Use of a stream profile model to estimate baseflow needs of endangered fishes

Authors: Modde, T*1, Anderson, R2, Irving, DB1

Year: 1999 (xxxi)

Abstract

In an effort to avoid concerns about the validity of suitability curves, we applied a threshold model using PHABSIM hydraulic simulations to develop a baseflow management recommendation for endangered fish in northwestern Colorado river. A stratified sampling scheme was used to divide the Yampa River into similar strata or river reaches. Data collection sites, called habitat clusters, were located and numbered sequentially within each study river. Habitat clusters were long enough to contain at least two representative riffle- pool-run-riffle habitat sequences. A linear regression was used to estimate the point where decreases in discharge caused the greatest change in river channel variables. Each habitat variable (width, depth, velocity, etc.) was plotted against several low flow scenarios identifying the largest residual (estimated vs. actual data point). This point, referred to as a “curve break”,indicated the specific flow (cfs) and habitat measurement (e.g., width, depth, etc.) where the greatest change in habitat losses occurred. Our analysis emphasized riffles because of their sensitivity to change in flows. Analysis of variance of channel variables in the study strata showed that absolute differences in channel variables occurred between canyon and noncanyon strata, but not among curve breaks. Curve break flows were similar among habitat types. The mean curve break for riffles was 2.7 m 3/s. Curve breaks generated from estimates of weighted useable area for Colorado pikeminnow, Ptychocheilus lucius , and humpback chub, Gila cypha, using available suitability curves were similar, but, higher than the mean generated from channel variables. The curve break value generated from simulation was used as a reference flow rather than an minimum flow recommendation. Hydrologic variation is a historic element in environment of rivers of the western United States. Reduction in flow variation through water control structures or depletion has created environments conducive to establishment of nonnative species. In an effort to incorporate some form of natural variation, flows below the curve break reference flow are recommended at their historic frequency.

Resumen

Uso de un modelo de perfil de la corriente para estimar el flujo básico para peces en peligro En un esfuerzo para evitar la preocupación sobre la validez de curvas de adecuación, usamos un modelo de umbral mediante simulaciones hidráulicas PHABSIM para recomendar medidas de manejo sobre el flujo básico

necesario para los peces en peligro que habitan en la región noroeste del Río Colorado. Se realizó un muestreo estratificado para dividir al Río Yampa en estratos o porciones similares. Los sitios de colecta, llamados conglomerados de habitat, fueron ubicados y numerados en forma secuencial dentro de cada río del estudio. Los conglomerados tenían el tamaño suficiente para contener por lo menos dos secuencias representativas de hábitat tipo “rápido chico [riffle]-poza-corrida-rápido chico”. Mediante regresión lineal se estimó el sitio donde las disminuciones en la descarga causaron el mayor cambio en las variables del canal del río. Se graficó cada una de las variables de hábitat (ancho, profundo, velocidad, etc.) contra varios escenarios de bajo flujo identificando el mayor residual (dato estimado vs. observado). Este punto, llamado “cambio en la curva”, identifica el flujo específico (pies cúbicos por segundo) y el indicador de hábitat (v.g., ancho, profundo, etc.) donde ocurre el cambio mayor de pérdida de hábitat. El análisis enfatizó en los rápidos chicos [“riffles”] debido a su sensibilidad a cambios de flujo. Las diferencias absolutas en las variables del canal ocurrieron entre estratos tipo cañón y nocañón, más no entre “cambios de curva” (ANOVA); los flujos en los cambios de curva fueron similares entre tipos de hábitat. El cambio de curva promedio para los rápidos fue de 2.7 pies cúbicos por segundo. Los cambios de curva generados a partir de estimaciones de área ponderada de uso para la carpa gigante del Colorado, Ptychocheilus lucius, y la carpita jorobada, Gila cypha, utilizando curvas de adecuación fueron similares, aunque mayores que el promedio generado a partir de las variables del canal. El valor del cambio de curva estimado por simulación se usó como un flujo de referencia más que como un flujo mínimo recomendado. La variabilidad hidrológica es un componente histórico de los ríos del occidente de EU, y su disminución como resultado del control o agotamiento del agua ha creado ambientes propicios para el establecimiento de especies no nativas. Se recomienda restablecer la frecuencia histórica de los flujos abajo del flujo de referencia del cambio de curva, como una medida para incorporar algo de la variabilidad natural.

Reid, S*1; Lorion, C2; Markle, D2; Docker, M3; Forbes, T4; Peets, S5 (1-U.S. Fish and Wildlife, Klamath Falls Field Office (OR); 2-Oregon State University, Corvallis (OR); 3-University of Northern British