עמיר גבעתי, השירות ההידרולוגי- רשות המים

1. השפעת שינויי האקלים על מקורות המים הטבעיים בישראל עמיר גבעתי, השירות ההידרולוגי- רשות המים

2. ניתוח כמותי של מגמות משקעים נצפות באגנים השונים. • המגמות הצפויות באזורים השונים בארץ בעשורים הקרובים בהתאם לתחזיות המודלים האקלימיים. • שימוש בתוצרי המודלים האקלימיים ברזולוציה גבוהה כקלט למודלים הידרולוגים לצורך הערכת נפחי מילוי חוזר במקורות המים השונים. • חישוב מאזני מים לצורך תכנון משק המים לעשורים הקרובים היצע (מקורות מים טבעיים, התפלה, השבת קולחין) מול ביקוש (מגזר ביתי, חקלאות, תעשייה, שכנים). מתודולוגיה:

3. מקורות המים הראשיים של מדינת ישראל Kinnert Western Galilee Carmel Eastern Aquifer Mountain Aquifer Costal Aquifer Negev Arava

4. The mountain Aquifer

5. The Coastal Aquifer

6. אחוז גשם ארצי משוקלל ביחס לממוצע ב-20 השנים האחרונות למעט השנים 2001 ו-2002 כל יתר השנים ב-15 השנים האחרונות היו נמוכות מהממוצע מבחינת כמויות המשקעים

7. אינדקס בצורת בשקלול כלל ארצי עד סוף שנת 2010/11 על פי אינדקס הבצורת שפותח ברשות המים בשיתוף עם חב' "מקורות" העשור האחרון מאופיין בתקופות בצורת ארוכות. תקופת הבצורת האחרונה נמשכת כבר 6 שנים ברציפות והיא הארוכה ביותר מאז רצף שנות הבצורת בשנים 1931-1937.

8. אינדקס ה- SPI משנת 1965 ועד 2011 P = 0.01

9. השירות ההידרולוגי עדכוןאינדקס בצורת לשנת 2010/11 Kinnert Basin Western Galilee aquifer

10. Eastern mountain aquifer Western mountain aquifer

11. difference in precipitation between the period of 1980-2010 minus the period 1950-1980

12. Decreasing Trend in Available Water in Lake Kinneret The annual available water volumes in Lake Kinneret have exhibited a decreasing trend over the past decades. Since 1975, the AW volumes have decreased from 492 Mm3 to 349 Mm3 in 2009. The decreasing trend is paralleled by a decreasing trend in the orographic enhancement factor which results in an even greater reduction of precipitation in the Golan Heights. Another cause of decreased available water is the increasing consumption in the entire Lake Kinneret watershed from 117 Mm3 in 1975 to 143 Mm3 in 2007, explaining at least 22% of the total decrease in the AW at this period. Spring flow: Dan spring Precipitation: Golan Heights Spring flow: Banyans spring Givati and Rosenfeld, 2007: Possible impacts of anthropogenic aerosols on water resources of the Jordan River and the Sea of Galilee, Water Resour. Res., 43, Water Authority

13. Trend for available water in Lake Kinneret Givati and Rosenfeld, 2007: Possible impacts of anthropogenic aerosols on water resources of the Jordan River and the Sea of Galilee, Water Resour. Res., 43.

14. שינויי אוגר שנתיים במערכת התלת אגנית בשנים 2004/05-2010/11 גריעה מצטברת של כ – 0.8 מיליארד מ"ק במהלך 7 השנים האחרונות 200 103 95 95 100 2004/5 45 27 32 15 23 2005/6 0 2006/7 -7 -6 -6 -30 -33 -35 -44 -54 -52 מלמ -60 -67 2007/8 -100 " -90 ק -126 2008/9 -130 -152 -156 -200 -192 2009/10 -213 2010/11 -275 -300 -379 -400 ן " ירת חוף כינרת כ שינוי אוגר " סה במערכת התלת אגנית

15. Modeling of Future Climate Trends in Israel Precipitation projections for the period 2020 - 2060 are based on the average of 3 regional climate models:

16. Climate Model set up Courtesy Dr. David Vine, UEA

17. Climate Groups • Tel Aviv University, Israel • S. Krichak • P. Alpert • R. Samuels • KIT/IMK-IFU, Germany • G. Smiatek • H. Kunstmann • A. Heckl

18. Climate model at different resolutions IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change 19 modeling groups, total 42 simulations Various GHG emissions scenarios 100’s km ITCP RegCM 50 km (TAU) JAP NWP 20 km (Univ. Tokyo) Spatial scale MM5 (A) 18 km (KIT) ITCP RegCM 25 km (TAU) MM5 (B) 18 km (KIT) 10’s km Lake Kinneret Salinity Jordan River Flow Extreme Indicators Drought Index Rain gauge

19. Summary of characteristics of the climate models

20. Schematic description of the proposed cascade of models Rimmer et al. J. of Hydrology, 2011, in review

21. -- Precipitation (mm/day) at difference spatial Scale 25 km ~150 km 50 km Present Future - ++ + Future - present + - - - + + + + -

22. -- Precipitation (mm/day) at difference spatial Scale 25 km ~150 km 50 km Present Future - ++ + Future - present + - - - + + + + -

23. Moving from global to regional climate models Chenoweth et al. 2011

24. Mediterranean Changes in P: 1980-2002 vs. 1931-79 Actual change in annual means (mm) Kushnir et al 2009

25. Kelly et al. 2011

26. Trends of mean seasonal precipitation in (%) Samuels et al. 2011 Krichak et al. 2009 Water Authority

27. Trend analysis of predicted annual precipitation, lake evaporation, water inflows and solute inflows, using the four climate models output for the years 2015-2060 Rimmer, Givati and Samuels , 2011: Using high resolution Climate Model to Evaluate Future Water and Solutes Budgets in the Sea of GalileeJ. Hydrology, In review.

