Summer Low Flow Events in the Mackenzie River System

Most northern rivers experience recurrent low flow conditions in the summer (June to September), and rivers of the Mackenzie Basin are no exception. Low flow affects water supply, poses problems for river traffic, and can adversely affect aquatic ecology. Factors that affect summer low flow, which e...

Full description

Bibliographic Details
Published in:ARCTIC
Main Authors: Woo, Ming-ko, Thorne, Robin
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:English
Published: The Arctic Institute of North America 2016
Subjects:
Online Access:https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/67621
Description
Summary:Most northern rivers experience recurrent low flow conditions in the summer (June to September), and rivers of the Mackenzie Basin are no exception. Low flow affects water supply, poses problems for river traffic, and can adversely affect aquatic ecology. Factors that affect summer low flow, which encompasses flows below specified discharge thresholds of concern, include evapotranspiration that leads to water loss from flow-contributing areas, antecedent high flow in which peak discharge is followed by gradual recession to low flow, rainfall and local glacier melt events that interrupt low discharge, replenishments of flow from upstream drainage networks, and arbitrary termination of summer low flow at the end of September. The storage mechanism of large lakes and the regulation effect of reservoirs can produce low flow regimes that differ from those exhibited by rivers without such storage functions. For most rivers, low flow events of longer duration cause larger deficits, and events with large deficits are accompanied by lower minimum discharge. The deficit-to-demand ratio measures the extent to which river flow fails to satisfy water needs. Applying this index to rivers of the Mackenzie drainage shows the hazard of streamflow drought in the basin. Low flow attributes can be summarized by their probability distributions: Gumbel distribution for minimum discharge of events and generalized exponential distribution for event duration. By fitting theoretical distributions to recorded events, one can estimate the probability of occurrence of low flow events that did not occur in the historical past. La plupart des rivières du Nord connaissent des conditions récurrentes de faible débit estival (de juin à septembre), et les rivières du bassin du Mackenzie n’y font pas exception. Le faible débit a des incidences sur l’approvisionnement en eau, pose des problèmes sur le plan du trafic fluvial et peut nuire à l’écologie aquatique. Les facteurs qui influencent le faible débit estival, incluant les débits sous les seuils de préoccupation indiqués, comprennent l’évapotranspiration qui entraîne des pertes en eau des segments contribuant à l’écoulement, un antécédent de débit élevé pour lequel le débit de pointe est suivi d’une diminution progressive jusqu’à un faible débit, des épisodes de chutes de pluie et de fontes des glaciers locaux qui interrompent le faible débit, la réalimentation en eau des réseaux hydrographiques en amont et l’arrêt arbitraire du faible débit estival à la fin de septembre. Le mécanisme de stockage des grands lacs et l’effet de régularisation des réservoirs peuvent produire des régimes de faible débit qui diffèrent de ceux présentés par les rivières qui ne possèdent pas de telles fonctions de stockage. Pour la plupart des rivières, les épisodes de faible débit de plus longue durée occasionnent de plus grands déficits et les épisodes assortis de plus grands déficits sont accompagnés de débits minimaux plus faibles. La mesure entre le déficit et la demande indique à quel point le débit fluvial ne réussit pas à répondre aux besoins en eau. Cet indice appliqué aux rivières du bassin du Mackenzie démontre le risque de sécheresse de l’écoulement fluvial dans le bassin. Les caractéristiques du faible débit peuvent se résumer par la distribution de leurs probabilités : une distribution de Gumbel pour les épisodes de débit minimal et une distribution exponentielle généralisée pour la durée de l’épisode. En appliquant ces distributions théoriques aux épisodes enregistrés, il est possible d’estimer la probabilité de l’occurrence des épisodes de faible débit qui n’ont pas eu lieu dans le passé historique.