Temporal variability in hydrological response within a small catchment with badland areas, central Pyrenees

Abstract

The lower Araguás catchment, central Pyrenees, is characterized by extensive badlands (25% of the total catchment), whereas the upper catchment is covered by dense plantation forest. The catchment (45 ha) has been monitored since October 2005 with the aim of studying its hydrological response. The 44 floods recorded over this period were analysed to identify the factors that control the rainfall—runoff relationship. The first relevant feature of the catchment was its responsiveness. The catchment reacted to all rainfall events, but the irregular nature of the hydrological response was the most characteristic feature of the response. No single variable could explain the response of the Araguás catchment. It was found that stormflow coefficients mainly depend on the combination of rainfall volume and antecedent baseflow. A significant correlation was observed between maximum rainfall intensity and peak flow values. The shapes of the different hydrographs are very similar, regardless of the peak flow magnitude; they show a short time lag, relatively narrow peak flow, and steep recession limb. This indicates a large contribution by overland flow, resulting mainly from the generation of infiltration excess runoff in badland areas.

Résumé

Le bassin versant de Araguás (45 ha), caractérisé par la présence de surfaces ravinées dans sa partie basse (25%) et d'une forêt relativement dense dans sa partie haute, est instrumenté depuis Octobre 2005, afin d'étudier les caractéristiques de sa réponse hydrologique. Les 44 crues observées à l'exutoire ont été analysées afin d'identifier les facteurs contrôlant les relations pluie—débit. La première caractéristique marquante du bassin versant est sa forte capacité de réponse. Le bassin versant montre une réponse hydrologique à tous les épisodes pluvieux, mais la forte variabilité de cette réponse est une caractéristique essentielle. Aucune variable ne peut expliquer seule la réponse du bassin versant de Araguás. Les coefficients d'écoulement de crue sont très dépendants de la combinaison entre la lame d'eau précipitée et le débit de base précédant la crue. Une corrélation significative a été trouvée entre l'intensité maximale de la pluie et la valeur du débit de pointe. La forme des hydrogrammes est très similaire, indépendamment de l'importance du débit de pointe: ils présentent un temps de réponse court, un pic de crue étroit et une récession rapide. Cela indique une contribution importante d'écoulement superficiel, provenant principalement d'un écoulement par dépassement de l'infiltrabilité produit sur les surfaces ravinées.

Key words:

• hydrological response
• temporal variability
• Mediterranean catchment
• badlands
• central Spanish Pyrenees

Mots clefs:

• réponse hydrologique
• variabilité temporelle
• bassin versant Méditerranéen
• surfaces ravinées
• Pyrénées centrales espagnoles