Analyse systémique et prospective des usages de l'eau dans la région de Crans-Montana-Sierre (Suisse)

Crans-Montana-Sierre is a tourist area locateci in Rhone valley in central Valais, cha-racterized by dry climate and scarce summer precipitations. More than other regions in Switzerland, this area has suffered the effects of the drought (heat wave) that affec¬ted all Western Europe during summer 2003. In the future, climate change together with societal and economic development will signicantly modify the water need of the region and, consequently, may increase the potential conflicts of interest. Within a long term planning strategy, decision-makers require precise information about the current amount of water needed in the region, with particular attention to temporal and spatial concentration, and the forecasted amount for 2050. This work therefore aims at estimating the variation of the water demand by taking into account the influence of climate change (CH2011) and socio-economic scenarios, developed in cooperation with the competent authorities. This thesis, whose aim is to study the water management and water uses is a core part of the MontanAqua project "Water management in times of scarcity and global change" mainly because of its interdisciplinary topic at the interface between water resources, land development and the socio-political structure. Results show that socio-economic development by 2050 could have a greater impact than expected climate changes (CH2011, A1B scenarios) for the same time horizon for water demand. Demography, spatial planning, tourism and economic development are just some of the factors that could significantly affect the water consumption of the Crans-Montana-Sierre region. Compared with the future water resources available, the maximal water demand forecasted by the socio-economic scenarios developed within the project MontanAqua, could not always be satisfied. This issue, like extreme climate phenomena (as it was the summer drought occurred in 2003 or in April / May 2011), could be mitigated adopting regional management policies relating to a more rational water use and preventive storage of water resource. - Crans-Montana-Sierre est une région touristique située dans la vallée du Rhône; dans le Valais central, qui se caractérise par un climat relativement pauvre en précipitations et qui plus que d'autres a subi les effets de la sécheresse qui a touché l'Europe occidentale durant l'été 2003. À l'avenir, les changements climatiques ainsi que le développement socio-économique modifieront de manière significative les besoins en eau de la région, ce qui risque de faire augmenter les rivalités d'usage concernant cette ressource. Afin de jouer à l'avance, les décideurs ont besoin d'informations précises sur la quantité d'eau nécessaire à la région, avec une attention particulière à sa concentration temporelle et spatiale, à l'heure actuelle et à l'horizon 2050. Ce travail vise donc à estimer la variation de la demande en eau en tenant compte de l'influence des changements climatiques (CH2011) et des scénarios socio-économiques, élaborés en collaboration avec les autorités compétentes. Cette thèse, qui met l'accent sur les usages de l'eau fait partie du projet Montan Aqua « Gestion de l'eau en temps de pénurie et de changement global », est à l'intersection entre les ressources hydriques, l'aménagement du territoire et son organisation socio-politique, fait qui la met, non pas par son importance, mais par son emplacement et ses interconnexions, au coeur de cette recherche. Les résultats obtenus montrent comment les développements socio-économiques d'ici à 2050 ont un impact potentiellement plus important que les changements climatiques prévus par les scénarios AlB de CH2011 pour le même horizon temporel sur la demande en eau. Démographie, aménagement du territoire et contexte économico-touristique, ne sont que quelques-uns des facteurs qui ont la capacité d'agir significativement sur les usages de l'eau en ce qui concerne les aspects qualitatif et quantitatif de la région de Crans-Montana-Sierre. Par rapport aux ressources en eau disponibles à l'avenir, la demande maximale d'eau prévue par les scénarios socio-économiques développés au sein du projet MontanAqua risque de ne pas être toujours satisfaite. Ce danger et la manifestation de phénomènes climatiques extrêmes, comme la sécheresse estivale survenue en 2003 ou celle d'avril/mai 2011, ne pourront être atténués que par l'adoption de politiques de gestion à l'échelle régionale favorisant une utilisation plus rationnelle et un stockage préventif de la ressource en eau.

Evaluación ambiental en la zona marino costera de Lambayeque – Perú, 2010.

