El papel de la variación interanual de la precipitación en la generación de escorrentía en una pequeña cuenca de clima sub-húmedo seco con arbolado disperso
DOI:
https://doi.org/10.18172/cig.1991Palabras clave:
escorrentia, precipitacion, humedad del suelo, sequia, modelo empirico, dehesa,Resumen
Los estudios mas recientes en pequeñas cuencas experimentales de ambiente mediterráneo muestran una respuesta hidrológica compleja, con escorrentía de saturación por exceso y, en menor medida, escorrentía debida a flujo por exceso de infiltración. Sin embargo, la mayor parte de estas cuencas presentan climas de tipo mediterráneo húmedo o sub-húmedo. En los ambientes adehesados que predominan en el Suroeste peninsular y otras zonas del Mediterráneo, se desarrollan estudios a escala de cuenca desde 1991. A pesar del conocimiento adquirido en estos trabajos, aun no se ha llevado a cabo un análisis profundo de la variación temporal en la producción de caudal utilizando las bases de datos disponibles. Los objetivos de este trabajo incluyen i) analizar la variación temporal de la descarga, el caudal y la precipitación a diferentes escalas temporales, ii) analizar el papel de las condiciones de humedad antecedente del suelo en la producción de escorrentía, iii) modelizar de forma empírica las relaciones precipitación- escorrentía a escala de evento y iv) determinar la importancia de la variabilidad interanual de la precipitación en la producción de caudal. Para el desarrollo del trabajo se utilizaron la precipitación y la descarga acuosa, registradas con una resolución de 5 minutos, así como la humedad del suelo medida periódicamente en los suelos de las vaguadas y a diferentes profundidades. El análisis de regresión, así como la comparación de los hidrogramas, muestran la importancia de las condiciones antecedentes de humedad. La humedad del suelo en los fondos de valle resulto crucial para comprender el comportamiento hidrológico de la cuenca. Se definió un umbral de 0.37 m3 m-3 de contenido de humedad a partir del cual los coeficientes de escorrentía se incrementan de forma brusca. Esta situación se alcanza tras la precipitación antecedente de 170 mm de forma continua. Los resultados señalan hacia el flujo por saturación y flujo preferente sub-superficial como los responsables de la mayor parte de la escorrentía generada. Por otro lado, el flujo superficial de tipo Hortoniano predomina en condiciones de suelo seco y es consecuencia de precipitaciones de elevada intensidad. Los análisis de regresión no lineal llevados a cabo con datos agrupados en función de las condiciones de humedad de los suelos de la cuenca resultaron en modelos con elevada significación estadística, explicando la descarga con tres variables: la intensidad máxima de precipitación en 60 minutos (I60), la precipitación total del evento menos I60 y la precipitación media diaria antecedente. La mejor explicación para la variabilidad de la descarga mensual se produce con la variabilidad interanual de la precipitación mas que con la distribución media estacional. Durante los periodos de sequía, comunes en ambientes mediterráneos, la descarga se reduce enormemente. La mayor parte de la descarga generada, el 85%, se concentra en el 10% del tiempo.Descargas
Citas
Beven, K. 2002. Runoff generation in semi-arid areas. In Dryland Rivers: Hydrology and Geomorphology of Semi-Arid Channels, L.J. Bull, M.J. Kirkby (eds.), John Wiley and Sons, New York, pp. 57-105.
Bos, M.G., Replogle, J.A., Clemmens, A.J. 1986. Aforadores de caudal para canales abiertos. Vol. 38. International Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen, The Netherlands.
Castillo, V.M., Gómez-Plaza, A., Martínez-Mena, M. 2003. The role of antecedent soil water content in the runoff response of semiarid catchments: a simulation approach. Journal of Hydrology 284, 114-130. DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-1694(03)00264-6
Ceballos A., Schnabel, S. 1998. Hydrological behaviour of a small catchment in the Dehesa landuse system (Extremadura, SW Spain). Journal of Hydrology 210, 146-160. DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-1694(98)00180-2
Dahlgren, R.A., Tate, K.W., Lewis, D.J., Atwill, E.R., Harper, J.M., Allen-Diaz, B.H. 2001. Watershed research examines rangeland management effects on water quality. Californian Agriculture 55, 64-71. DOI: https://doi.org/10.3733/ca.v055n06p64
Dirksen, C. 1999. Soil Physics Measurements. Catena Verlag, Reiskirchen, 154 pp.
