Hapua

Una hapua es una laguna en la desembocadura de un río en una playa de arena y grava mixtas (MSG), formada en la interfaz entre el río y la costa, donde un río típicamente trenzado , aunque a veces serpenteante , interactúa con un entorno costero que se ve afectado significativamente por la deriva litoral. ^[1] Las lagunas que se forman en las costas de MSG son comunes en la costa este de la Isla Sur de Nueva Zelanda y los maoríes las han denominado hapua durante mucho tiempo . Esta clasificación diferencia a las hapua de lagunas similares ubicadas en la costa de Nueva Zelanda denominadas waituna .

Las hapuas se ubican a menudo en áreas costeras paraglaciales ^[2] donde hay un bajo nivel de desarrollo costero y una densidad de población mínima. Las hapuas se forman cuando el río excava un área alargada paralela a la costa, bloqueada del mar por una barrera MSG que altera constantemente su forma y volumen debido a la deriva litoral . ^{[1] [3]} La deriva litoral extiende continuamente la barrera detrás de la cual se forma la hapua al transportar sedimentos a lo largo de la costa. Las hapuas se definen como extensiones estrechas paralelas a la costa del lecho del río costero. ^[3] Descargan la mayor parte del agua almacenada al océano a través de un canal o salida de drenaje efímero y altamente móvil. ^[4] El resto se filtra a través de la barrera MSG debido a sus altos niveles de permeabilidad. Los sistemas de hapuas son impulsados ​​​​por una amplia gama de procesos dinámicos que generalmente se clasifican como fluviales o marinos ; los cambios en el equilibrio entre estos procesos, así como las condiciones de la barrera antecedentes, pueden causar cambios en la morfología de la hapua, en particular la barrera. Los ejemplos de Nueva Zelanda incluyen las desembocaduras de los ríos Rakaia , Ashburton y Hurunui .

Se ha identificado a las hapuas estableciéndose en la región costera de Canterbury Bight en la costa este de la Isla Sur. A menudo se las encuentra en áreas de sedimentos de grano grueso donde los ríos contribuyentes tienen gradientes de lecho moderadamente pronunciados. ^[1] Las playas de MSG en la región de Canterbury Bight contienen una amplia gama de tamaños de sedimentos, desde arena hasta cantos rodados ^[5] y están expuestas a las olas de alta energía que conforman un entorno de oleaje de la costa este. ^[6] Las playas de MSG son zonas de energía reflectante en lugar de disipativa debido a sus características morfológicas. Tienen una zona de costa empinada que se conoce como la "sala de máquinas" del perfil de la playa. En esta zona, el oleaje y el contraflujo son procesos dominantes junto con el transporte a lo largo de la costa. ^[7] Las playas de MSG no tienen una zona de surf; en cambio, una sola línea de rompientes es visible en todas las condiciones del mar. ^[1] Las hapuas están asociadas con las playas de MSG ya que la variación en el tamaño de los sedimentos permite que la barrera sea permeable.

La costa este de la Isla Sur se encuentra en un período de erosión crónica de aproximadamente 0,5 metros por año. ^[8] Esta tendencia de erosión es el resultado de varios factores. Según el esquema de clasificación de Zenkovich, ^[2] los ríos de la costa este pueden describirse como "pequeños"; esta clasificación no está relacionada con su caudal sino con la cantidad insuficiente de sedimentos que transportan a la costa para nutrirla. Los sedimentos que proporcionan no son suficientes para nutrir la costa frente a sus típicas olas de alta energía y la fuerte deriva litoral. Estos dos procesos eliminan constantemente los sedimentos y los depositan ya sea en alta mar o más arriba de la deriva. ^[9] A medida que la costa se erosiona, las hapuas han estado "retrocediendo" erosionando la parte posterior de la costa para avanzar hacia la tierra. ^[3]

