Stable Isotopes As Tracer Of Water Cycling From Precipitation To Tap Water Across Canada
Notice bibliographique
Résumé
There is a growing need to address water security issues in Canada in relation to global warming effects and water management issues. Stable water isotopes (𝛿2H and 𝛿18O) have become a popular tool to investigate regional and country level public water distribution systems to identify regional water resource issues and their underlying causes. In this study, we built the first national level maps of isotopic values in tap water across Canada using 576 tap water samples that were collected during the summer season. Observed isotopic values in tap water follow similar patterns as precipitation with highest isotopic values in the coastal and Great Lakes regions and a progressive decrease as continentality increases with lowest values found in the Rocky Mountains. We classified the tap water samples based on their supply sources including groundwater, river and lake. The isotopic values of tap water sourced from groundwater and river are well-predicted by those of local annual precipitation whereas those sourced from lakes are poorly predicted. To explain this difference, we constructed a series of water balance models to predict the 𝛿2H and 𝛿18O variability of surface water across Canada. We used a digital elevation model to accumulate the isotopic composition of local precipitation weighed by precipitation (total or effective) either monthly, seasonally or annually. These water balance models strongly improved the predictability of isotopic values of tap waters sourced from rivers and lakes (particularly the annual average and monthly weighted summer models, with or without accounting for evapotranspiration). Conversely, these models did not improve predictability of the isotopic values in tap water sourced from groundwater. We argue that isotope values of tap water sourced from surface water reflect the accumulation and evapotranspiration of precipitation in catchments whereas groundwater represents an annual average of the isotopic composition of local precipitation. Regionally, we find that winter precipitation and snow melt and glaciers melt from the Rockies contribute to a large part of tap water sources around the Rockies making them vulnerable to water balance changes with ongoing climate warming. In eastern Canada water management processes appear to create some significant evaporative water losses whereas in central Canada dry continental climate causes significant evaporative water loss. Our study highlights the cycling of water from precipitation to tap water across Canada for different tap water supply with implications for water managements, contamination risks and vulnerability to climate change. Our models and databases also provide an isotopic baseline for regionally important water resources monitoring as well as for human forensic cases.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».