A review of simulated climate change impacts on groundwater resources in Eastern Canada

Abstract

In Eastern Canada, groundwater is the main water supply for most of the rural regions and in many large urban communities. An understanding of the impacts of climate change on this resource is crucial for sustainable water management in this region. The objectives of this paper was to summarize the state of knowledge about possible climate change impacts on groundwater dynamics in Eastern Canada, thus providing a clearer understanding of future conditions. Twenty-two studies are reviewed including Ontario, Québec, New Brunswick, Nova Scotia, and Prince Edward Island, to identify the impacts on groundwater recharge and river baseflows. The studies disagree in their estimates of changes in future recharge conditions, and no trend from West to East was revealed. This could be due to the use of different modelling approaches (model type, climate change scenario, future horizon). Nonetheless, more inter-annual variability during the summer and earlier snowmelt periods causing seasonal shifts in the recharge cycle are expected. The studies show that base flows could decrease, which could induce critical conditions for water supplies and for ecosystems. This review provided new insights that lead to the following recommendations for future studies: 1) use a variety of climate models and emission scenarios; 2) promote the use of integrated models when possible; 3) study long-term climate change impacts on groundwater resources at different scales; 4) simulate the combined effects of climate change and other pressures; and 5) develop models that cover other regions of Eastern Canada as dictated by stakeholders and water managers.

ABSTRAIT

Dans l’est du Canada, l’eau souterraine est la principale source d’approvisionnement en eau en région rurale et dans plusieurs grandes villes. La compréhension des impacts des changements climatiques sur cette ressource est cruciale pour la gestion durable de l’eau dans cette région. L’objectif de cette revue était d’établir l’état des connaissances sur les impacts possibles des changements climatiques sur la dynamique des eaux souterraines dans l’est du Canada afin de mieux appréhender les conditions futures. Vingt-deux études portant sur les provinces de l’Ontario, du Québec, du Nouveau-Brunswick, de la Nouvelle-Écosse et de l’Ile-du-Prince-Édouard ont été analysées pour déterminer les impacts sur la recharge des eaux souterraines et les débits de base des cours d’eau. Les études ne s'entendent pas sur une l’évolution future de la recharge et aucune tendance de l’ouest vers l’est n’a été mise en évidence. Ceci pourrait être causé par les différentes approches de modélisation utilisées (type de modèle, scénario climatique, horizon futur). Néanmoins, les résultats montrent généralement une plus grande variabilité interannuelle de la recharge estivale et une recharge printanière plus hâtive. Les études montrent que les débits d’étiage pourraient diminuer, ce qui induirait des conditions critiques pour les approvisionnements en eau et pour les écosystèmes. Cette revue a fourni un nouvel éclairage qui a conduit aux recommandations suivantes pour les études futures: 1) utiliser une variété de modèles climatiques et de scénarios d'émission; 2) utiliser des modèles intégrés lorsque possible; 3) étudier les impacts à long terme des changements climatiques sur les ressources en eaux souterraines à différentes échelles; 4) simuler les effets combinés du changement climatique et d'autres pressions; et 5) élaborer des modèles qui couvrent d'autres régions de l'est du Canada dictées par les acteurs et les gestionnaires de l'eau.

Keywords:

• Groundwater
• Eastern Canada
• model
• climate change

Most-clÉs:

• eau souterraine
• est du Canada
• modèle
• changement climatique

Acknowledgements

The authors would like to thank the Québec Ministry of Agriculture, Fisheries and Food (MAPAQ-Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec) and the Ontario Ministry of Agriculture, Food, and Rural Affairs (OMAFRA) for funding this research.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author.