Original paper

Hydrochemical budget of a Mediterranean mountain basin in relation to land use (The Ribera Salada, Catalan Pre-Pyrenees, NE Spain)

Orozco, Martha; Poch, Rosa M.; Batalla, Ramon J.; Balasch, J. Carles

Zeitschrift für Geomorphologie, NF Volume 50 Issue 1 (2006), p. 77 - 94

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published: Mar 1, 2006

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ArtNo. ESP022005001013, Price: 29.00 €

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Abstract

The objective of this study is to predict the risk of surface water degradation under changing land use in representative basins of the Catalonian Pre-Pyrenees. Surface water was monitored in the Ribera Salada basin (222.5 km2) fortnightly between June 1999 and June 2000, and in four subcatchments (2.6 km2 to 62.5 km2) following a mixed nested/paired catchment fieldwork design. Two hundred water samples were analyzed using Ion-Capillary Electrophoresis. The chemistry of surface waters was controlled by ions derived from the dissolution of CaCO3 and gypsum of the substrate, with additional dilution effect of Na+, NO3– and Cl– during periods of high discharge. The Total Dissolved Solid load ranged from 145 kg ha–1 to 1920 kg ha–1. No significant relation was found between chemical concentrations and discharge. The forest along the river network absorbs the N released from pastures and crops. Under the present land management there is no risk of attaining critical levels of N in surface waters (50 mg l–1

Kurzfassung

Eine hydrochemische Bilanz zur Landnutzung in der Ribera Salada, Katalanische Vor-Pyrenäen, NE Spanien). – Ziel dieser Arbeit ist die Risikovorhersage von Verschlechterungen der Oberflächenwasserqualität durch Landnutzungsänderungen in repräsentativen Einzugsgebieten der Katalanischen Vor-Pyrenäen. Oberflächengewässer wurden vierzehntäglich im Ribera Salada Einzugsgebiet (222,5 km2) und in vier Teileinzugsgebieten (2,6 km2 bis 62,5 km2) zwischen Juni 1999 und Juni 2000 beprobt. Die Feldarbeiten folgten einer Struktur ineinander verschachtelter bzw. paarweiser Einzugsgebiete. Zweihundert Proben wurden mit Ionen-Kapillar-Elektrophorese analysiert. Die Wasserchemie wurde von Ionen aus den Lösungsprozessen des Substrats von CaCO3 und Gips bestimmt, wobei zusätzliche Lösungseffekte von Na+, NO3– und Cl– während Hochwasserperioden auftraten. Der Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS) lag im Bereich von 145 kg ha–1 bis 1920 kg ha–1. Zwischen der chemischen Konzentration und dem Abflussvolumen konnte kein signifikanter Zusammenhang gefunden werden. Die Bewaldung entlang des Gewässernetzes absorbiert den von Weide- und Ackerflächen freigesetzten Stickstoff. Für die gegenwärtige Landnutzung besteht für das gesamte Gebiet kein Risiko, dass Grenzwerte von N in Oberflächengewässern (50 mg l–1) erreicht werden könnten. Trotz der gegenwärtig guten Wasserqualität ist es dennoch erforderlich, die Landnutzung in den Einzugsgebieten zu kontrollieren um künftige Qualitätsverschlechterungen zu vermeiden.

Résumé

Bilan hydrochimique d’un bassin versant de montagne méditerranéenne en relation a l‘utilisation du sol (Ribera Salada, Pre-Pyrénées, NE d’Espagne). – L’objet de cette étude est l’évaluation du risque de dégradation des eaux de surface provoquée par les changes des activités sur le territoire dans un bassin versant représentative des Pre-Pyrénées Catalans. On a mesuré, du juin 1999 au juin 2000, le ruissellement superficiel du bassin-versant de la Ribera Salada (222,5 km2) et de quatre sub-bassins internes (entre 2,6 km2 et 62,5 km2), d’accord avec un dispositif expérimental de bassins-versants intégrés et pareilles. Deux centaines d’échantillons d’eau ont été analysés avec Electrophorèse-Ion-Cappillaire. On constate que la chimie des eaux de surface est dominé par des ions qui dérivent de la dissolution du CaCO3 et du gypse, avec un effet en surplus de dilution des ions Na+, NO3– et Cl– pendant les événements de crue. Le charriage totale en solution varie entre 145 kg ha–1 et 1920 kg ha–1. On n’a pas trouvé aucune relation statistique significative entre la concentration ionique et le débit. Le foret situé à coté de la rivière absorbe le N qui procède des pâtures et des champs cultivés en haut. En concordance avec l’actuel model d’exploitation du territoire il n’y a pas de risque d’atteindre des niveaux critiques de N dans les eaux courantes (jusqu’au 50 mg l–1) dans aucune zone du bassin. Malgré la bonne qualité des eaux au présent, il faudra établir des directrices d’aménagement du territoire pour prévenir une dégradation future.

Keywords

Mediterranean mountain basinRibera SaladaCatalan Pre-PyreneesNE Spainhydrochemical budgetOberflächenwasserqualität