Modelling spatio-temporal patterns of sediment yield and connectivity in a semi-arid catchment with the WASA-SED model

Pedro H. A. Medeiros, Andreas Güntner, Till Francke, George L. Mamede, José Carlos de Araújo
2010 Hydrological Sciences Journal  
de Araújo, J. C. (2010): Modelling spatio-temporal patterns of sediment yield and connectivity in a semi-arid catchment with the WAWA-SED model. Citation Medeiros, P. H. A., Güntner, A., Francke, T., Mamede, G. L. & de Araújo, J. C. (2010) Modelling spatio-temporal patterns of sediment yield and connectivity in a semi-arid catchment with the WASA-SED model. Hydrol. Sci. J. 55(4), 636-648. Abstract Rainfall-runoff induced soil erosion causes important environmental degradation by reducing soil
more » ... rtility and impacting on water availability as a consequence of sediment deposition in surface reservoirs used for water supply, particularly in semi-arid areas. However, erosion models developed on experimental plots cannot be directly applied to estimate sediment yield at the catchment scale, since sediment redistribution is also controlled by the transport conditions along the landscape. In particular, representation of landscape connectivity relating to sediment transfer from upslope areas to the river network is required. In this study, the WASA-SED model is used to assess the spatial and temporal patterns of water and sediment connectivity for a semi-arid meso-scale catchment (933 km 2 ) in Brazil. It is shown how spatial and temporal patterns of sediment connectivity within the catchment change as a function of landscape and event characteristics. This explains the nonlinear catchment response in terms of sediment yield at the outlet. Key words sediment yield; watershed connectivity; catchment scale; semi-arid; WASA-SED model Modélisation des patrons spatio-temporels de la connectivité et de la production de sédiments dans un bassin versant semi-aride à l'aide du modèle WASA-SED Résumé L'érosion des sols induite par le ruissellement cause d'importantes dégradations de l'environnement en réduisant la fertilité des sols et en ayant un impact sur la disponibilité de l'eau suite au dépôt de sédiments dans les réservoirs, particulièrement dans les régions semi-arides. Cependant, des modèles d'érosion développés pour des parcelles expérimentales ne peuvent pas être appliqués à l'évaluation de la production de sédiments à l'échelle des bassins hydrographiques, parce que la redistribution des sédiments est aussi contrôlée par les conditions de transport dans le paysage. En particulier il est nécessaire de représenter la connectivité du paysage en relation avec le transfert des sédiments des versants vers le réseau hydrographique. Dans cette étude, on utilise le modèle WASA-SED pour évaluer les patrons spatio-temporels de la connectivité de l'eau et des sédiments dans un bassin versant semi-aride de méso-échelle (933 km 2 ) au Brésil. Les résultats montrent comment les patrons spatio-temporels de la connectivité des sédiments dans le bassin versant changent en fonction des caractéristiques du paysage et des événements. Ceci explique la réponse non-linéaire du bassin versant en termes de production de sédiments à l'exutoire. Mots clefs production des sédiments; connectivité; échelle du basin versant; semi-aride; modèle WASA-SED
doi:10.1080/02626661003780409 fatcat:q5hfsexxpbfldfm2jicojfqfiq