TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS 1- Distribución del agua en la Tierra Mares y océanos (97,2%) Aguas continentales: - Glaciares (2,15%) - Subterráneas (0,62%) - Superficiales (0,017%) Atmósfera (0,001%) Biosfera (0,0005%) 2- Aguas corrientes superficiales Una parte de las precipitaciones caídas en los continentes circulan sobre la superficie, escorrentía superficial, en forma de aguas de arroyada, torrentes y ríos Las aguas de arroyada son cursos o corrientes de agua que discurren sin cauce fijo y con un caudal variable, de acuerdo con las precipitaciones del momento. Realizan una fuerte erosión especialmente cuando las precipitaciones son abundantes, los materiales blandos, la vegetación escasa y la pendiente acusada. Estas aguas y las de deshielo alimentan los torrentes, Los torrentes y aguas de arroyada desembocan en los ríos. Por tanto, el agua de precipitación es recogida por una red de drenaje (red hidrográfica o red fluvial) que se define como el conjunto de cursos de agua que desaguan en un río principal, que la conducirá hasta el mar. 3- Características de las corrientes de agua El caudal de una corriente de agua es la cantidad de agua que atraviesa una determinada superficie en una unidad de tiempo concreta. Se suele medir en litros/segundo o en m3/s. El caudal se determina multiplicando el área transversal de una corriente por su velocidad: Caudal = anchura del cauce x profundidad de cauce x velocidad. Los caudales de la mayoría de los ríos no son constantes, pues dependen de las precipitaciones y del deshielo en aquellos casos que la alimentación de sus aguas sea de esta manera. Carga: son los materiales que transporta la corriente de agua, en disolución, en suspensión o como carga de fondo. Capacidad es la cantidad potencial de carga que puede transportar la corriente de agua. Competencia Aptitud de la corriente de agua para desplazar elementos de una talla determinada, depende de la pendiente, el caudal y la densidad del agua, las aguas fangosas, más densas, tienen mayor competencia. Puede suceder que: a) La capacidad sea mayor que la carga, en cuyo caso se da el proceso de erosión. b) La capacidad sea igual o semejante a la carga, en cuyo caso se da el proceso de transporte. c) La capacidad sea menor que la carga, en cuyo caso tiene lugar el proceso de sedimentación. Página 1 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS [El diagrama de Hjulström representa la relación entre la velocidad de la corriente y la capacidad del río para erosionar, transportar o sedimentar materiales de un determinado tamaño] En contra de lo que cabría esperar, las partículas de tamaño limo se erosionan con más facilidad que las arcillas de menor tamaño, que necesitan una velocidad de flujo diez veces superior, debido a que las arcillas se cohesionan. 4- Torrentes Cursos de agua de cauce fijo, normalmente de poca longitud, fuerte pendiente y caudal esporádico, se alimenta por lluvias torrenciales o por deshielo Tienen un gran poder erosivo, pues debido a la fuerte pendiente, tienen una gran velocidad. En un torrente se pueden diferenciar tres partes: - Cuenca de recepción: zona que recoge las aguas de arroyada. - Canal de desagüe: lugar o conducto por donde circula el agua. describirlo - Cono de deyección o abanico aluvial: lugar en el que acaba el torrente cuando pierde bruscamente su velocidad al disminuir la pendiente. En esta zona se depositan los materiales arrastrados de las zonas más altas 5- Ríos a) Concepto Son corrientes permanentes de agua superficial que se inician por la surgencia de agua subterránea, por la fusión de glaciares, por el flujo de suelos saturados de agua, o al reunirse las aguas de escorrentía superficial, torrentes y arroyos. Página 2 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS Los ríos son los principales responsables del modelado del relieve al menos en las latitudes templadas. Se define como cuenca hidrográfica al territorio en que las aguas escurren siguiendo una línea convergente, vertiendo todas a un mismo río, lago o mar. Las cuencas hidrográficas quedan separadas unas de otras por relieves altos, montañas, denominados divisorias de aguas, con dos vertientes, a un lado envían sus aguas a una cuenca y al otro, a la cuenca vecina, distinguiéndose una topografía con dos unidades fundamentales: - Los talwegs o zonas más bajas de los valles, que corresponden a los cauces de los ríos - Los interfluvios o zonas comprendidas entre dos talwegs consecutivos, es