Impact of spatially-variable soil thickness and texture on simulated hydrologic conditions in a semiarid watershed in northwest Mexico



Título del documento: Impact of spatially-variable soil thickness and texture on simulated hydrologic conditions in a semiarid watershed in northwest Mexico
Revista: Revista mexicana de ciencias geológicas
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000411524
ISSN: 1026-8774
Autores: 1
2
3
Instituciones: 1Instituto Tecnológico de Sonora, Departamento de Ciencias del Agua y Medio Ambiente, Ciudad Obregón, Sonora. México
2Arizona State University, School of Earth and Space Exploration, Tempe, Arizona. Estados Unidos de América
3Arizona State University, School of Sustainable Engineering and the Built Environment, Tempe, Arizona. Estados Unidos de América
Año:
Periodo: Dic
Volumen: 33
Número: 3
Paginación: 365-377
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, descriptivo
Resumen en español La profundidad y textura del suelo ejercen un control fuerte sobre la distribución espacial de los flujos de agua y energía en cuencas semiáridas. Como resultado, la representación espacial realística de las características del suelo son de suma importancia para el mejoramiento de las aplicaciones de los modelos hidrológicos basados en procesos. En este estudio evaluamos los efectos de diferentes combinaciones de varias distribuciones espaciales del espesor de suelo y su textura para estimar sus efectos en la respuesta de simulaciones hidrológicas en la cuenca semiárida Sierra Los Locos en Sonora, México. Los principales resultados de las simulaciones hidrológicas muestran que la textura de suelo ejerce un fuerte control en los patrones espaciales de evapotranspiración y humedad de suelo mientras que el grosor del suelo está directamente relacionado con la magnitud y rango de los valores simulados. Además, los patrones de distribución de textura de suelo fueron un factor muy importante en el control de la persistencia temporal y espacial de humedad de suelo la cual es muy evidente durante la transición de condiciones secas a húmedas en la región del Monzón de Norteamérica. Una vez que la cobertura vegetal se incrementa en la cuenca en respuesta a la estacionalidad de la lluvia, la influencia de la textura de suelo decrece en la determinación de la distribución espacial de la respuesta hidrológica simulada y la profundidad del suelo comienza a ser más importante. El espesor del suelo variable en el espacio tiende a crear depresiones por debajo de la superficie que almacena y trasmite agua subterránea, dando lugar a grandes variaciones en humedad del suelo, evapotranspiración y generación de escorrentía. Los resultados de este estudio ponen de manifiesto la sensibilidad de los estados y flujos de agua estimados con respecto a la distribución espacial de la profundidad y textura del suelo
Resumen en inglés Soil depth and texture exert strong controls on the spatial distribution of water and energy fluxes and states in semiarid watersheds. As a result, realistic representations of the spatial soil characteristics within watersheds are important for the improvement of process-based distributed hydrologic modeling applications. In this study, we evaluated the effects of combinations of soil thickness and soil texture products with varying spatial distributions to assess their effects on the simulated hydrologic response in the semiarid Sierra Los Locos watershed in Sonora, Mexico. The main findings of the hydrological simulations show that soil texture exerted a strong control on evapotranspiration and soil moisture patterns, while soil thickness was directly related with the magnitude and range of the simulated values. Furthermore, soil texture patterns were an important factor controlling the spatial and temporal persistence of soil moisture which is highly evident during the transition from dry to wet conditions in the North American monsoon region. Once vegetation cover increases in the watershed in response to seasonal rainfall, the influence of soil texture decreases for determining the spatial distribution of the simulated hydrologic response and soil thickness becomes more important. Spatially-variable soil thickness tends to create soil depressions that store and transmit subsurface water, leading to large spatial variations in soil moisture, evapotranspiration and runoff generation. The results of this study highlight the sensitivity of estimated water fluxes and states with respect to the spatial distribution of soil depth and texture as obtained in a distributed hydrologic model representative of modern approaches. Finally, this research work offers insight into the importance of field studies and remote sensing approaches to better characterize these watershed properties
Disciplinas: Matemáticas
Palabras clave: Matemáticas aplicadas,
Hidrología,
Modelos hidrológicos,
Profundidad del suelo,
Análisis de sensibilidad,
Simulación hidrológica,
Zonas áridas,
Zonas semiáridas,
Patrones espaciales,
Sonora,
México
Keyword: Mathematics,
Applied mathematics,
Hydrology,
Hydrologic models,
Soil depth,
Sensitivity analysis,
Hydrological simulation,
Arid zones,
Semiarid zones,
Spatial patterns,
Sonora,
Mexico
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