Se realizaron 2 evaluaciones, en agosto y noviembre-diciembre 2010, entre la desembocadura del Dren 1000 (Bodegones) y la del río Zaña. En el intermareal se registró la mayor temperatura superficial del mar, se registró anomalías de hasta +8,1°C (desembocadura del Dren 1000). En agosto en el submareal, la temperatura promedio fue 16,3 °C; en noviembre-diciembre fue 15,9 °C. Similar tendencia en superficie y fondo se observó en el oxígeno disuelto. Mayor cantidad de sólidos suspendidos totales (SST) se registró alrededor de la desembocadura del Dren 4000 (137,93 mg/L), sobrepasando los límites permisibles para aguas de CEMC y AMC. Aceites y grasas fluctuaron entre 0 y 0,3 mg/L encontrándose dentro de los límites permisibles de CEMC y AMC. En el submareal, los Coliformes Totales (CT) y coliformes Termotolerantes (CTT) cumplieron con la Ley General de Aguas para la clase V y VI; en el intermareal la demanda bioquímica de oxigeno (DBO5) en la desembocadura del Dren 3100, sobrepasó los límites permisibles de calidad de agua. En agosto se registraron 39 especies en el bentos, en noviembre y diciembre fueron 27 especies. Los índices de diversidad de Shannon Wiener y riqueza de especies del macrobentos submareal, se incrementaron de norte a sur, debido al predominio del sustrato fango-arenoso. Los puntos de alteración ambiental fueron las desembocaduras de los drenes 1000, 3100 y 4000, que reciben aguas servidas y desechos orgánicos e industriales de los centros poblados de Lambayeque, Pimentel y Santa Rosa, respectivamente.

Cation dynamics in soils with different salinity levels growing irrigated rice

Salinity levels in soils of the Outer Coastal Plain of Rio Grande do Sul, Brazil, can be high, due to excess of Na in the irrigation water, evapotranspiration and soil development from marine sediments. The cultivation of irrigated rice could be an alternative, since ion uptake as well as leaching by the establishment of a water layer could mitigate the effects of soil salinity. This study aimed to evaluate the dynamics of basic cations in the solution of Albaqualf soils with different salinity levels growing irrigated rice. The plow layer contained exchangeable Na percentages (ESP) of 5.6, 9.0, 21.2 and 32.7 %. The plant stand, dry matter, Na, K and Ca + Mg uptake at full flowering and grain yield were evaluated. The levels of Na, K, Ca + Mg and electrical conductivity (EC) in the soil solution were also measured weekly during the rice cycle at four soil depths, in the water layer and irrigation water. The Na, K and Ca + Mg uptake by rice at full flowering was used to estimate ion depletion from the layer under root influence. Soil salinity induced a reduction in the rice stand, especially in the soil with ESP of 32.7 %, resulting in lower cation uptake and very low yield at that site. As observed in the water layer and irrigation water, the Na, K, Ca + Mg and EC levels in the soil solution decreased with time at depths of 5, 10 and 20 cm, regardless of the original soil salinity, showing that cation dynamics in the plow layer was determined by leaching and root uptake, rather than by the effect of evapoconcentration of basic cations in the soil surface layer.

Use of the swat model for hydro-sedimentologic simulation in a small rural watershed

Mathematical models have great potential to support land use planning, with the goal of improving water and land quality. Before using a model, however, the model must demonstrate that it can correctly simulate the hydrological and erosive processes of a given site. The SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) was developed in the United States to evaluate the effects of conservation agriculture on hydrological processes and water quality at the watershed scale. This model was initially proposed for use without calibration, which would eliminate the need for measured hydro-sedimentologic data. In this study, the SWAT model was evaluated in a small rural watershed (1.19 km²) located on the basalt slopes of the state of Rio Grande do Sul in southern Brazil, where farmers have been using cover crops associated with minimum tillage to control soil erosion. Values simulated by the model were compared with measured hydro-sedimentological data. Results for surface and total runoff on a daily basis were considered unsatisfactory (Nash-Sutcliffe efficiency coefficient - NSE < 0.5). However simulation results on monthly and annual scales were significantly better. With regard to the erosion process, the simulated sediment yields for all years of the study were unsatisfactory in comparison with the observed values on a daily and monthly basis (NSE values < -6), and overestimated the annual sediment yield by more than 100 %.

Establishing Strategies for a Transportation MS4 [Municipal Separate Storm Sewer System], RB36-013, 2015

The objective of this project has been to identify best practices and approaches to Municipal Separate Storm Sewer System (MS4) program planning for the Iowa Department of Transportation. Information is primarily based on existing state MS4 programs as examples and references for use as an agency-based MS4 program is developed.

