Río aluvial

Un río aluvial es aquel cuyo lecho y sus orillas están formados por sedimentos móviles y/o suelo . Los ríos aluviales se forman por sí solos, lo que significa que sus cauces se moldean en función de la magnitud y frecuencia de las inundaciones que experimentan, y de la capacidad de estas inundaciones para erosionar , depositar y transportar sedimentos . Por esta razón, los ríos aluviales pueden asumir diversas formas en función de las propiedades de sus orillas; los caudales que experimentan; la ecología ribereña local; y la cantidad, tamaño y tipo de sedimento que transportan. ^[1]

En una escala espacial más pequeña y una escala temporal más corta, los patrones de movimiento del agua, a partir de eventos como las inundaciones estacionales, crean diferentes parches de suelos que van desde aeróbicos a anaeróbicos y tienen diferentes nutrientes y tasas de descomposición y dinámicas. Al observar escalas espaciales más grandes, las características topográficas han sido creadas por eventos glaciares, como la glaciación y la deglaciación, cambios en los niveles del mar, movimientos tectónicos y otros eventos que ocurren en escalas temporales más largas. Estas escalas de corto y largo plazo determinan juntas los patrones y características de los ríos aluviales. Estos ríos también constan de ciertas características topográficas que incluyen laderas en la formación de los lados del valle, terrazas, restos de antiguas llanuras de inundación a elevaciones más altas que la llanura de inundación que está actualmente activa, diques que son naturales, volutas de meandros, canales de drenaje naturales y llanuras de inundación que son temporales, así como permanentes. ^[2]

Los canales aluviales naturales tienen una variedad de patrones morfológicos, pero pueden describirse generalmente como rectos, serpenteantes , trenzados o anastomosados . ^[3] Los diferentes patrones de canales resultan de las diferencias en la descarga de los bancos llenos , el gradiente, el suministro de sedimentos y el material de los bancos. [ ^3] Los patrones de canales se pueden describir en función de su nivel de sinuosidad , que es la relación entre la longitud del canal medida a lo largo de su centro y la distancia en línea recta medida a lo largo del eje del valle. ^[3]

Los canales rectos (sinuosidad <1,3) son relativamente raros en los sistemas naturales debido al hecho de que los sedimentos y el flujo rara vez se distribuyen de manera uniforme en un paisaje. ^[3] Las irregularidades en la deposición y erosión de los sedimentos conducen a la formación de barras alternas que se encuentran en lados opuestos del canal en sucesión. ^[3] Las secuencias de barras alternas dan como resultado que el flujo se dirija en un patrón sinuoso, lo que conduce a la formación de canales sinuosos (sinuosidad de 1,3-1,5). ^[3]

Los canales serpenteantes son más sinuosos (sinuosidad >1,5) que los canales rectos o sinuosos, y se definen por la unidad morfológica de longitud de onda del meandro . ^[3] La longitud de onda del meandro es la distancia desde el vértice de una curva hasta la siguiente en el mismo lado del canal. ^[3] La longitud de onda de los canales serpenteantes se describe en la sección 1.2 Unidades geomórficas. ^[3] Los canales serpenteantes están muy extendidos en la actualidad, pero no se ha encontrado evidencia geomórfica de su existencia antes de la evolución de las plantas terrestres. ^[3] Esto se atribuye en gran medida al efecto de la vegetación en el aumento de la estabilidad de la orilla y el mantenimiento de la formación de meandros. ^[3]

Los canales trenzados se caracterizan por múltiples corrientes activas dentro de un canal ancho y de baja sinuosidad. ^[3] Los filamentos más pequeños de los arroyos divergen alrededor de las barras de sedimentos y luego convergen en un patrón trenzado. ^[3] Los canales trenzados son dinámicos, con filamentos que se mueven dentro del canal. ^[3] Los canales trenzados son causados ​​por cargas de sedimentos que exceden la capacidad de transporte de la corriente. ^[3] Se encuentran aguas abajo de los glaciares y las laderas de las montañas en condiciones de alta pendiente, descarga variable y altas cargas de sedimento grueso. ^[3]

Los canales anastomosados ​​son similares a los canales trenzados en que están compuestos de hebras complejas que divergen y luego convergen río abajo. ^[3] Sin embargo, los canales anastomosados ​​se diferencian de los canales trenzados en que fluyen alrededor de islas relativamente estables, generalmente con vegetación. ^[3] También tienen gradientes generalmente más bajos, son más estrechos y profundos y tienen hebras más permanentes. ^[3]

La longitud de onda del meandro o secuencia de barras alternas se considera la unidad ecológica y morfológica primaria de los ríos aluviales serpenteantes. ^[4] La longitud de onda del meandro se compone de dos unidades de barras alternas, cada una con una poza excavada en un talud cortado , un lóbulo agradacional o barra de punta y un rápido que conecta la poza y la barra de punta. ^[4] En un canal idealizado, la longitud de onda del meandro es de alrededor de 10 a 11 anchos de canal. ^[3] Esto equivale a que las pozas (y los rápidos y las barras de punta) estén separadas por un promedio de 5 a 6 anchos de canal. ^[3] El radio de curvatura de una curva de meandro describe la estrechez de un arco de meandro y se mide por el radio de un círculo que se ajusta al arco de meandro. ^[3] El radio de curvatura es entre 2 y 3 veces el ancho del canal. ^[3]

