Scales in Hydrology and Water Management / Echelles en hydrologie et gestion de l’eau IAHS Publ. 287, 1–16 (2004)


Multiscale information management and decision tools for effective water resource management

Anthony M. SARACINO, Jean-Pierre DELHOMME & Robert A. WILL

Schlumberger Water Services, 980 Ninth Street, Suite 1480, Sacramento, California 95814, USA

asaracino@slb.com

Abstract Water resources management will increasingly be based on using continuously updated information to make decisions in a timely fashion. But, watersheds are natural environment systems that display complex multiscale dynamics and where multiple processes are concurrently operating. Designing information management and decision tools dedicated to water resources is therefore a challenging task. Those tools must be able to bridge spatial and temporal scales in order to seamlessly transform data originally observed at a certain scale for use at another particular scale of interest. The scaling steps must permit, for instance, one to navigate from extraction data at a groundwater well or level data in a river reach, to patterns of spatial variations concerning the aquifer/river basin, or from single storm events to long-term flood occurrence trends. Since user requirements vary from managers needing high-level reports for making decisions to engineers seeking accurate data for analysis, a dedicated information management system using a hierarchical data structure and a GIS-driven graphical user interface has been developed so as to embrace the creation, at all scales, of queries, reports and charts about water resources in a given region. With patterns and trends thus emerging from data at different levels of detail, and with zones of greater spatial uncertainty or higher temporal variability being highlighted, it is expected that more focused data acquisition, more precise resource characterization and modelling, and better calibration of simulation models, will be made possible and result in more efficient monitoring, modelling and management of regional water resources.

Key words data management; GIS; monitoring; modelling; simulation; upscaling


Gestion de l’information multi-échelle et outils de décision pour la gestion effective des ressources en eau

Résumé De plus en plus, la gestion des ressources en eau va bénéficier d’une mise à jour continue des informations permettant une prise de décision en temps utile. Mais les bassins versants sont des systèmes naturels qui sont dotés d’une dynamique complexe à de multiples échelles et où de multiples phénomènes ont lieu simultanément. Concevoir des outils de gestion de l’information et de décision pour les ressources en eau constitue par conséquent un défi. De tels outils doivent rendre possible, par des changements d’échelle spatiale et temporelle, la transformation de données initialement acquises à une certaine échelle en vue de leur utilisation à une autre échelle d’étude. Ces changements d’échelle doivent permettre, par exemple, de faire le pont entre des données d’extraction d’eau souterraine dans des puits ou de niveau d’eau dans des biefs de rivière et des informations sur les variations spatiales de ces paramètres au niveau de l’aquifère ou du bassin versant, ou bien encore entre des données sur des épisodes orageux pris séparément et des tendances à long terme concernant les crues. Puisque les demandes des utilisateurs varient, depuis le besoin pour les gestionnaires de disposer de synthèses pour leurs prises de décision jusqu’à la recherche par les ingénieurs de données précises et détaillées pour leurs analyses techniques, il est important pour un système de gestion d’informations de reposer sur une structure de données hiérarchisée et sur un interface graphique basé sur un SIG, de façon à permettre, à toutes échelles, de faire des recherches et de produire des rapports et graphiques sur les ressources en eau dans une région donnée. L’émergence de tendances spatiales et temporelles à partir de données à différents niveaux de détail, ainsi que la mise en évidence de zones présentant de plus grandes incertitude spatiale ou variabilité temporelle, devrait permettre une acquisition de données mieux ciblée, une caractérisation et une représentation plus précise des ressources, et un meilleur calage des modèles de simulation, avec pour résultante un accroissement de l’efficacité de la surveillance, de la modélisation et de la gestion des ressources en eau régionales.

Mots clefs gestion de données; SIG; surveillance; modélisation; simulation; agrégation