decir comprende dos vertientes de dos valles distintos. Cada interfluvio consta a su vez de un punto más alto, la cima, y dos vertientes a sus lados. Cada cima actúa como divisoria de aguas, entre dos talwegs. b) Hidrogramas La variación en el tiempo del caudal de un cauce se representa mediante los gráficos denominados hidrogramas. Los aumentos del caudal pueden ser estacionales y graduales o bruscos (crecidas); estas últimas suelen darse en ríos de climas áridos, en cuya cabecera las precipitaciones son fuertes y concentradas en el tiempo, y en los torrentes de montaña cuyos canales son muy estrechos Los hidrogramas pueden ser simples y complejos. El hidrograma simple representa la variación del caudal en relación con una precipitación única, como consecuencia de la cual el caudal primero aumenta (curva de crecimiento) hasta un máximo o caudal punta, para bajar después (curva de descenso) debido a la disminución de escorrentía superficial. Por otro lado, como al iniciarse la precipitación el suelo presenta una determinada sequedad y absorbe el agua caída, la escorrentía superficial sólo comienza cuando éste ha alcanzado una cierta humedad. Por eso en el hidrograma existe el llamado tiempo de respuesta: tiempo transcurrido desde que ha caído la mitad del volumen de una precipitación, hasta el momento en que el caudal alcanza su valor máximo como consecuencia de dicha precipitación. El tiempo de respuesta está en función de la mayor o menor permeabilidad del terreno y del desarrollo del suelo y de la vegetación. Este hidrograma se usa para prevenir las avenidas, ya que permite detectar el caudal máximo y el tiempo de respuesta. Página 3 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS El hidrograma complejo representa las variaciones de caudal a lo largo de un cierto intervalo de tiempo, normalmente un año, por lo que permite observar las épocas de crecida y de estiaje. Actividad 1- El hidrograma de la figura corresponde a un año hidrológico en una estación de aforo de una cuenca del levante español. a) Analiza la gráfica e interpreta la evolución que experimenta el caudal del río a lo largo del año. b) Identifica en la gráfica una situación de riesgo potencial y propón alguna medida que minimice sus efectos. c) ¿Qué interés tiene conocer el caudal de agua que llevan nuestros ríos? ¿Qué componentes del ciclo hidrológico se cuantifican mediante los datos que aportan las estaciones de aforo? d) ¿Crees que realmente es un “despilfarro” que los ríos lleven su agua hasta el mar, como opinan algunas personas? En el cauce de los ríos se distingue un curso alto donde predomina la erosión, que profundiza el valle fluvial que toma forma de V; un curso medio donde hay un ensanchamiento del valle y un transporte de materiales; y finalmente un curso bajo ancho y cubierto de materiales donde predomina la sedimentación. En la desembocadura se forman los deltas y estuarios. c) Perfil de un río En un río se distingue un perfil longitudinal que es la curva que representa la altitud de cada punto de río y su distancia al lugar de nacimiento. Con el paso del tiempo los ríos modifican su cauce a causa de la erosión y la Página 4 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS sedimentación, de manera que todo río tiende a alcanzar un perfil longitudinal teórico o perfil de equilibrio , que representa un río sin capacidad erosiva ni de sedimentación, sólo habría transporte del agua. Los ríos nunca llegsan a alcanzar totalmente el perfil de equilibrio, por alteraciones de su caudal debido a cambios climáticos o por alteración de su nivel de base debidos a movimientos eustáticos (elevación y descenso del nivel de agua del mar) o epirogénicos (elevación y descenso de los continentes). Si se produce un descenso del nivel del mar o una elevación del continente, se origina una fuerte pendiente y se produce una erosión remontante, o sea, aguas arriba; si por el contrario el nivel asciende o hay un hundimiento del continente, aumenta la zona llana y se produce una sedimentación remontante. Nivel de base de un río es el nivel teórico por debajo del cual un no puede tener una labor de erosión. En principio ese nivel es el nivel medio del mar, pero puede ser otro río o un lago. d) Morfología de un río En las partes altas predominan los procesos de erosión (y transporte de los materiales erosionados) abriéndose profundos barrancos característicos de estas zonas En el curso medio de los ríos se ha perdido en gran parte el poder