Grant: Alliance Grants

Clean water supports healthy ecosystems, communities, and economies. However, in many regions of the world, including in our country, water quality is increasingly under pressure. Numerous long-term drinking water advisories remain in effect on First Nations' reserves, algal blooms are fouling our lakes, and Canadian cities are coping with more frequent floods that mobilize peak loadings of pollutants. Intensifying forest fires, changes in rainfall and snowfall, and permafrost thawing are further amplifying risks to both aquatic life and human water uses. The multifaceted challenges facing water quality call for adaptive management strategies supported by open access data that are readily transformed into actionable knowledge. The proposed CLAWAVE project will produce a user-friendly toolkit that automates the discovery, extraction, consolidation, treatment, transformation, analysis, and visualization of water quality parameters, water flows, and chemical loads in watersheds. CLAWAVE's advanced computational and visualization capabilities will be illustrated by applying them to (1) predict the watershed nutrient loads driving algal blooms in Lake Winnipeg, (2) assess the risks to water quality of northern rivers and lakes associated with permafrost thawing, and (3) estimate the changing discharge of dissolved organic carbon to the Arctic Ocean by Canadian rivers. CLAWAVE's web-based applications will support the design of long-term strategies to manage the adverse effects of water quality deterioration in Canada. CLAWAVE's storytelling and visualization capabilities will make water quality data visible and interpretable to all Canadians and, hence, enhance public participation in water quality monitoring and governance. Overall, CLAWAVE will strengthen Canada's global water research leadership. Dans de nombreuses régions du monde, y compris au Canada, la dégradation de la qualité de l'eau amène des conséquences néfastes pour la santé publique, l'environnement et l'économie. Bien des Premières Nations restent sous avis à long terme pour l'eau potable tandis que nos lacs subissent des proliférations croissantes d'algues et que nos villes font face à des inondations plus fréquentes entrainant des pertes de pollution vers les rivières. En outre, la multiplication des incendies de forêt, les changements dans les précipitations et conditions d'enneigement, ainsi que le dégel du pergélisol amplifient encore les risques pour la qualité de l'eau. Les défis multiformes auxquels est confrontée la qualité de l'eau exigent des stratégies de gestion adaptatives soutenues par des données en libre accès qui sont facilement transformées en connaissances exploitables. Le projet CLAWAVE produira des applications Web interactives qui automatisent la découverte, l'extraction, la consolidation, le traitement, la transformation, l'analyse et la visualisation des paramètres de qualité de l'eau, des débits d'eau et des charges chimiques dans les bassins versants. Les capacités avancées de calcul de CLAWAVE seront illustrées en les appliquant pour (1) prédire les charges en éléments nutritifs à l'origine des proliférations d'algues dans le lac Winnipeg, (2) évaluer les risques pour la qualité de l'eau des rivières et des lacs du Nord canadien associés au dégel du pergélisol, et (3) estimer les changements due au réchauffement climatique de la charge en carbone organique dissous apportées par les rivières canadiennes à l'océan Arctique. Les outils de calcul de CLAWAVE permettront l'évaluation rapide de stratégies pour gérer de façon durable la qualité de l'eau. Ses capacités de narration et de visualisation rendront la qualité de l'eau visible et interprétable pour tous et, par conséquent, amélioreront la participation du public à la surveillance et à la gouvernance de la qualité de l'eau.