| Summary: | Las características del paisaje originadas por la actividad volcánica influyen en el
transporte de agua y solutos en zonas montañosas. Sin embargo, el conocimiento
sobre cómo estas características afectan el comportamiento hidrológico a
diferentes escalas espaciales (desde laderas hasta cuencas) aún es escaso. La
influencia de los suelos originados por la ceniza volcánica (Andosoles/Andisoles) y
de la geología de origen volcánico fuertemente fracturada en el comportamiento
hidrológico y la delineación de las rutas de flujo del agua es particularmente poco
conocida. Para llenar estos vacíos de conocimiento, enfoqué esta disertación
doctoral en la investigación de cómo los Andosoles y la geología volcánica
fracturada influyen en el transporte de agua y la mezcla de trazadores. Mediciones
de laboratorio, experimentales y de campo de la curva de retención de agua (CRA)
de los Andosoles en combinación con datos extraídos de la literatura publicada
muestran que los métodos de laboratorio estándar representan bien una pequeña
porción del rango húmedo de la CRA, específicamente, desde saturación hasta
potenciales matriciales 3-5 kPa (pF 1.5-1.7). Para potenciales matriciales más
altos, los métodos de laboratorio estándar sobrestiman sustancialmente el
contenido de agua de los suelos en comparación con las mediciones
experimentales y de campo. A continuación, utilicé una evaluación combinada de
datos hidrométricos, isótopos estables y de propiedades hidráulicas del suelo para
investigar cómo los Andosoles influyen en el transporte de agua y la mezcla de
trazadores en una ladera empinada tropical. Los resultados del análisis apuntan al
predominio de las rutas de flujo vertical dentro de la matriz del suelo, a pesar de la
formación de una capa de almacenamiento de agua debajo de la zona de la raíz,
que se asemeja al comportamiento hidráulico de una esponja húmeda e inclinada.
Finalmente, utilicé un modelo hidrológico asistido por trazadores (TraSPAN) y
calibrado utilizando los isótopos estables de agua y conductividad eléctrica
durante un evento de lluvia para investigar el papel de la geología volcánica
fracturada en el transporte de agua y la mezcla de trazadores. La estructura del
modelo que produjo las mejores simulaciones incluyó dos reservorios de agua que
representan los suelos con alta capacidad de infiltración y el sistema de agua
subterránea formado en el lecho de roca fracturada. Durante el evento solo el 13%
de la precipitación se convirtió en caudal, con una proporción importante (75-81%)
compuesta por agua de pre-evento almacenada en la cuenca previo al evento de
lluvia. Estos hallazgos indican una alta capacidad de almacenamiento de agua del
sistema en la geología volcánica fracturada.
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