erosivo, y lo que predomina es el transporte y la sedimentación. En esta zona se forman grandes llanuras de inundación donde se depositan los sedimentos del río (aluviones), que son amplios valles de fondos planos denominados vegas (llanuras aluviales). Cada cierto Página 5 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS número de años se producen inundaciones y estas llanuras son ocupadas por las aguas. El lecho del río presenta frecuentemente dos tipos de trazado sobre las llanuras de inundación: a veces presenta bifurcaciones y otras veces presenta una trayectoria sinuosa dando lugar a la formación de meandros, gracias a los cuales el río puede seguir desarrollando su poder de desgaste, pues se produce erosión en su parte cóncava y sedimentación en la convexa; como la erosión es mayor a la salida de las curvas, se provoca un desplazamiento del meandro aguas abajo. En algunos casos se estrangula uno de ellos, dando lugar a un meandro abandonado Terrazas fluviales. Son estructuras fluviales resultantes de la acción erosiva de un río sobre sus propios sedimentos (aluviales). Sobre la zona erosionada del río se depositan ahora nuevos aluviones, sin que lleguen a la altura topográfica de los anteriores, y el resultado es un escalón en el valle fluvial. Si esta situación de erosión del valle y nuevo depósito de aluviones se repite más de una vez tendremos varios escalones, y por tanto varias terrazas fluviales. Geodiámica en la desembocadura: deltas y estuarios. Un delta se forma cuando una corriente fluvial entra en un lago o en un océano; a Página 6 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS medida que la corriente de agua va perdiendo velocidad, se van depositando los materiales que transporta. Conforme el delta va creciendo, la velocidad de la corriente de agua disminuye. Esta circunstancia acaba produciendo el cierre del cauce por acumulo de sedimentos procedentes del agua con un movimiento lento. Como consecuencia, el cauce principal se subdivide en varios cauces más pequeños, pudiendo llegar a alcanzar la forma triangular de la letra griega delta, a la cual deben su nombre. Sin embargo, hay muchos deltas que no exhiben esta forma, pues dependiendo de la configuración de la línea de costa y la fuerza del oleaje, adquieren formas diferentes. El ejemplo más típico de delta con su forma característica es el delta del Nilo, con forma triangular. Como ejemplo de un delta importante con forma diferente está el delta de Missisipi, con una forma denominada “pata de gallo”. En la actualidad, las intervenciones del hombre en los países industrializados han contribuido a modificar la dinámica y la evolución de los deltas: caso de los deltas del Llobregat, Ebro, Rhin, Po, etc... En las zonas de confluencia del mar y de un río se forman estuarios, zonas de sedimentación de materiales tanto marinos como fluviales y en las cuales se produce una mezcla de las aguas, pues al mar entra agua dulce y al río agua salada. Se origina así una zona de aguas salobres. Los estuarios caracterizan a los ríos que llevan poca carga de material detrítico grueso y aquellos otros que desembocan en zonas de amplias mareas. La corriente del río y las corrientes litorales y de marea transporta los materiales y son las causantes principales de su modelado. Las dimensiones de los estuarios son muy variables, y están en relación con las dimensiones del río. Como ejemplo de un enorme estuario tenemos el del río Amazonas, con una anchura de unos 100 kilómetros en su desembocadura en el Atlántico. Un ejemplo de estuario cercano a nosotros es el estuario del río Tajo en Lisboa. Delta Estuario 6- Riesgos asociados al sistema fluvial: las inundaciones. Se denomina inundación a la anegación temporal de terrenos normalmente secos, como consecuencia de la aportación inusual y más o menos repentina de una cantidad de agua superior a la que es habitual en una zona determinada. Pueden estar ocasionadas por fenómenos naturales o por la acción humana Página 7 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS Causas naturales: - Precipitaciones in situ - Avenidas o desbordamiento de cauces, que no siempre son debidos al efecto de las lluvias. - Por la acción del mar, directamente por tsunamis o indirectamente por la confluencia de avenidas con la pleamar. Acción humana directa o inducida: El hombre modifica el ciclo hidrológico natural y aumenta la exposición y vulnerabilidad del riesgo, fundamentalmente por los siguientes motivos: - La