Error models in hydrogeology applications

Notre consommation en eau souterraine, en particulier comme eau potable ou pour l'irrigation, a considérablement augmenté au cours des années. De nombreux problèmes font alors leur apparition, allant de la prospection de nouvelles ressources à la remédiation des aquifères pollués. Indépendamment du problème hydrogéologique considéré, le principal défi reste la caractérisation des propriétés du sous-sol. Une approche stochastique est alors nécessaire afin de représenter cette incertitude en considérant de multiples scénarios géologiques et en générant un grand nombre de réalisations géostatistiques. Nous rencontrons alors la principale limitation de ces approches qui est le coût de calcul dû à la simulation des processus d'écoulements complexes pour chacune de ces réalisations. Dans la première partie de la thèse, ce problème est investigué dans le contexte de propagation de l'incertitude, oú un ensemble de réalisations est identifié comme représentant les propriétés du sous-sol. Afin de propager cette incertitude à la quantité d'intérêt tout en limitant le coût de calcul, les méthodes actuelles font appel à des modèles d'écoulement approximés. Cela permet l'identification d'un sous-ensemble de réalisations représentant la variabilité de l'ensemble initial. Le modèle complexe d'écoulement est alors évalué uniquement pour ce sousensemble, et, sur la base de ces réponses complexes, l'inférence est faite. Notre objectif est d'améliorer la performance de cette approche en utilisant toute l'information à disposition. Pour cela, le sous-ensemble de réponses approximées et exactes est utilisé afin de construire un modèle d'erreur, qui sert ensuite à corriger le reste des réponses approximées et prédire la réponse du modèle complexe. Cette méthode permet de maximiser l'utilisation de l'information à disposition sans augmentation perceptible du temps de calcul. La propagation de l'incertitude est alors plus précise et plus robuste. La stratégie explorée dans le premier chapitre consiste à apprendre d'un sous-ensemble de réalisations la relation entre les modèles d'écoulement approximé et complexe. Dans la seconde partie de la thèse, cette méthodologie est formalisée mathématiquement en introduisant un modèle de régression entre les réponses fonctionnelles. Comme ce problème est mal posé, il est nécessaire d'en réduire la dimensionnalité. Dans cette optique, l'innovation du travail présenté provient de l'utilisation de l'analyse en composantes principales fonctionnelles (ACPF), qui non seulement effectue la réduction de dimensionnalités tout en maximisant l'information retenue, mais permet aussi de diagnostiquer la qualité du modèle d'erreur dans cet espace fonctionnel. La méthodologie proposée est appliquée à un problème de pollution par une phase liquide nonaqueuse et les résultats obtenus montrent que le modèle d'erreur permet une forte réduction du temps de calcul tout en estimant correctement l'incertitude. De plus, pour chaque réponse approximée, une prédiction de la réponse complexe est fournie par le modèle d'erreur. Le concept de modèle d'erreur fonctionnel est donc pertinent pour la propagation de l'incertitude, mais aussi pour les problèmes d'inférence bayésienne. Les méthodes de Monte Carlo par chaîne de Markov (MCMC) sont les algorithmes les plus communément utilisés afin de générer des réalisations géostatistiques en accord avec les observations. Cependant, ces méthodes souffrent d'un taux d'acceptation très bas pour les problèmes de grande dimensionnalité, résultant en un grand nombre de simulations d'écoulement gaspillées. Une approche en deux temps, le "MCMC en deux étapes", a été introduite afin d'éviter les simulations du modèle complexe inutiles par une évaluation préliminaire de la réalisation. Dans la troisième partie de la thèse, le modèle d'écoulement approximé couplé à un modèle d'erreur sert d'évaluation préliminaire pour le "MCMC en deux étapes". Nous démontrons une augmentation du taux d'acceptation par un facteur de 1.5 à 3 en comparaison avec une implémentation classique de MCMC. Une question reste sans réponse : comment choisir la taille de l'ensemble d'entrainement et comment identifier les réalisations permettant d'optimiser la construction du modèle d'erreur. Cela requiert une stratégie itérative afin que, à chaque nouvelle simulation d'écoulement, le modèle d'erreur soit amélioré en incorporant les nouvelles informations. Ceci est développé dans la quatrième partie de la thèse, oú cette méthodologie est appliquée à un problème d'intrusion saline dans un aquifère côtier. -- Our consumption of groundwater, in particular as drinking water and for irrigation, has considerably increased over the years and groundwater is becoming an increasingly scarce and endangered resource. Nofadays, we are facing many problems ranging from water prospection to sustainable management and remediation of polluted aquifers. Independently of the hydrogeological problem, the main challenge remains dealing with the incomplete knofledge of the underground properties. Stochastic approaches have been developed to represent this uncertainty by considering multiple geological scenarios and generating a large number of realizations. The main limitation of this approach is the computational cost associated with performing complex of simulations in each realization. In the first part of the thesis, we explore this issue in the context of uncertainty propagation, where an ensemble of geostatistical realizations is identified as representative of the subsurface uncertainty. To propagate this lack of knofledge to the quantity of interest (e.g., the concentration of pollutant in extracted water), it is necessary to evaluate the of response of each realization. Due to computational constraints, state-of-the-art methods make use of approximate of simulation, to identify a subset of realizations that represents the variability of the ensemble. The complex and computationally heavy of model is then run for this subset based on which inference is made. Our objective is to increase the performance of this approach by using all of the available information and not solely the subset of exact responses. Two error models are proposed to correct the approximate responses follofing a machine learning approach. For the subset identified by a classical approach (here the distance kernel method) both the approximate and the exact responses are knofn. This information is used to construct an error model and correct the ensemble of approximate responses to predict the "expected" responses of the exact model. The proposed methodology makes use of all the available information without perceptible additional computational costs and leads to an increase in accuracy and robustness of the uncertainty propagation. The strategy explored in the first chapter consists in learning from a subset of realizations the relationship between proxy and exact curves. In the second part of this thesis, the strategy is formalized in a rigorous mathematical framework by defining a regression model between functions. As this problem is ill-posed, it is necessary to reduce its dimensionality. The novelty of the work comes from the use of functional principal component analysis (FPCA), which not only performs the dimensionality reduction while maximizing the retained information, but also allofs a diagnostic of the quality of the error model in the functional space. The proposed methodology is applied to a pollution problem by a non-aqueous phase-liquid. The error model allofs a strong reduction of the computational cost while providing a good estimate of the uncertainty. The individual correction of the proxy response by the error model leads to an excellent prediction of the exact response, opening the door to many applications. The concept of functional error model is useful not only in the context of uncertainty propagation, but also, and maybe even more so, to perform Bayesian inference. Monte Carlo Markov Chain (MCMC) algorithms are the most common choice to ensure that the generated realizations are sampled in accordance with the observations. Hofever, this approach suffers from lof acceptance rate in high dimensional problems, resulting in a large number of wasted of simulations. This led to the introduction of two-stage MCMC, where the computational cost is decreased by avoiding unnecessary simulation of the exact of thanks to a preliminary evaluation of the proposal. In the third part of the thesis, a proxy is coupled to an error model to provide an approximate response for the two-stage MCMC set-up. We demonstrate an increase in acceptance rate by a factor three with respect to one-stage MCMC results. An open question remains: hof do we choose the size of the learning set and identify the realizations to optimize the construction of the error model. This requires devising an iterative strategy to construct the error model, such that, as new of simulations are performed, the error model is iteratively improved by incorporating the new information. This is discussed in the fourth part of the thesis, in which we apply this methodology to a problem of saline intrusion in a coastal aquifer.

