TP5 Teórico-Práctico 2018 PDF

Preview

Summary

Geología del Cuaternario 2018 TPNº5 / ALGUNOS CONCEPTOS TEÓRICOS ACCIÓN FLUVIAL II: PATRONES DE CUENCA DE DRENAJE CUENCA DE DRENAJE En general, un río forma parte de una red de drenaje (o sistema fluvial) ocupando una cuenca hidrográfica. Una cuenca de drenaje, es el área donde al producirse una llu...

Description

Geología del Cuaternario 2018

TPNº5 / ALGUNOS CONCEPTOS TEÓRICOS ACCIÓN FLUVIAL II: PATRONES DE CUENCA DE DRENAJE CUENCA DE DRENAJE

En general, un río forma parte de una red de drenaje (o sistema fluvial) ocupando una cuenca hidrográfica. Una cuenca de drenaje, es el área donde al producirse una lluvia, el agua escurre superficialmente hacia el colector principal. Las partes más elevadas que la limitan de las cuencas vecinas se denominan divisorias. Aguas abajo, la superficie de la cuenca va aumentando. La cuenca hidrográfica es la unidad generalmente adoptada para estudios hidrológicos y para la planificación racional del uso de los recursos naturales.

PARTES DE UNA CUENCA DE DRENAJE 

Cuenca alta

Es la parte de la cuenca hidrográfica en la cual predomina el fenómeno de la socavación. Hay trasporte de material hacia las partes bajas de la cuenca, por lo que se observan trazas de erosión. 

Cuenca media

Es la parte de la cuenca hidrográfica en la cual existe cierto equilibrio entre el material sólido que llega acarreado por la corriente y el material que sale. 

Cuenca baja

Es la parte de la cuenca hidrográfica en la cual el material extraído de la parte alta se deposita. Prevalece la sedimentación.

TIPOS DE CUENCA 

Exorreicas

Vierten sus aguas en el mar o en el océano. Un ejemplo es la cuenca del Plata, en Sudamérica. 

Endorreicas

Desembocan en lagos o lagunas, siempre dentro del continente. Por ejemplo, la cuenca del río Desaguadero, en Argentina. 

Arreicas

Las aguas se evaporan o se filtran en el terreno. Los arroyos, aguadas y cañadones de la meseta central patagónica pertenecen a este tipo, ya que no desaguan en ningún río u otro cuerpo hidrográfico de importancia.

1

Geología del Cuaternario 2018

PATRONES o DISEÑOS DE CUENCA DE DRENAJE Se llama patrón de drenaje a la configuración que presentan en planta, los cursos de agua naturales. Es la disposición espacial que presenta un río colector y sus tributarios. El patrón de drenaje depende de varios factores: la naturaleza de las rocas, sedimentos o suelos subyacentes (composición, dureza, estructura, textura, porosidad), la pendiente del terreno, el clima, la cubierta vegetal. Áreas con pendientes pronunciadas y que tienen rocas lisas o suelos impermeables, tienen alto potencial de desagüe; mientras que áreas con pendientes suaves, bancos de fragmentos y bloques sueltos, arena y otros materiales permeables, o vegetación densa, tienen bajo potencial de desagüe. El estudio de los patrones de drenaje mediante el análisis de cartografía, fotografías aéreas e imágenes satelitales, permite determinar el orden de importancia de los tributarios, la densidad del drenaje y si los cursos de agua son intermitentes o perennes; también, pueden revelar la litología, estructuras geológicas como fallas, pliegues, diaclasamiento o fracturamientos fuertes, diques, domos, volcanes, calderas, etc., así como la historia geomórfica de un área durante la erosión.