Las llanuras de inundación son las áreas de tierra adyacentes a los canales de los ríos aluviales que se inundan con frecuencia . ^[3] Las llanuras de inundación se forman por la deposición de carga suspendida del flujo de desbordamiento, la deposición de carga de fondo de la migración lateral del río y procesos paisajísticos como deslizamientos de tierra . ^[3]

Los diques naturales se forman cuando la llanura de inundación de un río aluvial está formada principalmente por la deposición de desbordamiento y cuando se depositan materiales relativamente gruesos cerca del canal principal. ^[3] Los diques naturales se vuelven más altos que la llanura de inundación adyacente, lo que lleva a la formación de pantanos y canales de yazoo, en los que los arroyos tributarios se ven obligados a fluir paralelos al canal principal en lugar de converger con él. ^[3]

Las terrazas son características de almacenamiento de sedimentos que registran el aporte de sedimentos de un río aluvial en el pasado. ^[3] Muchos cambios en las condiciones de los límites pueden formar terrazas en los sistemas fluviales aluviales. ^[3] La razón más básica para su formación es que el río no tiene la capacidad de transporte para mover el sedimento que le suministra su cuenca . ^[3] El clima pasado durante el Cuaternario se ha relacionado con la agradación e incisión de las llanuras de inundación, dejando atrás características de terrazas escalonadas. ^[3] La elevación, así como el retroceso del nivel del mar, también pueden provocar la formación de terrazas a medida que el río corta su lecho subyacente y preserva los sedimentos en su llanura de inundación. ^[3]

Los componentes naturales del hidrograma, como los eventos de tormenta ( inundaciones ), los caudales base, los picos de deshielo y las ramas de recesión, son los catalizadores específicos de cada río que dan forma a los ecosistemas de los ríos aluviales y proporcionan importantes procesos geomorfológicos y ecológicos. ^[4] Preservar las variaciones anuales en el régimen hidrológico de un río (patrones de magnitud, duración, frecuencia y sincronización de los flujos) es esencial para mantener la integridad ecológica dentro de los ecosistemas de los ríos aluviales. ^[4]

La erosión de los bancos en los cortes de ribera en el exterior de los meandros combinada con la deposición de barras de punta en el interior de los meandros causa la migración del canal . ^[3] La mayor erosión de los bancos a menudo ocurre justo aguas abajo del vértice del meandro, causando la migración aguas abajo a medida que el flujo de alta velocidad corroe el banco al ser forzado alrededor de la curva del meandro. ^[3] La avulsión es otro proceso de migración del canal que ocurre mucho más rápidamente que el proceso de migración gradual de la erosión de los cortes de ribera y la deposición de barras de punta. ^[3] La avulsión ocurre cuando la migración lateral hace que dos meandros se acerquen tanto que la orilla del río entre ellos se rompe, causando la unión de los meandros y la creación de dos canales. ^[3] Cuando el canal original se separa del nuevo canal por la deposición de sedimentos, se forman lagos de meandro. ^[3] La migración del canal es importante para mantener diversos hábitats acuáticos y ribereños ^[4] La migración hace que los sedimentos y los restos leñosos ingresen al río y crea áreas de nueva llanura de inundación en el interior del meandro. ^[4]

Los estados dinámicos estables de erosión y deposición de sedimentos contribuyen a sostener la morfología del canal aluvial, ya que el río importa y exporta sedimentos finos y gruesos a tasas aproximadamente iguales. ^[4] En el vértice de las curvas de meandros, los flujos de alta velocidad arrastran sedimentos y forman charcas. ^[4] El sedimento movilizado se deposita luego en la barra de puntos directamente a través del canal o aguas abajo. ^[4] Los flujos de gran magnitud y duración pueden considerarse umbrales importantes que impulsan la movilidad del lecho del canal. ^[4] La agradación o degradación del canal indican desequilibrios en el presupuesto de sedimentos. ^[4]

Las inundaciones son un componente importante que da forma a la morfología del canal en los sistemas fluviales aluviales. ^{[4] Las inundaciones} estacionales también mejoran la productividad y la conectividad de la llanura de inundación. ^[2] Las grandes inundaciones que superan el intervalo de recurrencia de 10 a 20 años forman y mantienen los canales principales, así como avulsionan y forman canales laterales, humedales y lagos en forma de meandro . ^[4] La inundación de la llanura de inundación ocurre en promedio cada 1 a 2 años en flujos por encima del nivel de desbordamiento y modera la severidad de las inundaciones y la erosión del canal y ayuda a reciclar nutrientes entre el río y el paisaje circundante. ^[4] Las inundaciones son importantes para la complejidad del hábitat acuático y ribereño porque forman una diversidad de características del hábitat que varían en su función ecosistémica. ^[4]