La Directiva Marc de l'Aigua

Sobre la Directiva Marc del’Aigua (DMA) (Directiva 2000/60/CE)

Riparian vegetation affected by bank erosion in the Lower São Francisco River, Northeastern Brazil

Changes in the hydrological regime of the Lower São Francisco River, located in Northeastern Brazil have brought negative environmental impacts, jeopardizing the flora and fauna of a global biodiversity hotspot, due to implementation of hydroelectric power dams and surface water withdrawal for irrigation in public and private perimeters. Remnants of the riparian stratum associated to the riverbank destabilization in six fragments were studied by surveying trees, shrubs, herbs, and aquatic species. The calculation of the Factor of Safety (FS) was performed in order to understand the riverbank's stability related to soil texture and vegetation cover. An overall number of 51 botanic families distributed in 71 genera and 79 species were recorded, predominantly from the families Mimosaceae, Myrtaceae, and Fabaceae. The fragmented riparian vegetation is mostly covered by secondary species under a strong anthropogenic impact such as deforestation, mining and irrigation, with an advanced erosion process in the river margins. Strong species that withstand the waves present in the river flow are needed to reduce the constant landslides that are mainly responsible for the river sedimentation and loss of productive lands. A lack of preservation attitude among the local landholders was identified, and constitutes a continuing threat to the riparian ecosystem biodiversity.

