Identification of the runoff generation processes in a montane cloud forest combining hydrometric data and mixing model analysis
- Authors
- Feyen, Jan
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- Article
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Field observations of runoff generation in pristine montane cloud forests are scarce. However, this knowledge is important for a sustainable natural resources management. Here we report results of a study carried out in the San Francisco River basin (75,3 km2) located on the Amazonian side of the Cordillera Real in the southernmost Andes of Ecuador. The basin is mainly covered with cloud forest, sub-p?ramo, pasture and ferns. A nested sampling approach was used for the collection of stream water samples and discharge measurements in the main tributaries and outlet of the basin. Additionally, soil and rock water samples were collected. Weekly to biweekly water grab samples were taken at all stations in the period April 2007 to November 2008. Hydrometric, mean residence time and mixing model approaches allowed identifying the main hydrological processes that control the runoff generation in the basin. Results clearly reveal that flow during dry conditions mainly consists of lateral flow through the C-horizon and cracks in the top weathered bedrock layer. The data shows that all catchments have an important contribution of this deep water to runoff, no matter whether pristine or deforested. During normal to low precipitation intensities, when antecedent soil moisture conditions favor water infiltration, vertical flow paths to deeper soil horizons with subsequent lateral sub-surface flow contributes most to stream flow. Under wet conditions in forested catchments stream flow is controlled by near-surface lateral flow through the organic horizon, and it is unlikely that Horton overland flow occurs during storm events. By absence of the litter layer in pasture stream flow under wet conditions primarily originates from the rooted surface layers and the A horizon, and Hortonian overland flow during extreme events.
Mediciones de campo de los procesos que controlan la generaci?n de escorrent?a en ?reas pr?stinas de bosques tropicales de neblina son escasas. Sin embargo, este conocimiento es importante para un manejo sustentable de los recursos naturales. En este trabajo presentamos los resultados de un estudio llevado a cabo en la cuenca del r?o San Francisco (75,3 km2) ubicada en el lado Amaz?nico de la cordillera real en la parte Andina del Ecuador. La cuenca est? cubierta principalmente por bosque nublado, sub -p?ramo, pastos y helechos. Para recolectar las muestras de agua y estimar el caudal de los r?os y quebradas se us? el m?todo de muestreo anidado. Adicionalmente, se colectaron muestras de agua del suelo y la roca. Las muestras de agua fueron tomadas en el periodo de Abril del 2007 a Noviembre del 2008 con una periodicidad semanal o quincenal. Las t?cnicas usadas, como fueron la hidrom?trica, tiempo de residencia promedio y modelo de mezcla, permitieron identificar los principales procesos hidrol?gicos que controlan la generaci?n de escorrent?a en la cuenca. Los resultados revelan claramente que el caudal durante condiciones secas consiste principalmente de flujo lateral a trav?s del horizonte C y de las grietas en la parte superior de la capa meteorizada de roca. Los datos analizados muestran que el caudal, en todas las cuencas de estudio, tiene una importante contribuci?n de aguas profundas, sin importar si dichas cuencas son pr?stinas o deforestadas. Durante el periodo de lluvias con intensidades normales o bajas, o cuando la humedad del suelo antecedente favorece la infiltraci?n vertical, la direcci?n del flujo de agua es vertical hacia horizontes de suelo m?s profundos y el caudal subsecuentemente est? compuesto por flujos laterales sub-superficiales. Durante condiciones h?medas el caudal en las cuencas forestadas est? principalmente controlado por flujo lateral cerca de la superficie a trav?s del horizonte org?nico, donde es improbable la existencia de flujo Hortoniano durante eventos extremos. Debido a la ausencia del horizonte de hojarasca en ?reas bajo pasto, el caudal en ?pocas h?medas se origina principalmente de los horizontes de suelo superficiales con alta cantidad de ra?ces y horizonte A, y el flujo Hortoniano durante eventos extremos.
https://publicaciones.ucuenca.edu.ec/ojs/index.php/maskana/article/view/376/320
- Publication Year
- 2011
- Language
- spa
- Topic
- MODELO DE MEZCLA
TRAZADORES QU?MICOS
BOSQUE ANDINO DE NEBLINA
- Repository
- Repositorio SENESCYT
- Rights
- openAccess
- License
- openAccess