Las lagunas de desembocadura de río o hapua se forman en entornos micromareales. Un entorno micromareal es aquel en el que el rango de mareas (distancia entre la marea baja y la marea alta) es inferior a dos metros. ^[1] Las corrientes de marea en una zona micromareal son menores que las que se encuentran en las costas mesomareales (dos a cuatro metros) y macromareales (más de cuatro metros). ^[10] Las hapuas se forman en este tipo de entorno mareal, ya que las corrientes de marea no pueden competir con los poderosos flujos de agua dulce de los ríos, por lo que no hay una penetración de marea insignificante en la laguna. ^[1] Un cuarto elemento del entorno en el que se forman las hapuas es el fuerte componente de deriva litoral. ^[1] La deriva litoral o a lo largo de la costa es el transporte de sedimentos a lo largo de la costa en un ángulo con respecto a la línea de costa. En el área costera de Canterbury Bight, la dirección dominante del oleaje es hacia el norte desde el Océano Austral. ^[1] Por lo tanto, el principal movimiento de sedimentos a través de la deriva litoral es hacia el norte en dirección a la península de Banks. Las hapuas se encuentran en áreas dominadas por la deriva litoral, porque ésta favorece la formación de la barrera detrás de la cual se ubican las hapuas.

Una hapua también necesita sedimentos para formar la barrera de la laguna. Los sedimentos que nutren la costa este de Nueva Zelanda pueden provenir de tres áreas diferentes. El material de los Alpes del Sur, altamente erosionables , se elimina mediante la erosión; luego, varios ríos entrelazados lo llevan a través de las llanuras de Canterbury hasta las playas de la costa este. ^{[3] [9]} La segunda fuente de sedimentos son los altos acantilados que se encuentran en el interior de las lagunas. ^[9] Estos pueden erosionarse durante la ocurrencia de un alto caudal fluvial o eventos de tormentas marinas. Las playas más al sur proporcionan alimento a la costa norte mediante el transporte a lo largo de la costa.

Las hapuas tienen una serie de características que incluyen cambios entre una variedad de estados morfodinámicos debido a cambios en el equilibrio entre los procesos marinos y fluviales, así como las condiciones de barrera antecedentes. ^[3] La barrera MSG cambia constantemente de tamaño y forma como resultado de la deriva litoral. El agua almacenada en las hapuas drena hacia la costa predominantemente a través de un desagüe; aunque también puede filtrarse a través de la barrera dependiendo de la permeabilidad del material. ^{[3] [11]}

Los cambios en el nivel del agua de la laguna no ocurren como resultado de la intrusión de agua salada o mareas. El agua en una hapua es predominantemente agua dulce que se origina del río asociado. Las hapuas no son estuarinas, no hay entrada de mareas, sin embargo, la marea tiene un efecto en el nivel del agua en la laguna. A medida que la marea alcanza su punto máximo, el agua de la laguna tiene una cantidad mucho menor de barreras para permear, por lo que el nivel de la laguna aumenta. ^[12] Esto está relacionado con una teoría de física conocida como carga hidráulica. El nivel de la laguna tiene una forma de onda sinusoidal similar a la de la marea, pero alcanza su punto máximo un poco más tarde. ^[11] En general, cualquier intrusión de agua salada en la hapua solo ocurrirá durante una tormenta a través de un desbordamiento de olas o rocío marino. ^{[3] [9]}

La hapua puede actuar como fuente y sumidero de sedimentos. ^{[8] [9]} La mayoría de los sedimentos en la hapua son de origen fluvial. ^[1] Durante los flujos de ríos medios a bajos, los sedimentos más gruesos generalmente se acumulan en la hapua; mientras que algunos de los sedimentos más finos pueden transportarse a través de la salida hasta la costa. ^[9] Durante los eventos de inundación, la hapua se "limpia" con mayores cantidades de sedimentos transferidos a través de la salida. Este sedimento puede depositarse en alta mar o a la deriva de la hapua reponiendo la playa desnutrida. ^[9] Si una gran cantidad de material se libera a la costa a la vez, puede identificarse como una "babosa". Estos a menudo pueden ser visibles a partir de fotografías aéreas.

