Influence of the stream structure on longitudinal gradients of thermal recovery in regulated rivers, Sauce Grande River (Argentina)

Abstract

Las presas y embalses alteran la temperatura del agua del río a diferentes escalas témporo-espaciales. Los efectos térmicos de las represas son más marcados inmediatamente aguas abajo y pueden persistir a lo largo de varios kilómetros. La distancia para la recuperación térmica de ríos regulados depende de una combinación de factores que conducen y amortiguan el intercambio de calor entre el río, el acuífero y la atmósfera y, por lo tanto, varía considerablemente a través de diferentes ríos regulados. Este estudio evalúa la influencia de la estructura del cauce sobre los patrones de recuperación térmica del río Sauce Grande, Argentina. El mismo utiliza nueve indicadores de influencia topográfica, morfológica e hidrológica sobre la temperatura del agua estival e invernal en ocho tramos de río diferentes. Los gradientes estacionales de recuperación térmica del río siguieron una curva irregular y los efectos térmicos de la represa persistieron a lo largo de los 15 km de río monitoreados durante ambos periodos. La temperatura del agua a lo largo de los primeros 8 km de río analizados está influenciada por la vegetación riparia, presentando diferencias estacionales vinculadas con la densidad diferencial de vegetación. Aguas abajo, los gradientes de recuperación térmica se ven afectados progresivamente por la influencia del flujo hiperhéico y freático independientemente de la estación considerada. Estos hallazgos resaltan la compleja relación entre los factores conductores y amortiguadores de la temperatura del agua y constituyen la base de futuros esfuerzos de investigación sobre la ecohidrología de este río fuertemente regulado.

Dams and reservoirs alter downstream river water temperatures over a range of time and spatial scale. The thermal effects of dams are more noticeable immediately downstream and may persist along several kilometers. The distance for river thermal recovery depends on a combination of factors driving and buffering heat exchange among the river, the aquifer and the atmosphere. Therefore, such distance varies significantly along regulated rivers. This study analyzes the influence of the stream structure on patterns of thermal recovery of the Sauce Grande River, Argentina. Nine indicators of topographic, morphologic and hydrologic influence are used in summer and winter water temperatures at eight different sites. Seasonal gradients of thermal recovery were irregular, and the thermal effects of the dam remained the same along 15 km monitored during both periods. Water temperature along the first 8 km was influenced by riparian vegetation and showed seasonal differences related to distinct riparian vegetation density. Irrespective of the season, down water temperatures were progressively influenced by hyporheic and phreatic flow. These findings underline the complex relationship between drivers and buffers of stream water temperature and trigger further research on the ecohydrology of this highly regulated river.