Inzicht in de fijne interacties tussen natuur en mens is essentieel om te bepalen of een regio in de toekomst te maken krijgt met waterschaarste. Dat is een belangrijke bevinding van een studie getiteld "Finding Water Scarcity Amid Abundance Using Human-Natural System Models, " wordt volgende week gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences .

Tot 2 miljard mensen over de hele wereld hebben nu en in de toekomst te maken met watertekorten, zei de hoofdauteur van de studie, Willem Jaeger, een econoom aan het College of Agricultural Sciences van de Oregon State University. Opkomende schaarsten hangen samen met factoren zoals bevolkingsgroei, stijgende levensstandaard en klimaatverandering.

"Recente droogtes in het Westen hebben de kwetsbaarheid van zelfs hoogontwikkelde economieën voor waterschaarste onderstreept. Jaeger zei. "En door klimaatverandering zal de noodzaak om te anticiperen op watertekorten wereldwijd alleen maar toenemen." hij zei, omdat de interacties tussen natuurlijke watervoorziening en menselijke waterbehoefte complex zijn, en omvatten "koppelingen en terugkoppelingen" die moeilijk te anticiperen zijn.

De paper is gebaseerd op een grote 6-jarige modelstudie, genaamd Willamette Water 2100, dat voorspelde waterschaarste in het stroomgebied van de Willamette-rivier in het westen van Oregon tot het jaar 2100. Onderzoekers ontwikkelden een computermodel genaamd Willamette Envision om de fijne interacties tussen de natuurlijke watervoorziening van het bassin en de waterbehoefte van het menselijk systeem weer te geven.

Hoe fijn een niveau? "We hebben de dagelijkse waterstromen gemodelleerd tot aan het beekbereik en het perceelniveau, "Zei Jaeger. "We hebben de hoeveelheid water gemodelleerd die op een bepaalde dag naar het veld van een bepaalde boer wordt geleid, weerspiegeld wat die boer had geplant en wanneer, toen het voor het laatst regende, en rekening houdend met de waarschijnlijke winst van die boer en de prioriteit van het waterrecht. Dat detailniveau is zeldzaam in een model, vooral met vergelijkbare details voor zowel de natuurlijke als de menselijke delen van het systeem."

Anne Nolin, OSU hydroloog en co-onderzoeker van het project, zei, "We hebben dingen geleerd van deze gekoppelde modellering die we niet hadden kunnen leren van projecties van natuurlijke dynamiek of alleen menselijke systemen."

Willamette Water 2100 heeft 20 verschillende scenario's gemodelleerd op basis van verschillende aannames, inclusief aannames van lage, gemiddelde en hoge bevolkings- en inkomensgroei, en laag, gemiddelde en hoge opwarming door klimaatverandering.

Een belangrijke bevinding van het onderzoek was het belang van economie voor het begrijpen van waterschaarste. "Water is over het algemeen zeer overvloedig in het bassin, "Jaeger zei, "Maar vanwege de kosten om water op te slaan en te transporteren, schaarste kan optreden op specifieke locaties of tijden, ook al is er op andere momenten of op andere locaties overtollig water te vinden."

De modellering leverde een aantal contra-intuïtieve bevindingen op, zei Jaeger. Een daarvan was dat stadsuitbreiding zou kunnen leiden tot minder algemeen watergebruik, in plaats van meer - omdat een hectare huizen minder water verbruikt dan een hectare geïrrigeerde velden. "Stedelijke groei en uitbreiding betekent een grotere vraag naar water, "Jaeger zei, "maar ons model toonde aan dat een deel van of al deze toename kan worden gecompenseerd wanneer nabijgelegen irrigatie wordt verplaatst."

Een andere opvallende bevinding was dat de hoeveelheid water die door bossen, en het water dat in de stromen achterblijft om het leefgebied van bedreigde vissoorten te beschermen volgens de federale wetgeving, veel groter is dan de hoeveelheden water die in steden en boerderijen worden verbruikt.

Bij het modelleren van de effecten van klimaatverandering - een voor de hand liggende externe factor in waterschaarste wereldwijd - ontdekten de onderzoekers:opnieuw, dat de menselijke componenten van het model – de economische realiteit en de wetten en instellingen van de samenleving die kansen kunnen creëren of blokkeren – een groot verschil maken in waar, wanneer en hoe ernstig de gevolgen zullen worden gevoeld.

"Je zou het belang van deze dingen niet onderscheiden van een 10, 1000 voet uitzicht op water in het Willamette-bekken, "Zei Jaeger. "Daarom is het zo cruciaal om te kijken naar die fijne interacties van de mens met het natuurlijke systeem."

Jaeger hoopt dat Willamette Water 2100 een model zal zijn - in de ruimste zin van het woord - voor andere regio's bij het anticiperen op en het verminderen van bedreigingen door waterschaarste. "Ons project is specifiek voor het Willamette-bekken, " hij zei, "Maar we denken dat veel van onze inzichten mensen in andere delen van de wereld kunnen helpen om grip te krijgen op de complexiteit van hun eigen problemen met waterschaarste."