La construction sociale du statut juridique de l’eau : le cas du Québec et du Mexique

L’eau a longtemps été considérée comme une ressource commune non susceptible d’appropriation et accessible à tous. De nos jours, toutefois, face à l’inégale répartition de l’eau sur la planète, à l’augmentation constante de la population et à la multiplication des usages qui entraînent la surexploitation et la pollution des ressources hydriques, l’eau prend une valeur nouvelle. L’eau devient de plus en plus un enjeu stratégique, politique et commercial. En conséquence, la redéfinition du statut juridique de l’eau devient un objet de débat important. Ce débat est avant tout un débat rhétorique et une « bataille » idéologique entre des groupes qui soutiennent différentes approches et qui cherchent à obtenir le monopole de la nouvelle réalité et créer ainsi le nouveau droit. Deux grandes approches s’affrontent pour redéfinir la ressource. La première, celle qui envisage l’eau comme un bien économique, soutient que pour éviter les problèmes de gaspillage et de pollution, l’eau doit être soumise aux lois de l’offre et de la demande. La deuxième, celle qui considère l’eau comme une chose commune, non appropriable et hors commerce, soutient que la valeur d’une ressource aussi vitale que l’eau ne peut être établie par les lois du marché puisque cette alternative ne permet pas d’assurer l’accès à l’eau aux plus démunis de la société. Cette approche prône également la reconnaissance d’un droit humain à l’eau. Notre thèse tente de déterminer comment s’effectue le choix du statut juridique de l’eau, et ce, tant au Québec qu’au Mexique. Notre question de recherche est traitée selon une perspective constructiviste en vertu de laquelle le statut juridique de l’eau serait une réalité « construite » et le nouveau droit serait le résultat des luttes, des oppositions et des compromis entre les acteurs sociaux impliqués. Notre terrain d’étude est le Québec et le Mexique. En effet, ce sont des territoires intégrés économiquement par le biais de l’ALENA où l’on observe des variations importantes en termes de ressources, de prélèvements et de consommation. Au Québec, nous analysons le débat qui a eu lieu lors de la Consultation sur la gestion de l’eau au Québec (1999), notamment les discours concernant le statut de l’eau, la gestion publique/privée des services d’eau et l’exportation en vrac de la ressource. Au Mexique, nous analysons les représentations des acteurs sociaux à l’occasion de l’adoption de la Loi des eaux nationales de 1992, notamment les questions qui comportent un lien étroit avec la symbolique de l’eau. Or, nous avons remarqué que le résultat de ces constructions sociales au sein de ces territoires est complètement différent. Au Québec, on a confirmé le statut de l’eau en tant que chose commune, tandis qu’au Mexique, c’est plutôt la symbolique de l’eau en tant que bien économique qui a été adoptée dans la nouvelle législation portant sur l’eau.

Studies on the microbial diseases of dendrobium hybrid (orchids)

There is no baseline data available at present on the nature of various diseases that occur in a orchid population, under cultivation, in any commercial orchid farm maintained by small scale entrepreneurs who invest considerable amount of money, effort and time. The available data on type of disease symptoms, causative agent, , nature of pathogens, as to bacteria or ftmgi or any other biological agents, and their source, appropriate and effective control measures could not be devised, for large scale implementation and effective management, although arbitrary methods are being practiced by very few farms. Further influence of seasonal variations and environmental factors on disease outbreak is also not scientifically documented and statistically verified as to their authenticity. In this context, the primary objective of the present study was to create a data bank on the following aspects 1. Occurrence of different disease symptoms in Dendrobium hybrid over a period of one year covering all seasons 2. Variations in the environmental parameters at the orchid farms 3. Variations in the characteristics of water used for irrigation in the selected orchid farm 4. Microbial population associated with the various disease symptoms 5. Isolation and identification of bacteria isolated from diseased plants 6. Statistical treatment of the quantitative data and evolving statistical model

