Comparison of the hydrological role of two reclaimed slopes of different ages in the Athabasca oil sands region, Alberta, Canada: Fid-Bau Portal

Comparison of the hydrological role of two reclaimed slopes of different ages in the Athabasca oil sands region, Alberta, Canada

Ketcheson, Scott J

Abstract

L’établissement d’une connectivité hydrologique dans les paysages reconstruits, et comprendre comment cette connectivité évolue au fil du temps, est essentiel pour le développement de stratégies de gestion d’eau efficaces à la suite de l’extraction des sables bitumineux. Dans l’étude actuelle, les contrôles dominants portant sur les régimes hydriques des sols et les mécanismes de génération de ruissellement sur deux pentes assainies contrastées (2 et 6 ans après la remise en état) dans la région des sables bitumineux de l’Athabasca sont étudiés. La pente assainie la plus récente a démontré un régime hydrologique ayant un stockage d’eau du sol limité en raison d’une faible capacité d’infiltration de surface qui a contraint la percolation des précipitations. En conséquence, cette pente a généré une quantité importante de ruissellement de surface contrôlée principalement par l’intensité des précipitations. Contrairement, la pente la plus vieille avait une plus grande capacité d’infiltration de surface, un régime plus dynamique d’eau de sol et des eaux de ruissellement peu fréquentes. La topographie a contrôlé la distribution d’eau du sol sur la pente la plus vieille plus fortement que sur la pente plus récente en raison de la redistribution plus efficace de l’eau. Cela suggère que les changements dans les propriétés hydrophysiques des matériaux de récupération suivant la construction ont provoqué un changement dans le rôle hydrologique des pentes régénérées à l’échelle du bassin versant. Ainsi, au fil du temps, les pentes régénérées produisent un flux moins terrestre et se modifient de convoyeurs d’eau à des fonctions de stockage d’eau dans les systèmes de bassins versants construits. [Traduit par la Rédaction]

Establishing hydrological connectivity in reconstructed landscapes, and understanding how this connectivity evolves over time, is critical for the development of effective water management strategies after oil sands extraction. In the current study, the dominant controls on the soil water regimes and runoff generation mechanisms on two contrasting reclaimed slopes (2 and 6 years after reclamation) in the Athabasca oil sands region are investigated. The most recently reclaimed slope demonstrated a hydrologic regime with limited soil water storage due to a low surface infiltration capacity that constrained percolation of rainfall. Accordingly, this slope generated a substantial amount of surface runoff controlled primarily by precipitation intensity. Conversely, the older slope had a greater surface infiltration capacity, more dynamic soil water regime, and infrequent surface runoff. Topography controlled soil water distribution on the older slope more strongly than the newer slope due to more efficient water redistribution. This suggests that changes in the hydrophysical properties of reclamation materials following construction result in a shift in the hydrological role of reclaimed slopes at the watershed scale. Thus, over time, reclaimed slopes produce less overland flow and shift from water conveyors to water storage features in constructed watershed systems.