28. Modeling Future Available Water in Lake Kinneret Rimmer, Givati and Samuels , 2011: Using high resolution Climate Model to Evaluate Future Water and Solutes Budgets in the Sea of GalileeJ. Hydrology, In review.

29. 6 km resolution HADLEY-MM5

30. ירידה דינמית בסקאלה: ממודלים גלובליים למודלים מקומיים 6 km resolution HADLEY-MM5

31. חישוב נפחי זרימה בנהר הירדן בעזרת מודלים אקלימיים ברזולוציה גבוהה Givati A., Lynn B., Liu Y., Rimmer A., 2012, Using the WRF model for calculating stream flow in the Jordan River, J. Applied Meteorology and Climate, Vol. 51, No. 2., 285-299

32. Modeling Future Available Water in the mountain Aquifer

34. Challenges and Solutions for the Water Sector in Israel and the Region

35. CHALLENGES

36. WATER RESOURCES WATER DEMAND • Average total natural enrichment – 1.170 billion m3/annum • Water demand – more than 2 billion m3/annum • Current potable water demand < 1.2 billion m3/annum • Forecast for water demand 2020 ~ 1.7 billion m3/annum

37. Water balance – 2010-2014 (MCM)

38. Water Consumption in Israel According to sectors Estimated data for 2011 Industry 88 MCM 4.5% Potable 557 MCM Domestic 693 MCM 35.5% Recycling 613 MCM Agriculture 1,170 MCM 60% Total: 1,966 MCM (including 15 MCM for Nature) Supply to PA – 52 MCM; Supply to Jordan – 48 MCM

39. sOLUTIONS

40. Sea Water Desalination In accordance with the Government decisions since 2001 large scale seawater desalination facilities are being built: 127 Production 12/09 Hadera Completed facilities Ashkelon -BOT 105 MCM/Y (VID) + 15 exp. Palmachim -BOO 30 MCM/Y (Via Maris) + 15 exp. Hadera- BOT 100 MCM/Y (H2ID) + 27 exp. Under Construction ~2013 (150) Full production Since 9/07 Sorek (45 + 45) Under Construction Sorek – 150 MCM/Y (SDL) Ashdod – 100 MCM/Y (TK Mekorot) Palmachim – 45 MCM/Y Enlargement Palmachim (100) Mekorot Develop. Production ~2013 Ashdod 120 Another 50 MCM facility in planning Ashkelon Full production Since 12/05 Overall until 2013 = 600 MCM/Y Until 2020 = 750 MCM/Y

41. Desalination in Israel: 2009 - 2013

42. Reuse of All Sewage Effluents • Reuse of 500 MCM/Y in 2014 (370 today). • Sewage effluents for Agriculture – 50% of allocations in 2014. • Tertiary treatment – unrestricted irrigation. New stringent standards for effluents quality (37 parameters). • Nutrients and Salt Removal. • Methods of agricultural cultivation in Israel are constantly modernized and innovated. • Israel became an international leader in developing water saving technology in agriculture.

43. :ומסקנותסיכום • בעשורים האחרונים ישנה מגמה מובהקת של הפחתה בכמויות המשקעים באגן ההיקוות של הכנרת וכן ירידה בנפחי הזרימה/שפיעה במקורות המים הטבעיים. • ניתן לאבחן גם עלייה בתדירות ועומק הבצורות. • המודלים האקלימיים צופיים את המשך המגמה המסתמנת: הפחתה בצפון הארץ לצד יציבות ואף עלייה קלה בגשמי המרכז/חוף (מבחינה הידרולוגית מדובר בהפסד נטו של פחי מים במקורות המים הטבעיים). • יש להמשיך ולהפעיל הידרומטאורולוגים משולבים (כולל היזון חוזר בין פני השטח לאטמוספירה) ברזולוציה מרחבית גבוהה (ק"מ בודדים). • יש להבין את השפעת התנודות של הסירקולציה הגלובאלית על אזורנו (כיצד ישתנו משקעים אורוגרפים לעומת קוונוקטיבים וכד'). • רשות המים נערכת להפחתה של כ-10-15% בהיצע המים הטבעיים בעשורים הקרובים עקב שינוי אקלימי. פחיתה זו כבר באה לידי ביטוי בתוכנית האב למשק המים אשר תובא בקרוב לאישור הממשלה. שינויי האקלים והשפעתם נלקחים בחשבון בתכנון משק המים (מאזנים, הסכמי מים עם השכנים, פיתוח מקורות מים נוספים, מערכות ניקוז ועוד). Water Authority