The Geochemistry and Runoff Process in Wolf Creek Research Basin, Whitehorse, Yukon Territory

• Main Author: Li, Tianjiao
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: Université d'Ottawa / University of Ottawa 2013
• Subjects: hydrogeology; permafrost watershed; tritium; radiocarbon; runoff process; stable isotope; major ion geochemistry; Canada; Yukon; permafrost; Subarctic; subarctique*; Whitehorse; pergélisol
• Online Access: https://dx.doi.org/10.20381/ruor-3436; http://www.ruor.uottawa.ca/handle/10393/30302

This study investigates the runoff process and groundwater behavior in a subarctic watershed called Wolf Creek Research Basin, in Whitehorse, Yukon Territory, Canada. This basin is underlain by discontinuous permafrost that is typical of high latitude watersheds. Goundwater supports the stream flow year round and dominated the hydrology in most of the study period as baseflow. The baseflow was concentrated in dissolved ions. However, the baseflow was diluted during the melt season in May and June of 2012. Multiple chemical and isotopic tracers were used to develop a robust three-component (groundwater, soilwater and precipitation) mixing model for runoff generation. The concentrations of weathering ions decreased with the increased discharge during the melt. Soilwater was responsible for about 60% of the streamwater on the hydrograph in the melt season. The infiltration of the meltwater from the snowpack and the thawed water from the seasonal frost to the baseflow existed. The tritium concentrations indicated that there was fast moving hydrogeological system within the basin. The baseflow was also characterized as relatively enriched in both 13C and 14C, and concentrated in DIC. DIC was the major loss of carbon in Wolf Creek Research Basin.Le pergélisol est grandement sous-jacent dans les bassins-versants à haute latitude. Cette étude examine le processus de ruissellement et le comportement des eaux souterraines dans un bassin-versant subarctique de Wolf Creek, à Whitehorse, territoire du Yukon au Canada. Les eaux souterraines soutenaient l’écoulement fluvial et dominaient l’hydrographe comme débit de base durant la majorité de la période d’étude. Le débit de base était concentré d’ions dissipés. Par contre, le débit de base était dilué durant la saison des fontes au mois de mai et juin 2012. Plusieurs traceurs chimiques et isotopiques étaient utilisé afin de développer un modèle de trois composants (eau souterraine, eau interstitielle de sol et précipitation) de ruissellement. Les concentrations de la déségrégation des ions diminuaient avec l’augmentation du débit durant la fonte. Les eaux interstitielles des sols étaient responsables de 60% de l’eau de ruisseau sur l’hydrographe durant la saison de fontes. L’infiltration de l’eau de fonte du manteau neigeux et l’eau du gel du débit de base existaient. Les concentrations de tritium indiquent qu’il y avait un système hydrogéologique qui se déplaçait à grande vitesse dans les limites du bassin. Le débit de base était aussi caractérisé comme étant enrichi en 13C et 14C, avec des concentrations en carbone inorganique dissous.