Corrientes de aguas superficiales

1
Corrientes de aguas superficiales

• GEOL 3025 Cap. 16 Prof.
  Lizzette Rodríguez

2
Ciclo hidrológico

• Circulacion del suministro de agua de la Tierra
• Procesos que envuelve
• Precipitacion
• Evaporacion
• Infiltracion
• Escorrentia (runoff, agua fluye sobre superficie
  en lagos o corrientes)
• Transpiracion (una parte del agua que se infiltra
  en el suelo es absorbida por plantas , que
  despues la liberan a la atmosfera)

3
Ciclo hidrológico
4
Distribucion de agua de la Tierra
5
Aguas de escorrentia

• Comienza fluyendo por el suelo en finas y
  extensas laminas escorrentia en lamina
  (sheetflow)
• Capacidad de infiltración es controlada por
• Intensidad y duración de precipitación
• Estado de humedad previo del suelo
• Textura del suelo
• Pendiente del terreno
• Naturaleza de la cubierta vegetal
• Despues de fluir como una lamina fina, se forman
  pequenos canales llamados acanaladuras (rills)
  transportando el agua a una corriente

6
Flujo de corriente (streamflow)

• El agua puede fluir de 2 maneras, determinados
  principalmente por velocidad
• Flujo laminar (particulas de agua se mueven sin
  mezclarse)
• Flujo turbulento
• Factores que determinan velocidad
• Gradiente, o pendiente de un cauce fluvial
• Características del canal forma, tamaño y
  aspereza
• Caudal (Q, discharge) el volumen de agua que se
  mueve a través de un punto en un intervalo de
  tiempo determinado

7
Ejemplo de flujo turbulento
8
Influencia de la forma del cauce sobre la
velocidad
9
Cambios de corriente arriba a corriente abajo

• Perfil longitudinal
• Seccion de una corriente desde su area de origen,
  denominada cabecera (headwaters) hasta su
  desembocadura, el punto aguas abajo donde el rio
  se vacia en otro cuerpo acuoso
• Perfil general es una suave curva concava en
  sentido ascendente
• Gradiente disminuye rio abajo

10
Cont. Cambios de corriente arriba a corriente
abajo

• Cont. Perfil longitudinal
• Factores que aumentan pendiente abajo
• Velocidad
• Caudal
• Tamaño del canal
• Factores que disminuyen pendiente abajo
• Gradiente
• Aspereza del canal

11
Perfil longitudinal de un río
12
Nivel de base y corrientes en equilibrio

• Nivel de base (base level) es el limite hacia
  abajo para la erosion de la corriente fluvial es
  el punto mas bajo al cual un rio puede erosionar
• Dos tipos de nivel de base
• Nivel de base absoluto - nivel del mar (común a
  todos los ríos)
• Local o temporal

13
Capa resistente actua como nivel de base local
14
Cataratas ejemplo de nivel base local
15
Cont. Nivel de base y corrientes en equilibrio

• Cambios en condiciones causan reajustes en las
  actividades del río
• Aumento en el nivel de base causa deposición
• Disminución del nivel de base causa erosión
• Corriente en equilibrio tiene la pendiente
  correcta y otras caracteristicas necesarias para
  mantener la velocidad necesaria para transportas
  el material que se le suministra
• No erosiona ni deposita material, solamente lo
  transporta

16
Construccion de embalse eleva el nivel de base
Disminuye velocidad
Aumenta deposicion
Disminuye gradiente
17
Erosion de las corrientes fluviales

• Las corrientes erosionan sus cauces recogiendo
  los granos debilmente consolidados, mediante
• Abrasión
• Disolución
• Corrientes más fuertes levantan partículas de
  forma más efectiva

18
Transporte del sedimento por las corrientes

• Las corrientes transportan su carga de sedimentos
  de 3 maneras
• En solucion (carga disuelta)
• En suspension (carga suspendida)
• A lo largo del fondo del cauce (carga de fondo)
• Capacidad carga maxima de particulas solidas
  que una corriente puede transportar

19
Carga suspendida
20
Carga de fondo consiste de granos grandes
21
Cont. Transporte del sedimento por las corrientes

• Competencia de una corriente
• Indica el tamaño de grano máximo que una
  corriente puede transportar
• Determinado por la velocidad del río
• Cuanto mas fuerte es el flujo, mas grandes son
  los granos que puede transportar en suspension y
  como carga de fondo

22
Depositos de sedimentos por las corrientes
fluviales

• Causado por la disminución en velocidad
• Competencia se reduce
• Los granos de sedimento se depositan en un orden
  definido por tamanos
• Sedimentos de ríos
• Generalmente bien seleccionados (well sorted)
• Los sedimentos de los ríos se conocen como aluvión

23
Cont. Depositos de sedimentos por las corrientes
fluviales

• Depósitos de canal
• Barras componentes mas gruesos de la carga de
  una corriente
• Barras de arena y grava pueden formarse en
  meandros (canal doblado), que en la parte
  exterior tiene un area de erosion, mientras que
  en la interior ocurre deposicion barras de
  meandro (point bars)
• Corrientes anastomosadas (corrientes ramificadas,
  braided streams) corriente esta dividida y
  sigue varios caminos
• Deltas

24
Corriente meandrosa o sinuosa
25
Corriente anastomosada
26
Cont. Depositos de sedimentos por las corrientes
fluviales

• Depósitos de llanura de inundación (floodplain) -
  parte de un valle que se llena durante una
  inundacion
• Diques naturales (natural levees) se forman
  paralelos al canal debido a inundaciones
  sucesivas a lo largo de los años
• Cienaga (back swamp) tipo de pantano
• Afluentes yazoo (yazoo tributaries) afluentes
  que entran a un valle fluvial y no pueden abrirse
  camino al cauce principal, cuando hay diques
  naturales.

