THE EFFECTS OF PERMAFROST DEGRADATION ON THE HYDROLOGICAL REGIME OF SUBARCTIC PEATLANDS

Michael Braverman, William Quinton

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Permafrost Degradation II / Dégradation du pergélisol II

ABSTRACT: Permafrost thaw is a direct consequence of human disturbance in Arctic and Subarctic regions. Thin and warm permafrost is most sensitive to surface disturbance and may disappear within a few decades following an initial disturbance. Seismic lines are one of the most common types of linear disturbance, yet their impact is poorly understood. A distinctive feature of seismic lines is their geometry. These straight cut lines cross fens, bogs, peat plateaus, rivers and lakes thereby connecting hydrological units, which were otherwise disconnected. The relatively warm water from lakes and fens may enter these lines contributing to further degradation of permafrost. The purpose of this study is to characterize ground water dynamics between major hydrological units in the region of discontinuous permafrost in the Scotty Creek basin (at 61.310677N and 121.309181W), approximately 60 km SE from Fort Simpson, North West Territories. A number of geophysical surveys were conducted to delineate permafrost, peat and mineral soil borders. Temperature and water level observations were carried out throughout the year to understand the impact of thawing permafrost on hydrology of the research area. We found that as soon as the permafrost table descends below the water table, the seismic line creates a link between fens and bogs, slowly conveying water along the line. The water flow may take place all year round if it is not interrupted by accidental freeze of the talik layer between the active layer and permafrost. Les effets de la dégradation du pergélisol sur le régime hydrologique des tourbières subarctiques

RÉSUMÉ: Le dégel du pergélisol est une conséquence directe de la perturbation humaine dans les régions Artique et Subartique. Un pergélisol mince à température élevée est plus sensible aux perturbations de surface et peut disparaître à l™intérieur de quelques décennies suite à une perturbation initiale. Les lignes sismiques sont l™un des plus communs types de perturbation linéaire, bien que leur impact soit encore peu compris. Une caractéristique distincte des lignes sismiques est leur géométrie. Ces lignes coupées droites traversent les marais, les tourbières et plateau tourbeux, les rivières et les lacs, connectant ainsi les unités hydrologiques, qui autrement étaient déconnectées. L™eau relativement chaude des lacs et marais peut entrer dans les lignes et contribuer à la dégradation future du pergélisol. L™objectif de cette étude est de caractériser les dynamiques des eaux souterraines entre les unités hydrologiques majeures dans la région de pergélisol discontinu dans le bassin Scotty Creek (à 61.310677N et 121.309181O), à approximativement 60 km SE de Fort Simpson, North West Territories. Un nombre d™enquêtes ont été conduites pour tracer les limites du pergélisol, du plateau et des sols minéraux. L™observation de la température et du niveau de l™eau a été effectuée tout au long des années pour comprendre l™impact de la décongélation du pergélisol sur l™hydrologie. Il a été trouvé que, dès que le niveau du pergélisol descend sous la nappe phréatique, la ligne sismique crée un lien entre les marais et les tourbières, ce qui lui transmet de l™eau. Ce débit d™eau pourrait perdurer à longueur d™année s™il n™est pas interrompu par un gel accidentel du talik, situé entre la couche active et le pergélisol.

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