Impacts prévus du changement climatique sur l’hydrologie régionale et l’approvisionnement en eau au Canada

James Byrne, professeur, Université de Lethbridge Mohammad Dore, professeur, Université Brock , 2001 - 2004
Enjeu

Les précipitations extrêmes peuvent avoir des effets drastiques sur la santé humaine, comme on l’a constaté à Walkerton le 12 mai 2000. Selon les prévisions, les températures estivales iront en augmentant, ce qui jouera sur les volumes de vapeur d’eau atmosphérique. Nous pouvons ainsi nous attendre à constater une hausse de l’occurrence et de l’intensité de tels phénomènes. Cela a des implications de taille pour les déversoirs d’eau excédentaire, qui sont conçus pour recueillir les écoulements d’eaux pluviales,  les eaux usées domestiques et les eaux usées industrielles dans un même tuyau. Lors de périodes de fortes précipitations, les volumes d’eaux usées dans un réseau d’égouts unitaire dépassent souvent les capacités du réseau ou des installations de traitement. Ces eaux excédentaires contiennent habituellement des niveaux élevés de bactéries et d’autres organismes pathogènes pouvant affecter la santé publique, les valeurs culturelles et d’agrément et la vie aquatique. Il convient donc de réévaluer les capacités conceptuelles des systèmes d’évacuation des eaux excédentaires et de cerner les changements nécessaires relativement aux normes de conception, et ce, dans une optique de durabilité.

Projet

Le projet ciblait le problème des eaux excédentaires et de leurs effets sur la région des Grands Lacs. Le projet était divisé en deux études de cas. Tout d’abord, la région de Niagara et celle du Grand Toronto. À Niagara, une des principales préoccupations liées aux changements climatiques concerne l’adaptation des infrastructures d’approvisionnement en eau. Pour sa part, Toronto fait face à un défi additionnel, à savoir le besoin de constamment accroître ses infrastructures d’approvisionnement en eau afin de répondre aux besoins d’une population grandissante. 

La recherche couvrait les façons les plus efficaces et économiques de prévenir les débordements d’égouts. Le projet a intégré des méthodes de contrôle telles que le contrôle des sources, le contrôle des accumulations, le contrôle des venues/infiltrations d’eau et le contrôle des niveaux de traitement. D’après l’analyse, une municipalité peut sélectionner n’importe quelle combinaison de techniques selon leurs exigences particulières. L’équipe de recherche a également déterminé l’influence des changements climatiques sur les niveaux de précipitations et donc sur les niveaux d’eaux pluviales dans les systèmes d’égouts unitaires. L’équipe a employé le modèle canadien de circulation générale, qui représente le système climatique en calculant les propriétés de l’atmosphère terrestre, afin de prédire d’éventuels scénarios de précipitations pour les années 2020, 2050 et 2080 à partir de données climatiques de 1961 et 1990. 

Selon les résultats, la région des Grands Lacs pourrait connaître une hausse de précipitations de 15 à 25 % au cours de 50-100 prochaines années. L’impact des changements dans les niveaux de précipitations sur la capacité des municipalités de financer des programmes de gestion des eaux excédentaires a été évalué au moyen d’une méthode proposée par l’Environmental Protection Agency des États-Unis. L’analyse concluait que, en supposant un revenu des ménages moyen de 45 000 $CA et des coûts annuels de gestion des eaux usées et des eaux excédentaires de 68 M$CA, les régions de Niagara et de Toronto ont les moyens de financer et de mettre en œuvre n’importe quel programme de contrôle des eaux excédentaires. 

Produits

Élaboration de mécanismes de soutien à la prise de décisions pour les services d’eau, qui comprenaient des modules de formation pour le personnel de ces services et des modèles de prévision avancés liés à l’eau et aux eaux usées.

 

Articles examinés par les pairs

Dore, M.H.I., 2003. “Valuing Environmental Degradation and Costing Remediation: Is Economics Part of the Problem?” (avec Ian Burton) Journal of Environmental Monitoring and Assessment, volume 86, numéro 1, juillet.

 

Lapp, S., J. Byrne, S. Kienzle et I. Townshend, 2002. “Linking Global Circulation Model synoptics and precipitation for western North America.” Int. J. Climatol. 22: 1807–1817.

 

Présentations et publications  

Byrne, J., 2003. Assessing Climate Change Impacts in an Integrated Watershed Management Framework. Congrès de la Société canadienne de météorologie et d’océanographie sur la science atmosphérique et océanographique : impacts du changement climatique sur la société, 2-5 juin 2003, Ottawa, Ontario. Présentateur invité.

 

Dore, M.H.I., 2002. “Climate Change and Sustainable Urban Infrastructure: Niagara as a Case Study”, (avec Chado Brcic), dans INFRA 2002, délibérations dans le cadre de la 8e Semaine annuelle sur l’infrastructure urbaine, Centre d’expertise et de recherche en infrastructures urbaines (CERIU), Montréal, Québec, 25-27 nov., 17 pages. Arbitré.

 

Thèses

Sadiq, Wael (2003), thèse de M.A.Sc. “Modelling Water Demand and Considering Climate Change: A Toronto Case Study,” Génie civil, U. de Toronto, 114 p.

 

Koycheva, Julia (2003), thèse de M.A.Sc., “Modelling Stream Water Temperature with Consideration of Vulnerability to Climate Change: A Greater Toronto Case Study,” Génie civil, U. de Toronto.

Résultats
  • Plusieurs chercheurs ont joué un rôle stratégique dans l’élaboration de guides nationaux pour des infrastructures municipales durables. De nouveaux règlements en Ontario, par exemple, exigent une réduction importante des décharges non traitées.
  • Les résultats de ce projet de recherche éclaireront l’élaboration de politiques publiques liées à l’approvisionnement en eau et à la gestion de la demande, par le biais de meilleures formations, d’une meilleure planification et de nouveaux outils de gestion.
  • Une grande partie de la recherche était axée sur la mise au point de mécanismes de soutien à la prise de décisions pour les services d’eau, qui comprenaient des modules de formation pour le personnel de ces services et des modèles de prévision avancés liés à l’eau et aux eaux usées. Ces produits finaux sont précieux dans le marché volatil de l’eau potable et auront un effet très positif sur les politiques et la planification liées à la gestion de l’eau et de la santé. 
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Équipe de Recherche et Partenaires:

Équipe de Recherche

James Byrne, professeur, Université de Lethbridge
Mohammad Dore, professeur, Université Brock
Bryan Karney, professeur, Université de Toronto
Stefan Kienzle, professeur adjoint, Université de Lethbridge
Dan Johnson, professeur, Université de Lethbridge
Gan Thian-Yew, professeur agrégé, Université de l’Alberta
David Sauchyn, professeur, Université de Regina

Partenaires

Municipalité régionale de Niagara
Ville de Toronto
Saskwater
Ville de Saskatoon
Ville de Goderich
Climate Change Action Fund
Environnement Canada
Université de Lethbridge
Université de Regina
Université de l’Alberta
EMS Technologies
MWSoft
IPEX
USF Canada