mi clase 13 rios
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GEOLOGÍA RIOSTRANSCRIPT
Rio Mira. Nariño 2009
Colombia gracias a su topografía, entorno natural y posición geográfica es uno
de los territorios mas afectados frente a los cambios climáticos presentando un
gran número de desastres naturales, de afectados y un alto impacto sobre el
presupuesto nacional. Según lo informan las evaluaciones realizadas por el
Programa para el Desarrollo de las Naciones Unidas (PNUD) y el Ideam.
Año 1931 1,000,000 a 4,000,000 muertes, y es considerado como el
desastre natural más devastador que se haya registrado en toda la
historia.
Estas inundaciones se producen entre los meses de julio a noviembre
y ya han matado a tanta gente que el río es llamado también como “el
pesar de China”, porque millones de personas han muerto ahogadas
allí.
MARTHA LUCIA JARAMILLO L.
El agua
es el elemento
mas importante
para la vida
en el planeta
El ciclo hidrológico Ilustra la circulación del suministro de agua
terrestre
Sol principal energía del ciclo
Procesos que involucra el ciclo
• Precipitación
• Evaporación
• Escorrentía
• Infiltración
• Transpiración
El ciclo hidrológico
Ciclo Hidrológico
El flujo de agua a través del sistema terrestre, potenciado por la gravedad y la energía fluvial
1. Precipitación 2. Evaporación 3. Evapotranspiración 4. Condensación 5. Escorrentía 6. Infiltración 7. Flujo del subsuelo 8. Aguas subterráneas
Precipitación
1. Lluvia
2. Nieve
3. Agua-nieve
4. Granizo
Las gotas de agua (o cristales de hielo) se
vuelven muy grandes para permanecer
suspendidos en el aire, caen como
precipitación
Evaporación
La evaporación es el proceso por el
cual el agua de los océanos y de la
tierra se convierte en vapor de agua y
penetra en la atmósfera en forma de
gas. La evaporación de las plantas se
denomina transpiración. La tasa de
evaporación se incrementa con la
temperatura, la intensidad de la luz
solar, la velocidad del viento, la
vegetación y la humedad del suelo, y
se reduce a medida que aumenta la
humedad del aire.
Condensación
El vapor de agua se enfría a medida
que se eleva, condensándose en
gotas de agua para formar las nubes.
Las precipitaciones caen de las nubes
y el agua vuelve la tierra, continuando
así el ciclo hidrológico. Casi toda el
agua de la tierra ha pasado por este
ciclo infinitas veces.
Escorrentía
El agua que fluye en las corrientes y
ríos se denomina escorrentía
superficial. Cada día se descargan
unos 100 kilómetros cúbicos del agua
de los ríos del mundo en los mares. La
escorrentía no es constante; se reduce
durante periodos de sequía y durante
las estaciones secas y aumenta
durante las estaciones lluviosas, las
tormentas y los periodos de fundido
rápido del hielo y la nieve.
Infiltración
El agua de las precipitaciones se
almacena en la tierra en formas
líquidas y sólidas. De los 1400
kilómetros cúbicos de agua de la
tierra, un poco más del 97% la
contienen los océanos en forma de
agua salada. El agua dulce se
encuentra en los glaciares, las capas
de hielo, los largos y los ríos. También
se encuentra en el agua subterránea
de suelos y rocas.
Cuenca
“Área de tierra que es drenada por agua, sedimentos, y material disuelto que pueden ser almacenados a lo largo de un canal de una corriente.
Dunne and Leopold, 1978
La forma de una cuenca depende de:
1. Clima
2. Geología y Suelo
3. Geomorfología fluvial
4. Vegetación
5. Uso del Suelo
Administración de una unidad de Tierra esta definida, tal que la calidad de agua producida pueda ser manejada a través de la planeación, conservación, restauración y regulación.
1
1
2
3
1
1
2
3
4
1 1 2
Cuenca Fluvial
Tributarios
Canal Principal
Divisoria de
aguas
Funciones de la Cuenca:
Transporta y almacena:
1. Agua
2. Sedimentos
3. Disuelve materiales
Habita:
1. Animales
2. Plantas
3. Hombres
E>>T>D
Cabecera T>>E>>D
Transferencia D>>T>E
Depositación
Transporte de la corriente
Transporte
El transporte del material es llamado carga de la corriente
Se tienen los siguientes tipos de carga
Disuelta
Suspensión
Lecho
Solución (químicos)
Transporte carga de
lecho
Carga en suspensión
Carga de lecho
Carga total de sedimentos
Sedimentos en suspensión + Carga de lecho
Carga de lecho: Material rodante, salta, desliza, impacta a lo largo del fondo del canal
Capacidad: máxima carga que puede transportar una corriente
Competencia: tamaño de partícula máxima que puede transportar una corriente
Transporte de sedimentos
• Transporte por ríos es llamado transporte fluvial
y sus depósitos son llamados aluviones
Depositación
Se da cuando la velocidad decrece
La competencia se reduce
Se inicia la sedimentación del material grueso
Sedimentos de la corriente
Conocidos como aluvión
Depósitos varia la selección dependiendo del
lugar de la acumulación
Transporte fluvial
Nota:1) Río amazonas es el de mayor V/T, metros cúbicos por segundo.