Los patrones de drenaje más comunes son los siguientes: 

Dendrítico

Es el conjunto de cursos de agua que semejan las nervaduras de las hojas o las ramificaciones de un árbol frondoso. Se compara con pequeñas hebras o hilos. Son cursos pequeños, cortos e irregulares, que fluyen en todas las direcciones, cubren áreas amplias y llegan al río principal formando cualquier ángulo. Un patrón dendrítico se desarrolla cuando las rocas presentan una resistencia a la erosión uniforme y no ejercen control sobre la dirección de crecimiento del valle. Esta situación se crea al tratarse de rocas sedimentarias prácticamente horizontales o de rocas ígneas o metamórficas macizas. Las corrientes pueden cortar con igual facilidad en un lugar o en otro; el patrón dendrítico es, en cierto sentido, el resultado de la orientación al azar de las corrientes.

2

Geología del Cuaternario 2018



Rectangular

El curso principal y sus tributarios presentan recodos en ángulo recto, debido a controles estructurales. Este drenaje se forma cuando la roca subyacente está cruzada por fracturas casi perpendiculares entre sí, que forman zonas de debilidad peculiarmente vulnerables a la erosión. Este patrón se caracteriza por el paralelismo de sus afluentes principales y generalmente con ángulos rectos y conexiones cortas entre los afluentes. No es necesaria la presencia de tributarios menores y, si existen, generalmente son cortos, se presenta una uniformidad entre los ángulos generados (90°).



Enrejado o reticulado

Esta forma de drenaje, como la rectangular, se debe a la presencia en el subsuelo, de rocas que difieren en su resistencia a la erosión. Generalmente, aunque no siempre, el drenaje en enrejado indica que en la región subyacen bandas alternantes de roca resistente y no resistente. La red de drenaje mantiene rumbos paralelos a subparalelos debido a control estructural en la mayoría o totalidad de los cursos, o a depósitos recientemente acumulados por el viento o excepcionalmente por el hielo. Los tributarios principales están en ángulo recto con respecto al río principal y a su vez los tributarios secundarios generalmente paralelos al tributario principal. La unión entre los cursos es en ángulo recto. Es particular de rocas fuertemente plegadas o empinadas. Los canales que siguen las depresiones junto con los que corren a lo largo de las pendientes opuestas, se combinan para formar un sistema enrejado integrado con afluentes cortos (contrario a los del sistema rectangular que son largos). Por ejemplo: Estratos sedimentarios inclinados. En este tipo los tributarios de primer orden son largos y de trazado recto, siendo a menudo paralelos a un curso principal. Los tributarios cortos confluyen con los canales mayores formando ángulos aproximadamente rectos. Estas formas que indican un importante control estructural, se desarrollan sobre zonas que han sido fuertemente plegadas, deslizándose los tributarios cortos sobre los lados de las capas más resistentes levantadas. Normalmente se desarrollan en los flancos de anticlinales.

3

Geología del Cuaternario 2018



Paralelo

Generalmente se forman en pendientes moderadas a fuertes, pero también pueden encontrarse en formaciones elongadas o paralelas. Los tributarios se disponen en forma paralela a subparalela entre si y al colector principal, desarrollándose en zonas con pendientes pronunciadas y/o control estructural. En zonas pedemontanas la presencia de cursos de agua dispuestos en forma paralela a subparalela son frecuentes. No obstante, esta distribución no debe ser considerada como diseño de cuenca sino como carácter distintivo de una sub-cuenca en particular. Son canales paralelos que tienen una dirección definida por la pendiente regional del terreno. Cuanto mayor sea la pendiente en una dirección, más paralelos serán los canales.



Anárquico

Caracterizado por la presencia de cursos irregulares que no tuvieron el tiempo suficiente para tener canales definidos. Debido a ello, presentan tributarios escasos, como sucede en zonas bajas y pantanosas y regiones recientemente englazadas.

