Evaluating the effect of snow and ice melt in an Alpine headwater catchment and further downstream in the River Rhine

Nadine Junghans, Johannes Cullmann, Matthias Huss
2011 Hydrological Sciences Journal  
The runoff regime of glacierized headwater catchments in the Alps is essentially characterized by snow and ice melt. High Alpine drainage basins influence distant downstream catchments of the Rhine River basin. In particular, during the summer months, low-flow conditions are probable with strongly reduced snow and ice melt under climate change conditions. This study attempts to quantify present and future contributions from snow and ice melt to summer runoff at different spatial scales. For the
more » ... ial scales. For the small Silvretta catchment (103 km 2 ) in the Swiss Alps, with a glacierization of 7%, the HBV model and the glacio-hydrological model GERM are applied for calculating future runoff based on different regional climate scenarios. We evaluate the importance of snow and ice melt in the runoff regime. Comparison of the models indicates that the HBV model strongly overestimates the future contribution of glacier melt to runoff, as glaciers are considered as static components. Furthermore, we provide estimates of the current meltwater contribution of glaciers for several catchments downstream on the River Rhine during the month of August. Snow and ice melt processes have a significant direct impact on summer runoff, not only for high mountain catchments, but also for large transboundary basins. A future shift in the hydrological regime and the disappearance of glaciers might favour low-flow conditions during summer along the Rhine. Evaluation de l'effet de la fonte de neige et de glace dans un bassin versant alpin amont et plus à l'aval sur le Rhin Résumé Le régime hydrologique des bassins versants amont glaciaires dans les Alpes est essentiellement caractérisé par la fonte de neige et de glace. Les hauts bassins versants alpins influencent les débits du Rhin loin en aval. Avec le changement climatique, des faibles débits seront possibles en période estivale en raison de la forte diminution de la fonte de neige et de glace. Cette étude tente de quantifier les contributions actuelles et futures de la fonte de neige et de glace dans l'écoulement estival à différentes échelles spatiales. Le modèle HBV et le modèle glacio-hydrologique GERM sont appliqués au petit bassin versant du Silvretta (103 km 2 ), situé dans les Alpes Suisses et ayant une surface englacée de 7%, afin de calculer l'écoulement futur suivant différents scénarios climatiques régionaux. Nous évaluons l'importance de la fonte de neige et de glace dans le régime d'écoulement. Une comparaison des modèles indique que le modèle HBV surestime fortement la contribution future provenant de la fonte des glaciers dans le débit total, le modèle considérant les glaciers comme des éléments statiques. En outre, nous fournissons des estimations, pour le mois d'août, de la contribution actuelle des glaciers en eau de fonte pour plusieurs bassins versants du Rhin. Les processus de fonte de neige et de glace ont un impact direct sur les débits estivaux, non seulement pour les bassins versants de haute montagne, mais aussi pour les grands bassins transfrontaliers. Un décalage futur dans le régime hydrologique et la disparition des glaciers pourraient favoriser des conditions de faible débit en été sur le Rhin.
doi:10.1080/02626667.2011.595372 fatcat:pikirllbujfyvboulwosn6nrly