rotura y manipulación incorrecta de obras de infraestructura hidráulica, generalmente presas o grandes depósitos. - La construcción de instalaciones industriales en las inmediaciones de los cauces o sobre las llanuras de inundación, que aprovechan las ventajas de disponer de terrenos baratos, fácil acceso a las ciudades y la posibilidad de verter los residuos o refrigerar su maquinaria. - La extracción de áridos en la llanura de inundación de ciertos ríos, que provoca, por un lado, zonas de erosión preferente y, por otro, un aumento considerable de la carga sólida de la corriente. - La sobreexplotación agrícola de las llanuras de inundación de los ríos, debido a su fertilidad. - El proceso de urbanización, que incrementa notablemente el riesgo de inundación al alterar las cuencas hidrográficas. Se aumenta el porcentaje de superficie impermeable, se introduce el alcantarillado y, a menudo, se planifica mal el uso del suelo. - Las obras públicas (autopistas, vías férreas…), que dificultan el drenaje natural del terreno. 7- Medidas para las inundaciones Medidas de predicción Se basan en las predicciones meteorológicas y de las crecidas fluviales. Medidas preventivas Las actuaciones destinadas a prevenir las avenidas y sus efectos se pueden considerar de dos tipos: las que se han de llevar a cabo en situaciones de emergencia (construcción de diques con sacos de arena, evacuación de zonas inundadas, traslado de ganado a zonas elevadas, etc.) cuyo objetivo principal es el de salvar vidas, y las estrictamente preventivas. Estas últimas, a su vez, incluyen tres categorías: estructurales, no estructurales y de planificación. Actuaciones estructurales: Pretenden dificultar la formación y propagación de avenidas. Implican la modificación del terreno del área afectada o la construcción de una obra hidráulica. Son actuaciones que conllevan un gran desembolso económico. Dentro de este tipo de actuaciones destacan las siguientes: - La corrección y regulación de cauces, mediante limpiezas, dragados, desvíos de cauces, acortamientos de meandros, etc. - Las obras de protección de riberas y de encauzamiento, como el levantamiento de diques artificiales paralelos al cauce. - La reforestación, la ordenación de cultivos y la conservación de la vegetación de ribera Página 8 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS - - - Actuaciones no estructurales La elaboración de mapas de riesgo, con la identificación y clasificación de las áreas inundables, como herramientas de apoyo para ordenar los usos del suelo. Esta medida choca directamente con el crecimiento urbanístico y el desarrollo de determinados territorios con limitaciones geográficas, La aplicación de la normativa legal vigente sobre aguas, que en muchas ocasiones se ve dificultada por la necesidad de coordinación entre todas las administraciones públicas y sus relaciones políticas. La contratación de seguros, que han de ser obligatorios para todas aquellas construcciones levantadas en áreas susceptibles de sufrir inundaciones. Implantación y control del Sistema de Alerta e Información Hidrológica (SAIH) Elaboración de planes especiales de Protección Civil que informen a la población sobre el riesgo y la entrenen para actuar en caso de emergencia. 8- Áreas de riesgo en España España es un país con importante riego de inundaciones, como indica el registro histórico a lo largo y ancho del territorio peninsular e insular. En un informe de 1984, se detectaron 1.400 puntos negros en la red fluvial española, repartidos por todas las grandes cuencas hidrográficas peninsulares, el mayor número de los cuales tiene lugar en el margen mediterráneo y en la vertiente norte del país. En el norte del país, la probabilidad de inundaciones es alta, debido a que los valles son estrechos y profundos, y sus poblaciones se sitúan muy cerca de los cauces; además ocasionalmente suelen darse fuertes lluvias. En el área mediterránea, el elevado riesgo tiene su causa en las típicas lluvias torrenciales mediterráneas, que se producen sobre todo durante los meses de finales de verano y otoño. Las cuencas de los grandes ríos de España (Ebro, Tajo, Duero y Guadiana) están sujetas a un régimen de desbordamientos con características de inundaciones de tipo permanente, ocasionadas por largos periodos de lluvias y lentas subidas del nivel de las aguas. Sin embargo, la menor entidad de los caudales resultantes, junto con la proliferación de obras de regulación y laminación, hacen que en la actualidad estas avenidas estén prácticamente controladas. Una de las catástrofes más recientes en el tiempo (1996) fue la de Biescas, en el Pirineo Aragonés, donde 87 personas perdieron la vida en un camping ubicado en el abanico aluvial situado en la desembocadura del río Arás, canalizado hacía años. inundaciones catastróficas de 1957. Página 9 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS PREGUNTAS TEMA 1- Evolución del sistema fluvial: el perfil de equilibrio y las terrazas fluviales. PREGUNTAS CORTAS SELECTIVIDAD 1- ¿Por qué se producen las terrazas fluviales? 