El caudal base (también llamado caudal de sequía , caudal de recesión de aguas subterráneas , caudal bajo , caudal de estiaje , descarga de estiaje y escorrentía sostenida o de buen tiempo ) es la parte del caudal que se mantiene entre eventos de precipitación y que se alimenta a los arroyos por vías retardadas. No debe confundirse con el caudal de aguas subterráneas . El caudal de buen tiempo también se denomina caudal base. [1]
El caudal base es importante para el mantenimiento de los centros de población y los ecosistemas humanos . Esto es especialmente cierto en el caso de las cuencas hidrográficas que no dependen del deshielo . En distintas partes del hidrograma se producirán diferentes procesos ecológicos . Durante la rama ascendente del caudal base, con frecuencia hay más superficie fluvial y hábitat disponible para las especies que dependen del agua, como por ejemplo el salmón en desove . Durante la rama recesiva, que en California va de mayo a octubre, hay cada vez menos superficie fluvial y las especies autóctonas son más aptas para sobrevivir en condiciones de caudal bajo que las especies introducidas .
El flujo base se deriva del almacenamiento de agua en el lecho rocoso cerca de los suelos superficiales del valle y las zonas ribereñas . El agua se filtra hacia las aguas subterráneas y luego fluye hacia un cuerpo de agua . La curva de agotamiento del flujo base es la disminución de las reservas de flujo base/agua subterránea y suelo. [2] El volumen y la velocidad del agua que se mueve como flujo base pueden verse afectados por macroporos , microporos y otras condiciones fracturadas en el suelo y las características geomorfológicas poco profundas . La infiltración para recargar el almacenamiento subterráneo aumenta el flujo base. La evapotranspiración reduce el flujo base porque los árboles absorben agua del suelo. En el otoño, el flujo base puede aumentar antes de que comience a llover porque los árboles dejan caer sus hojas y dejan de beber tanta agua. [3] La incisión del río puede disminuir el flujo base al bajar el nivel freático y el acuífero . [4]
Un buen caudal base está relacionado con el agua superficial que se encuentra en un lecho rocoso permeable, soluble o muy fracturado. Un mal caudal base se encuentra en un lecho rocoso cristalino o macizo con fracturas menores y que no almacena agua. Los tramos perdedores se dan cuando el caudal de agua disminuye a medida que avanza río abajo y se fractura a mayor profundidad que el agua superficial o en la geología kárstica debido a que la caliza y la dolomita tienen un alto nivel de almacenamiento. Los tramos ganadores se dan cuando el caudal aumenta a medida que avanza río abajo. Los tramos ganadores son comunes en las regiones montañosas húmedas donde el nivel freático está por encima del agua superficial y el agua fluye desde una altura alta a una altura baja siguiendo la ley de Darcy . [4]
Los métodos para identificar las fuentes de flujo base y el tiempo de residencia/tránsito incluyen el uso de solutos y trazadores . Los solutos que se originan en áreas distintas de la cuenca hidrográfica se pueden utilizar para obtener firmas geoquímicas de flujo base. Los trazadores se pueden insertar en diferentes partes de la cuenca hidrográfica para identificar las rutas de flujo y los tiempos de tránsito. [5]
Los métodos para resumir el caudal base de un registro de caudal existente incluyen estadísticas de caudal bajo basadas en eventos, [6] curva de duración del caudal, [7] métricas que explican la proporción del caudal base con el caudal total, [8] y la curva de recesión del caudal base que se puede utilizar en arroyos no medidos basándose en la relación empírica entre las características de la cuenca hidrográfica y el caudal base en los sitios medidos. [9]
Ciertos parámetros del caudal base, como el tiempo medio de residencia y la curva de recesión del caudal base, pueden ser útiles para describir la mezcla de aguas (por ejemplo, las de precipitación y las subterráneas) y el nivel de contribución de las subterráneas al caudal de las corrientes en las cuencas. [10]
Los efectos antropogénicos sobre el caudal base incluyen la silvicultura , la urbanización y la agricultura . La cubierta forestal tiene una alta infiltración y recarga debido a las raíces de los árboles. La eliminación de la cubierta forestal puede causar un aumento a corto plazo en el caudal medio y el caudal base porque hay menos intercepción y evapotranspiración . [11] La urbanización incluye una reorganización de las vías superficiales y subterráneas para que el agua se descargue a través de las cuencas debido a la menor resistencia hidráulica, la n de Manning , los canales y las superficies impermeables que disminuyen la infiltración. En las áreas urbanas, el agua a menudo se importa desde fuera de la cuenca hidrográfica desde pozos profundos y embalses . Las tuberías que transportan el agua a menudo pierden un 20-25% al subsuelo, lo que en realidad puede aumentar el caudal base. La agricultura puede reducir el caudal base si el agua se desvía del arroyo para riego, o puede aumentar el caudal base si se utiliza agua de una cuenca hidrográfica diferente. Los pastos pueden aumentar la compactación y reducir la materia orgánica con la reducción de la infiltración y el caudal base. [11]