Resumen de Runoff generation in mountain catchments: long-term hydrological monitoring in the Rio Vauz Catchment, Italy
- español
Adquirir un conocimiento detallado sobre el funcionamiento hidrológico de cuencas de montaña representa un importante reto en el esfuerzo para paliar las posibles consecuencias del cambio climático y cambios de uso del suelo en la disponibilidad de los recursos hídricos. Las observaciones hidro-meteorológicas a largo plazo (> 10 años) en pequeñas (< 10 km2) cuencas experimentales constituye una herramienta muy valiosa para conseguir este objetivo. La cuenca del Río Vauz (1,9 km2) en los Dolomitas italianos, representa un ejemplo excelente de cuenca monitorizada a largo plazo, afectada por proceso de fusión de nieve en regiones dolomíticas. El fuerte gradiente altitudinal de la cuenca del Río Vauz y las diferentes propiedades fisiográficas de sus cuencas anidadas hace que éste sea un sitio único para investigar los mecanismos fundamentales de generación de escorrentía en cuencas de cabecera en zonas de montaña. En este trabajo se ofrece una revisión de los procesos físicos que se infieren a partir del seguimiento hidrológico que se ha llevado a cabo en esta cuenca a lo largo de 12 años. Se presenta la base de datos disponible y se sintetizan los procesos hidrológicos principales que explican el funcionamiento interno de la cuenca del Río Vauz, centrándose en los siguientes comportamientos hidrológicos: umbrales, histéresis y conectividad. El principal mecanismo que controla el umbral de respuesta de las escorrentías superficial y subsuperficial está constituido por la combinación de tres factores: condiciones antecedentes de la humedad del suelo, volumen de precipitación y topografía. Los cambios en los patrones de las curvas de histéresis (horarias y anti-horarias) entre caudal, humedad del suelo, nivel freático y conductividad eléctrica están determinados por la ocurrencia de procesos de generación de escorrentía diferentes y las características del evento de precipitación. La conectividad ladera-ribera-cauce está controlada por las condiciones antecedentes de humedad y el volumen de precipitación. La composición de los trazadores ambientales (isótopos estables del agua y conductividad eléctrica) en distintas fuentes de agua y la aplicación de modelos mixtos basados en trazadores ayudan a diferenciar las fuentes de escorrentía y cuantificar el papel de la lluvia y la fusión de nieve en el caudal. Finalmente, se define un modelo perceptual de procesos de generación de escorrentía en condiciones secas y húmedas que puede ser considerado representativo de muchas cuencas de cabecera en zonas de montaña del mundo.
- English
Trying to obtain a more detailed understanding of the hydrological functioning of mountain catchments represents an important challenge in the effort of counteracting possible consequences of climate and land use change on water resources availability. Long-term (> 10 years) hydro-meteorological monitoring in small (typically < 10 km2) experimental catchments constitutes a valuable tool to achieve these goal. One of these sites is the Rio Vauz Catchment (1.9 km2), in the Italian Dolomites, that represents an excellent example of long-term snowmelt-dominated catchment in Dolomitic regions. The strong elevation gradient of the Rio Vauz Catchment and the different physiographic properties of its nested subcatchments make this a unique site for investigating fundamental runoff generation mechanisms in mountain headwaters. In this work, we provide a review of physical processes that have been inferred from 12 years of hydrological monitoring in this catchment. We present the available dataset and summarize the main hydrological mechanisms that explain the internal functioning of the Rio Vauz Catchment, primarily focusing on three characterizing hydrological behaviours, namely thresholds, hysteresis and connectivity. The main control on surface and subsurface runoff threshold response is constituted by a combination of soil moisture antecedent conditions, rainfall amount and topography. Changes in hysteresis patterns (clockwise and anti-clockwise loops) between streamflow and soil moisture, water table depth and electrical conductivity were governed by distinct runoff generation processes and rainfall event characteristics. Hillslope-riparian-stream subsurface connectivity was controlled by antecedent wetness conditions and rainfall amount. The composition in environmental tracers (stable isotopes of water and electrical conductivity) in different water sources and the application of tracer-based mixing models helped to distinguish the geographical sources to runoff and to quantify the role of rainfall and snowmelt in streamflow. Finally, we define a perceptual model of runoff generation processes for dry and wet conditions that can be considered representative for many mountain headwater catchments in the world.