Los hábitats riparios son especialmente dinámicos en los ecosistemas de ríos aluviales debido al entorno fluvial en constante cambio. ^[4] La erosión alterna de las barras, la migración de los canales, la inundación de las llanuras aluviales y la avulsión de los canales crean condiciones de hábitat variables a las que la vegetación riparia debe adaptarse. ^[4] El establecimiento de plántulas y el desarrollo de la masa forestal dependen de un sustrato favorable, que a su vez depende de cómo se clasifica el sedimento a lo largo de las orillas del canal. ^[4] En general, la vegetación riparia joven y las especies pioneras se establecerán en áreas que están sujetas a procesos activos del canal, como en las barras de punta, donde hay sedimentos más gruesos como gravas y cantos rodados, pero se movilizan estacionalmente. ^[4] La vegetación riparia madura puede establecerse más arriba en la pendiente, donde predominan los sedimentos más finos, como arenas y limos, y las perturbaciones de los procesos fluviales activos son menos frecuentes. ^[4]

Los hábitats acuáticos en los ríos aluviales están esculpidos por la compleja interacción entre sedimentos, flujo, vegetación y restos leñosos . ^[4] Los estanques proporcionan áreas más profundas de agua relativamente fría y brindan refugio a los peces y otros organismos acuáticos. ^[4] Los hábitats de los estanques se mejoran con estructuras complejas como grandes restos leñosos o cantos rodados. ^[4] Los rápidos proporcionan un hábitat acuático más superficial y altamente turbulento de guijarros principalmente. ^[4] Aquí, el agua se mezcla con el aire en la superficie del agua, lo que aumenta los niveles de oxígeno disuelto dentro de la corriente. Los macroinvertebrados bentónicos prosperan en los rápidos, viviendo en las superficies y espacios intersticiales entre las rocas. Muchas especies también dependen de áreas de remanso de baja energía para alimentarse y para etapas importantes del ciclo de vida. ^[4]

Se ha demostrado que la tala de árboles en cuencas aluviales aumenta la producción de sedimentos en los ríos, lo que provoca la agradación del lecho fluvial, aumenta la turbidez y altera el tamaño y la distribución de los sedimentos a lo largo del cauce. El aumento de la producción de sedimentos se atribuye al aumento de la escorrentía y la erosión y el desprendimiento de las laderas, como resultado de la eliminación de la vegetación del paisaje y de la construcción de carreteras.

El uso de tierras agrícolas desvía el agua de los ríos aluviales para la producción de cultivos y, al mismo tiempo, limita la capacidad del río para serpentear o migrar debido a la construcción de diques u otras formas de protección. El resultado es una morfología simplificada del canal con caudales de base más bajos.

Las represas y desviaciones alteran el régimen hidrológico natural de los ríos, tanto aguas arriba como aguas abajo, con efectos generalizados que alteran el ecosistema de la cuenca. ^{[5] [6]} Dado que la morfología de los ríos aluviales y los procesos del ecosistema fluvial están determinados en gran medida por la compleja interacción de los componentes del hidrograma, como la magnitud, la frecuencia, la duración, el momento y la tasa de cambio del flujo, cualquier cambio en uno de estos componentes puede estar asociado con una alteración tangible del ecosistema. ^[4] Las represas a menudo se asocian con magnitudes de inundaciones reducidas en la estación húmeda y un caudal base alterado (a menudo reducido) en la estación seca. ^[6] Esto puede afectar negativamente a los organismos acuáticos que han evolucionado específicamente a las condiciones naturales de flujo. ^[6] Al alterar los componentes naturales del hidrograma, en particular reduciendo las magnitudes del flujo, las represas y otras desviaciones reducen la capacidad del río para movilizar sedimentos, lo que resulta en canales obstruidos por sedimentos. ^[7] Por el contrario, las represas son una barrera física para el movimiento naturalmente continuo de sedimentos desde las cabeceras hasta la desembocadura del río, y pueden crear condiciones deficientes de sedimentos y una incisión directamente aguas abajo. ^[7]

Es necesario comprender los atributos naturales de los ríos aluviales para restaurar su función en niveles de pequeña escala por debajo de las represas. Aunque la función de los ríos tal vez nunca se restablezca por completo, es posible recrear y preservar su integridad con una planificación adecuada y la consideración de sus atributos necesarios. ^[8]  Los esfuerzos de restauración deben centrarse en restablecer la conectividad entre el canal principal y otros cuerpos de llanura aluvial que se perdieron debido a la creación de represas y la regulación del flujo. ^[2] La preservación y reconstrucción de estos hábitats de ríos aluviales es necesaria para mantener y sostener la integridad ecológica de los ecosistemas de llanura aluvial . ^[9]