Separación isotópica del hidrograma de crecida en dos pequeñas cuencas de montaña durante múltiples eventos

Resumen

Se llevó a cabo una separación isotópica del hidrograma en dos componentes con el fin de determinar la proporción de agua de lluvia y de agua preexistente de un único evento de crecida. Su aplicación para varios eventos sucesivos requiere la determinación reiterada de las señales isotópicas de los distintos componentes (precipitación, agua preexistente) para cada evento. La existencia de varias señales posibles conlleva diferencias en el cálculo de las contribuciones de los distintos componentes. Este artículo responde a la pregunta de cuánto de grandes podrían ser las diferencias debidas a la aplicación de diferentes métodos para la determinación de las señales de los distintos componentes en una pequeña cuenca de montaña. Se analizó la composición isotópica de la lluvia diaria y a escala de evento, a diferentes altitudes en dos cuencas localizadas en los Cárpatos en julio de 2014. La composición isotópica del caudal, muestreado cada 4-6 h, también se analizó. Los gradientes altitudinales de δ¹⁸O y δ²H en la precipitación durante el periodo de estudio fueron 0.18 ‰ 100 m^-1 y -1.1 ‰ 100 m^-1. También se observó un gradiente altitudinal en el exceso de deuterio (0.29 ‰ 100 m^-1). La precipitación en la cara norte de las montañas fue isotópicamente más ligera de lo esperado para una altitud dada. Cinco eventos de gran magnitud fueron registrados durante el periodo de estudio en la cuenca de Jalovecký (Tatras Occidentales, 22.2 km² de superficie) y la cuenca de cabecera de Škaredý (Altos Tatras, 1.4 km² de superficie). La separación isotópica del hidrograma en dos componentes se llevó a cabo utilizando ocho opciones para el cálculo de las señales del agua de lluvia y del agua preexistente. La señal isotópica de la precipitación fue representada mediante los datos obtenidos en altitudes altas y bajas. El agua preexistente fue representada mediante el caudal previo a la crecida y mediante un valor estadístico de los datos sobre la composición isotópica del caudal tomados a largo plazo. Ambos isótopos, δ¹⁸O y δ²H, fueron utilizados para calcular las fracciones de agua de lluvia durante los picos de crecida de los eventos individuales. Estas fracciones estuvieron por debajo de 0.2-0.3 en la mayoría de los eventos. No obstante, las diferencias en el cálculo de las fracciones de agua de lluvia para diferentes composiciones isotópicas de los distintos componentes fue significativa, incluso sin tener en cuenta posibles cambios en la composición isotópica durante eventos pluviométricos individuales. El coeficiente de variación para las fracciones de agua de lluvia, calculado para las diferentes opciones, varió entre 0.14 y 0.36. Estos resultados sugieren que seguramente es más adecuado usar un rango de posibles valores en vez de un único valor a la hora de interpretar los resultados de la separación del hidrograma. La separación del hidrograma mediante ¹⁸O and ²H arrojó resultados similares.