4

Geología del Cuaternario 2018

OTROS DISEÑOS Existen otros diseños que por sus características no se agrupan dentro de los diseños de cuenca tratados, como por ejemplo:



Anular

Las corrientes forman anillos alrededor de un sitio que puede ser alto o bajo. Característico de estructuras dómicas, volcánicas y bajos, que al presentar alternancia de estratos débiles y resistentes a la erosión, determinan una distribución de los cauces similar a anillos. Las formas anulares se desarrollan cuando el drenaje se acomoda alrededor de un domo de material resistente. Los tributarios seguirán los estratos débiles, confluyendo en ángulo recto con los cursos radiales. Resultan característicos donde hay cuerpos intrusivos que atraviesan rocas sedimentarias, estando controlados por la forma de la topografía y las características de las rocas sedimentarias.



Radial

Los cursos de agua se originan en un punto central alto o terminan en centro común bajo. Este patrón se desarrolla frecuentemente sobre los flancos de un volcán, donde los cursos de agua escurren hacia fuera y hacia abajo, desde distintos puntos alrededor del cono volcánico. Es necesario que se presenten las siguientes condiciones: litología con baja permeabilidad, baja cobertura vegetal, pendientes fuertes, laderas altas y caudales moderados.

5

Geología del Cuaternario 2018

Esquemas de diseños de drenaje: a, dendrítica, b, rectangular; c y d, radial; e, anular; f, paralela

Dendrítico

Rectangular

Radial

Enrejado

Anárquico

Terrazas Fluviales: son antiguos niveles de planicie de inundación o planicies aluviales que se encuentran en una posición topográfica por encima del curso actual. Esto ocurre cuando el nivel de base* de un río desciende significativamente y para volver a alcanzar dicho nivel el río comienza a erosionar verticalmente su cauce, quedando su planicie de inundación previamente originada a cotas más altas que la del curso actual. De esta manera, la existencia de terrazas fluviales evidencian procesos de rejuvenecimiento del paisaje, donde la profundización de los valles fluviales y el relieve se ven incrementados . Las terrazas fluviales están integradas por un una pendiente superior o distal, un escalón horizontal o subhorizontal y una pendiente inferior o proximal. Cuando hay más de un nivel de terraza, se denomina T1 (terraza 1) a la que se encuentra topográficamente más alta o sea a la más antigua y T2, T3 y así sucesivamente hasta la más joven, es decir, aquella que se encuentra inmediatamente por encima de la planicie aluvial actual. El interés de las terrazas es inmenso. A través de ellas se obtienen datos sobre climas antiguos y sobre asentamientos humanos del pasado; muchos yacimientos prehistóricos se encuentran en terrazas, porque los antiguos núcleos de població n se asentaban junto a los ríos.

*Nivel de base: es el nivel por debajo del cual un curso de agua ya no puede seguir erosionando en profundidad, por lo que amplía lateralmente su cauce, erosionando sus márgenes y depositando sedimento en su planicie de inundación.

Clasificación: Según Cotton (1940), se clasifican en: a) TERRAZAS CÍCLICAS, PARES o APAREADAS: cuando los niveles de terraza se encuentran a ambos lados del valle ocupando alturas similares. b) TERRAZAS ACÍCLICAS, IMPARES o NO APAREADAS: cuando los niveles de terraza no presentan su par en la margen opuesta, es decir, que no se ha conservado la terraza en ambas márgenes, sino sólo en una de ellas.

6

Geología del Cuaternario 2018

Otras clasificaciones

TERRAZAS CONVERGENTES A lo largo de un valle donde están presentes dos o más niveles de terraza, puede observarse que los mismos tienden a unirse agua abajo, en un perfil longitudinal al valle. TERRAZAS DIVERGENTES A lo largo del valle los niveles de terraza tienden a separarse aguas abajo.

