Identification and quantification of streamflow trends on the Canadian Prairies

Abstract

Trend analysis was performed on streamflow data for a collection of stations on the Canadian Prairies, in terms of spring and summer runoff volumes, peak flow rates and peak flow occurrences, as well as an annual volume measure, for analysis periods of 1966–2005, 1971–2005, and 1976–2005. The Mann-Kendall statistical test for trend and bootstrap resampling were used to identify the trends and to determine the field significance of the trends. Partial correlation analysis was used to identify relationships between hydrological variables that exhibit a significant trend and meteorological variables that exhibit a significant trend. Noteworthy results include decreasing trends in the spring snowmelt runoff event volume and peak flow, decreasing trends (earlier occurrence) in the spring snowmelt runoff event peak date and decreasing trends in the seasonal (1 March–31 October) runoff volume. These trends can be attributed to a combination of reductions in snowfall and increases in temperatures during the winter months.

Résumé

Une analyse de tendance a été appliquée aux données de débit d'un ensemble de stations des prairies canadiennes, en termes de volumes écoulés de printemps et d'été, de débit maximum et d'occurrences de pics de débit, ainsi que de volume annuel, pour les périodes 1966–2005, 1971–2005, et 1976–2005. Le test statistique de tendance de Mann-Kendall et le ré-échantillonnage par bootstrap ont été utilisés pour identifier les tendances et pour en déterminer le champ de significativité. Une analyse de corrélation partielle a été utilisée pour identifier les relations entre les variables hydrologiques qui présentent une tendance significative et les variables météorologiques qui présentent une tendance significative. Parmi les résultats notables, sont mises en évidence les tendances décroissantes du volume et du pic d'écoulement événementiel de fonte nivale de printemps, de la date (occurrence plus précoce) du pic d'écoulement événementiel de fonte nivale de printemps et du volume écoulé saisonnier (1 Mars–31 Octobre). Ces tendances peuvent être attribuées à la combinaison de la diminution des chutes de neige et de l'augmentation des températures durant les mois d'hiver.

Key words:

• streamflow
• trend analysis
• climate change
• variability

Mots clefs:

• écoulement fluviatile
• analyse de tendance
• changement climatique
• variabilité