27
Llanura de inundacion
28
AnimacionFormacion de llanura de inundacion
29
Cont. Depositos de sedimentos por las corrientes
fluviales

• Abanicos aluviales
• Se desarrollan donde una corriente de gradiente
  alto abandona un valle estrecho en terrenos
  montanosos y sale subitamente a una llanura
  amplia y llana o a un fondo de valle
• Acumulacion de sedimentos tiene forma de abanico
  o cono
• Se abre como un gran abanico
• Se depositan en tierra

30
Abanico aluvial, SE California
31
Cont. Depositos de sedimentos por las corrientes
fluviales

• Deltas
• Se desarrollan cuando un río entra al océano o a
  un lago
• Sedimentos aparecen en 3 tipos de capas
• Capas frontales (foreset) particulas mas
  gruesas que se depositan casi inmediatamente,
  formando capas con pendiente descendente en el
  sentido de la corriente.
• Capas de techo (topset) horizontales y delgadas
  que cubren las frontales, se depositan en
  periodos de inundacion
• Capas de base (bottomset) casi horizontales
  formadas cuando limos y arcillas mas finos se
  sedimentan a cierta distancia de la desembocadura

32
Crecimiento de un delta simple
33
Forma triangular del delta delRio Nilo
34
7 subdeltas coalescentes del Rio
Mississippi(5000-6000 años)actual delta (7) -
formado en los ultimos 500 años
35
Valles fluviales

• Los valles fluviales son las características de
  relieve terrestre más comunes en la superficie
• Dos tipos generales de valles fluviales
• Valles estrechos
• Forma de V donde ocurren cataratas y rapidos
• Continúan cortando hasta el nivel base (erosion
  vertical)

36
Cont. Valles fluviales

• Dos tipos generales de valles fluviales
• 2) Valles anchos
• Río se encuentra cerca del nivel de base
• Erosión vertical no es dominante
• La energía del río es dirigida de lado a lado,
  formando así una llanura de inundación

37
Cont. Valles fluviales

• Cont. 2) Valles anchos
• Características en el relieve de valles anchos
  incluyen
• Llanuras de inundacion
• Llanuras de inundación erosionales
• Llanuras de inundación deposicionales
• Meandros
• Cutbank (lado de erosion) y barra de meandro
  (point bar, lado de deposicion)
• Estrangulamientos (cutoffs, a medida que
  curvatura aumenta, 2 meandros se van uniendo) y
  lagos de media luna (oxbow lakes, canal
  abandonado por estrangulamiento )

38
Corriente que erosionasu llanura de inundacion
39
Erosion en cutting bank de meandro ej. Rio
Newaukum, WA (A) enero 1965, (B) marzo 1965
40
Formacion de estrangulamiento (cutoff) y lago de
media luna (oxbow lake)
41
Formacion de oxbow lake
42
AnimacionFormacion de lagos de media luna
43
Meandros encajados yterrazas fluviales

• Meandros encajados
• Meandros en valles empinados y estrechos
• Causados por la caída en el nivel de base o el
  levantamiento tectónico de la región
• Terrazas
• Superficies planas que son restos de una llanura
  de inundacion previa
• El río se ha ajustado a un descenso relativo del
  nivel de base mediante erosión vertical

44
Meandros encajados Rio Colorado
45
Formacion de terrazas
46
Redes de drenaje

• Sistemas de drenaje
• Cuenca de drenaje
• Área de tierra que aporta agua a la corriente
• Divisoria
• Línea imaginaria que separa una cuenca de drenaje
  de otra

47
Cuenca de drenaje y divisoria
(barrancos)
48
Cuenca de drenaje del Río Mississippi (mayor rio
de Norteamerica)
49
Cont. Redes de drenaje

• Modelos o patrones de drenaje
• Patrón de la red interconectada de corrientes en
  un área
• Patrones de drenaje comunes
• Dendrítico (sustrato de roca relativamente
  uniforme)
• Radial (corrientes divergen desde area central,
  ej. volcanes)
• Rectangular (sustrato de roca esta cruzado por
  diaclasas y fallas)
• Trellis o enrejado (superficie tiene rocas
  resistentes y debiles)

50
Patrones de drenaje
51
Cont. Redes de drenaje

• Erosión remontante (headward erosion) y captura
  (stream piracy)
• Un río puede extender su curso por
• Desarrollo de un delta
• Erosión remontante extendiendo la cabecera de
  su valle pendiente arriba
• Erosión remontante puede resultar en captura
  desviacion del drenaje de un río a otro

52
Proceso de captura de corrientes
Desfiladero o curso de agua abandonado
53
Inundaciones y control de la inundacion

• Las inundaciones son las amenazas geologicas más
  frecuentes y destructivas
• Causas de inundaciones factores naturales o
  inducidos por el ser humano
• Tipos de inundaciones
• Inundaciones regionales (regional floods)
• Inundaciones repentinas o avenidas (flash floods)
• Inundaciones por obstruccion de hielo (ice-jam
  floods)
• Inundaciones por ruptura de una represas (dam
  failure)

54
Inundaciones en Rio Mississippi1993
55
Cont. Inundaciones y control de la inundacion

• Control de inundaciones - Esfuerzos de ingeniería
• Diques artificiales (monticulos de tierra para
  incrementar volumen de agua que el cauce puede
  llevar)
• Represas de control de inundaciones (para
  almacenar el agua de la inundacion y luego
  dejarla salir lentamente)
• Canalización (alterar cauce para aumentar
  velocidad del agua para impedir que alcance la
  altura de inundacion)
• Enfoque no estructural por medio de manejo logico
  de las llanuras de inundacion