En aquellos casos donde se observa el desarrollo de un solo nivel de terraza ésta relación de convergencia o divergencia puede efectuarse en relación al curso actual o a la planicie de inundación. La formación de terrazas fluviales comprende en síntesis, dos episodios de la actividad de un curso de agua: 1) la profundización del valle (erosión vertical) y encajonamiento del río, producto del descenso del nivel de base y 2) al acercarse al nivel de base, el curso de agua comienza a erosionar lateralmente sus márgenes produciendo el ensanchamiento del mismo y a desarrollar un amplia planicie de inundación mediante la depositación de sus materiales de acarreo. La repetición cíclica de estos episodios genera niveles aterrazados, que quedan en una posición topográfica más elevada que el curso actual. Este proceso se verifica hasta formar todos los niveles de terrazas; así, cada terraza es más antigua que su inmediata inferior, y más moderna que la siguiente más alta. Éste es uno de los pocos casos en que se no se cumple el principio de superposición de estratos, donde el estrato que está por encima es más jóven que el de abajo. Las oscilaciones del nivel de base son la causa del origen de las terrazas fluviales. Estas oscilaciones pueden deberse a cambios climáticos de impacto global, eventos tectónicos o por eustasia. Cabe señalar que los climáticos son globales, mientras que por el contrario, los procesos tectónicos y distribución del agua según la cuenca marina o corrientes, tienen un carácter local o regional. De esta forma y cualquiera que sea su tipología o disposición, debe acudirse a modelos de causas múltiples para explicar las terrazas. De esta manera se distinguen tres tipos de terrazas: climáticas, talasostáticas y tectónicas. TERRAZAS CLIMÁTICAS: el origen de este tipo de terrazas está directamente vinculado a cambios climáticos; cambios en el régimen de precipitaciones fundamentalemente. TERRAZAS TALASOSTÁTICAS: esta clase de terrazas son originadas por efecto de las variaciones del nivel de base global, es decir del nivel marino. En este caso las variaciones del nivel de mar son producto de la eustasia. TERRAZAS TECTÓNICAS: son aquellas que obedecen a movimientos tectónicos del continente. En muchos casos el origen de las terrazas es combinado, es decir, involucra más de un tipo de origen, formándose terrazas por influencia de los tres procesos. El origen de las terrazas de edad cuaternaria, está en su mayoría ligado a fenómenos glaciales. Durante los períodos interglaciales, los cursos de agua transportaban y depositaban gran cantidad de material en las llanuras aluviales. En épocas de glaciación, el nivel del mar descendió considerablemente, ya que el agua se acumulaba como hielo en los continentes. Al descender el nivel de base, los cursos de agua se encajan profundizando sus cauces, dejando de esta manera colgadas las terrazas Evolución de una terraza fluvial:

7

Geología del Cuaternario 2018

Después de un prolongado período de evolución, el curso de agua primero ha labrado su cauce sobre el sustrato y luego ha rellenado el valle formando la planicie de inundación. En una fase temprana habría dominado la erosión vertical y encajonamiento del canal, para luego ir ganando importancia la erosión en los interfluvios que habrá rebajado el relieve hasta formar el amplio valle en artesa.

El curso puede ganar capacidad erosiva y encajarse en su propia llanura de inundación como consecuencia de variaciones en el nivel de base o en el clima. Al hacerlo, puede llegar o no a atravesar todo el espesor de los depósitos aluviales.

De nuevo el curso pasa por las mismas fases en su evolución y amplía el valle al ganar importancia la erosión en sus márgenes. La superficie de la anterior planicie de inundación queda adosada a las márgenes del valle en forma de escalón o resalte topográfico que constituye la denominada terraza aluvial.

Nuevamente pasa por otra etapa de colmatación o relleno del valle formando una nueva llanura de inundación que, si se repite el ciclo y el río se encaja, dará origen a otro nivel de terrazas más moderno. Obsérvese que esta nueva llanura de inundación (y por tanto las terrazas que pueda formar) se encuentran a un nivel topográficamente inferior respecto a las terrazas más antiguas.

En cada etapa erosiva el encajonamiento del cauce fluvial ha eliminado totalmente el espesor del depósito aluvial anterior, llegando a incidir en la roca de sustrato. Así, el material que compone las terrazas más antiguas no se continúa bajo las posteriores, sino que queda limitado a un resalto en forma de escalón a lo largo del valle.

