Incisión del río
Arroyo inciso en los Andes ecuatorianos en el cantón Cayambe .

La incisión fluvial es la erosión angosta causada por un río o arroyo que está lejos de su nivel base . La incisión fluvial es común después de la elevación tectónica del paisaje. La incisión por múltiples ríos da como resultado un paisaje diseccionado, por ejemplo, una meseta diseccionada . La incisión fluvial es el proceso natural por el cual un río corta hacia abajo en su lecho, profundizando el canal activo. Aunque es un proceso natural, puede acelerarse rápidamente por factores humanos, incluidos los cambios en el uso de la tierra, como la cosecha de madera, la minería, la agricultura y la construcción de carreteras y represas. La tasa de incisión es una función de la tensión cortante basal. La tensión cortante aumenta por factores como los sedimentos en el agua, que aumentan su densidad. [1] La tensión cortante es proporcional a la masa de agua, la gravedad y la WSS: a {\estilo de visualización t}

a = ρ gramo D pecado ⁡ ( Yo S S ) {\displaystyle t=\rho gD\sin {(WSS)}}

donde t es la tensión cortante (N/m2), ρ es la densidad del agua que fluye, g es la gravedad en la Tierra, D es la profundidad media del agua y WSS es la pendiente de la superficie del agua. Esto es análogo a la tensión cortante basal que se utiliza comúnmente en glaciología. Los aumentos en la pendiente, la profundidad o la densidad del agua aumentan el potencial del agua para causar erosión. [2]

Causas

Esquema de un río que desciende a través del lecho rocoso (gris). El proceso comienza con la imagen superior.

La tala tradicional en la costa oeste de los Estados Unidos incluía muchas prácticas que aumentaban la incisión del río. La extracción de madera y la construcción de caminos asociada facilitan la escorrentía y, por lo tanto, aumentan la erosión y el aporte de sedimentos a los arroyos. [3] El aumento de sedimentos aumenta la potencia de la corriente de agua, lo que aumenta la capacidad de la corriente para realizar trabajo geomorfológico en el lecho y las orillas. [4] Esto conduce a la erosión del material del lecho, exponiendo el lecho del canal de roca madre a la erosión y, por lo tanto, a tasas más rápidas de incisión del canal. [5] El material del lecho erosionado consiste en sedimentos más finos, como limos, arenas y gravas. La eliminación de estos elimina hábitats acuáticos importantes para las especies de salmónidos y otros organismos acuáticos. [6] En muchas áreas agrícolas, los ríos se han enderezado y diqueado para controlar las inundaciones y plantar cultivos en la llanura de inundación. [7] Normalmente, se permite que las inundaciones se extiendan por la llanura de inundación, lo que permite la deposición de sedimentos y reduce la velocidad del agua, lo que reduce el potencial erosivo del agua. [8] La canalización concentra los caudales de las crecidas en el cauce activo, lo que aumenta la erosión. La incisión de los ríos debido a la agricultura está bien documentada en todas las regiones agrícolas del mundo, como el Valle Central de California. [9]

La extracción de grava en el cauce también está bien documentada como causa de incisión en el río. El material estable en el lecho del río mitiga la erosión, [10] al eliminar esta capa protectora de grava, cantos rodados, etc., se expone el lecho del canal a la fuerza erosiva del agua. "En el río Ruso, cerca de Healdsburg, California, la extracción de grava en el cauce en los años 1950 y 1960 causó una incisión en el canal de más de 3 a 6 m en una longitud de 11 km del río". [5]

La tectónica desempeña un papel importante en la conformación de paisajes y ríos, y el levantamiento tectónico y la incisión fluvial van de la mano. A lo largo del tiempo geológico, a medida que las montañas se elevan, el agua erosiona gargantas y canales profundos, diseccionando el paisaje. En algunos casos, como las montañas de Sierra Nevada en California, se ha demostrado que se han producido hasta 1 km de incisión en los últimos 5 millones de años. [11] "La erosión fluvial es uno de los principales agentes de la evolución del paisaje. Fuera de las regiones glaciares, los ríos son responsables de esculpir el terreno elevado en redes de valles arborescentes y crear el relieve que impulsa los procesos de transporte gravitacional, como los deslizamientos de tierra". [12] Los ríos y arroyos que cruzan límites tectónicos están sujetos a inmensos cambios geomorfológicos. Cuando se eleva una zona en el camino de un río, el río debe desviarse o incidir lentamente en la zona elevada, creando una garganta o cañón. [13]

Efectos

Descenso del nivel de las aguas subterráneas

A medida que el lecho de un canal desciende, el agua del acuífero circundante se vuelca hacia el arroyo, lo que reduce el nivel freático. Esto modifica el régimen de flujo de un arroyo y puede provocar una gran reducción de los caudales estivales. [14] Una incisión prolongada puede reducir el nivel freático hasta el punto en que las raíces de la vegetación riparia ya no puedan acceder a él en busca de agua, lo que provoca la muerte del bosque ripario y, por lo tanto, una pérdida de estabilidad del suelo, lo que contribuye a un aumento de la sedimentación. [ cita requerida ] Los bosques riparios son algunos de los ecosistemas más productivos y diversos del planeta y, por esta razón, son el foco de muchos proyectos de restauración en todo Estados Unidos.

