Modelling indicators of water security, water pollution and aquatic biodiversity in Europe.

The GWAVA (Global Water AVailability Assessment) model for indicating human water security has been extended with a newly developed module for calculating pollutant concentrations. This module is first described and then illustrated by being used to model nitrogen, phosphorus and organic matter concentrations. The module uses solely input variables that are likely to be available for future scenarios, making it possible to apply the module to such scenarios. The module first calculates pollutant loading from land to rivers, lakes and wetlands by considering drivers such as agriculture, industry and sewage treatment. Calculated loadings are subsequently converted to concentrations by considering aquatic processes, such as dilution, downstream transport, evaporation, human water abstraction and biophysical loss processes. Aquatic biodiversity is indicated to be at risk if modelled pollutant concentrations exceed certain water quality standards. This is indicated to be the case in about 35% of the European area, especially where lakes and wetlands are abundant. Human water security is indicated to be at risk where human water demands cannot be fulfilled during drought events. This is found to be the case in about 10% of the European area, especially in Mediterranean, arid and densely-populated areas. Modelled spatial variation in concentrations matches well with existing knowledge, and the temporal variability of concentrations is modelled reasonably well in some river basins. Therefore, we conclude that the updated GWAVA model can be used for indicating changes in human water security and aquatic biodiversity across Europe. Editor Z.W. Kundzewicz Citation Dumont, E., Williams, R., Keller, V., Voss, A., and Tattari, S., 2012. Modelling indicators of water security, water pollution and aquatic biodiversity in Europe. Hydrological Sciences Journal, 57 (7), 1378–1403. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Le modèle GWAVA (Global Water AVailability Assessment), caractérisant la sécurité de l'eau à usage humain, a été complété par un module développé récemment pour calculer les concentrations en polluants. Dans cet article, ce module est d'abord décrit puis appliqué à la modélisation des concentrations en azote, phosphore et matière organique. Ce module utilise uniquement des variables d'entrée susceptibles d'être disponibles dans les scénarios futurs, afin que le module soit applicable à de tels scénarios. En premier lieu, le module calcule la charge polluante provenant de la surface du sol vers les rivières, les lacs et les zones humides en considérant des facteurs tels que l'agriculture, l'industrie et le traitement des eaux usées. Les charges polluantes calculées sont par la suite converties en concentrations en prenant en compte un certain nombre de processus aquatiques tels que la dilution, le transport vers l'aval, l'évaporation, le captage d'eau, et les pertes dues aux processus biophysiques. Un risque est estimé sur la biodiversité aquatique si la concentration en polluants modélisée excède certaines normes de qualité de l'eau. Selon les résultats obtenus, ce serait le cas pour environ 35% de la zone européenne, en particulier là où les lacs et zones humides sont abondants. Un risque est estimé sur la sécurité de l'eau à usage humain dans les zones où les demandes en eau ne peuvent être satisfaites en période de sécheresse. Ce serait le cas pour environ 10% de la zone européenne, en particulier dans les zones méditerranéennes, les zones arides et les zones ayant une forte densité de population. La variabilité spatiale des concentrations estimées est en accord avec les connaissances actuelles, et la variabilité temporelle est modélisée de manière satisfaisante dans certains bassins. Ainsi nous concluons que cette mise à jour de GWAVA peut être utilisée afin d'estimer les changements au niveau de la sécurité de l'eau à usage humain et de la biodiversité aquatique à travers l'Europe. [ABSTRACT FROM AUTHOR]