The importance of groundwater to the upper Columbia River floodplain wetlands

Abstract

The Columbia Wetland complex is a rare example of a North American river system with relatively little disturbance from human infrastructure and is the only undammed portion of the main 2000 km stretch of the Columbia River. Declining river flows in western North America, including the upper Columbia River, have reduced the area of open water wetlands in the floodplain and raised concern that the Columbia Wetlands will not remain viable under increasing climate change. In this study we use water isotopes (δ¹⁸O and δ²H) and electrical conductivity to quantify the proportion of groundwater, river water and precipitation contributing to wetland water balance, as well as the role of evaporation, in the Columbia Wetlands through the spring, summer and fall of 2019. We found strong seasonality of water input sources. Groundwater and precipitation were important in spring and fall, while river water was dominant during the summer. An individual wetlands’ location in the floodplain as well as relative connectivity to the river channels influenced its seasonal pattern of input sources. Quantifying the relative contributions of the main input water sources to wetlands provides important new understanding of hydrologic connectivity in the Columbia Wetlands.

Résumé

Le complexe Columbia Wetland est un exemple rare d'un système fluvial nord-américain avec relativement peu de perturbations par l'infrastructure humaine et est la seule partie sans barrage du tronçon principal de 2000 km du fleuve Columbia. La baisse des débits fluviaux dans l'ouest de l'Amérique du Nord, y compris le cours supérieur du fleuve Columbia, a réduit la superficie des zones humides d'eau libre dans la plaine inondable et fait craindre que les terres humides du Columbia ne restent pas viables dans un contexte de changement climatique croissant. Dans cette étude, nous utilisons les isotopes de l'eau (δ¹⁸O et δ²H) et la conductivité électrique pour quantifier la proportion d'eau souterraine, d'eau de rivière et de précipitations contribuant à l'équilibre hydrique des zones humides, ainsi que le rôle de l'évaporation, dans les zones humides Columbia au printemps, en été et automne 2019. Nous avons constaté une forte saisonnalité des sources d'apport d'eau. L'eau souterraine et les précipitations étaient importantes au printemps et à l'automne, tandis que l'eau des rivières prédominait durant l'été. L'emplacement d'une zone humide individuelle dans la plaine inondable ainsi que la connectivité relative aux canaux de la rivière ont influencé son modèle saisonnier de sources d'apport. La quantification des contributions relatives des principales sources d'eau d'entrée aux zones humides fournit une nouvelle compréhension importante de la connectivité hydrologique dans les zones humides du Columbia

Keywords:

• groundwater
• floodplain
• hydrology
• Ramsar wetland
• Columbia River
• wetlands

Acknowledgements

The authors thank the Columbia Wetland Stewardship Partners, Carol Luttmer, and local volunteers and landowners for funding the research and for collecting water samples.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Data availability statement

The authors confirm that the data supporting the findings of this study are available within the article.