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Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/33506
Title: Unraveling evapotranspiration dynamics and processes in tropical Andean tussock grasslands
Other Titles: Dinámicas y procesos de la evapotranspiración en los pajonales andinos
Authors: Ochoa Sánchez, Ana Elizabeth
metadata.dc.contributor.advisor: Célleri Alvear, Rolando Enrique
metadata.dc.ucuenca.correspondencia: ochoa.anaelizabeth@gmail.com
Keywords: Ingeniería Civil
Andes
Pajonal
Páramo
Evapotranspiración
metadata.dc.audience.educationLevel: Tesis de Doctorado en Recursos Hídricos
Issue Date: 15-Oct-2019
metadata.dc.ucuenca.embargoend: 12-Nov-2024
metadata.dc.ucuenca.paginacion: 103 páginas (disponible 1 ejemplar impreso)
metadata.dc.description.city: 
Leuven
Series/Report no.: TPHD;05 (y 1 ejemplar impreso)
metadata.dc.type: doctoralThesis
Abstract: 
The páramo biome provides water resources for many cities in the Andes. These resources are used for drinking water, irrigation, hydropower generation and for sustaining aquatic ecosystems. Notwithstanding mountainous terrains place difficulties for their study, due to its remoteness and data scarcity, knowledge about the functioning of this biome has improved lately. Precipitation (P) and runoff monitoring has increased dramatically, but this was not the case for evapotranspiration (ETa). In order to understand the components of the hydrological cycle, this study aimed at understanding the evapotranspiration process of this important biome by pursuing the following three objectives: (1) to quantify interception, transpiration and their contribution to evapotranspiration, (2) to find suitable methods for measuring and estimating evapotranspiration, and (3) to investigate the controls on evapotranspiration. Results show the high contribution of interception to the evapotranspiration process. The maximum capacity of tussock grasslands to intercept water was 2 mm. During small events (P < 2 mm), between 100 and 80 % of precipitation was intercepted and released back to the atmosphere as vapour; while during large events (P > 2 mm), interception loss decreased from 80 to 10 %. Interception was mainly driven by precipitation amount and secondary by relative humidity. During dry periods, transpiration rates were on average 1.7 mm/day (ranging between 0.7 and 2.7 mm/day) and on top, the fog and dew harvested by the vegetation contributed to the evapotranspiration in around 30 %. For measuring evapotranspiration, the eddy-covariance method is considered the most accurate and with the highest resolution. However, given the high cost of the method, complex installation, operation and maintenance, two hydrological models (HBV-light and PDM) and the calibrated Penman-Monteith equation were found robust alternative methods for the daily estimation of evapotranspiration. These alternative methods are accurate (Pearson’s correlation coefficient > 0.7 and bias percentage < 20 %), freely available and easy to implement. This study also showed that the commonly used water balance method was not suitable for estimating evapotranspiration at daily or monthly scale. Finally, it was found that the páramo biome has a relatively low evapotranspiration rate (annual ETa/P = 0.5) and is an energy-limited site, where net radiation is the primer control on evapotranspiration (annual ETa/Rn = 0.47). The secondary controls were wind speed, surface and aerodynamic conductance, especially important during dry periods.
Description: 
El páramo proporciona recursos hídricos para importantes ciudades andinas. Estos recursos son utilizados para agua potable, agricultura, generación de energía hidroeléctrica y para sostener ecosistemas acuáticos. A pesar de que las zonas de montaña presentan dificultades por su locación remota; y, en consecuencia, escasez de datos, el conocimiento acerca del funcionamiento de este bioma ha mejorado últimamente. El monitoreo de precipitación (P) y escorrentía ha incrementado dramáticamente, pero no así el de evapotranspiración (ETa). A fin de comprender los componentes del ciclo hidrológico, este estudio tiene como objetivo entender el proceso de evapotranspiración en este importante bioma, a través de tres objetivos específicos: (1) cuantificar la intercepción, la transpiración y su contribución a la evapotranspiración, (2) encontrar métodos adecuados para medir y estimar la evapotranspiración e (3) investigar los controles de la evapotranspiración. Los resultados mostraron la alta contribución de la intercepción al proceso de evapotranspiración. La capacidad máxima de los pajonales para interceptar agua fue de 2 mm. Durante eventos pequeños (P < 2 mm), la precipitación fue interceptada entre 100 y 80 % y regresó en forma de vapor a la atmósfera; mientras que, durante eventos largos (P > 2 mm), la pérdida por intercepción decreció desde 80 a 10 %. La intercepción fue principalmente controlada por la cantidad de precipitación y en menor grado por la humedad relativa. Durante periodos secos, las tasas de transpiración fueron en promedio 1.7 mm/día (en un rango de 0.7 y 2.7 mm/día). Incluso durante esos periodos secos, la neblina y el rocío fueron retenidos por la vegetación y contribuyeron a la evapotranspiración. Para la medición de la evapotranspiración, se encontró que el método de eddy-covariance es el más preciso y el de mejor resolución. Sin embargo, debido a la complejidad de instalación, operación y mantenimiento, se encontraron como alternativas para la estimación diaria de evapotranspiración, dos modelos hidrológicos (HBV-light y PDM) y la ecuación calibrada de Penman-Monteith. Estos métodos alternativos son precisos, están disponibles gratuitamente y son fáciles de implementar. Este estudio demostró, además, que el método de balance hídrico, usado comúnmente, no es aceptable para la estimación de la evapotranspiración a escala diaria o mensual. Finalmente, se encontró que el páramo tiene una tasa de evapotranspiración relativamente baja (ETa/P = 0.5, agregación anual) y que es un sitio limitado por la cantidad de energía, donde la radiación neta es el principal control de la evapotranspiración (ETa/Rn = 0.47, agregación anual). Los controles secundarios que se encontraron fueron la velocidad del viento, la conductancia superficial y la conductancia aerodinámica, los cuales fueron especialmente importantes durante periodos secos.
metadata.dc.description.degree: 
Doctora (PhD) en Recursos Hídricos
URI: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/33506
Appears in Collections:Tesis Doctoral/PHD

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