts of climate and growing water demand on the decrease in discharge observed at various gauging stations in the periods 1961-1980 and 1981-2010. An annual water balance at the basin scale was calculated first, taking into account precipitation, actual evapotranspiration, water withdrawals and water discharge. Next, the evolution of the seasonal variability in hydroclimatic conditions and water withdrawals was studied. The catchment was then divided into zones according to the main geographical characteristics to investigate the heterogeneity of the climatic and human dynamics. This delimitation took into account the distribution of climate, topography, lithology, land cover and water uses, as well as the availability of discharge series. At the area scale, annual water balances were calculated to understand the internal changes that occurred in the catchment between both past periods. The decrease in runoff can be explained by the decrease in winter precipitation in the upstream areas and by the increase during summer in both water withdrawals and evapotranspiration in the downstream areas, mainly due to the increase in temperature. Thus, water stress increased in summer by 35%. This work is the first step of a larger research project to assess possible future changes in the capacity to satisfy water demand in the Herault River catchment, using a model that combines hydrological processes and water demand.%Cet article vise à mieux comprendre l'impact relatif de la variabilité climatique et de l'augmentation des pressions anthropiques sur l'évolution des ressources en eau du bassin de l'Hérault au cours des 50 dernières années. Une méthode est proposée pour évaluer cet impact sur la diminution observée des écoulements en plusieurs stations de jaugeage entre les périodes 1961-1980 et 1981-2010. Un bilan hydrologique annuel a tout d'abord été calculé, en tenant compte de la précipitation, de l'évapotranspiration réelle, des prélèvements en eau et du débit. Ensuite, l'évolution de la variabilité saisonnière des conditions hydro-climatiques et des prélèvements en eau a été étudiée. Le bassin a ensuite été divisé en plusieurs biefs selon les caractéristiques géographiques principales pour comprendre l'hétérogénéité des dynamiques climatiques et anthropiques. Cette délimitation s'appuie sur la distribution du climat, de la topographie, de la lithologie, de l'occupation du sol et des usages de l'eau, mais également sur les séries chronologiques disponibles de débit. A l'échelle des biefs, des bilans hydrologiques annuels ont été calculés pour appréhender les changements internes apparus sur le bassin entre les deux périodes passées considérées. La diminution des écoulements peut être expliquée par une diminution des précipitations hivernales dans les zones amont et, dans les zones aval, par l'augmentation conjointe des prélèvements et des températures, ces dernières ayant entraîné une plus grande demande évapotranspiratoire. Ainsi, le stress hydrique a augmenté en été de 35 %. Ce travail constitue la première étape d'un projet de recherche qui cherche à évaluer les évolutions possibles de capacité de satisfaction de la demande en eau sur le bassin par le développement d'un modèle intégratif permettant de confronter la simulation des écoulements et des demandes en eau.