Thresholds in the response of soil moisture to meteorological conditions on a high Andean hillslope
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Soil and vegetation cover play a critical role in the hydrology of the Andean Páramo generating runoff primarily by shallow subsurface flow. Understanding the dynamics of soil moisture response under pristine vegetation cover during rainfall events is essential for water resource planning considering the increasing anthropogenic pressure. Hence, this study focuses on the evaluation of the factors and thresholds controlling maximum changes in soil moisture (Δθmax) during rainfall events and their dynamics during different wetness conditions (from dry to wet). To determine the factors controlling Δθmax, a nonparametric Spearman correlation coefficient test was applied. We found that the factors controlling Δθmax were the precipitated volume, intensity, moisture conditions just before the event and the 5- and 15-days antecedent weather conditions. The threshold analysis shows a response of increase or decrease as function of moisture state, topographic position and soil layer depth. This study demonstrates that under pristine Andean Páramo vegetation precipitation, antecedent moisture and weather conditions determine to a significant degree the soil moisture status affecting subsequently hillslope connectivity and hydrologic functioning.
El suelo y su cobertura vegetal desempeñan un papel crítico en la hidrología del Páramo Andino, proporcionando escorrentía, principalmente por flujo subsuperficial poco profundo. Comprender la dinámica de la humedad del suelo bajo cobertura vegetal prístina, durante eventos de lluvia, es esencial para la planificación futura de los recursos hídricos, considerando la creciente influencia antrópica. Por lo tanto, este estudio se centra en la evaluación de los controladores y umbrales en el cambio máximo de la humedad del suelo (Δθmax) durante eventos de lluvia y su dinámica durante diferentes condiciones de humedad. Los factores que controlan Δθmax, determinados mediante el coeficiente de correlación de Spearman, fueron el volumen precipitado, la intensidad del evento, la humedad antecedente y las condiciones climáticas previas de 5 y 15 días. El análisis de umbrales reveló una respuesta de aumento o disminución en función del estado de humedad, la posición topográfica y la profundidad del estrato de suelo. Este estudio demuestra que, bajo vegetación prístina del Páramo, la precipitación, la humedad antecedente y las condiciones climáticas, determinan, en gran medida, el estado de humedad del suelo que afecta posteriormente la conectividad de las laderas y su funcionamiento hidrológico.
- Publication Year
- 2018
- Language
- spa
- Topic
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- REVISTAUC
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