Sistema fluvial y sus riesgos

Dpto. de Biología y Geología del I.E.S. Trassierra
Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente
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Tema 13
El sistema fluvial y sus riesgos
La acción de las aguas canalizadas: carga, capacidad y competencia
Generalmente, el agua procedente de las precipitaciones discurre por la superficie del terreno aprovechando
sus irregularidades y encauzándose de modo progresivo. Estos flujos pueden circular permanentemente o
tener un régimen estacional.
Los ríos son corrientes superficiales de agua que circulan por un cauce fijo y con caudal permanente.
La zona por donde circula normalmente la corriente de agua se llama canal, pero el cauce es una zona más
amplia que comprende tanto el canal como la zona potencialmente inundable. Por tanto, no siempre está
cubierto en su totalidad por las aguas y ello depende del aporte de las mismas que recibe, bien en su cabecera,
bien a lo largo del río. Podemos distinguir, pues, los siguientes lechos o cauces en un río que transcurre por
una llanura, atendiendo a la cantidad de agua que lleva:
Cauce normal: el que ocupan las aguas de forma
más continuada, cuando las precipitaciones son
normales.
Cauce menor o cauce de estiaje: terreno ocupado
por el agua durante el periodo de estiaje.
Cauce mayor, cauce de crecida o llanura de
inundación: aquel que se produce en épocas de
crecidas, y está limitado por terrazas que
representan antiguas llanuras de inundación
Atendiendo a la forma, los cauces pueden ser:
Cauces rectilíneos: son aquellos que tienen un canal más o menos recto.
Cauces meandriformes: aquellos que presentan un canal sinuoso, con numerosas curvas o meandros.
Cauces anastomosados: son aquellos que tienen varios canales, ramificados, que dejan entre sí bancos
arenosos.
El caudal es el volumen de agua que circula por la sección transversal del canal en una unidad de tiempo. Se
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mide en m /s. El caudal depende de: la época del año (crecidas o estiaje), las precipitaciones, facilidad con que
el agua llegue al cauce, capacidad de filtración del terreno y retención de agua por la cubierta vegetal. Los
cambios de caudal influyen en la profundidad, la anchura, la velocidad y la alternancia de erosión y
sedimentación.
El caudal circula de una forma determinada, denominada régimen de flujo, que puede ser laminar o
turbulento.
Laminar: el desplazamiento del agua es a modo de láminas horizontalmente dispuestas unas sobre otras.
Turbulento: el desplazamiento del agua es formando remolinos, donde las líneas de corriente se
entrecruzan.
Caudal = anchura cauce (m) · profundidad (m) · velocidad (m/s)
En cuanto a la velocidad, no es constante, depende de la pendiente, de la profundidad y de la zona del canal
por donde se mueve la masa de agua. A mayor pendiente, más velocidad, siendo mayor también en el interior
y en el centro de la corriente que en la superficie y en los márgenes, donde existe un rozamiento del agua
contra el aire o las paredes del canal.
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Acción geológica del agua de un río
Todo río posee una energía potencial (diferencia de altura entre el nacimiento y la desembocadura o nivel de
base) que se convierte en energía cinética y el agua al bajar por las pendientes origina erosión, transporte y
sedimentación.
La erosión excava los márgenes, desgasta el fondo y produce disolución.
El transporte puede ser por disolución, en suspensión, o como carga de fondo.
La sedimentación es el depósito de materiales, generalmente, en el curso bajo del río.
El efecto Hjulstrom sirve para analizar la relación existente entre el tamaño de las partículas y la velocidad
de transporte. En el gráfico podemos diferenciar dos curvas importantes:
•
Curva de erosión: indica la velocidad aproximada que se necesita para erosionar y transportar en
suspensión partículas de diferentes tamaños. La curva indica que son necesarias velocidades
relativamente altas para arrastrar los materiales con tamaños extremos, muy finos (limos, arcillas) y
gruesos (gravas).
•
Curva de sedimentación: marca el límite entre el transporte y el depósito. Muestra la velocidad en la cual
las partículas de un tamaño dado se convierten en demasiado pesadas para ser transportadas, por lo que
son depositadas.
Como podemos observar existe una aparente
contradicción en la gráfica, ya que las arenas tienen más
movilidad que las arcillas y limos. La causa es que los
últimos son más cohesivos y necesitan para ser
arrancados del lecho una velocidad de flujo mayor. Sin
embargo, las arenas son transportadas con mayor
facilidad al poseer una superficie lisa que ofrece menor
resistencia a la corriente.
Arcillas y limos una vez levantados (erosionados), se
elevan rápidamente y se transportan en suspensión. Las
velocidades de depósito de las partículas más finas son
muy bajas y fácilmente son sobrepasadas por las fuerzas
ascendentes originadas en los remolinos y por la
turbulencia del río. Como consecuencia de ello, las arcillas
continúan desplazándose casi indefinidamente, mientras
que los limos, más gruesos, se depositan cuando la
velocidad del río disminuye hasta valores moderados. De
esta forma, la arcilla llega al mar donde al entrar en
contacto con el agua salada experimenta una agregación
en partículas mayores (floculación) y precipita.
Las arenas viajan como carga de fondo de los ríos y dejan
de desplazarse a velocidades sólo ligeramente inferiores a
las velocidades de erosión necesarias para ponerlas en
movimiento.
