The Effect of Climate Variability on Aquifer-Stream Exchanges

ABSTRACT: Aquifer-stream exchanges that promote ecologically healthy watersheds are threatened by the potential impacts of climate change and activities such as groundwater pumping. In this study, the effects of climate variability on aquifer-stream exchanges are analyzed through a field study spanning three summers (2018-2020). Hot and dry conditions drive low groundwater levels and streamflow, and lower groundwater levels are associated with greater downward vertical flow across the streambed. However, upward flow is typically maintained during the driest part of the summer, so flow may persist downstream while upper portions of the stream remain dry. Yet, downstream flows cease in 2019 despite upward flow, suggesting that climate may interact with other watershed controls to determine how vertical flow modulates streamflow conditions.

RÉSUMÉ: Les échanges d’eau entre les aquifères et les cours d’eau qui favorisent la santé écologique des bassins versants sont menacés par les impacts potentiels des changements climatiques et des activités telles que le pompage des eaux souterraines. Dans cette étude, les effets de la variabilité du climat sur les échanges sont analysés dans le cadre d’une étude sur le terrain couvrant trois étés (2018-2020). Les conditions chaudes et sèches conduisent à de faibles niveaux d’eau souterraine et à l’écoulement des cours d’eau, et des niveaux d’eau souterraine plus bas sont associés à un débit vertical plus faible à travers le lit du cours d’eau. Toutefois, le débit ascendant est généralement maintenu pendant la partie la plus sèche de l’été, de sorte que le débit peut persister en aval tandis que les parties supérieures du cours d’eau demeurent sèches. Pourtant, les débits en aval cessent en 2019 malgré le flux ascendant, ce qui suggère que le climat pourrait interagir avec d’autres contrôles des bassins hydrographiques afin de déterminer comment le débit vertical module les conditions de débit des cours d’eau.