China's Labor Question

The Honda workers’ strike in 2010 attracted world wide attention. It was one of thousands of labor disputes that happen every year in China, but it was the first major calling for the right of workers to represent themselves in collective bargaining. The question of representation is therefore the main topic of the book. The various contributors to this volume share the view that the Chinese party-state takes the protest against social inequality seriously. It has enacted many laws aimed at channeling dissatisfaction into safe channels. The implementation of these laws, however, lags behind and these laws do not include the right of freedom of association. Without this right, super-exploitation will persist and the system of labor relations will remain prone to eruptive forms of protest. The first part of the book provides an overview of the economic context of Chinese labor relations, the transformation of class-relations, the evolution of labor law, and government policies intended to set a wage floor. Based on extensive field research, the second part looks at the evolution of labor relations at the industry level. In the third part, the focus shifts to the Corporate Social Responsibility agenda in China. The final part looks at the connection between land reform and social inequality.

From Subsistence Agriculture to Commercial Enterprise: Community management of green technologies for resilient food production

The aim of this paper is to emphasize the capacity and resilience of rural communities in regard to sustainable food security by adopting innovative approaches to irrigation. The shift from subsistence to commercial agriculture is promoted as a means to sustainable development. An analysis of the efficacy of irrigation schemes in Zimbabwe suggests that, in terms of providing sustainable agricultural production, they have neither been cost-effective nor have they provided long-term food security to their beneficiaries. This is certainly true of Shashe Scheme and most others in Beitbridge District. The Shashe Irrigation Scheme project represents a bold attempt at developing a fresh approach to the management of communal land irrigation schemes through a Private Public Community Partnership. The model illustrated represents a paradigm shift from subsistence agriculture to a system based on new technologies, market linkages and community ownership that build resilience and lead to sustainable food security and economic prosperity.

Digue'm com regues...

Un equip d'investigadors de la UdG ha estudiat el consum d'aigua en diversos conreus d'arbre ornamental. Girona és la primera productora estatal i la segona del sud d'Europa d'aquest tipus de conreu. La conscienciació creixent del valor de l'aigua ha mogut els productors a acostar-se a la Universitat per conèixer si les tècniques que utilitzen són prou eficients i si es poden millorar

La gestión del agua: el desafío chino. Iniciativas medio ambientales chinas y el manejo del río Mekong. Periodo de estudio: 1980 - 2010

El propósito de la presente investigación es evaluar la incidencia regional de las iniciativas chinas a favor de la gestión del agua del Río Mekong como elementos que contribuyen en la construcción de la percepción favorable para el gigante asiático. Producto del conjunto de reformas aplicadas desde 1978, China fue objeto de un crecimiento económico exponencial que algunos académicos denominan milagroso; sin embargo, dicho proceso involucró un impacto negativo sobre el medio ambiente y en particular sobre el agua del Estado. El deterioro ambiental chino implicó, por un lado, el desarrollo de medidas internas que pretenden reversar los efectos descritos en el marco de las diferentes cumbres mundiales sobre medio ambiente y por otro, la participación en iniciativas de carácter subregional que denotan cierto grado de pro-actividad del gigante asiático en materia ambiental.

Fronteras y oportunidades de integración: los recursos subterráneos de agua dulce en el Mercosur

El presente estudio de caso tiene como objetivo analizar la influencia del Sistema Acuífero Guaraní (SAG), en la agenda de integración del MERCOSUR. Se argumenta que el SAG al considerarse un espacio estratégico trasfronterizo, cuenta con un potencial desestabilizador, pero a la vez se configura como un potencial armonizador de la agenda de integración de MERCOSUR, analizando que esta característica promueve el fortalecimiento de los lazos de cooperación y el establecimiento de una dimensión ambiental al interior de la agenda. Para comprobarlo, se revisará el concepto de agenda y se utilizaran los conceptos de integración y desbordamiento del neofuncionalismo en el contexto de la interdependencia compleja. Finalmente, se avanza hacia el resultado de la investigación que permite entender como el carácter estratégico del agua permea la agenda del MERCOSUR.