8

Geología del Cuaternario 2018

Puede ocurrir que entre una terraza y otra aflore la roca de sustrato, como se ha representado en las terrazas de la izquierda del dibujo, o que no ocurra así, como en la parte derecha del dibujo.

Perfil topográfico en donde se pueden observar terrazas fluviales impares

Considerando que el nivel de base final en cuencas exorreícas es el mar, y dada la relación entre su volumen de agua y las oscilaciones glaciares, se llegó a concluir que las terrazas actuales eran causadas por fenómenos glacioeustáticos (ascensodescenso en el nivel medio del mar según la fusión-retención de agua en las cuencas glaciares) ocurridos durante el Cuaternario y, por ello, correlacionables a escala mundial. A partir de un río tipo (caudal permanente, régimen climático propio de latitudes medias, nacimiento en una cuenca glaciar y desembocadura al mar), los modelos de causas múltiples (Trevisan, 1949; ref. 1950) consideran tres grupos básicos de terrazas: eustáticas, climáticas (s.s.) y fluvioglaciares. La estructuración del río en tramos, considera una dinámica diferencial regulada por gradientes energéticos según el sector del curso fluvial (energía de posición). La tendencia general del río es excavar su cauce para homogeneizar dicha energía y, al ser un fenómeno progresivo, su nivel energético estará en función del estado evolutivo: El tramo inferior o “curso bajo”, está próximo al nivel mínimo energético de posición y, salvo modificaciones externas (tectónicas y eustáticas sobre todo), en él predomina la sedimentación y relleno. El tramo intermedio o “curso medio ” ocupa un nivel transitorio (o “indiferente”); según los caudales, aparecerán acciones de excavación-transporte-sedimentación y alternancias sobreexcavación-relleno. Finalmente, en el tramo superior o “ curso alto” hay exceso energético de posición y predominan excavación y transporte sobre la sedimentación, generándose así vaciados o sobreexcavaciones permanentes . De acuerdo con ese esquema: El tramo inferior (curso bajo), queda regulado energéticamente por el nivel de base global (el mar), originando terrazas eustáticas. El tramo intermedio (curso medio), está condicionado por los caudales que, en principio, dependen de las precipitaciones en la cuenca y por ello dan lugar a terrazas climáticas. Al ser una zona de transición, aquellos efectos debidos a las oscilaciones en el nivel de base pueden llegar a ese tramo intermedio, por lo cual hay una interferencia entre ambos fenómenos y aparecen terrazas mixtas eustático-climáticas. Para finalizar, en el tramo superior (curso alto) hay excavación permanente y, caso de aparecer, forma terrazas erosivas.

9

Geología del Cuaternario 2018

Otros factores 

controles tectónicos que causan reactivaciones en el relieve, aumentan la energía de posición, desplazan aguas abajo el dominio del curso alto con excavación permanente y, en casos extremos, llegan a controlar la dinámica fluvial generando terrazas tectónicas;



controles tectónicos que producen hundimientos locales y disminuyen la energía de posición, desplazan aguas arriba el dominio del curso bajo o inferior con relleno permanente (fill) y, en casos extremos, llegan a controlar la dinámica del río originando terrazas subsidentes;



contrastes litológicos diferenciales (más o menos resistentes a la excavación),



capturas por parte de otros cursos de agua;



obstrucción en el canal por aporte de masas rocosas como ocurre en deslizamientos y volcanes;



subsidencia por karstificación,



efectos antrópicos: con las retenciones de caudal en embalses y su desviación para otros usos, modifican la dinámica global del río al inducir efectos similares a un cambio en el nivel de base.

10

Geología del Cuaternario 2018

T.P.N°5 / PRÁCTICO ACCIÓN FLUVIAL PATRONES ó DISEÑOS DE CUEN...