Conectividad hidrológica de laderas y arroyos: escalas de tiempo características y no linealidades

El flujo subsuperficial desde las laderas es ampliamente reconocido como un contribuyente importante a la generación de flujo de arroyos; sin embargo, los procesos que controlan cómo y cuándo las laderas se conectan con los arroyos siguen siendo confusos. Investigamos la dinámica del escurrimiento de arroyos y laderas a través de un período de humedecimiento en la cuenca 10 del Bosque Experimental H. J. Andrews en las Cascadas occidentales de Oregón, donde la zona ribereña ha sido removida por flujos de escombros. Examinamos los controles sobre la conectividad ladera-arroyo con base en observaciones de respuestas hidrométricas, isótopos estables y trazadores aplicados, y calculamos los tiempos de tránsito para múltiples componentes del escurrimiento durante una serie de tormentas durante la fase de humedecimiento de la temporada de lluvias de invierno 2002-2003. El escurrimiento de la ladera fue claramente umbral-like con una respuesta casi lineal y un promedio de relación de flujo rápido de 0.58 cuando la lluvia antecedente fue superior a 20 mm. El escurrimiento de tormenta en laderas y arroyos varió temporalmente y mostró fuertes relaciones histéresis. Los tiempos de tránsito promedio del agua del evento (8-34 h) y la rápida ruptura de las adiciones de trazador de ladera aplicadas demostraron que las áreas contribuyentes subsuperficiales se extienden mucho hacia arriba durante eventos. A pesar de los rápidos procesos de transporte en laderas durante eventos, los tiempos de tránsito promedio del agua del suelo y del escurrimiento durante condiciones sin tormentas fueron mayores que la escala de tiempo de los eventos de tormenta. Los tiempos de tránsito promedio del agua del suelo oscilaron entre 10 y 25 días. Los tiempos de tránsito promedio de la filtración de la ladera y del flujo base de la cuenca fueron entre 1 y 2 años. Describimos un modelo conceptual que captura rutas de flujo físico variables, su sincronicidad, activación por umbral, histéresis y tiempos de tránsito a través de cambiantes condiciones de humedad antecedente que ilustran las diferentes etapas de conectividad entre laderas y arroyos.