HYDROLOGY AND WATER QUALITY MODELLING: Applying the Soil Water Assessment Tool at 5th Canadian Division Support Base Gagetown

Abstract

A hydrological and water quality model is sought to establish an approach to land management decisions for a Canadian Army training base. Training areas are subjected to high levels of persistent activity creating unique land cover and land-use disturbances. Deforestation, complex road networks, off-road manoeuvres, and vehicle stream-crossings are among major anthropogenic activities observed to affect these landscapes. Expanding, preserving and improving the quality of these areas to host training activities for future generations is critical to maintain operational effectiveness. Inclusive to this objective is minimizing resultant environmental degradation, principally in the form of hydrologic fluctuations, excess erosion, and sedimentation of aquatic environments. In some situations these impacts (particularly sedimentation) could be considered a violation of environmental legislation, such as the Fisheries Act. Application of the Soil Water Assessment Tool (SWAT) was assessed for its ability to simulate hydrologic and water quality conditions observed in military landscapes at 5th Canadian Division Support Base (5 CDSB) Gagetown, New Brunswick. Despite some limitations, this model adequately simulated three partial years of daily watershed outflow (NSE = 0.47-0.79, R2 = 0.50-0.88) and adequately predicted suspended sediment yields during the observation period (%d = -47 to 44%) for one highly disturbed sub-watershed in Gagetown. Further development of this model may help guide decisions to develop or decommission training areas, guide land management practices and prioritize select landscape mitigation efforts.

On cherche à mettre au point un modèle hydrologique et de la qualité de l’eau afin d’établir une démarche de prise de décisions en matière de gestion des terres d’une base d’instruction de l’Armée canadienne. Les secteurs d’entraînement des bases sont le théâtre d’activités intensives et soutenues, qui sont à l’origine de perturbations particulières sur le plan de la couverture et de l’utilisation des terres. La déforestation, la création de réseaux routiers complexes, les manœuvres hors route et la traversée de cours d’eau par des véhicules figurent parmi les principales activités anthropiques observées ayant des incidences sur les écopaysages de ces secteurs. L’expansion, la préservation et l’amélioration de la qualité de ces secteurs pour que les générations futures puissent aussi y mener leurs activités d’entraînement sont essentielles au maintien de l’efficacité opérationnelle. Il s’agit également de réduire au minimum la détérioration de l’environnement découlant de ces activités, principalement les fluctuations hydrologiques, l’érosion excessive et la sédimentation des milieux aquatiques. Dans certaines situations, de telles répercussions (en particulier la sédimentation) pourraient être considérées comme une violation de lois environnementales comme la Loi sur les pêches. On a procédé à une étude sur la capacité de l’outil d’évaluation du sol et de l’eau SWAT à simuler les conditions hydrologiques et de qualité de l’eau observées dans les écopaysages militaires à la Base de soutien de la 5e Division du Canada Gagetown, au Nouveau-Brunswick. Malgré quelques limites, le modèle a efficacement simulé le débit quotidien à l’exutoire d’un bassin hydrographique sur trois années partielles (ENS = 0,47-0,79; R2 = 0,50-0,88). L’outil a également bien prédit l’apport de sédiments en suspension pour la période d’observation (% d = -47-44 %) pour un sous-bassin hydrographique de Gagetown ayant subi des perturbations importantes. Le perfectionnement de ce modèle pourrait aider à aiguiller les décisions quant au développement ou à la mise hors service des secteurs d’entraînement, à orienter les pratiques en matière de gestion des terres, et à cibler les efforts de réduction des dommages causés aux écopaysages.