Las condiciones de barrera antecedentes combinadas con cambios en el equilibrio entre los procesos marinos y fluviales dan como resultado cambios entre una variedad de estados morfológicos en una hapua o laguna de desembocadura de río en una playa MSG. Los procesos marinos incluyen la dirección de aproximación de las olas, la altura de las olas y la coincidencia de las olas de tormenta con las mareas altas. ^[13] Los procesos marinos tienden a dominar la mayoría de las condiciones morfodinámicas hasta que hay un evento de inundación lo suficientemente grande en el río asociado para romper la barrera. ^[1] El nivel y la frecuencia de los flujos de base o de inundación se atribuyen a los procesos fluviales. Las condiciones de barrera antecedentes son la permeabilidad, el volumen y la altura de la barrera, así como el ancho y la presencia de canales de salida anteriores. ^[13] Durante flujos de río bajos a medios, la salida de la laguna al mar se desvía en la dirección de la deriva litoral. ^[9] La eficiencia de la salida tiende a disminuir cuanto más lejos está la salida de la desembocadura del río principal. ^[3] Una disminución en la eficiencia puede hacer que la salida se obstruya con sedimentos y la hapua se cierre temporalmente. El potencial de cierre varía entre diferentes hapua dependiendo de si los procesos marinos o fluviales son el mayor impulsor del evento. Un evento de alto flujo; como un río fresco o una inundación puede romper la barrera directamente opuesta al canal principal del río. ^{[3] [9]} Esto causa una disminución inmediata en el nivel del agua de la hapua; así como el transporte de sedimentos previamente depositados al océano. Los eventos de inundación son importantes para erosionar las costas traseras de la laguna; este es un comportamiento que permite que las hapuas retrocedan hacia la tierra y, por lo tanto, sigan siendo accidentes geográficos costeros incluso con la transgresión costera y el aumento del nivel del mar. ^[3] Durante los eventos de alto flujo también existe la posibilidad de que se produzcan rupturas secundarias de la barrera o truncamiento de la laguna.

Las tormentas también pueden cerrar las salidas de las hapuas, ya que las olas rebasan la barrera y depositan sedimentos que obstruyen el canal erosionado. ^[8] El rápido aumento resultante del nivel del agua de la laguna hace que se abra rápidamente una nueva salida debido a la gran carga hidráulica que se forma entre los niveles de la laguna y el agua del mar. Se cree que la ruptura de una tormenta es un control importante pero impredecible sobre la duración de los cierres en niveles de caudal de río bajos a moderados en hapuas más pequeñas. ^[8]

Las hapuas son extremadamente importantes por varias razones. Proporcionan un vínculo entre el río y el mar para los peces migratorios, así como un corredor para las aves migratorias. ^{[1] [14]} La pérdida de este vínculo mediante el cierre de la salida de las hapuas podría dar como resultado la pérdida de generaciones enteras de especies específicas, ya que pueden necesitar migrar al océano o al río como parte vital de su ciclo de vida. Las lagunas de desembocadura de los ríos, como las hapuas, también se utilizaban como fuente de mahinga kai (recolección de alimentos) por el pueblo maorí. ^{[1] [14]} Sin embargo, esto ya no es así debido a la degradación de la cuenca que ha provocado el deterioro de la laguna. Las lagunas de desembocadura de los ríos en las playas de MSG no están bien explicadas en la literatura internacional.

La hapua situada en la desembocadura del río Rakaia se extiende aproximadamente tres kilómetros al norte desde donde la desembocadura del río llega a la costa. El ancho promedio de la hapua entre 1952 y 2004 era de aproximadamente 50 metros; mientras que la superficie se ha estabilizado en aproximadamente 600.000 metros cuadrados desde 1966. ^[15] El interior costero está compuesto por acantilados erosionables y una zona baja conocida comúnmente como las cabañas Rakaia. Esta área ha cambiado notablemente desde la colonización europea; con el drenaje de humedales ecológicamente significativos y el desarrollo de la pequeña comunidad de bach.

El río Rakaia nace en los Alpes del Sur y aporta aproximadamente 4,2 Mt de sedimentos al año a la costa este. Es un río trenzado con una zona de captación de 3105 kilómetros cuadrados y un caudal medio de 221 metros cúbicos por segundo. ^[16] La desembocadura del río Rakaia llega a la costa al suroeste de la península de Banks. Cuando el río llega a la costa, se divide en dos canales; el canal principal fluye hacia el sur de la isla. ^[8] Como la hapua está situada en la bahía de Canterbury, se encuentra en un estado de cambio morfológico constante debido a las marejadas predominantes del sur y la deriva longitudinal resultante hacia el norte.