The Elusive Runoff Generation: Understanding Thresholds and Pathways in a Dry Sedimentary Plain

• Autores: Niborski, Marcos Javier; Murray, Francisco; Jobbagy Gampel, Esteban Gabriel; Fernández, Roberto J.; Nosetto, Marcelo Daniel; Paez, Ricardo Andrés; Petit, María Victoria; Magliano, Patricio Nicolás
• Año de publicación: 2026
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Fuente: Hydrological Processes 40 (1) : e70399. (January 2026)
• Materia: Escorrentia; Zona Arida; Cuencas Hidrográficas; Precipitación Atmosférica; Runoff; Arid Zones; Watersheds; Precipitation; Región Chaco Árido
• Institución: Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria

Although runoff is usually quantified as a fraction of annual rainfall, its spatial heterogeneity and temporal variability are critical aspects poorly assessed in flat drylands. In this study, we: (i) quantified the annual runoff and its relation with watershed and piosphere (high cattle impact) areas, (ii) quantified the uneven contribution of the largest rainfall and runoff events to their respective yearly totals at different temporal scales, (iii) evaluated the runoff responses to rainfall characteristics (event size and intensity), and (iv) quantified the lag time between rainfall and runoff peaks and its relation to the maximum length of the watershed. To do this, we combined high-resolution field measurements (three consecutive years, 15-min resolution) with remote-sensing analyses for six watersheds (sizes between 20 and 2000 ha) in Dry Chaco rangelands (Argentina). On average, runoff was not explained by watershed or piosphere area. Runoff was more variable than rainfall: the 10 wettest days explained 100% and 60% of annual runoff and rainfall, respectively. Only 15% of the rainfall events generated runoff. Runoff required on average the coincidence of a 20.3 ± 1.6 mm rainfall size and 12.2 ± 2.2 mm h−1 rainfall intensity. Above these thresholds, the response between rainfall and runoff was linear (R2 > 0.66 and 0.62 for event size and intensity, respectively). Lag was 43 ± 27 min, highlighting the ephemeral flash-flood nature of runoff. There was also a linear relationship between mean lag and watershed's maximum length (r = 0.87). Our results highlight the stochastic nature of runoff for Dry Chaco rangelands, both in space and time, modulated by rather subtle watershed physical elements and microtopography. This view challenges the idea of a fixed runoff generation area, which needs to be replaced by a more flexible, if not idiosyncratic concept, based on the interactions between terrain features and rainfall event characteristics.
EEA San Luis
Fil: Niborski, Marcos J. Universidad Nacional de San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina
Fil: Niborski, Marcos J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina
Fil: Niborski, Marcos J. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Cátedra de Manejo y Conservación de Suelos; Argentina
Fil: Murray, Francisco. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria San Luis. Agencia De Extensión Rural San Luis; Argentina
Fil: Jobbagy Gampel, Esteban Gabriel. Universidad Nacional de San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina.
Fil: Jobbagy Gampel, Esteban Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina
Fil: Fernández, Roberto J. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Cátedra de Ecología; Argentina
Fil: Fernández, Roberto J. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina
Fil: Fernández, Roberto J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; Argentina
Fil: Nosetto, Marcelo D. Universidad Nacional de San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina
Fil: Nosetto, Marcelo D. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina
Fil: Nosetto, Marcelo D. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Cátedra de Climatología; Argentina
Fil: Paez, Ricardo Andrés. Universidad Nacional de San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina
Fil: Paez, Ricardo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina
Fil: Petit, María Victoria. Universidad Nacional de San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina
Fil: Petit, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina.
Fil: Magliano, Patricio Nicolás. Universidad Nacional de San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina.
Fil: Magliano, Patricio Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis. Grupo de Estudios Ambientales; Argentina.
Fil: Magliano, Patricio N. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Departamento de Biología; Argentina