Cuando una mezcla de arcilla, limos y partículas gruesas
comienza a ser transportada por un aumento de la velocidad de la corriente, el depósito durante al disminución
de velocidad afecta rápidamente a la s partículas de mayor tamaño que dejan de ser transportadas y se
depositan. Limos y arcillas continúan siendo transportados en suspensión y no se depositan hasta que la
velocidad disminuye alcanzando valore muy bajos. Este proceso explica la granuloselección o separación por
tamaños.
La acción geológica de un río depende del caudal, el régimen de flujo y la velocidad. Además, otros parámetros
que influyen son:
Competencia (c): diámetro de la mayor partícula que puede ser transportada como carga de fondo.
Carga (C): conjunto de materiales que transporta el río, en solución, en suspensión y como carga de fondo. A
medida que se produce el transporte, va disminuyendo el tamaño de los materiales y se van redondeando.
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Capacidad (Q): es la carga máxima de materiales que puede transportar un río.
Esta energía cinética bruta de la corriente fluvial, se tiene que emplear en vencer el rozamiento del agua contra
el fondo y paredes del cauce, y en transportar la carga de materiales que el río lleve. Por tanto, la energía
cinética neta es igual a:
EN = energía neta
EB = energía bruta
EN = EB – (ER + ET)
ER = energía empleada en vencer el rozamiento
ET = energía empleada en transportar la carga real
El rozamiento siempre es el mismo y, por tanto, la energía neta depende de la carga que transporte el río.
Según esto, se pueden tres situaciones:
Que la energía bruta o capacidad del río sea mayor que la carga real a transportar . En este caso al río le
sobra energía (EN > 0), y la invierte en erosionar y profundizar su valle.
Que la energía bruta o capacidad sea semejante a la carga real. En este caso, el río invierte toda su
energía cinética en vencer el rozamiento y transportar, no le sobra nada de energía (EN = 0), por tanto no
presenta ni erosión ni sedimentación, es decir, alcanza el perfil de equilibrio.
Que la energía bruta o capacidad sea menor que la carga real. En este caso, el río no tiene energía
suficiente para transportar toda la carga que lleva (EN < 0), por lo que tiene que soltar parte de ella y
predomina la sedimentación.
La especie humana suele intervenir en todos estos fenómenos, aumentando o disminuyendo el efecto de los
ríos. Por ejemplo, la eliminación de cubierta vegetal, aumenta el caudal, aumenta la velocidad, la carga, la
capacidad, la competencia y por tanto, los fenómenos erosivos, de transporte y sedimentación.
La evolución del sistema fluvial: el perfil de equilibrio y las terrazas fluviales
El relieve fluvial se caracteriza por l presencia de divisorias de aguas o zonas más elevadas, por la presencia
de laderas donde predomina la erosión areolar (fenómenos de ladera) y la presencia de valles fluviales en
forma de V donde predomina la erosión lineal.
Los ríos evolucionan con el tiempo y pasan por varias fases::
Fase juvenil: hay una fuerte pendiente, el cauce no está marcado y predomina la acción remontante.
Fase de madurez: las pendientes son más suaves, el cauce está encajado en estratos blandos o fallas.
Fase de senilidad: el relieve es plano, con suaves inclinaciones. El río es lento y con poca energía
La dinámica interna actúa en muchas ocasiones paralelamente produciendo elevaciones, hundimientos, fallas.
El río se adapta progresivamente a estos procesos.
En un río se distingue un perfil longitudinal, que es una curva que representa la altitud de cada punto del
río y su distancia al lugar de nacimiento.
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En el perfil longitudinal de un río se pueden distinguir tres zonas:
•
Curso alto: se presenta en la cabecera del río, caracterizada por su elevada pendiente, por ello la corriente
de agua tiene mucha energía potencial. El río excava y profundiza su cauce. Esto produce varios efectos,
aguas abajo de río se realiza una erosión lineal o vertical, excavando valles con perfiles transversales
en V, siendo frecuentes las cascadas o saltos de agua y, a menor escala, los pilancones u ollas
(cavidades pseudoesféricas producidas por los cantos en zonas de remolinos) y los rápidos.
•
Curso medio: en estos tramos se suman muchos torrentes
aumentando el caudal. Disminuye la pendiente y el poder
erosivo, predomina el transporte y la sedimentación El río es
más o menos divagante y realiza erosión lateral. La
sección transversal en estos tramos va pasando de la V del
curso alto a una sección en artesa, con fondo casi plano y
laderas de suave pendiente. El agua discurre por el lecho
menor. Sin embargo, cuando aumenta el caudal, el agua
inunda la llanura aluvial o llanura de inundación. Cuando
esta zona se inunda, el agua deposita sus materiales
originando vegas (zonas fértiles para el cultivo). Pero
muchos materiales, sobre todo los de mayor tamaño,
quedan rodeando al lecho menor, formando un dique natural
que actúa de pantalla frente a sucesivas inundaciones. En
las partes altas del tramo medio pueden encontrarse
depósitos longitudinales dentro del cauce, denominados
barras, entre los que fluye el agua a través de canales que
se unen y bifurcan formando los cauces anastomosados.
En los cursos en los que el agua circula por zonas de
escasa pendiente se forman numerosas curvas o
meandros. En ellos se produce erosión en la cara externa,
produciendo un escarpe, y sedimentación en la cara interna,
donde la velocidad es menor, produciendo una zona
arenosa.
Terrazas fluviales:
Las terrazas son escarpes a diferentes niveles situados por encima del cauce fluvial. Se producen en la llanura
de inundación al irse profundizando el cauce. Se formaron
en épocas antiguas por efecto de las glaciaciones.
En los periodos interglaciares la fusión de los glaciares daría
lugar a una gran cantidad de sedimentos procedentes de
sus morrenas que los ríos depositarían sobre extensas
llanuras de inundación, debido a que disponen de una
cantidad de materiales mayor de loa que estos ríos pueden
transportar, produciéndose la agradación del cauce (gran
aumento de sedimentos). Sin embargo, en los periodos
glaciares, al disponer de menor cantidad de materiales, el
río tendería a erosionar y a encajarse al tener energía disponible para ello, formando una terraza y produciendo
así la degradación (ahondamiento), con la formación de un nuevo cauce.
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•
Curso bajo: cerca de la desembocadura la pendiente es mínima, por lo que el río deposita gran parte de
su carga discurriendo sobre sus propios sedimentos. Fundamentalmente transporta arcillas en suspensión
e iones disueltos. La carga puede ser transportada por las corrientes marinas lejos de la desembocadura,
pero si la corriente es pequeña, se originan deltas y estuarios.
La geodinámica en la desembocadura: estuarios y deltas
Un estuario es una desembocadura fluvial en costas abiertas, en las que los materiales arrastrados por el río
no se sedimentan en la propia desembocadura, sino que son arrastrados por las corrientes de marea.
Dependiendo de la fuerza de la marea y de la fuerza de la corriente fluvial, el agua de mar puede penetrar en el
río (en el estuario del Garona, en Francia, la marea penetra hasta 50 km río adentro), o bien el río penetrar en
el mar (el Amazonas extiende su agua dulce hasta casi 100 km mar adentro). El término estuario se utiliza sólo
para designar este fenómeno en los grandes ríos. En el caso de España, los valles sumergidos son mucho más
pequeños y se les denomina rías, como las del litoral gallego. Podemos resumir diciendo que los estuarios se
forman en costas abiertas, en las que los materiales arrastrados por el río no se sedimentan en la propia
desembocadura, sino que son arrastrados por las corrientes litorales (Tajo en Lisboa, Amazonas en Brasil). Los
estuarios son zonas de contacto entre aguas dulces y saladas, constituyendo ecosistemas de gran
productividad debido al elevado contenido de nutrientes y a las altas temperaturas del agua fluvial, y donde
abunda el fitoplancton y gran cantidad de consumidores primarios y secundarios. y constituyen uno de los
hábitats más productivos, que sirven de estaciones de paso y descanso a las aves en sus viajes migratorios. A
veces, en estas zonas los terrenos bajos del continente se inundan durante las mareas altas, formándose las
marismas, de gran importancia como humedales.
Un delta es una acumulación de sedimentos arrastrados por el río que se depositan en la propia
desembocadura, sobre la plataforma continental, originando islotes que, en conjunto adoptan una forma
triangular. Para su formación es necesario que la tasa de deposición de sedimento fluvial (aluviones)
sobrepase la tasa de acarreo y redistribución por las olas y las corrientes. Según predomine la acción fluvial,
del oleaje o de las mareas, el delta adquiere diversas configuraciones: dominado por el oleaje (Nilo), dominado
por el río (Ebro), dominado por las mareas (barreras e estuario). La escasa amplitud de mareas favorece
mucho la formación de deltas, por eso, en el Mediterráneo encontramos deltas muy desarrollados, como son
los del Nilo, Ródano, Po y Ebro. En resumen, en el caso de los deltas, los sedimentos arrastrados por el río se
depositan en la propia desembocadura, produciendo enormes acumulaciones in situ que, además, avanzan
rápidamente hacia el medio marino (programación).
La formación de un delta comienza con una intensa
sedimentación subacuática, y sólo cuando los
sedimentos llegan a flor de agua, empieza a
desarrollarse la parte subaérea del delta, que en
principio tiene forma ramificada de “pata de gallina”,
evolucionando luego hacia la forma típica triangular,
al rellenarse de sedimentos los espacios
comprendidos entre los brazos del río.
Perfil de equilibrio
Con el paso del tiempo, los ríos modifican su cauce a causa de la erosión y sedimentación, de manera que
todo río tiende a alcanzar un perfil longitudinal que suponga el mínimo gasto de energía, es decir, unas
condiciones de equilibrio en las que el río sólo transporta agua. Este perfil se llama perfil de equilibrio, y
representa el perfil longitudinal de un río sin capacidad erosiva ni de sedimentación sólo habría
transporte de agua. Cuando un río alcanza su perfil de equilibrio ya no puede modificar su trazado en cuanto
a cotas se refiere, y este trazado sería una curva de escasa pendiente tangente a la desembocadura (NB) en la
que la energía potencial es nula.
El río alcanza su perfil de equilibrio cuando EN = 0, es decir, la carga se iguala a la capacidad de la corriente y
el río invierte toda su energía cinética en vencer el rozamiento y transportar sólo el agua, sin erosión ni
sedimentación. Todo río tiene la tendencia natural de alcanzar ese perfil de equilibrio ya que:
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Si en un río EN > 0, el río al erosionar tiene que incorporar más carga, con lo cual la energía para el
transporte tiene que aumentar, llegando el momento en que la carga real se iguala a la capacidad, es decir,
EN = 0, el rió no puede erosionar más, sólo transportar.
Si en un río EN < 0, al tener que sedimentar, la energía dedicada al transporte disminuye, con lo cual
también en este caso llega un momento en que la capacidad y la carga real se igualan, es decir, EN = 0, y
el río tiende solamente a transportar.
Para llegar a este equilibrio, los ríos tienden a reducir su altitud en cada punto hasta igualarla con el nivel de
base (punto más bajo del perfil longitudinal del río o desembocadura). Vemos por tanto que el río modifica su
pendiente, perfil longitudinal, y trata de encontrar aquella que le asegure el transporte.
Ya hemos dicho que el nivel de base es aquel en el que el río ha perdido toda su energía. El nivel de base se
corresponde con la desembocadura en el mar, en un
lago o en un embalse. El perfil de equilibrio se establece
para un nivel de base determinado, por lo que
modificaciones en el nivel de base suponen alteraciones
en el perfil de equilibrio. Si el nivel de base desciende
(porque se eleve el continente o descienda el nivel del
mar), se produce una erosión remontante (erosión que
progresa gradualmente hacia la cabecera de una
cuenca fluvial como consecuencia de una bajada del
nivel de base). Por el contrario, si el nivel de base
asciende, se produce una sedimentación remontante.
Las causas que pueden hacer cambiar el nivel de base son, principalmente, los movimientos de ascenso y
descenso del nivel marino (movimientos eustáticos) y los movimientos verticales de las masas continentales.
Los ríos nunca llegan a alcanzar su perfil de equilibrio, por alteraciones de su caudal debido a cambios
climáticos o por alteración de su nivel de base.
Riesgos asociados al sistema fluvial: las inundaciones
Las inundaciones son las catástrofes naturales más frecuentes. El río recibe aportes de agua que superan la
capacidad de almacenamiento, infiltración y desagüe. Constituyen un fenómeno que forma parte de la dinámica
natural de la geosfera. Sin embargo, la urbanización masiva en las áreas susceptibles, valles fluviales y costas,
hace que este proceso natural se convierta en un riesgo.
Las causas de las inundaciones son de diversa índole:
Causas naturales
Climáticas: condiciones meteorológicas como lluvias torrenciales y tormentas con un alto índice de
precipitaciones en pocas horas. Por ejemplo, la gota fría en levante.
Deshielo: es algo natural en la época de primavera, pero factores especiales como la actividad volcánica o
un brusco aumento de las temperaturas las hacen peligrosas.
Otras causas: como rotura de diques naturales, morrenas, muros de hielo, desprendimientos,
deslizamientos de laderas que pueden obstruir el cauce de los ríos.
Causas antrópicas
Deforestación y agricultura inadecuada: disminuye la permeabilidad del suelo, favorece la erosión y esto
conlleva a una mayor carga de materiales fluviales.
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Obras públicas y urbanizaciones: impermeabilizan el suelo.
Rotura de presas: puede ser una causa por sí misma o agravar una inundación.
Escombreras y residuos mineros: taponan el cauce reteniendo el agua, y la posterior rotura provoca
inundaciones.
Canalización e impermeabilización de los cauces: provocan embudos y aumentos de los caudales punta.
Efectos de las inundaciones
Pérdida de vidas humanas: especialmente en las llanuras de inundación donde se asientan grandes
poblaciones.
Pérdidas económicas: pérdidas agrícolas, ganaderas, deterioros en vías de comunicación, daños en
construcciones, pérdida de las viviendas y negocios.
Riesgos de epidemias: disminuyen las medidas sanitarias, la muerte de animales y la contaminación de las
aguas provoca enfermedades rápidamente.
Contaminación de los suelos y aguas: las aguas pueden arrastrar materiales contaminantes procedentes
de industrias, minas…
Daños en el medio ambiente: por contaminación, destrucción del paisaje, muerte de seres vivos.
Las inundaciones pueden ser:
□ Inundaciones torrenciales: originadas en los torrentes, cauces secos excavados por el agua en laderas
con mucha pendiente. Sólo llevan agua esporádicamente, tras las lluvias torrenciales o en las épocas de
deshielo. En un torrente se pueden distinguir tres zonas:
•
Cuenca de recepción. Es la zona del torrente donde se
reúnen las aguas salvajes que forman su caudal. Suele
tener forma de embudo, donde predominan la erosión y el
transporte, aunque también se depositan los materiales
más pesados.
•
Canal de desagüe. Es el cauce del torrente, un corto valle
en V con paredes verticales y fuerte pendiente. Por el se
desplaza el agua con gran violencia, transportando el
material erosionado. También aquí produce erosión,
profundizando el cauce y arrancando materiales a ambos
lados. Estos materiales angulosos excavan por los
remolinos que crea el agua, oquedades en el fondo del
cauce, llamadas ollas o marmitas del gigante.
•
Cono de deyección. Es la zona final del torrente. En ella disminuye bruscamente la pendiente. La pérdida
de energía del agua provoca se produzca la sedimentación de los materiales arrastrados. Estos son
heterogéneos, como piedras angulosas, gravas, arenas, barro y restos de vegetación. Estos sedimentos
forman un cono cuyo vértice apunta al canal de desagüe. El conjunto de sedimentos depositados por
sucesivas avenidas se denomina abanico aluvial.
Las ramblas son un rasgo morfológico típico de áreas de clima semiárido y árido. Constituyen lechos de
desagüe temporales, de funcionamiento intermitente y esporádico, que generan valles de fondo plano con una
pendiente transversal y un perfil longitudinal mínimos. Se caracterizan por carecer de flujo hídrico durante
mucho tiempo (incluso varios años) pudiendo evacuar elevados caudales durante cortos intervalos de tiempo.
Este funcionamiento hídrico tan peculiar, unido al hecho de que sus cuenca media y baja suelen tener una
topografía relativamente suave y cauce ancho, hacen que las ramblas mediterráneas sean utilizadas como
auténticas vías de comunicación y que sean fácilmente invadidas por el ser humano para uso agrícola y/o
urbano. Como consecuencia de lo anterior, las ramblas son lugares muy vulnerables frente a las avenidas, que
pueden causar grandes destrozos [avenidas catastróficas afectaron en 1973 a las ramblas de Albuñol
(Granada), Albox (Almería) y Nogalte (Murcia)].Hay una serie de factores indispensables para que se genere
una red fluvial tipo rambla:
•
Proximidad de relieves montañosos al nivel de base.
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•
•
Régimen pluviométrico irregular y muy torrencial.
Perfil longitudinal con mucha pendiente en al cabecera, y prácticamente horizontal en el tramo bajo.
En las regiones mediterráneas de nuestro país, las precipitaciones son esporádicas pero torrenciales. Tras la
caída de la tromba, el agua circula por el canal de desagüe a una gran velocidad, debido a la gran pendiente
que tiene que sortear, para desembocar en un canal principal de mayor tamaño y de fondo plano, la rambla.
Los torrentes de montaña son sobre todo frecuentes en la región de los Pirineos. Durante la época de deshielo
o tras una gran tormenta, el agua circula vertiginosamente por ellos, alimentando los cauces fluviales. Debido a
la velocidad con la que el agua circula en los torrentes, pueden originar inundaciones muy peligrosas y
repentinas.
□ Inundaciones fluviales: originadas en los ríos. Las inundaciones de los ríos forman parte de su dinámica
natural, estando reguladas por la propia cuenca, gracias a la existencia de llanuras de inundación o vegas.
Cuando sobreviene la avenida, el agua se extiende por la llanura de inundación perdiendo su velocidad y
disipando su energía. Después de cada inundación, cuando el agua retorna a su cauce menor, deja tras de
sí depósitos sedimentarios (arcillas y limos) que fertilizan la vega.
Factores de riesgo de las inundaciones
a) Exposición: uno de los factores que incrementan la magnitud de las catástrofes es la ocupación humana
de las llanuras de inundación y en las zonas de desembocadura, ya que son las mayores zonas de riesgo..
Así, tradicionalmente, la especie humana ha procurado obtener el máximo aprovechamiento de terrenos
ganados al río, realizando actividades que modifican los sistemas fluviales, sin tener en cuenta su
comportamiento natural ni la conservación de los ecosistemas afectados. La especie humana construye
cauces artificiales, con edificaciones hasta el borde del cauce, impermeabiliza el terreno con asfalto y
hormigón, y cuando hay una crecida se produce la inundación, ya que el agua no es absorbida por el
suelo, viajando a gran velocidad por su encauzamiento, destruyendo las edificaciones cercanas. Asimismo,
al deforestar, se impide la retención de agua, que por escorrentía superficial, llega a los ríos
desbordándolos y potenciando las inundaciones.
b) Peligrosidad: este factor de riesgo depende de la energía que poseen los torrentes y los ríos, que a su vez
está en función de las siguientes variables:
o
La velocidad de la corriente, que aumenta al hacerlo la pendiente que el agua tenga que salvar.
o
El caudal: que depende, a su vez, de varios factores:
Las estaciones: el caudal varía a lo largo del año de forma
estacional. Así, diferenciamos entre épocas de crecida o avenida,
en las que el caudal es el máximo; y las épocas de estiaje, en las
que el caudal es el mínimo. El estudio de estas variaciones anuales
del caudal de un río es de suma importancia para la prevención de
las avenidas y se realiza mediante la elaboración de un hidrograma
anual o complejo, que puede representar las variaciones medias
del caudal a lo largo del año. El máximo registrado se llama caudal
punta.
La distribución del caudal a lo largo del año nos indica el tipo de
régimen del río. En las zonas templadas, lo normal es que haya un
caudal máximo en el año que suele coincidir con la primavera.
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La intensidad de las precipitaciones (litros de agua caídos por unidad de tiempo). Se consideran
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torrenciales si el agua caída durante 24 horas supera los 200 l/m .
Hidrogramas simples
Un hidrograma simple es una curva que expresa la variación del caudal con respecto al tiempo. Sus
características vienen determinadas por la geomorfología, el tipo de suelo, el régimen pluviométrico y la
vegetación de la cuenca hidrográfica. Estos factores controlan las relaciones entre la vegetación y la
escorrentía superficial de tal forma que le confieren al hidrograma un carácter exclusivo para una
cuenca determinada. Los hidrogramas de crecida o simples son de gran utilidad a la hora de valorar
las inundaciones. En este tipo de hidrogramas se pueden distinguir varios elementos:
*Caudal de base: corresponde al caudal circulante por el río antes de iniciarse la lluvia y después de
que los efectos de la lluvia han desaparecido.
*Curva de crecimiento: es la rama ascendente y depende de la intensidad y distribución de la lluvia
así como de las características de la cuenca (humedad del suelo, vegetación, pendiente…).
*Caudal punta o pico del hidrograma: es el valor máximo de escorrentía superficial en el hidrograma.
Se presenta cierto tiempo después de que la lluvia haya caído, debido al recorrido que las aguas deben
realizar por las vertientes, a lo largo de los afluentes, hasta llegar al río principal.
*Curva de agotamiento: es la parte de la curva descendente debido a la disminución de al escorrentía
superficial.
*Tiempo de respuesta: es el tiempo que transcurre desde el inicio de al precipitación hasta que se
alcanza el caudal punta. El tiempo de respuesta está en función de la mayor o menor permeabilidad del
terreno, del desarrollo del suelo, de la mayor o menor pendiente del terreno, de la mayor o menor
jerarquización de la red hidrográfica y de la mayor o menor presencia de vegetación.
La punta del hidrograma se encuentra desfasada con relación al instante en que se ha producido la
precipitación, debido al recorrido que las aguas precipitadas deben realizar por las vertientes, a lo largo
de los afluentes y por el río principal hasta alcanzar el punto considerado del curso de éste. Una vez
que ha cesado la precipitación sobre la cuenca, el caudal empieza a disminuir igualmente con un cierto
retraso, hasta alcanzar el caudal de base.
Así, en el hidrograma correspondiente a un río, se observa que el tiempo de respuesta transcurrido
desde la caída del aguacero hasta que se alcanza el caudal punta es de varias horas, lo que resulta
suficiente para poder alertar a la población. Sin embargo, en el caso de la rambla, el tiempo de
respuesta es breve, de unos minutos, lo que imposibilita que los sistemas de alerta sean eficientes,
dando lugar a un tipo de crecidas que se conocen como inundaciones relámpago.
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La infiltración: al aumentar la infiltración disminuye la
escorrentía superficial y, por tanto, el caudal del río y la
severidad de las inundaciones. La existencia de vegetación en
la cabecera y en las márgenes del río produce un aumento de la
infiltración y la retención de agua en el terreno, por lo que
disminuye la escorrentía superficial. El efecto de la vegetación
es muy notorio en los hidrogramas, ya que su presencia da lugar
a un aumento del tiempo de respuesta y una reducción del
caudal punta. El tipo de rocas es otro factor que influye en la
escorrentía superficial. Así, la existencia de rocas impermeables
en el lecho o las márgenes de los ríos produce u aumento de la
escorrentía. Este mismo efecto puede tener una causa
antrópica, como en el caso de la impermeabilización del suelo a
consecuencia de la urbanización y el asfaltado.
Predicción y prevención
1. Medidas predictivas: las principales medidas predictivas son
•
Previsiones meteorológicas.
•
Datos históricos: se puede observar que las variaciones de caudal son cíclicas, repitiéndose a
intervalos regulares de tiempo, específicos para cada cuenca fluvial. De esta forma, se puede prever el
tiempo d e retorno para cada tipo de inundación, así como el caudal máximo esperado.
•
Elaboración de mapas de riesgo o peligrosidad: a partir de los datos históricos, y así poder delimitar
las áreas susceptibles, así como la magnitud de la inundación esperada.
2. Medidas preventivas: pueden ser de dos tipos:
a) Estructurales: consisten en la realización de ciertas obras en el cauce:
• Construcción de diques: a ambos lados del cauce con el fin de evitar el desbordamiento de las
aguas. Esta solución no siempre resulta eficaz, porque al disminuir la anchura del cauce, se produce
un incremento de la velocidad, lo que puede dar lugar a mayores catástrofes en el caso de que los
diques se desborden y desmoronen. Por ello es conveniente dejar un espacio suficiente entre el
canal principal por el que habitualmente circula el agua y los diques construidos a ambos lados.
• Aumento de la capacidad del cauce: mediante limpieza, dragado y ensanchamiento del cauce
Estas intervenciones han de ser sumamente equilibradas, ya que de lo contrario pueden provocar
graves alteraciones de la dinámica del río, que puede reaccionar de forma inesperada para recuperar
nuevamente el equilibrio. También puede acortarse la longitud del cauce mediante el
estrangulamiento artificial de meandros, con lo que aumenta la velocidad de flujo, produciéndose una
reducción de la altura alcanzada por el agua en un momento álgido. Pero estas actuaciones deben
ser muy cuidadosas pues, al modificarse el perfil del río, puede potenciarse la erosión remontante.
• Desvío de cauces: medida frecuentemente utilizada en los tramos fluviales que atraviesan ciudades
(por ejemplo, el río Turia a su paso por valencia), que consiste en realizar canales de desvío de las
aguas del río.
• Reforestación y conservación del suelo: resulta ser la medida más efectiva, ya que los bosques
retienen el agua, aumentando la infiltración disminuyendo la escorrentía superficial, con lo que se
evita además la erosión del suelo y, por tanto, la colmatación por relleno de los cauces con
sedimentos, cuyo efecto sería un incremento del riesgo de inundaciones, debido a que taponarían el
cauce e impedirían la circulación del agua. Aterrazamiento de laderas, diques de contención en la
base de las vertientes.
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• Medidas de laminación: se llevan acabo mediante la
construcción de un embalse aguas arriba, con lo que se
logra rebajar los caudales punta, reduciendo la
peligrosidad al producir una disminución de la cantidad
de agua que circula por unidad de tiempo. Además, se
origina un aumento del tiempo de respuesta, con lo que
los sistemas de alerta pueden resultar más eficaces.
Por otro lado, además de retener el agua, los embalses
tiene ventajas recreativas, reservas hídricas y usos
hidroeléctricos... Pero presenta el inconveniente de que
modifica el perfil longitudinal del río, tanto aguas abajo
como aguas arriba del embalse.
• Estaciones de control: situadas en varios puntos a lo largo de los cauces fluviales y en los
embalses, en las que se instalan pluviómetros y estaciones de aforo, en los que se miden las
variaciones de altura del agua y la velocidad de la corriente. Con todos los datos se calcula el caudal
y se envía la información por vía telefónica o informática
Todas las medidas estructurales son eficaces en ríos cuyas cabeceras estén controladas por la
presencia de masas arbóreas y situados en zonas donde las precipitaciones sean regulares. Sin
embargo, en los lugares donde las avenidas se presentan de forma súbita, como es el caso de las
ramblas mediterráneas, el tiempo de respuesta es tan reducido que apenas da tiempo para alertar a la
población.
b) Medidas no estructurales: tienden a reducir sobre todo la vulnerabilidad. Las principales son:
• La ordenación del territorio: restringiendo el uso de las zonas de inundación Aunque las
preferencias agrarias por las zonas de vega son inevitables y no es nada despreciable el ahorro
económico que supone para la construcción de carreteras el aprovechamiento de las terrazas
fluviales. La legislación española establece medidas que limitan la ocupación de las zonas de vega.
Estas zonas son las siguientes:
*Zona de servidumbre: corresponde a una franja de 5 metros de anchura a cada lado del cauce.
Está prohibida toda construcción, cultivo y también plantar árboles, salvo autorización expresa.
*Zona de policía: se extiende a ambos lados del cauce desde su borde hasta 100 metros de
anchura. En esta zona existe una probabilidad de ocurrencia de riesgo de inundación de 1/100. Se
permiten los usos agrícolas, aunque se prohíbe, salvo autorización expresa, cualquier alteración de
relieve, como la extracción de arenas o gravas, la instalación de cualquier obstáculo que dificulte la
circulación de la corriente y las construcciones de todo tipo.
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*Zona inundable: comprende todas las márgenes del cauce principal en las que exista una
probabilidad de ocurrencia de inundación de 1/500, donde se establece alguna norma de restricción
de uso, aunque menos limitativa que en las zonas anteriores, pero siempre garantizando la
seguridad de las personas y de los bienes.
• Los seguros y ayudas públicas: en nuestro país, según la legislación, los seguros son obligatorios
para todas las construcciones y otros usos que se sitúen dentro de áreas inundables. Las ayudas
públicas a las inundaciones catastróficas serán otorgadas, en los casos excepcionales, tras la
declaración de zona catastrófica emitida por el gobierno de la nación.
• Planes de protección civil: el estudio de las avenidas permite establecer sistemas de alerta para la
protección de bienes inmuebles, evacuación de la población y adopción de otras medidas de
seguridad, como restricciones de paso en los puntos conflictivos, control del agua que sale de los
embalses, protección de gasolineras y otros almacenes inflamables, etc.
Sistema fluvial y sus riesgos. Perfil de equilibrio. Terrazas fluviales. Nivel de base de un río. Deltas y estuarios.
Riesgos ligados a los sistemas fluviales: inundaciones. Predicción y prevención.
Conceptos básicos: meandro, torrente, cuenca de recepción, canal de desagüe, cono de deyección, caudal,
hidrograma, curso medio, curso bajo, llanura de inundación.
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Actividades
Preguntas Largas
1) Evolución del sistema fluvial: el perfil de equilibrio y las terrazas fluviales.
Preguntas cortas
2) Defina los siguientes términos: carga, capacidad y competencia de una corriente fluvial.
3) Indica cómo varía el cauce de un río a lo largo de su recorrido.
3) ¿Cómo afectaría a la dinámica de un delta: la construcción de un embalse aguas arriba; la deforestación
masiva.
4) Analiza cómo sería el hidrograma de una zona forestada en comparación con otra semidesértica.
5) ¿Cuáles son las causas más frecuentes que originan y condicionan el riesgo de inundación?.
6) ¿Qué factores influyen en la capacidad erosiva de un río?.
7) ¿Qué factores pueden influir en un rápido aumento del caudal de un río?.
8) Diferencias y semejanzas entre deltas y estuarios.
