Title: | Quantifying solute input, export, and budgets in a tropical Andean páramo
ecosystem comparing different methods with high-resolution data |
Authors: | Arízaga Idrovo, Viviana Cristina |
metadata.dc.contributor.advisor: | Crespo Sánchez, Patricio Javier |
metadata.dc.contributor.tutor: | Pesántez Vallejo, Juan Patricio |
metadata.dc.ucuenca.correspondencia: | varizagaid@gmail.com |
metadata.dc.subject.other: | Hidrología |
Keywords: | Ingeniería Civil Calidad del agua Monitoreo Páramos |
metadata.dc.audience.educationLevel: | Tesis de Maestría en Hidrología con mención en Ecohidrología |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoamplio: | 25 Ciencias de la Tierra y del Espacio |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescodetallado: | 2508.11 Calidad de las Aguas |
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoespecifico: | 2508 Hidrología |
Issue Date: | 4-Jan-2022 |
metadata.dc.ucuenca.embargoend: | 31-Dec-2024 |
metadata.dc.format.extent: | 51 páginas |
Publisher: | Universidad de Cuenca |
metadata.dc.description.city: | Cuenca |
Series/Report no.: | TM4;1892 |
metadata.dc.type: | masterThesis |
Abstract: | Monitoring solute fluxes in water quality studies can reveal ecosystem disturbances,
which can be particularly useful in Andean headwater catchments as they are the main
water providers for downstream populations. However, such studies have mainly
focused on organic matter and nutrients, disregarding other solutes that can threaten
water quality (e.g. arsenic, lead, calcium, magnesium). Additionally, low-resolution
(weekly or monthly) routine sampling schemes, may overlook important solute
dynamics. Therefore, we collected water samples every four hours for analysis of
twenty-four solutes in a pristine tropical Andean páramo catchment. Solute fluxes were
calculated with five different methods. The 4-hourly data set was filtered to test for an
optimum sampling frequency without compromising the export rates. The results
showed that the interpolation export method of the available 4-hourly data was the best
suited due to a weakly correlation with discharge. From the twenty-four solutes
analyzed, DOC, TNb, Si, Ca, Mg, K, and Na presented the highest input (i.e., DOC =
4.167E+08 mEq km-2 yr-1 and Si = 1.729E+07 mEq km-2 yr-1
) and export rates (i.e.,
DOC = 2.686E+08 mEq km-2 yr-1 and Si = 2.953E+08 mEq km-2 yr-1
). DOC, TNb, NH4,
NO2, NO3, PO4, Al, B, Cu, Fe, Zn. As, Cd, Cr, Pb, and V presented more input than
export, while Ca, K, Mg, Na, Rb, Si, Sr, and Ba presented more export than input
(geogenic sources). Filtered sampling frequencies demonstrated that a minimum of
daily grab samples would be required to obtain reliable export rates with errors
consistently below 10% compared to the 4-hourly solute export. These findings can be
particularly useful for the implementation of long-term monitoring programs at low costs
and maintenance and provide for the first time high-quality information about
biogeochemical budgets in a pristine páramo catchment. |
Description: | Monitorear los flujos de solutos en los estudios de calidad de agua puede revelar
disturbios presentes en el ecosistema, lo cual puede ser particularmente útil en las
cuencas andinas de cabecera ya que son las principales proveedoras de agua para la
población aguas abajo. Sin embargo, estos estudios se han enfocado principalmente
en materia orgánica y nutrientes, dejando de lado otros solutos que de igual manera
pueden amenazar la calidad del agua (i.e., arsénico, plomo, calcio, magnesio).
Adicionalmente, los monitoreos de rutina de baja frecuencia (semanal o mensual)
pueden pasar por alto importantes dinámicas en los solutos. Por consiguiente,
recolectamos muestras de agua cada cuatro horas para el análisis de veinte y cuatro
solutos en una cuenca tropical de páramo. Estos flujos de soluto fueron calculados
con cinco métodos diferentes. La base de datos cada cuatro horas fue filtrada para
probar una frecuencia de monitoreo óptima sin que las tasas de exportación se vean
comprometidas. Los resultados mostraron que el método de interpolación con la base
de datos cada cuatro horas fue el más apropiado ya que las correlaciones de las
concentraciones de los solutos con el caudal fueron débiles. De los veinte y cuatro
solutos analizados, DOC, TNb, Si, Ca, Mg, K, y Na presentaron las tasas más altas
de ingreso (i.e., DOC = 4.167E+08 mEq km-2 yr-1 y Si = 1.729E+07 mEq km-2 yr-1
) y
exportación (i.e., DOC = 2.686E+08 mEq km-2 yr-1 y Si = 2.953E+08 mEq km-2 yr-1
).
DOC, TNb, NH4, NO2, NO3, PO4, Al, B, Cu, Fe, Zn. As, Cd, Cr, Pb, y V presentaron
una tasa de ingreso más alta que su tasa de exportación, mientras que Ca, K, Mg, Na,
Rb, Si, Sr, y Ba presentaron una tasa de exportación más alta que su tasa de ingreso
(fuentes geogénicas). Las frecuencias de monitoreo filtradas demostraron que se
necesita mínimo muestras diarias para obtener constantemente tasas de exportación
con un error menor al 10% comparada con la exportación calculada con los datos a
cuatro horas. Estos resultados pueden ser particularmente útiles para la
implementación de programas de monitoreo a largo plazo a bajo costo y
mantenimiento y brindar por primera vez información de alta calidad sobre procesos
biogeoquímicos en una cuenca de páramo prístina. |
URI: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/37694 |
Appears in Collections: | Tesis Maestrías
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