Flujo de corriente • Factores que determinan la velocidad
Gradiente o pendiente
Características del canal
Forma
Tamaño
Rugosidad
Descarga – volumen de agua que fluye en la corriente (generalmente expresada en m3/seg)
Perfiles
de
Velocidad
Cambios de la corriente arriba - abajo
• Perfil es una curva suave de forma cóncava desde la cabecera hacia la desembocadura
El gradiente decrece desde la cabecera hacia la desembocadura
Perfil longitudinal de una corriente
Nivel base • Punto mas bajo en la corriente
donde eroda
• Dos tipos
Temporal o local
Ultimo – nivel del mar
La depositación o erosión pueden causar un reajuste en la corriente
Ajuste del nivel base por cambio de condiciones
Cambios de la corriente arriba - abajo • Perfil
Factores que incrementa aguas abajo Tamaño del canal Velocidad(?) Descarga
Factores que decrecen aguas abajo Gradiente o pendiente Rugosidad del canal
Fuente de sedimentos 1. Uso del suelo 2. Erosión del canal 3. Transporte de carga de
lecho
Características producidas por la depositación
Deltas – en lagos y mares
Diques naturales - forman paralelo al canal de la corriente
Área al lado de los diques pueden presentar pantanos
FORMAS DE DELTAS MODERNOS: A-B FLUVIAL,, C. OLAS, D. MAREAS
Nilo Missisipi
Rhòne
Ganges
@ ⇛
¥
Delta del Nilo tomado por el satélite Meris
@
Delta Missisipi –“pata de pájaro” crecimiento en los últimos 5,000 años
Magdalena Colombia
Formación de un dique por repetidas inundaciones
Sección Transversal de un dique natural
Cuenca de drenaje y el patrón
La cuenca de drenaje puede presentar diferentes
patrones controlados por el tipo de roca y la historia
geológica del área
• Patrones de drenaje
Dendrítico
Radial
Rectangular
rastrillo
Dendrítico Tributarios irregulares
(como una rama) en muchas direcciones.
Es común en rocas masivas y rocas estratificadas horizontales
Debido a la resistencia de las rocas desarrollo en la cabeceras y los valles son escasos
Paralelo Común en terrenos con
rocas homogéneas estratificadas.
Desarrolla de surcos paralelos o cárcavas de canales estrechos es común verlos en superficies de pendientes suaves
Radial
Corrientes radiales desde un alto topográfico
Común en terrenos volcánicos
Rectangular Canales marcados
por ángulo recto
Común en rocas diaclasadas y fracturadas de R.I o R.M.
El trazado general de las corrientes fluviales: geometría y dinámica Teniendo encuentra su morfología en planta, es
posible definir tipologías de corrientes, que son la base para el estudio morfodinámico y sedimentológico de los procesos fluviales.
Rectilíneos Cauce y canal
únicos, con índice de sinuosidad muy bajo.
Son corrientes con alta energía, propias de zonas con pendientes longitudinales elevadas, y gran capacidad para el arranque y arrastre de material.
Trenzados
Corrientes trenzadas Forma
numerosos canales y barras
Múltiples canales.
Meándricos
Ríos meandricos
Depósitos de inundaciòn
Llanuras de inundaciòn
El lodo se deposita cuando la corriente se desborda – mayor flujo
Pantanos
Lagos media luna
Carga de lecho
Llanuras de inundaciòn
Forma del canal
Múltiples canales
Depósitos
La Cuenca Como resultado de la
precipitación se produce un flujo superficial hacia una gran cantidad de corrientes tributarias, las cuales al unirse van formando quebradas y ríos.
El área total que drenan hacia el río principal y sus tributarios se le denomina cuenca de drenaje
Propiedades principales de la cuenca Área de drenaje Longitud de la cuenca Pendiente de la cuenca La altitud Forma de la cuenca Forma del sistema de drenaje Densidad y estructura del sistema de drenaje Cobertura vegetal y uso de la tierra Rugosidad de la superficie Geología y tipos de suelo Configuración de los canales y geometría Hidrología Historia de inundaciones y eventos extraordinarios
Área de drenaje La escorrentía es proporcional al área drenada.
Se puede obtener por medio de planos topográficos, medición en fotografías aéreas o directamente.
En todo diseño o análisis es importante delimitar el área de la cuenca, la cual esta circunscrita principalmente por líneas de división de aguas.
Longitud de la cuenca distancia medida a lo largo del canal principal de
drenaje desde la divisoria de aguas en el extremo superior de la cuenca hasta la desembocadura.
El canal principal es la línea de mayores caudales.
La longitud de la cuenca va a determinar un parámetro tiempo, que es la medida del tiempo de transporte del agua desde la divisoria de aguas hasta la salida de la cuenca.
