PROCESOS FLUVIALES: DINÁMICA DE LOS MEANDROS
Asignatura G171: Procesos Geomorfológicos
Carolina Garmendia y Domingo F. Rasilla
2024-04-30
INTRODUCCIÓN
Una de las morfologías más características de los ríos son los meandros. Un meandro es la curva sinuosa que describe un río cuando atraviesa llanuras aluviales con pendiente muy escasa. Los materiales que arrastra el río suelen depositarse en la parte convexa del meandro, haciendo avanzar esta orilla, mientras que en la cóncava predomina la erosión y el retroceso. La combinación de ambos movimientos ocasiona la continua migración del cauce y, por tanto, el meandro cambia continuamente de forma. En ocasiones, esta migración puede poner en contacto dos meandros adyacentes, rectificando el cauce y dejando aislado uno de ellos, sustituido por un lago en forma de herradura. Estos meandros estrangulados reciben nombres locales; por ejemplo en Aragón, los meandros secos del río Ebro se llaman galachos, mientras que los antiguos brazos y meandros del río Misisipi se denominan bayou; en inglés oxbow lake.
El Galacho de Juslibol se formó tras la crecida y posterior inundación del río Ebro en enero de 1961. En esa fecha la altura del Ebro en Zaragoza superó los 6 m, con un caudal de 4160 \(m^{s}\), mientras que el cauce se amplió hasta alcanzar una anchura de 2,5 km a la altura de Monzalbarba.
El objetivo de esta práctica es el seguimiento del proceso de formación de dicho galacho. Para ello, el alumnado deberá comparar las fotografías aéreas de los años 1927 y 1956 con la situación actual, cartografiando los siguientes elementos:
MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS
Para la realización de estas actividades se utilizarán los siguientes materiales.
Fotografía aéreas en formato GeoTiff (vuelo americano 1956-1957).
Los procedimientos de análisis que se utilizarán son los siguientes:
Cartografía del cauce e identificación de morfologías fluviales en diferentes momentos del tiempo.
Cuantificación de las variaciones espaciales de estas morfologías.
ACTIVIDAD 1: el Galacho de Juslibol.
Cartografía
Una de las morfologías más características de los ríos son los meandros. Un meandro es la curva sinuosa que describe un río cuando atraviesa llanuras aluviales con pendiente muy escasa. Los materiales que arrastra el río suelen depositarse en la parte convexa del meandro, haciendo avanzar esta orilla, mientras que en la cóncava predomina la erosión y el retroceso. La combinación de ambos movimientos ocasiona la continua migración del cauce y, por tanto, el meandro cambia continuamente de forma. En ocasiones, esta migración puede poner en contacto dos meandros adyacentes, rectificando el cauce y dejando aislado uno de ellos, sustituido por un lago en forma de herradura. Estos meandros estrangulados reciben nombres locales; por ejemplo en Aragón, los meandros secos del río Ebro se llaman galachos, mientras que los antiguos brazos y meandros del río Misisipi se denominan bayou; en inglés oxbow lake.
El Galacho de Juslibol se formó tras la crecida y posterior inundación del río Ebro en enero de 1961. En esa fecha la altura del Ebro en Zaragoza superó los 6 m, con un caudal de 4160 \(m^{s}\), mientras que el cauce se amplió hasta alcanzar una anchura de 2,5 km a la altura de Monzalbarba.
El objetivo de esta práctica es el seguimiento del proceso de formación de dicho galacho. Para ello, el alumnado deberá comparar las fotografías aéreas de los años 1927 y 1956 con la situación actual, cartografiando los siguientes elementos:
El cauce principal del Ebro y posibles cauces abandonados.
Barras fluviales (acumulaciones de materiales no consolidados y no colonizados por la vegetación). Cuando aparecen en medio del cauce se denominan ´mejanas´.
Zonas recubiertas parcial o totalmente de vegetación.
Acantilados (yesos).
La actividad comienza importando las imágenes correspondientes al vuelo realizado por la Conferencia Hidrográfica del Ebro en 1927 y al vuelo americano del año 1956-1957. Estas imágenes serán descargadas desde la página web de la asignatura imágenes históricas del Ebro. A continuación el alumado deberá seguir las indicaciones ya realizadas en las actividades anteriores morfologías y procesos litorales para componer la cartografía básica de esas morfologías fluviales.
Una vez cartografiadas las variaciones del cauce del Ebro, superponiendo su trazado en los 3 momentos de tiempo, el alumnado deberá identificar las áreas de retroceso/avance de las orillas y su teórica velocidad (metros/década). Los resultados de dicha actividad, que se pueden contemplar en la figura 1, deberán entregados en formato *.pdf
Cálculo de la pendiente
El alumnado complementará esta actividad con las modificaciones que ha supuesto la formación del galacho en la pendiente del río Ebro. Esta pendiente influye no solo en el patrón del canal (trenzado o serpenteante) sino también en la velocidad de la corriente, la profundidad y el ancho del cauce, y la capacidad para transportar sedimentos. Una corriente que circula sobre una pendiente alta tiene una mayor velocidad, una mayor capacidad para erosionar y, por lo tanto, es capaz de transportar sedimentos más gruesos. Por el contrario, el agua que circula sobre una baja pendiente tiene una velocidad más lenta, una menor capacidad para erosionar la superficie de la Tierra y es posible que solo pueda transportar sedimentos finos. Por ejemplo, los ríos trenzados tienen pendientes de 0,8 – 4 m/1000 m y los meandriformes de 0,1 - 0,8/ 1000 m. Los anastomosados muestran muy baja pendiente, mientras que en tramos rectos, el rango es mayor (2-20 m/1000 m).
