Face au changement climatique et à l’aggravation des cycles de sécheresse, les gestionnaires de l’eau californiens se concentrent de plus en plus sur le suivi précis des ressources en eau. Le manteau neigeux de la Sierra Nevada est mesuré à l'aide de capteurs et d'images aériennes, les niveaux des réservoirs sont enregistrés électroniquement et le mouvement de l'eau dans les aqueducs est réparti en fonction des droits et des contrats.
Pourtant, il existe un autre indicateur clé de l’eau que la Californie n’a jamais mesuré de manière adéquate : le débit des rivières et des ruisseaux.
De nouvelles recherches menées par des scientifiques de l'UC Berkeley ont révélé que seulement 8 % des rivières et ruisseaux de l'État sont équipés de jauges, des appareils qui mesurent le niveau et la vitesse de mouvement de l'eau.
L'étude, publiée dans la revue Nature Sustainability, détaille les grandes parties des cours d'eau de l'État qui ne sont pas surveillées et examine les conséquences pour les humains et la faune, car le changement climatique intensifie le cycle de l'eau, modifie les bassins versants et menace les poissons et autres espèces vulnérables. Les chercheurs ont également décrit les méthodes permettant à la Californie de sélectionner de nouveaux emplacements de surveillance afin d'étendre son réseau de jauges de cours d'eau.
« Nous ne pouvons pas gérer ce que nous ne mesurons pas », a déclaré Lucy Andrews, auteur principal et chercheuse au Département des sciences, politiques et gestion de l'environnement de l'UC Berkeley.
Des études antérieures ont montré que non seulement de nombreuses rivières californiennes sont surexploitées, mais également les droits d'eau existants sur de nombreuses rivières. Une collecte de données inadéquate ajoute à ces problèmes chroniques, selon les auteurs de l'étude.
« Si nous ne savons pas quelle quantité d'eau coule dans nos rivières et nos ruisseaux, il est très difficile de prendre des décisions sur la manière de l'attribuer », a déclaré Ted Grantham, co-auteur de l'étude. « Nous devons savoir quelle quantité d’eau est disponible et quelle quantité d’eau est utilisée. Et la Californie est en fait très déficiente dans ces deux domaines.
Un mauvais contrôle non seulement entrave la capacité de l'État à superviser les approvisionnements et à gérer les inondations, mais obscurcit également notre compréhension de la manière dont les détournements d'eau et les sécheresses exacerbées par le réchauffement climatique mettent les poissons et d'autres espèces aquatiques en péril, a déclaré Grantham.
« La seule façon de savoir s'il reste suffisamment d'eau dans une rivière pour un bénéfice environnemental est de la mesurer », a déclaré Grantham, spécialiste des rivières et professeur agrégé de vulgarisation coopérative. « Et si nous échouons, si nous n'avons pas la capacité de connaître la quantité d'eau qu'il contient, il suffit de peu de temps pour qu'une rivière s'assèche, ce qui aura des impacts extrêmement négatifs sur les espèces que nous avons. s'en soucier.
La Californie est reconnue comme un point chaud mondial de biodiversité, avec des espèces d’eau douce parmi les plus menacées au monde. La liste des espèces de poissons menacées d'extinction comprend le saumon quinnat de montaison hivernale, la truite arc-en-ciel, l'esturgeon vert et l'éperlan du delta.
« Une surveillance accrue de ces cours d'eau critiques est nécessaire pour protéger ces espèces vulnérables », a déclaré Andrews. « Si nous maintenons le statu quo et si nous ne connaissons pas la quantité d’eau contenue dans les rivières et les ruisseaux, nous condamnons essentiellement certaines de nos espèces d’eau douce. »
Dans un autre récent rapport, des chercheurs du Public Policy Institute of California ont évalué les graves menaces qui pèsent sur la biodiversité d'eau douce dans l'État. Des études ont montré qu'environ la moitié des espèces aquatiques indigènes de Californie sont très vulnérables à l'extinction au cours de ce siècle, et les chercheurs ont déclaré qu'avec l'accélération du changement climatique, l'État doit adopter rapidement de nouveaux types de plans et d'approches de conservation pour sauver les espèces.
« Il n'existe aucune protection en place pour la grande majorité des espèces que nous pourrions perdre », ont écrit les chercheurs. Pour inverser le déclin des écosystèmes d’eau douce, ont-ils déclaré, les approches de gestion habituelles ne seront probablement pas couronnées de succès et « des innovations audacieuses, peut-être même risquées, en matière de politique et de gestion sont nécessaires ».
Alors que les propositions de l'institut concernant des plans de conservation « intelligents face au climat » décrivent des stratégies pour inverser le déclin des espèces, les chercheurs de l'UC Berkeley se concentrent sur le rôle essentiel des données de surveillance du débit des cours d'eau pour prendre des décisions concernant la gestion de l'eau et la protection des écosystèmes.
Entre autres découvertes, Grantham et Andrews ont déterminé que seulement 9 % environ des 817 grands barrages de l'État disposent d'une jauge active en amont ou en aval, et qu'environ 29 % des bassins versants abritant la plus grande diversité d'espèces aquatiques sont surveillés.
Ils ont constaté qu’il existe un nombre particulièrement faible de jauges de cours d’eau dans les bassins versants peu perturbés par les humains. Dans les zones qui sont pour la plupart épargnées par les aménagements ou les dérivations à proximité, moins de 1 % des cours d’eau sont couverts par une jauge active.
Cela montre qu’il est particulièrement nécessaire d’étendre les mesures de débit le long de ces cours d’eau, a déclaré Andrews, où « nous pouvons commencer à voir l’empreinte du changement climatique sur l’hydrologie ».