2- Defina los siguientes términos: carga, capacidad y competencia de una corriente fluvial 3- ¿Qué significa que un río ha alcanzado su perfil de equilibrio? 4- ¿Qué es el perfil de equilibrio de un río? 5- ¿Cuál es la diferencia fundamental entre torrentes y ríos?¿Cuál es la diferencia fundamental en su dinámica? 6- Indique cómo varía el cauce de un río durante todo su recorrido 7- ¿Qué se entiende por nivel de base de un río? 8- Las arenas y las arcillas son materiales muy porosos. ¿Son también materiales muy permeables? ¿Por qué? 9- ¿Se encuentran siempre en relación directamente proporcional la porosidad y la permeabilidad de un material? 10- Explica cómo influyen la vegetación y la litología en el riesgo de inundaciones. 11- Indique qué es la llanura de inundación de un río y qué características presenta. 12- ¿Cómo se origina un delta? PREGUNTAS APLICACIÓN 2- Resuelva las cuestiones planteadas a partir de la siguiente situación: Un continente en la zona templada del Hemisferio Norte contiene un mar interior de dimensiones medias, alimentado fundamentalmente por dos grandes ríos principales. Sus aguas presentan una salinidad por debajo del 1%, y constituyen un hábitat de gran riqueza pesquera. Durante las dos últimas décadas se han realizado numerosas obras de regulación en los ríos que alimentan dicho mar, principalmente con fines agrícolas, llegando a modificar completamente la dinámica fluvial. a. ¿Cuáles pueden ser las consecuencias medioambientales de la regulación de los caudales fluviales en el mar interior y en su entorno? b. ¿Qué otras acciones, que no sea la regulación del caudal de los ríos, podrían resolver la necesidad de agua para fines agrícolas en las regiones afectadas? c. En el entorno del mar interior se han intensificado en los últimos años las tormentas de arena, ¿cuál puede ser su causa? 3- Página 10 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS 4- El siguiente gráfico muestra la relación entre la velocidad de una corriente de agua y el movimiento de las partículas en función de su tamaño. a) Haga un comentario general sobre la capacidad de erosión y transporte de un río en relación con los dos factores representados en la gráfica. b) Si la velocidad de la corriente en el curso medio es de 50 cm/s. ¿Qué tipos de sedimentos podrá transportar? ¿Qué partículas logra levantar del fondo? c) ¿Cómo se puede disminuir la capacidad de erosión de las aguas de escorrentía en las laderas? 5- Página 11 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS 6- a) ¿Cómo se denomina el recorrido que muestra el río? ¿Qué características presenta este tramo de la corriente fluvial? b) Denomine e indique los rasgos principales de las formas fluviales marcadas con las letras A, B, C y D en el bloque diagrama c) ¿Qué tipo de riesgos geológicos serían previsibles en las áreas marcadas con números romanos I y II? Página 12 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS 7- A partir de la observación de la fotografía adjunta, responda razonadamente a las siguientes cuestiones: a) Identifique la forma de depósito y describa las partes marcadas con los números 1, 2 y 3. b) ¿Qué relación guardan la erosión, el transporte y la sedimentación con cada uno de los rasgos de la cuestión anterior? c) ¿Cuáles son los riesgos geológicos que están ligados con la dinámica de un torrente? 8- 9- Página 13 TEMA 9: SISTEMA FLUVIAL Y SUS RIESGOS A partir de la figura adjunta, responda a las siguientes cuestiones: a) ¿Qué procesos geológicos externos tienen lugar en la región mostrada en la figura? b) Los lugares marcados con 1, 2, 3 y 4 son áreas donde se quiere emplazar un camping. ¿Cuáles son los riesgos geológicos ligados a la dinámica externa que podrían tener lugar en cada uno de ellos? Razone la respuesta. c) Para cada uno de los riesgos geológicos enumerados en el apartado anterior, cite al menos dos medidas de prevención para contrarrestarlos. Página 14