Climate Change: Implications for Canadian Water Resources and Hydropower Production

Abstract

In this paper the possible effects of climate change on Canada’s water resources, and the attendant implications for hydropower production are discussed. A change in climatic conditions could spawn drastic changes in the way that the Canadian hydroelectric sub-sector manages the operations of its hydropower stations. Supporting arguments draw largely on four modelling studies in which general circulation models (GCMs) and hydrological models have been used to predict significant climatic and hydrological changes in Canada’s major watersheds. The areas investigated include the interior of British Columbia and southern Yukon (Coulson, 1997), the basins surrounding James Bay in Quebec (Singh, 1988), the Great Lakes Basin in Ontario (Cohen, 1986), and the Saskatchewan sub-basin which transects the provincial borders of Alberta, Saskatchewan and Manitoba (Cohen, 1991). A synthesis of the results of these studies is used to decipher the multitude of annual and seasonal changes in runoff, precipitation and evaporation that may occur in the future. There are indications that the annual volume of runoff and hydropower capacity may increase in northern regions, and decrease in southern regions. As for seasonal changes, northern areas may see a more intense spring runoff due to an increase in snowpack, while southern areas may experience heavier winter runoff due to larger winter rainfalls. A greater number of spring or winter floods could force hydropower installations to divert flood water to their spillways more frequently, amounting to missed opportunities to produce energy. The frequent occurrence of extreme events such as large storms and flash floods could also jeopardize the integrity of certain hydropower stations. Other problems such as melting glaciers, ice jams, sediment loading and hydraulic surging could adversely affect the operations of hydropower stations. These problems may be exacerbated by increases in demand for domestic and irrigation water, as well as energy for interior cooling. The paper concludes by enumerating mitigatory and managerial strategies to alleviate the possible difficulties faced by the hydropower sub-sector.

L’article discute des changements climatologiques qui pourraient affecter les resources d’eau canadiennes, et la production d’électricité au Canada. La thèse de l’article suggère que ces changements pourraient éventuellement amener le secteur d’énergie au Canada à changer la gestion de ses opérations. Cet argument est appuyé par quatres études climatologiques canadiennes. Les régions associées avec ces études sont les suivantes : les régions intérieures de la Colombie Britannique (Coulson, 1997), les basins qui entourent la Baie James dans la région nord du Québec (Singh, 1988), le basin majeur des Grands Lacs (Cohen, 1986), et les sous-basins de la Saskatchewan qui se trouvent en Alberta, au Saskatchewan, et au Manitoba (Cohen, 1991). Par moyen d’une synthèse, les résultats des quatres études sont utilisés pour expliquer la foule de changements extrèmes, cumulatifs et ponctuels, qui pourraient se manifester dans l’avenir. A long terme, il est probable que l’écoulement fluvial va accroître dans les régions au nord du pays, et diminuer dans les régions au sud. Sur le plan du cycle mensuel, une abondance de neige au nord pourrait causer une crue intense pendant le printemps dans les régions nordiques; au sud, des pluies d’hiver plus fréquentes pourraient augmenter l’écoulement fluvial. Avec la possibilité d’innondations au printemps et en hiver, les administrateurs de centrales hydroélectriques vont être obligés de diriger le trop-plein d’eau vers leurs déversoirs, une solution gagnée au prix d’une perte d’énergie potentielle. Des innondations causées par de plus fréquents gros orages et tempêtes pourraient embêter la production d’énergie chez certaines centrales. Les changements progressifs à long terme, comme la fonte de glaciers, la surcharge de sédiments dans les eaux de passage et l’écroulement de falaises pourraient tous affecter la production d’énergie hydroélectrique. De plus, la hausse inévitable dans la demande d’eau et d’énergie pendant la saison d’été pourrait engendrer d’autres problèmes de gestion pour le secteur d’énergie. L’article se termine en abordant la discussion de stratégies pour réduire les problèmes évoqués ci-dessus.