Leur analyse a également révélé des différences régionales, avec davantage de jauges sur les cours d'eau fortement utilisés pour l'agriculture dans la vallée centrale et une surveillance nettement moindre dans d'autres zones, comme les cours d'eau de certaines parties de la Sierra Nevada, de la Californie du Sud, de la côte nord, de la région nord. Région de Lahontan et rivières Scott et Shasta dans le bassin de la rivière Klamath.
Ces différences dans la collecte de données régionales constituent un problème important, ont déclaré les auteurs.
« Si certaines régions nous échappent, nous ne pouvons pas nécessairement parler des impacts holistiques du changement climatique sur les voies navigables de Californie et sur les ressources en eau disponibles pour l'économie, les villes et les fermes », a déclaré Andrews. « Ce qui se passe sur la côte Nord ne sera pas la même chose que ce qui se passe à Imperial Valley, ni à Monterey. Et donc si nous n’avons pas de jauges à tous ces endroits, nous volons vraiment à l’aveugle. »
Les chercheurs ont examiné 814 jauges actives et modélisé des scénarios dans lesquels davantage de jauges sont installées dans tout l’État. Ils ont déclaré que l’ajout de 500 jauges au réseau pourrait plus que doubler la longueur des cours d’eau surveillés.
Ils ont reconnu que cette expansion serait coûteuse, car chaque jauge peut coûter jusqu'à 40 000 $ à installer et nécessite ensuite des fonds supplémentaires pour son entretien. L'expansion du réseau, ont-ils déclaré, nécessitera des investissements substantiels de la part des agences étatiques, fédérales et locales, ainsi que des districts des eaux.
« Avec un investissement approprié, il est possible de concevoir et de construire de meilleurs réseaux », a déclaré Grantham. « Avoir plus d’informations sur la quantité d’eau contenue dans nos rivières et ruisseaux nous aidera à mieux gérer les rivières et ruisseaux. »
De nombreux responsables étatiques et fédéraux s'efforcent de remédier aux lacunes, mais manquent de ressources, a déclaré Andrews, ajoutant qu'elle espère que l'étude pourra aider à éclairer les efforts du corps législatif pour prioriser les fonds.
Une étude menée par Nature Conservancy a révélé que 89 % des « cours d’eau importants » en Californie sont mal surveillés.
D'autres experts en eau conviennent que la Californie devrait collecter davantage de données sur les rivières et les ruisseaux, ainsi que sur les eaux souterraines.
« Sans informations précises sur la quantité et la qualité de l'eau de nos rivières et ruisseaux, ainsi que de nos bassins souterrains, il est extrêmement difficile d'élaborer des politiques efficaces pour gérer notre eau de manière plus efficace et plus durable », a déclaré Peter Gleick, chercheur principal et co- fondateur de l'Institut du Pacifique.
« Une expansion majeure des jauges nous permettrait de surveiller et d'appliquer plus précisément les allocations de droits d'eau, de déterminer les conditions écologiques et les besoins des pêcheries menacées et en voie de disparition, et d'améliorer la résilience de la Californie aux inondations et aux sécheresses », a déclaré Gleick. Les récents progrès technologiques, a-t-il ajouté, peuvent également permettre le déploiement de jauges « intelligentes » en temps réel qui mesurent non seulement le débit des cours d'eau, mais également la qualité de l'eau, la température et d'autres mesures de la santé des cours d'eau.
Les scientifiques ont découvert la surveillance du débit dans certaines régions du monde. Des études ont également montré que le nombre de jauges d'eau en fonctionnement aux États-Unis a diminué en raison du manque de financement.
Les données inadéquates sur le débit des cours d'eau sont depuis longtemps reconnues comme un problème en Californie et, en 2019, la législature de l'État a adopté la SB 19, une loi qui ordonnait aux agences de l'État de combler les lacunes et d'installer davantage de jauges.
En 2022, les agences nationales de l’eau ont publié leur priorité pour l’installation de davantage de jauges.
« Un réseau de jauges de cours d'eau robuste et fiable peut aider les agences étatiques, fédérales et locales à gérer les ressources en eau plus efficacement, avec de multiples avantages et à éviter les conflits », a déclaré Teresa Connor, responsable de la région nord du Département des ressources en eau de l'État.
Connor a déclaré dans un e-mail qu'environ 1 000 jauges de cours d'eau fonctionnent actuellement et rapportent des données dans l'État. Beaucoup d'entre eux sont entretenus par l'US Geological Survey, tandis que le Département des ressources en eau exploite près de 300 jauges.
Connor a déclaré que depuis que le plan a été achevé, l'agence d'État a commencé à mettre à niveau ou à réactiver environ 50 jauges et travaille avec l'USGS pour mettre en ligne 11 jauges supplémentaires avec le financement disponible.
« L'USGS travaille en étroite collaboration avec de nombreuses agences partenaires en Californie pour identifier les besoins en matière de surveillance du débit de haute qualité pour environ 500 stations de débit », a déclaré Paul Laustsen, porte-parole de l'USGS. « Cette collaboration signifie que nous travaillons ensemble pour éviter les doubles emplois, garantir que les sites critiques ont été priorisés pour la surveillance et fournir des données fiables, impartiales et fondamentales pour résoudre les problèmes d'eau auxquels est confrontée la Californie. »
En plus des fonds fédéraux affectés à la surveillance des cours d'eau, l'USGS a reçu un contrat d'État de quatre ans totalisant près de 1,2 million de dollars pour aider à combler les lacunes du réseau californien de jauges.