Pendiente de la cuenca Es esencial para el análisis, que se describan las diferentes
pendientes y no se resuma la información en un solo dato de la
pendiente del canal principal.
En ocasiones se divide la cuenca en subcuencas y se calculan las
pendientes de cada subcuenca.
Las cuencas de mayor pendiente tienen una respuesta más
rápida que las de menor pendiente.
La altitud Diferencias de elevación tienen gran influencia sobre
los niveles de precipitación e intensidad de las lluvias,
así como sobre la temperatura y la disponibilidad de
agua.
Forma de la cuenca Afecta la velocidad a la cual el agua llega al canal
principal.
Para el análisis conceptual de problemas de erosión o avalanchas es muy importante analizar la forma de la cuenca.
La forma de la cuenca influye en buena parte en la determinación de la magnitud de los problemas de avalancha, socavación y erosión.
Forma del sistema de drenaje Las cuencas pueden tener diferentes formas,
estructura y densidad de los patrones de drenaje, de acuerdo a las características topográficas y geológicas.
La mayoría de las cuencas de drenaje pueden agruparse en tres categorías generales con relación a la forma del sistema:
1. alargado
2. ancho
3. abanico
Densidad y estructura del sistema de drenaje Número de corrientes que hay en un sistema de drenaje y la
forma interna de esta red se le llama estructura de drenaje.
Las cuencas con suelos impermeables o arcillosos poseen una
mayor densidad de estructuras de drenaje que los suelos
permeables o arenosos.
La estructura de drenaje influye en los procesos hidrológicos y
erosión.
Cobertura vegetal y uso de la tierra El tipo y % de la cobertura vegetal, las zonas de cultivos, las
zonas de potreros, las zonas urbanas o áreas pavimentadas determinan la magnitud y características de los caudales y la forma del hidrograma de las crecientes.
Los efectos del urbanismo sobre los caudales máximos dependen del porcentaje de área impermeabilizada, los cambios realizados al sistema natural de drenaje, la instalación de alcantarillados, y la modificación de los canales de las corrientes.
La urbanización generalmente aumenta los valores de los caudales máximos y la rapidez de la respuesta a la precipitación.
Respuesta hidrológica al urbanismo
1. Incrementa la descarga
2. Incrementa el pico de la descarga
3. Incrementa la velocidad
4. Incrementa las inundaciones
5. Menor la recarga de aguas subterráneas.
Rugosidad de la superficie La rugosidad va a determinar la velocidad del agua en
la superficie del terreno y esta a su vez tiene importancia fundamental sobre los caudales.
Geología y tipos de suelo Las características geológicas y el suelo tienen un gran efecto
en la infiltración.
Las propiedades del subsuelo y otros factores geotécnicos que
pueden ser significativos como la posibilidad de
deslizamientos, los cuales a su vez afectan la ocurrencia de
caudales extraordinarios, flujos hiperconcentrados y
avalanchas.
Configuración de los canales y geometría Transversal Los canales en forma de U presentan velocidades
menores que los canales en forma de V y la presencia de zonas de inundación junto al canal permiten la sedimentación en las inundaciones, disminuyendo la carga de materiales en la corriente.
La sinuosidad afecta la capacidad de acumulación de agua y los caudales.
Forma de una valle en V
Erosión y depositación continua amplían el valle
El resultado ampliación del valle de la corriente es caracterizado por un meandro en una llanura de inundación desarrollada
Hidrología La experiencia ha demostrado que para el correcto diseño de
las obras de Ingeniería se debe tener una información hidrológica adecuada.
El Ingeniero debe estar familiarizado con los muchos factores que afectan el régimen hidráulico de quebradas y ríos.
Debe realizarse una investigación completa, en la cuenca afectada y en toda el área de características climáticas y ambientales similares.
Cuando no existe información de lluvias, generalmente se recurre a zonas similares lo más cercanas posible, pero se corre el riesgo de imprecisiones y por esta razón se recomienda para el diseño de obras del control de erosión ser generosos en la apreciación de caudales para evitar posteriores fallas en las estructuras.
Historia de inundaciones y eventos extraordinarios Los eventos históricos que ocurrieron antes de que se
tuviera instrumentación de una corriente, representan una información muy valiosa para la toma de decisiones sobre obras de control.
Definir no solamente la fecha de ocurrencia sino también su magnitud y las consecuencias del evento.
Existen otros eventos que aunque no se tenga información histórica, sí pueden encontrarse evidencias morfológicas o estratigráficas. La información de los periódicos antiguos es muy valiosa.
Estos paleoeventos pueden servir como guía para analizar la posibilidad de ocurrencia de eventos extraordinarios, los cuales no es posible predecir con base en las informaciones recogidas solo las épocas más recientes.
Perfil transversal de la corriente
Sección transversal de la corriente
Migración de la corriente - termino largo
Llanura de inundación
Thalweg Banco
derecho
Banco Izquierdo
Aguas abajo
Terraza
Lecho de la corriente