Cambio en la forma de la ladera

A bajas tasas de erosión, el aumento de la incisión del curso de agua puede hacer que las pendientes suaves se erosionen creando formas convexas hacia arriba. Las pendientes convexas alrededor de un curso de agua pueden reflejar indirectamente un levantamiento acelerado de la corteza . Esto se debe a que la incisión acelerada puede desencadenar una erosión acelerada en las pendientes adyacentes, creando pendientes progresivamente más empinadas que están en equilibrio con altas tasas de erosión. [15] [16] [A]

Notas

  1. ^ A Walther Penck se le atribuye comúnmente, pero erróneamente, la idea de que la elevación acelerada conduce a la formación de pendientes convexas. [15]

Referencias

  1. ^ Lague, Dimitri; Hovius, Niels; Davy, Philippe (2005). "Descarga, variabilidad de descarga y perfil del canal del lecho rocoso" (PDF) . Journal of Geophysical Research: Earth Surface . 110 (F4): n/a. Bibcode :2005JGRF..110.4006L. doi : 10.1029/2004JF000259 .
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  5. ^ ab Kondolf, GM; Piégay, H.; Landon, N. (2002). "Respuesta del canal al aumento y disminución del aporte de carga de fondo a partir del cambio de uso del suelo: contrastes entre dos cuencas". Geomorfología . 45 (1–2): 35–51. Código Bibliográfico :2002Geomo..45...35K. doi :10.1016/S0169-555X(01)00188-X.
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  13. ^ Schumm, S., Dumont, J., Holbrook, J. Tectónica activa y ríos aluviales. Cambridge University Press, 21 de febrero de 2002.
  14. ^ Neal, Edward G., 2009, Incisión del canal y descenso del nivel freático a lo largo de un arroyo proglacial recientemente formado, valle de Mendenhall, sureste de Alaska, en Haeussler, PJ, y Galloway, JP, Estudios del Servicio Geológico de Estados Unidos en Alaska, 2007: Documento profesional 1760-E del Servicio Geológico de Estados Unidos, 15
  15. ^ ab Simons, Martin (1962), "El análisis morfológico de las formas del terreno: una nueva revisión del trabajo de Walther Penck (1888-1923)", Transactions and Papers (Institute of British Geographers) , 31 (31): 1–14, doi :10.2307/621083, JSTOR  621083
  16. ^ Chorley, Richard J.; Beckinsale, Robert P.; Dunn, Antony J. (2005) [1973]. "Capítulo veintidós". La historia del estudio de las formas del relieve . Vol. Dos. Biblioteca electrónica Taylor & Francis. pág. 790.

Lectura adicional

  • Doyle, M. Shields Jr. F. 1998. Perturbaciones de los hidrogramas de nivel causadas por canalización e incisión. Actas de la Conferencia Internacional sobre Ingeniería de Recursos Hídricos, 1 de mayo de 1998.
  • Florsheim, JL; Nichols, AL; Ustin, S. ; Lay, M. (2011). "Identificación y cuantificación de cambios ecológicos en sistemas de riberas de canales en una pequeña cuenca agrícola de California". Resúmenes de reuniones de otoño de la AGU . 31 : B31K–06. Código Bibliográfico :2011AGUFM.B31K..06F.
  • Fredriksen, RL 1970. Documentos de investigación. Estación experimental forestal y de pastizales del Pacífico Noroeste. 1970 No. PNW-104 págs. 15.
  • Heiler, Gudrun; Hein, Thomas; Schiemer, Fritz; Bornette, Gudrun (1995). "Conectividad hidrológica y pulsos de inundación como aspectos centrales para la integridad de un sistema de río-llanura de inundación". Ríos regulados: investigación y gestión . 11 (3–4): 351. doi :10.1002/rrr.3450110309.
  • Jansen, J. (2006), Magnitud y frecuencia de inundaciones y control litológico en la incisión de lechos rocosos de ríos en terrenos postorogénicos. Geomorfología. V82, números 1 y 2, páginas 39 a 57.
  • Kondolf, G. (1997). Perfil: Aguas hambrientas: efectos de las represas y la extracción de grava en los cauces fluviales. Gestión ambiental, 21(4), 533–551.
  • Kondolf, GM; Piégay, H.; Landon, N. (2002). "Respuesta del canal al aumento y disminución del aporte de carga de fondo a partir del cambio de uso del suelo: contrastes entre dos cuencas". Geomorfología . 45 (1–2): 35–51. Código Bibliográfico :2002Geomo..45...35K. doi :10.1016/S0169-555X(01)00188-X.
  • Lague, Dimitri (2014). "El modelo de incisión fluvial por energía de corriente: evidencia, teoría y más allá". Procesos y formas del terreno en la superficie de la Tierra . 39 (1): 38–61. Bibcode :2014ESPL...39...38L. doi :10.1002/esp.3462. S2CID  51832216.
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  • Schumm, S., Dumont, J., Holbrook, J. Tectónica activa y ríos aluviales. Cambridge University Press, 21 de febrero de 2002.
  • Tucker, GE; Whipple, KX (2002). "Resultados topográficos predichos por modelos de erosión fluvial: análisis de sensibilidad y comparación entre modelos". Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 107 (B9): ETG 1–1. Bibcode :2002JGRB..107.2179T. doi : 10.1029/2001JB000162 . S2CID  43302982.
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  • Yang, CT, Stall, JB (1974). Unidad de potencia de corriente para el transporte de sedimentos en ríos naturales. Encuesta de Aguas del Estado de Illinois. Urbana, Illinois. UILU-WRC-74-0088.
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