Hydrogeomorphic effects on bedload scour in bull char (Salvelinus confluentus) spawning habitat, western Washington, USA

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Abstract:

We investigated the vulnerability of fall-spawned bull char (Salvelinus confluentus) embryos to redd scour during winter rain and rain-on-snow flood discharges in western Washington, USA. It was hypothesized that the magnitude of bedload scour at bull char redds is reduced by the provision and selection of stable refugia habitat controlled by local-, reach-, or subcatchment-scale variables such as hydraulic habitat unit and channel type. Bedload scour and channel change were measured using 96 scour monitors and 34 elevational transects in three catchments over 2 to 4 years. Scour to cited egg burial depths of bull char did not commence until discharge typically exceeded the 2-year recurrence interval. At a local scale, scour varied significantly among side channel, protected main channel, and unprotected main channel redd sites. Unprotected gravel patches in simplified channel types with moderate gradients were most susceptible to deep scour, especially if coupled with the transient supply and storage of sand and gravel from mass wasting. Partially transport-limited reaches had reduced scour due to lower stream power and armored gravel beds. Complex spawning habitat (i.e., with abundant large woody debris and side channels) was important in providing refuge from deep scour and in buffering embryos against inhospitable hydrologic or sediment regimes.

Nous examinons la vulnérabilité des embryons d’ombles à tête plate (Salvelinus confluentus) produits en automne à l’affouillement des frayères durant les débits de crue d’hiver dus à la pluie ou la pluie sur la neige dans l’ouest de l’état de Washington, É.-U. Nous avons émis l’hypothèse selon laquelle l’ampleur de l’affouillement causé par les alluvions de fond sur les frayères des ombles à tête plate est réduite par l’établissement et la sélection d’habitats de refuge stables contrôlés par des variables à l’échelle du site, de la section et du sous-bassin, tels que l’unité d’habitat hydraulique et le type de chenal. Nous avons mesuré l’affouillement causé par les alluvions de fond, ainsi que les modifications du chenal, à l’aide de 96 moniteurs d’affouillement et de 34 transects des relevés des élévations dans trois bassins versants pendant 2 à 4 ans. L’affouillement aux profondeurs connues d’enfouissement des œufs d’ombles à tête plate ne se produit pas ordinairement aux débits inférieurs à ceux de l’intervalle de récurrence de 2 années. À l’échelle locale, l’affouillement varie significativement selon qu’il s’agit de frayères situées sur un chenal latéral, sur un chenal principal protégé ou sur un chenal principal exposé. Les bancs de gravier exposés dans des chenaux de type simplifié avec des gradients modérés sont les plus vulnérables à un affouillement profond, particulièrement s’il existe concurremment un apport et une rétention transitoires de sable et de gravier provenant de mouvements en masse. Les sections à transport partiellement limité ont un affouillement réduit à cause de la puissance diminuée du cours d’eau et des bancs de gravier blindés. Les habitats de fraie complexes (c’est-à-dire avec de nombreux débris ligneux et des chenaux latéraux) sont importants car ils fournissent un refuge contre l’affouillement profond et ils protègent les embryons des régimes hydrologiques ou sédimentaires inhospitaliers.

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2010

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