Gallart, F., Llorens, P., Latron, J., Regüés, D. 2002. Hydrological processes and their seasonal controls in a small Mediterranean mountain catchment in the Pyrenees. Hydrology and Earth System Sciences 6, 527-537. DOI: https://doi.org/10.5194/hess-6-527-2002
Gallart, F., Latron, J. Llorens, P. 2005. Catchment dynamics in a Mediterranean mountain environment. The Vallcebre research basins (South Eastern Pyrenees) I: Hydrology. Developments in Earth Surface Processes 7, 1-16. DOI: https://doi.org/10.1016/S0928-2025(05)80007-0
Gallart, F., Amaxidis, Y., Botti, P., Canê, G., Castillo, V., Chapman, P., Froebrich, J., García- Pintado, J., Latron, J., Llorens, P., Lo Porto, A., Morais, M., Neves, R., Ninov, P., Perrin, J.L., Ribarova, I., Skoulikidis, N., Tournoud, M.G. 2008. Investigating hydrological regimes and processes in a set of catchments with temporary waters in Mediterranean Europe. Hydrological Sciences Journal 53, 618-628. DOI: https://doi.org/10.1623/hysj.53.3.618
García-Ruiz, J.M., Arnáez, J., Beguería, S., Seeger, M., Martí, C., Regüés, D., Lana-Renault, N., White, S. 2005. Flood generation in an intensively disturbed, abandoned farmland catchment, Central Spanish Pyrenees. Catena 59, 79-92. DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2004.05.006
García-Ruiz, J.M., Regüés, D., Alvera, B., Lana-Renault, N., Serrano-Muela, P., Nadal-Romero, E., Navas, A., Latron, J., Martí-Bono, C. 2008. Flood generation and sediment transport in experimental catchments along a plant cover gradient in the Central Pyrenees. Journal of Hydrology 356, 245-260. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2008.04.013
Gómez Amelia, D. 1985. La penillanura cacereña. Estudio geomorfológico. Universidad de Extremadura, Cáceres.
Lana-Renault, N., Latron, J., Regüés, D. 2007. Streamflow response and water-table dynamics in a sub-Mediterranean research catchment (Central Pyrenees). Journal of Hydrology 347, 497-507. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2007.09.037
Latron, J., Gallart, F. 2008. Runoff generation processes in a small Mediterranean research catchment (Vallcebre, Eastern Pyrenees). Journal of Hydrology 358, 206-220. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2008.06.014
Latron, J., Soler, M., Llorens, P., Gallart. F. 2008. Spatial and temporal variability of the hydrological response in a small Mediterranean research catchment (Vallcebre, Eastern Pyrenees). Hydrological Processes 22, 775-787. DOI: https://doi.org/10.1002/hyp.6648
Lewis, D., Singer, M.J., Dahlgren R.A., Tate, K.W. 2000. Hydrology in a California oak woodland watershed: A 17-year study. Journal of Hydrology 240, 106-117. DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-1694(00)00337-1
Maneta, M. 2006. Modeling of the hydrologic processes in a small semiarid catchment. Unpublished PhD Thesis, Universidad de Extremadura, Cáceres, 310 pp.
Maneta M.P., Schnabel, S., Jetten V.G. 2007. Continuous spatially distributed simulation of surface and subsurface hydrological processes in a small semi-arid catchment. Hydrological Processes 21, 2196-2214. DOI: https://doi.org/10.1002/hyp.6817
Maneta, M., Pasternack, G.B., Wallender, W.W., Jetten, V.D., Schnabel, S. 2007. Temporal instability of parameters in an event-based distributed hydrologic model applied to a small semi-arid catchment. Journal of Hydrology 341, 207-221. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2007.05.010
Maneta, M., Schnabel, S., Wallender, W., Panday, S., Jetten, V. 2008. Calibration of an evapotranspiration model to simulate soil water dynamics in a semiarid rangeland. Hydrological Processes 22, 4655-4669. DOI: https://doi.org/10.1002/hyp.7087
Moré, J.J. 1977. The Levenberg-Marquardt Algorithm: Implementation and Theory. In Lecture Notes in Mathematics, G.A. Watson (ed.), Springer, Berlin, pp. 106-116. DOI: https://doi.org/10.1007/BFb0067700
Schnabel, S. 1997. Soil erosion and runoff production in a small watershed under silvo-pastoral landuse (Dehesas) in Extremadura, Spain. Geoforma Ediciones, Logroño.
Schnabel, S., Dahlgren, R.A., Moreno, G. In press. Soil and water dynamics. In Mediterranean Oak Woodland Working Landscapes. Dehesas of Spain and Rangelands of California, P. Campos, L. Huntsinger, J.L. Oviedo, P.F. Starrs, M. Díaz, R. Standiford, G. Montero (eds.), Springer, New York.
Shaw, E.M. 1988. Hydrology in practice. Van Nostrand Reinhold, London.
Swarowsky, A., Dahlgren, R.A., Tate, K.W., Hopmans, J., O’Geen, A.T. 2011. Catchment-scale soil water dynamics in a Mediterranean oak woodland. Vadose Zone Journal 10, 800-815. DOI: https://doi.org/10.2136/vzj2010.0126
Van Schaik, N.L.M.B., Schnabel, S., Jetten, V.G. 2008. The influence of preferential flow on hillslope hydrology in a semi-arid watershed (in the Spanish Dehesas). Hydrological Processes 22, 3844-3855. DOI: https://doi.org/10.1002/hyp.6998
Van Schaik, N.L.M.B. 2009. Spatial variability of infiltration patterns related to site characteristics in a semi-arid watershed. Catena 78, 36-47. DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2009.02.017
World Meteorological Organization 1986. ReglamentoTécnico. OMM nº 49, Geneva.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
El autor o autora conserva todos los derechos sobre su artículo y cede a la revista el derecho de la primera publicación, no siendo necesaria la autorización de la revista para su difusión una vez publicado. Una vez publicada la versión del editor el autor está obligado a hacer referencia a ella en las versiones archivadas en los repositorios personales o institucionales.
El artículo se publicará con una licencia Creative Commons de Atribución, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que se mencione la autoría del trabajo y la primera publicación en esta revista.
Se recomienda a los autores/as el archivo de la versión de editor en repositorios institucionales.