A Surface Area-Volume Relationship for Prairie Wetlands in the Upper Assiniboine River Basin, Saskatchewan

Abstract

The proliferation of geographical information system applications in hydrology and spatially distributed hydrologic models, all using areal input data, has created a need for a simple technique for estimating the storage volumes of wetland areas. Prompted by a hydrologic basin study in support of a Federal/Provincial study of the upper Assiniboine River basin in Saskatchewan, surface area-volume data sets for 177 wetland sites were analysed using regression analysis techniques. A composite relationship was derived, made up of two regression formulae, one for use with wetland areas under 70 hectares and a second for wetland areas between 70 and 500 hectares. A comparison was made between the composite area-volume relationship resulting from this study and similar area-volume relationships derived for two Iowa river basins in 1967. Although the two Iowa regression formulae compare reasonably well with the results of this study for wetland areas under six hectares, volumes derived by the three relationships diverge rapidly for areas greater than six hectares. Further analyses of wetland area-volume relationships using data from other areas of the prairie region could lead to the development of a suite of formulae which could eventually be consolidated and distributed into regional zones of application for use by the water resource community.

La prolifération des applications des systèmes d’information géographique à l’hydrologie et aux modélisations hydrologiques à répartition spatiale, faisant toutes appel à des données aériennes, a suscité le besoin d’une méthode simple de calcul des volumes de stockage dans les zones humides. Encouragé par les résultats d’une étude de bassin hydrographique, menée à l’appui d’une étude entreprise par des organismes fédéraux et provinciaux dans le bassin de la haute rivière Assiniboine, en Saskatchewan, on a analysé, à l’aide de techniques d’analyse de régression, des jeux de données sur la superficie et le volume recueillies dans 177 zones humides situées dans le bassin étudié. On a établi une relation composite basée sur deux formules de régression, l’une à utiliser avec les zones humides s’étendant sur moins de 70 hectares et l’autre avec les zones humides de 70 à 500 hectares. On a comparé la relation composite entre superficie et volume établie dans le cadre de cette étude à des relations similaires entre superficie et volume établies en 1967 dans deux bassins versants en Iowa. Si les formules de régression utilisées en Iowa supportent relativement bien la comparaison avec les résultats obtenus dans la présente étude pour des zones humides de moins de six hectares, les volumes obtenus au moyen des relations présentent rapidement des divergences pour les zones humides de plus de six hectares. Des analyses ultérieures des relations entre la superficie et le volume des zones humides, basées sur des données recueillies dans d’autres zones humides de la région des prairies, pourraient vraisemblablement permettre de construire un ensemble de formules susceptibles d’être regroupées et appliquées à des zones régionales par la communauté des gestionnaires des ressources en eau.