Utilisation des eaux souterraines pour la production agricole - Bilan hydrique actuel et tendances attendues sous changement climatique

Dans plusieurs provinces canadiennes, les eaux souterraines sont une ressource essentielle pour la production agricole, y compris des activités telles que l'irrigation et l'abreuvement du bétail, et pour l'approvisionnement en eau potable à l'aide de puits individuels ou municipaux. Lorsqu'il n'y a pas assez d'eau disponible dans un hydrosystème, divers problèmes peuvent survenir autour des utilisations concurrentes.

Dans le sud de l’Ontario, l’augmentation de la population et l’intensification de l’agriculture ont créé une pression croissante sur les ressources eau, lesquelles sont aggravées par les changements climatiques.

Examiner la disponibilité future des eaux souterraines à l'échelle d’un sous-bassin versant (Lower Withemans Creek»), situé dans le sud-ouest de l’Ontario, dans une zone dominée par l’agriculture où sont présents des conflits d’usage.

• Instrumentation de la zone d'étude pour la surveillance à long terme des niveaux des eaux souterraines;

• Réalisation de travaux sur le terrain et analyses des données pour quantifier le bilan hydrique de la zone d’étude;

• Construction et calage d'un modèle entièrement couplé (SWAT-MODFLOW) pour les conditions actuelles et récentes;

• Analyse de scénarios de changements climatiques pour les précipitations et températures;

• Simulation des conditions passées et futures pour estimer les changements possibles dans les écoulements de surface et souterrains pour dix scénarios.

L'analyse des conditions hydrologiques passées et futures a montré que la recharge annuelle future pourrait augmenter, offrant potentiellement une opportunité pour une utilisation accrue de l'eau. Cependant, comme le sous-bassin versant est déjà sous pression pour l’utilisation de l’eau, certains défis peuvent survenir en périodes de pointe (période estivale) où les besoins agricoles sont importants. Les principaux résultats sont les suivants:

Des déficits en eau (P-ETP <0) sont observés depuis plusieurs années et le pompage actuellement autorisé est d'une ampleur similaire à la recharge moyenne passée. Les déficits hydriques pourraient d’ores et déjà entraîner une augmentation de l'irrigation et poser des conflits pour les prélèvements d'eau futurs, aux moments où la demande est la plus forte en même temps que la disponibilité est la plus faible. Les pompages autorisés semblent être beaucoup plus élevés que les valeurs déclarées. Ainsi, les pompages d'eau réels doivent être déterminés plus précisément pour assurer une gestion optimale de l'eau.

Les dix scénarios climatiques utilisés indiquent les conditions futures suivantes pour le milieu du siècle pour le secteur étudié: augmentation de la température annuelle moyenne entre 1,2 et 4,0°C, et augmentation des précipitations entre 12 et 181 mm/an par rapport à 1971-2000. Ceci correspond à une augmentation de l’ETP entre 36 et 149 mm/an, et une variation des précipitations nettes (P - ETP) entre -100 mm/an (réduction principalement pendant la saison de croissance estivale) et +53m/an.

Globalement, les simulations montrent plus de recharge annuelle dans les conditions futures (recharge médiane passée de 443 mm/an et future de 524 mm/an), mais cette recharge sera répartie différemment tout au long de l'année. Il y aura plus de recharge à l'automne (davantage de précipitations) et entre décembre et février (hivers plus doux et moins neigeux), tandis que la recharge de mars sera plus faible (moins de neige au moment de la fonte).

Entre avril et septembre, les simulations passées et futures ne montrent aucune différence significative de recharge (Figure 1). Bien que les conditions climatiques futures n'indiquent pas de réduction globale du taux de renouvellement des eaux souterraines, les périodes sèches prolongées pendant la saison de croissance, lorsque la recharge est déjà extrêmement faible, pourraient entraîner des besoins accrus d'irrigation.

Figure 1: Recharge mensuelle simulée pour la période de référence (vert; 1971-2000) et pour l'horizon 2015 (bleu; 2041-2070)

En conclusion, le prélèvements d'eau actuellement autorisés pourraient ne pas être durables à l'avenir dans les petits sous-bassins versants tels que le Lower Whitemans Creek ayant des sols très perméables, des contraintes sur la disponibilité actuelle de l'eau et des activités agricoles denses. Des modèles prédictifs sont nécessaires pour simuler les bilans hydriques futurs (climat et utilisation des terres), pour garantir que les utilisations collectives de la ressource en eau n'ont pas d'impacts négatifs sur les réserves disponibles dans les prochaines années et décennies.

• Grand River Conservation Authority

• Ministry of the Environment, Conservation and Parks

• Ontario Federation of Agriculture

• Ministère de l'Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques