FENOMENO DE FLUJOS HIDRICOS Se denomina así a todas aquellas manifestaciones manifestaciones geodinámicas que tienen como agente principal al agua de escorrentía superficial que se desplaza en forma difusa o a lo largo de un cauce regular. Dichos flujos pueden ser de carácter temporal, estacionario o permanente. Las principales manifestaciones de flujos hídricos van desde las pequeñas arroyadas temporales hasta los grandes cursos de agua de régimen permanente como los ríos. Forman parte de una unidad hidrográfica de la cuenca, correspondiente a diferentes rangos de jerarquía. a. Arroyada difusa, erosión en cárcavas. b. Flujos torrenciales, huaicos, aluviones. c. Erosión de riberas, desbordes, inundaciones, riadas o avenidas.
Ilustración 1: Partes de la cuenca en la que se dan algunos flujos hídricos
1. AGUAS DIFUSAS Se originan directamente de la precipitación de las lluvias, que se desplazan sobre la superficie a manera de una lámina de agua, sin llegar a concentrarse en cauces. Es propia de las zonas desprovistas de vegetación árida, donde las precipitaciones son ocasionales pero muy fuertes.
Imagen N° 1: Ejemplo de aguas difusas.
2. DESBORDES Son fenómenos que se producen cuando la capacidad de conducción o almacenamiento es inferior a la cantidad de agua que discurre o se almacena. Puede desarrollarse en diferentes espacios geográficos, como por ejemplo: En los cauces fluviales que presentan reducida altura de sus linderos laterales, sean estos terrazas aluviales o muro de encauzamiento.
Ilustración 2: Desbordes
3. INUNDACIONES Son los fenómenos que en el mundo causan mayor impacto en numerosas poblaciones. Se puede definir como el desplazamiento paulatino o violento de las aguas en cantidades abundantes sobre una superficie determinada.
Ilustración 3: Inundación de un pueblo
4. EROSIÓN DE CÁRCAVAS Es otro fenómeno geodinámica de gran importancia en el desgate y modelado de la superficie terrestre. Se desarrolla en laderas, sobretodo, en terrenos inclinados que tienen limitada cobertura vegetal y en las regiones donde las lluvias son estacionales e intensas.
Imagen N° 2: Cárcava en Maitenes
Las cárcavas son zanjas o surcos que se forman en las laderas, por acción de las aguas superficiales que al desplazarse ladera abajo, tienen la suficiente capacidad de erosionar los materiales finos de la superficie a lo largo de su recorrido. Se inicia en la parte baja de la ladera y avanza en sentido regresivo hacia la parte alta, siguen generalmente la línea de máxima pendiente del terreno. Este fenómeno se hace más intenso a medida que se incrementa el volumen de agua que se desplaza por dicha hendidura. La evolución de las cárcavas se dan tanto en profundidad a lo largo de su eje longitudinal como hacia los extremos laterales, ganando así profundidad y extinción muy rápidamente. Las cárcavas constituyen la etapa embrionaria o inicio de las torrenteras o “quebradas secas”, representan, además, el inicio o punto de partida de
los flujos aluvionicos de
gran capacidad de destrucción.
5. FLUJO DE LODO (O COLADA DETRÍTICA) Es el tipo más rápido (sobre los 80 km/h) y fluido de corrimientos de tierra. Consiste en una colada con elevada concentración de materiales detríticos, que se mueven hacia los valles con velocidades que pueden alcanzar y, en algunos casos, superar los 10 m/s. El material transportado tiene una granulometría muy variable, y un fenómeno singular se manifiesta frecuentemente con oleadas sucesivas ("pulsaciones") debido a la obstrucción temporal del canal de transporte. Estas coladas detríticas son fenómenos difundidos en casi todas las regiones climáticas, y revisten una notable importancia tanto por su influencia en la evolución morfológica de las cuencas hidrográficas en las que ocurren, como por el riesgo potencial que significan sobre todo en las áreas montañosas, a causa de su elevada capacidad destructiva. En estas áreas, la disponibilidad
hídrica
aumenta
de
improviso
debido
comúnmente
a precipitaciones intensas (lluvia, aguanieve y nieve, principalmente), lo que puede provocar una mayor escorrentía del agua por las pendientes, que a su vez arrastra y transporta grandes cantidades de detritos que luego se incorporarán al flujo de lodo. Las coladas detríticas consisten en mezclas de materiales finos (arena, limo y arcilla) y más gruesos (grava), conteniendo una cantidad variable de agua, la cual se agrega de detritos vegetales. Se forma así una masa fangosa en suspensión acuosa que se propaga como un único cuerpo, sin separación entre la fase sólida y aquella líquida. Se trata de
un fluido no newtoniano caracterizado por una variación de la resistencia a la deformación no linealmente proporcional a la velocidad de la deformación angular. Ello determina una elevadísima capacidad erosiva propia de estos fenómenos.
Imagen N° 3: Flujo de lodo
6. FLUJOS DE DETRITOS Es una mezcla heterogénea de agua con una elevada proporción de materiales solidos (piedras, bloques, grava, madera) que se desliza formando olas agua abajo a través de canales. Las avalanchas de detritos poseen un potencial destructor comparable al de las caídas de rocas, avalanchas de nieve o inundaciones. El frente de las mismas puede alcanzar una velocidad de avance entre 2 y 10 m/s. las avalanchas de mayor tamaño pueden llegar a transportar aguas abajo volúmenes de escombros desde varios miles hasta algunas escenas de miles de m 3, muchos más frecuentes, tienen un efecto destructivo considerable.
7. FLUJOS LAHÁRICOS Un lahar es un flujo de sedimento y agua que se moviliza desde las laderas de volcanes. Durante los últimos siglos, los lahares han destruido más propiedad pública o privada que cualquier proceso volcánico y han sido los causantes de la pérdidas de miles de vidas humanas. Los lahares, junto con la caída de tefra, son la principal causa de riesgo asociado a volcanes. Los lahares pueden ocurrir debido a: 1. Períodos de lluvia intensos, no necesariamente coincidiendo con períodos de actividad volcánica 2. Fusión de glaciares en las partes altas de un volcán, durante actividad volcánica 3. Vaciado de un lago hospedado en la cumbre de un volcán 4. Desplome de ladera debido a prolongada alteración hidrotermal o sismo A diferencia de las avalanchas de detritos, los lahares son depósitos húmedos donde el agua influye tanto en la génesis como en el transporte de la masa removilizada.
Imagen N° 4: Ejemplo de flujos laháricos
7.1. Peligros y riesgos asociados
Los fenómenos laháricos representan un gran peligro principalmente por ser fenómenos naturales de alta energía, poder destructivo considerable y que son difíciles de controlar. Sin embargo son fenómenos relativamente fáciles de predecir su movimiento, en el sentido que siguen los valles. La predicción del tiempo de ocurrencia de este tipo de
fenómenos no es trivial, pero normalmente el desarrollo de un evento eruptivo puede ser el antecedente al desarrollo de este tipo de flujos. Los lahares pueden ser desviados de su curso hacia asentamientos humanos importantes, de la misma manera que se hace con algunos flujos de lava: poniendo sólidas barreras. Muchos otros flujos, en particular los más grandes, no pueden ser desviados totalmente. Además se debe tener en cuenta la topografía: es vital reconocer si la topografía es favorable para la evacuación de flujos que minimice el daño. Si no lo es, la desviación de tales flujos se torna una tarea muy difícil. Probablemente la mejor manera de detectar los peligros y así evitar que se desarrollen conductas de riesgo en un sector de alto peligro, es reconocer situaciones que pueden conllevar a la formación de este tipo de flujos. Una cobertura de tefra suelta que puede ser movilizada durante una lluvia intensa, las masas de hielo fundidas que posiblemente generen flujos muy densos en material, el registro histórico representado en sus depósitos más recientes, todas son instancias que merecen atención pública. El reconocimiento de estas situaciones lleva a la implementación de planes de prevención de riesgos (como prohibir la construcción y las actividades humanas en zonas de alto peligro, construcción de obras civiles que desvíen flujos laharicos) y de planes de emergencia y de evacuación elaborados por expertos y que sean conocidos por toda la comunidad.1
8. AVENIDA O RIADA Una avenida (en algunos lugares se denomina también como crecida de un río, lago, creciente, riada o aguas altas) es la elevación del nivel de un curso de agua significativamente mayor que el flujo medio de éste. Durante la crecida, el caudal de un curso de agua aumenta en tales proporciones que el lecho del río puede resultar insuficiente para contenerlo. Entonces el agua lo desborda e invade el lecho mayor, también llamado llanura aluvial.
1
http://www.geobrugg.com/contento/Portals/35/media/Download-Brochures/Geobrugg-AG_Flujosdetritos_es.pdf
8.1. Características de una avenida
Las principales características de una avenida son:
Su caudal máximo, o pico, fundamental para el dimensionamiento de las obras de protección lineares o defensas ribereñas.
El volumen de la avenida.
La velocidad con que aumenta su caudal.
Estas características, para un mismo tipo de precipitación (es decir, misma intensidad y tiempo de aguacero), varían en función de características intrínsecas de la cuenca: su extensión, la pendiente y tipo del terreno, etc., y también de características modificables por las actividades antrópicas: la cobertura vegetal, los tipos de preparación del suelo para la agricultura, las áreas impermeabilizadas como áreas urbanas, etc .
Imagen N° 5: Crecida de un rio
8.2. Daños causados por las avenidas
Durante las crecidas, el caudal y la velocidad de la masa líquida aumentan en forma considerable la fuerza erosiva del agua y su capacidad de transporte. Así, un corto período basta para provocar cambios sensibles en la morfología de los márgenes y del
lecho del río, ocasionando desbordes significativos. Para minimizar o incluso anular dichos desbordes, una adecuada defensa ribereña, un enrocado o la construcción de espigones, pueden ser ciertamente efectivos para prevenir este tipo de daños.
Imagen N° 6: Daño causado por una riada.
9. EROSIÓN EN RIBERAS Corresponde al desgaste y remoción de los terrenos ribereños por la acción directa de las aguas a lo largo de los márgenes del cauce. Ocurre cuando los flujos de agua inciden directamente sobre los terrenos ribereños y vencen la resistencia de la fuerza de fijación de dichos materiales. Esta acción es mayor en terrenos constituidos por dispositivos aluviales (grava, arena, limo), incoherentes y muy vulnerables a la acción física del agua. Dicho fenómeno cobra mayor magnitud y espectacularidad en los cursos fluviales que desarrollan un recorrido sinuoso, describiendo curvas agudas. A lo largo de estos cauces se establecen frentes de erosión en las partes cóncavas y frentes de sedimentación en las convexas.
Imagen N° 7: Efecto de la erosión en riberas
En los ríos torrentosos de erosión de la costa pacífica (caso de rio Rímac, Chillón, etc.), este fenómeno tiene mayor desarrollo en el curso inferior de menor gradiente. El fenómeno de erosión de riberas ocurre asociado a la socavación o acción de zapa al pie de los taludes, que propicia desplomes y derrumbes de taludes ribereños por perdida de estabilidad, lo que finalmente da lugar al retroceso de riberas y ensanchamiento del cauce y llanura de inundación. Lo efectos de la erosión de riberas, se traducen en la pérdida definitiva de terrenos eminentemente agrícolas, como también, de viviendas y obras de infraestructura emplazada sobre dichos terrenos.
Imagen N° 8: Efecto de la erosión en riberas
10.
SOLIFLUXIÓN
La solifluxión es
el
proceso geomorfológico característico
de
zonas
de clima
periglaciar (aunque puede darse incluso en los trópicos), consistente en el desplazamiento masivo y lento por gravedad de formaciones arcillosas u otros tipos de suelo sobre el permafrost a causa de la plasticidad y fluidez adquirida por aquéllos cuando absorben gran cantidad de agua. La solifluxión es propia de los suelos que han sido debilitados por la acción recurrente de heladas y en consecuencia, las características originales del terreno a menudo están muy alteradas. En los climas periglaciares, la alternancia del hielo y del deshielo hace que la arcilla se precipite en forma de capas muy finas en las cuales es más fácil el deslizamiento. Éste puede generalizarse a toda una vertiente de pendiente moderada (solifluxión laminar) o se limita a una parte que, al despegarse, forma un nicho de desprendimiento. En los climas menos fríos, la solifluxión requiere mayores proporciones de arcilla o de marga en el terreno, y las coladas suelen ser de poca extensión. El agua que empapa al terreno puede provenir del deshielo; en ese caso el fenómeno es calificado de gelifluxión. También puede proceder de infiltraciones del manto freático, pero la mayoría de las veces se trata de aguas pluviales o níveas. 2
Imagen N° 9: Efecto de la solifluxión
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http://platea.pntic.mec.es/~cmarti3/GEO/mod/solif.htm
