Analysis of Canada’s water use: tracing water flow from source to end use

Abstract

Freshwater is a critical natural resource and fundamental to social and environmental activities, including industrial activities, food production, and residential needs. Hence, it is important to understand provincial water supply and demand. However, there are large gaps in provincial and sectoral water use data. This study provides estimates for disaggregated water use by regional subsectors and uses Sankey diagrams to depict the water flow from intake to consumption and discharge. The study uses a bottom-up method in the oil and gas and hydropower sectors and top-down methods in the residential, commercial and institutional, manufacturing, mining, agricultural, and power sectors. Surface and ground water are considered separately. Water use in the year 2017 was analyzed for British Columbia, Alberta, Saskatchewan, Manitoba, Ontario, Quebec, the Atlantic Provinces, and the Territories. Water-use intensities were also calculated by region and sector. A total of 40 billion m³ of water use is traced from source to either discharge or consumption. New disaggregated data is developed provincially and by sector for oil and gas, mining, and power generation. Water use in the oil and gas sector was disaggregated into 5 subsectors, with oil sands surface mining in Alberta as the largest consumer with 138 million m³ of water consumed. Hydro power was estimated to consume the most water out of all sectors, with 3393 million m³ of water consumed. Alberta was also found to have the largest consumptive water use per capita. The results provide important insights on water supply and demand in Canada. Such information supports both regional and federal governments in formulating appropriate regional and sectoral policies and can support water managers and the public in understanding water supply and demand in Canada. Modelling efforts requiring regional and sectoral water use can also use these results.

Supplemental data for this article is available online at http://dx.doi.org/.

RÉSUMÉ

L'eau douce constitue une ressource naturelle essentielle et fondamentale pour les activités sociales et environnementales, y compris les activités industrielles, la production alimentaire et les besoins résidentiels. Voilà pourquoi il est important de comprendre les approvisionnements et les demandes en eau à l'échelle provinciale. Cependant, il existe des lacunes importantes en matière des données provinciales et sectorielles sur l'utilisation de l'eau. Cette étude propose des estimations de l'utilisation de l'eau détaillées par sous-secteurs régionaux et utilise des diagrammes de Sankey pour représenter le cheminement de l'eau de la prise d'eau à la consommation et à l'évacuation. Cette étude utilise une méthode ascendante pour le secteur du pétrole et du gaz et le secteur hydroélectrique des méthodes descendantes pour les secteurs résidentiels, commerciaux et institutionnels, manufacturiers, miniers, agricoles et électriques. Les eaux de surface et les eaux souterraines sont examinées séparément. L'utilisation de l'eau au cours de l'année 2017 a été analysée pour la Colombie-Britannique, l'Alberta, la Saskatchewan, le Manitoba, l'Ontario, le Québec, les provinces de l'Atlantique et les territoires. Les intensités d'utilisation de l'eau ont aussi été calculées par région et par secteur. Un total de 40 milliards de m3 de ressources en eau est tracé depuis la source jusqu'à son rejet ou sa consommation. De nouvelles données désagrégées ont été élaborées au niveau provincial et par secteur pour le pétrole et le gaz, les mines et la production d'électricité. L'utilisation de l'eau dans le secteur des hydrocarbures et dans le secteur pétrolier a été ventilée en 5 sous-secteurs, l'exploitation à ciel ouvert des sables bitumineux en Alberta étant le plus gros consommateur avec 138 millions de m3 d'eau consommée. On estime que l'énergie hydroélectrique consomme le plus d'eau parmi tous les secteurs, avec 3393 millions de m3 d'eau consommée. En outre, l'Alberta est la province qui consomme le plus d'eau par habitant. Les résultats présentent des informations importantes à propos de l'approvisionnement et de la demande en eau au Canada. Ces informations sont utiles aux gouvernements régionaux et fédéraux pour élaborer des politiques régionales et sectorielles appropriées et peuvent aider les gestionnaires de l'eau et le public à comprendre la situation de l'approvisionnement et de la demande en eau au Canada. Les efforts de modélisation qui nécessitent une compréhension de l'utilisation régionale et sectorielle de l'eau peuvent également bénéficier de ces résultats. Les données supplémentaires relatives à cet article sont disponibles en ligne à http://dx.doi.org/.

Keywords:

• Water demand
• sectoral water use
• provincial water use
• Canada
• disaggregation approach

Acknowledgements

The authors thank Alberta Innovates—Energy and Environmental Solutions for the financial support to carry out this research project. The authors are thankful to the Technical Advisory Committee members of the NSERC/Cenovus/Alberta Innovates Associate Industrial Research Chair Program in Energy and Environmental System Engineering for providing feedback on the results. The authors are also grateful for input from members of Alberta Energy, Alberta Environment, Alberta Innovates (earlier called as Alberta Innovates—Energy and Environmental Solutions), Statistics Canada, and Sustainable Resource Development for inputs during the work. Astrid Blodgett is thanked for editing this paper.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.