La pendiente se calcula por la diferencia de elevación entre dos puntos (altura, \(\Delta z\)) dividida por la distancia entre esos dos puntos (base, \(\Delta x\)). En el caso de una corriente fluvial la distancia entre los puntos debe seguir el trazado de la corriente y no solo una distancia en línea recta. La elevación se mide comúnmente en metros (m), mientras que la distancia puede medirse en metros o kilómetros (km). Existen diferentes alternativas de cálculo
- Simplemente, como cambio de cota según la distancia horizontal (m/km):
\(pendiente (\frac{m}{km}) = \frac{\Delta z(m)}{\Delta x(km)}\)
- Como porcentaje (%):
\(pendiente (\%) = \frac{\Delta z(m)}{\Delta x(m)} * 100\)
- Como ángulo θ en grados:
\(pendiente (\ º) = tan^{-1} \left(\frac{\Delta z(m)}{\Delta x(m)}\right)\)
Por ejemplo, supongamos que el cambio de altitud entre dos puntos fue de 5 m, y que la distancia horizontal fue de 200 m. Usando las ecuaciones anteriores los resultados serían los siguientes:
- Como cambio de cota según la distancia horizontal:
\(pendiente (\frac{m}{km}) = \frac{\Delta z(m)}{\Delta x(km)} = \frac{\ 5(m)}{\ 200(m)/1000(m km)} = 25 (m/km)\)
- Como porcentaje (%):
\(pendiente (\%) = \frac{\Delta z(m)}{\Delta x(m)} * 100 = \frac{\ 5(m)}{\ 200(m)} * 100 = 2,5(%)\)
- Como ángulo θ en grados:
\(pendiente (\ º) = tan^{-1} \left(\frac{\Delta z(m)}{\Delta x(m)}\right) = = tan^{-1} \left(\frac{5(m)}{200(m)}\right) = 1.4º\)
A partir de las imágenes de 1927, 1956 y actual, cada alumno deberá calcular el efecto que ha tenido la formación del Galacho de Juslibol en la pendiente del río Ebro en el sector considerado. Para ello deberá proceder de la siguiente manera:
Importar en Google Earth cada una de las imágenes.
Trazar una línea siguiendo el thalweg del canal principal de río Ebro (reconocible por una sombra más oscura) en cada uno de los momentos temporales, haciendo uso de la opción Añadir –> Ruta (Figura 3).
- Calcular la distancia entre ambos puntos puntos. Para cada cálculo (Figura 4):
Con toda esta información deberá construir un cuadro con los siguientes datos en los 3 periodos de tiempo señalados:
| VARIABLE | 1927 | 1956 |
|---|---|---|
| Elevación aguas arriba | ||
| Elevación aguas abajo | ||
| Desnivel (elevación) | ||
| Distancia horizontal/canal (recorrido) | ||
| Pendiente (m/km) | ||
| Gradiente (%) | ||
| Gradiente ° |
TRABAJO AUTÓNOMO
Los paleocanales son los restos de antiguas redes fluviales que han quedado desconectados de la red actual. Los paleocanales pueden conservarse como canales abandonados sobre llanuras aluviales y terrazas de los ríos o aparecer rellenados y parcialmente enterrados por sedimentos. Estos últimos pueden consistir tanto en materiales no consolidados como bien cementados. El abandono de un canal fluvial activo y la formación de un paleocanal puede ser el resultado de multiples procesos (naturales -tectónicos, fluviales…- y antrópicos).
El objetivo de esta actividad es la reconstrucción de antiguos paleocauces en dos ríos españoles, el Ebro aguas abajo de Zaragoza y el Segura en las proximidades de Murcia. Mientras que en el primer caso la dinámica fluvial todavía está estrechamente relacionada con factores naturales, la cuenca del Segura es un ejemplo destacado de la influencia del hombre en la dinámica natural de los ríos. A lo largo de todos el s XX este sector, densamente poblado y sometido periódicamente a las inundaciones características de los climas mediterráenos, experimentó numerosas obras de acondicionamiento, protección y derivación, a las que se añadió la modificación del régimen hidrológico causada por la construcción de gran número de embalses en la cabecera. Hoy en día, este tramo del río está confinado por diques naturales y artificiales (motas), que alcanzan a veces hasta 4 m por encima de la cota de la llanura de inundación. Este confinamiento, además, impidió la libre migración de los cauces, anulando el proceso de meandrización natural del cauce. Finalmente, su sección transversal también se ha reducido, como consecuencia de la construcción de los embalses, que supusieron un importante efecto laminador de las avenidas.
La actividad consiste en los siguientes apartados:
En primer lugar, el alumno deberá descargar el fichero que contiene las fotografías aéreas. En el caso del río Segura comprende el vuelo de Ruiz de Alda (año 1927) y del vuelo americano río Segura.
En segundo lugar, deberá identificar los meandros superponiendo las fotografías históricas a la actual. En algunos casos, los meandros también pueden identificarse hoy en día por el dibujo del parcelario. Para ello, cada uno deberá ser etiquetado con un número en orden creciente, de W hacia el E.
Por último, deberá crear una cartografía en la que se combine el trazado actual del cauce con su hipotético trazado antiguo, señalando aquellos meandros que han sido eliminados por las obras de remodelación del cauce.