9) Además de las causas climatológicas y geológicas, ¿qué otras causas pueden incidir en el creciente efecto
catastrófico de las inundaciones?.
10) ¿Por qué en una cuenca hidrográfica muy extensa el tiempo de respuesta es más largo que en una
pequeña?.
11) ¿Qué se entiende por nivel de base de un río?.
12) ¿Cómo se genera un delta?.
13) ¿Qué es el perfil de equilibrio de un río?.
14) ¿Qué significa que un río ha alcanzado su perfil de equilibrio?
15) ¿Cuál es la diferencia fundamental entre torrentes y ríos?
16) Indica las principales medidas para reducir los riesgos de inundaciones.
Preguntas de aplicación
17) Observa la fotografía y responde las cuestiones:
a) Identifica la forma de depósito y describe 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?.
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18) A continuación se representan los hidrogramas de dos ríos diferentes A y B.
a) Indica en cuál de ellos existirá un mayor riesgo para la población en caso de que se desborde y
produzca inundaciones. Explica razonadamente tu respuesta
b) ¿Qué variables pueden ser las responsables de las diferencias en los hidrogramas de ambos ríos?
Razona la respuesta.
Punta
Punta
½
Caudal
Caudal
Río A
Tiempo
Río B
½
Tiempo
19) Observa el dibujo y responde las cuestiones:
a) Señala las diferencias que encuentras entre la parte derecha y la izquierda de este dibujo, así como las
posibles repercusiones, en ambos casos,
de los efectos de una fuerte lluvia.
b) Indica cuáles son los riesgos más
frecuentes que aparecerán en la parte
derecha del dibujo. Señala algunas
medidas para disminuir sus efectos.
c) Identifica el impacto más claramente
observable en la parte derecha del dibujo.
Describe las causas más comunes que
determinan la existencia de dicho impacto
en nuestro país.
20) Compara los esquemas que se representan a continuación.
a) Señala las características en ambas situaciones.
b) Indica las ventajas e inconvenientes que presenta cada esquema en una situación de riesgo por
inundación.
21) Observa la figura y contesta las cuestiones:
a) ¿Qué riesgos existen en el lugar donde está situada la ciudad?.
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b) ¿Qué nuevos problemas, derivados de la ubicación de la misma, debido a la deforestación, la
urbanización y la pavimentación, contribuyen a intensificar dichos riesgos?.
c) ¿Qué medidas estructurales se han llevado a cabo para paliar la situación?.
d) ¿Qué ventajas y qué inconvenientes reporta cada una de ellas?.
22) Los hidrogramas A y B han sido obtenidos en el mismo punto de un cauce y bajo un régimen pluviométrico
similar, pero el A unos años antes que el B. En relación con ellos, responde a las siguientes cuestiones:
a) Comenta brevemente la respuesta del
río en cada caso
b) ¿Qué actuaciones se han podido
desarrollar sobre la cuenca que
expliquen el distinto comportamiento
del río?
c) ¿Qué consecuencias ambientales
(favorables o desfavorables) pueden
tener estas actuaciones sobre la
cuenca hidrográfica?
23) El siguiente gráfico representa el perfil longitudinal del río Guadalquivir y el punto de desembocadura de
sus principales afluentes. Observa sus características y responde:
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a) ¿Este perfil del río Guadalquivir ha permanecido inalterable a lo largo del tiempo?. Razona la
respuesta.
b) Diferencia entre perfil longitudinal y perfil de equilibrio de un río.
c) Si en Córdoba se construyese un embalse, ¿cómo se modificaría la dinámica y el perfil del río
Guadalquivir aguas arriba y aguas abajo del mismo?. Justifica tu respuesta.
d) En el curso medio-bajo del Guadalquivir se reconoce la existencia de terrazas fluviales. Explica las
posibles causas de las mismas.
24) En el diagrama adjunto se representa una porción de un valle fluvial. A partir de su observación, responde
razonadamente a las siguientes cuestiones:
a) ¿Cómo se denomina el recorrido
que muestra el río? ¿Cuáles son las
características principales de ese
tipo de corriente fluvial?
b) Pon nombre y defina cada uno de
los rasgos marcados con las letras
A, B, C, y D en el diagrama adjunto
c) ¿Qué tipos de riesgos geológicos
serían previsibles en cada una de
las áreas marcadas con I y II en el
diagrama anterior?
25) El gráfico muestra uno de los aspectos de la influencia de
la actividad humana sobre el medio.
3
2
a) ¿Por qué se mide la escorrentía en m /sg/km ?.
b) ¿Cómo influyen las talas en la variación de la
escorrentía y qué efecto o riesgo geológico asociado
se puede producir?.
c) ¿Qué relación puede existir entre la regulación de una
cuenca hidrográfica y al erosión?.
26) Observa las figuras y contesta las cuestiones:
a) ¿Qué diferencias encuentras entre los hidrogramas que representan las situaciones anterior y posterior
a la construcción del embalse?.
b) ¿Qué cambios se producirán en la dinámica fluvial tras la construcción del embalse?.
c) ¿Qué ventajas puede reportar la construcción del embalse para la prevención así como para otros
usos?. ¿Qué inconvenientes puede presentar en relación con s posible impacto ambiental?.
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27) 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?
28) Resuelve 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?
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