Hydrological and physico-chemical dynamics in two Andean streams

espanolEl caudal (Q) es una variable esencial para comprender el funcionamiento de los ecosistemas fluviales. En este trabajo estudiamos las dinamicas hidrologicas y fisico-quimicas de dos arroyos contrastantes de la Patagonia, el arroyo Casa de Piedra (CP) y el Arroyo Gutierrez (G). El arroyo CP nace en un pequeno lago de altura (0.15 km2), en cambio el arroyo G nace a partir de un gran lago (17 km2) de piedemonte. Ademas, existen otras diferencias entre sus cuencas de drenaje: la cuenca del arroyo CP es pequena (63 km2) y posee una elevada pendiente (33.9 m/km). En cambio, la cuenca del arroyo G abarca 162 km2 y su pendiente es mas suave (5.9 m/km). El presente estudio se llevo a cabo durante 1 ano, relevando datos climatologicos (precipitaciones y temperatura) e hidrologicos (Q, conductividad electrica (CE), temperatura del agua, turbidez y pH). El clima y la topografia de la region establecieron 3 periodos hidrologicos distintivos: Precipitaciones, Deshielo y Basal. El Q presento un claro regimen estacional. Los mayores caudales se observaron durante el periodo de Deshielo por causa del derretimiento de las nieves en las montanas. El arroyo CP se comporto como un arroyo muy variable en relacion con el Q, no asi el arroyo G. La mayor variabilidad del caudal se observo durante el periodo de Precipitaciones. El periodo Basal se caracterizo por su escaso caudal. La temperatura del agua fluctuo entre los distintos periodos hidrologicos y entre los arroyos de estudio. En cambio, el pH solo fluctuo estacionalmente. La elevada escorrentia durante el periodo de Precipitaciones trajo aparejado el lavado de los suelos y esto a su vez, una mayor turbidez a los arroyos. En el arroyo CP la relacion entre el Q y la CE revelaria diferentes flujos del agua hacia el arroyo durante el ano; flujos provenientes del deshielo, de la escorrentia y subterraneo. En cambio, en el arroyo G, la EC fue elevada y constante durante todo el periodo de estudio, independientemente del caudal; indicando al gran lago en su cabecera como su principal aporte de agua. Este lago influyo claramente en las dinamicas fisico-quimicas del arroyo G. Este estudio nos permitio indagar sobre procesos hidrologicos con importancia ecologica en los ecosistemas acuaticos Andino-Patagonicos. A raiz de nuestros resultados y de las tendencias de futuro, creemos que las dinamicas hidrologicas y fisico-quimicas de estos ecosistemas se veran fuertemente afectadas como consecuencia del cambio climatico. EnglishDischarge (Q) is an essential variable to understand how fluvial ecosystems function. To this aim, we assessed the hydrological and physico-chemical dynamics of two contrasting streams in Andean Patagonia: Casa de Piedra (CP) and Gutierrez (G). CP originates in a small lake (0.15 km2) situated at high-elevation, whereas the source of G is a large (17 km2) piedmont lake. There are other differences between the drainage basins of these streams: CP drainage basin covers 63 km2 and slopes steep (33.9 m/km), while that of G is bigger (162 km2) and gentler (5.9 m/km). The current research was carried out over a period of 1 year. Variables measured were precipitation and temperature, as well as hydrological data (Q = discharge, EC = electrical conductivity, water temperature, turbidity and pH). The climate and topography of the region led to 3 distinct hydrological periods: stormflow, meltflow and baseflow. Discharge presented a clear seasonal pattern with higher values at meltflow, due to snow melting from the mountains. Stream CP was very flashy (high variation in flow regime), unlike stream G. The greatest flashiness was observed during the stormflow period. Baseflow was characterised by low values of Q. The temperature of water fluctuated between the different hydrological periods and between the study streams, whereas pH varied seasonally only. Great turbidity in the streams was observed during the stormflow period, as a result of high run-off. Throughout the year, the relation between Q and EC in CP revealed different hydrological flowpaths towards the stream: flows derived from melting snow, lateral flows through the landscape and groundwater flows. In contrast, EC in stream G was high and constant during the whole recording period, independently of Q. This indicates that the large headwater lake is its main source of water. This lake clearly affected the physico-chemical dynamics of stream G. In brief, the current research brought new knowledge into the ecological aspects of hydrological processes acting on the Andean-Patagonian aquatic ecosystems. On the basis of the results presented here and on expected future trends, we believe that the hydrological and physico-chemical dynamics of these ecosystems will be highly affected by climate change.