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Meandro

El lecho de un arroyo sigue un valle inclinado. La pendiente máxima se encuentra a lo largo del eje descendente del valle, representado por un hipotético canal costero recto. Se...

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El lecho de un arroyo sigue un valle inclinado. La pendiente máxima se encuentra a lo largo del eje descendente del valle, representado por un hipotético canal costero recto. Se desarrollan meandros que alargan el curso del arroyo, disminuyendo la pendiente.
Meandros del río Cauto en Guamo Embarcadero , Cuba
El río Jordán , cerca del Mar Muerto , 1937

Un meandro es una serie de curvas sinuosas regulares en el cauce de un arroyo . Se produce cuando un curso de agua erosiona los sedimentos de una orilla exterior cóncava ( o talud fluvial ) y los deposita en una orilla interior convexa, que suele ser una barra de arena . El resultado de esta erosión y sedimentación combinadas es la formación de un curso sinuoso a medida que el cauce se desplaza de un lado a otro a lo largo del eje de una llanura aluvial . [ 1 ] [ 2 ]

La zona dentro de la cual un arroyo meandriforme cambia periódicamente su cauce se conoce como cinturón de meandros . Generalmente, abarca de 15 a 18 veces el ancho del cauce. Con el tiempo, los meandros migran aguas abajo, a veces en tan poco tiempo que plantean desafíos de ingeniería civil para los municipios locales que intentan mantener estables carreteras y puentes. [ 1 ] [ 2 ]

El grado de meandro del cauce de un río, arroyo u otro curso de agua se mide por su sinuosidad . La sinuosidad de un curso de agua es la relación entre la longitud del cauce y la distancia en línea recta río abajo. Los arroyos o ríos con un solo cauce y sinuosidades de 1,5 o más se definen como arroyos o ríos meandriformes . [ 1 ] [ 3 ]

Origen del término

El término deriva del sinuoso río Menderes, ubicado en Asia Menor y conocido por los antiguos griegos como Μαίανδρος ( Maiandros , en latín : Meander ), [ 4 ] [ 5 ] caracterizado por un curso muy tortuoso a lo largo de su curso inferior. Como resultado, incluso en la Grecia clásica (y en el pensamiento griego posterior), el nombre del río se convirtió en un sustantivo común que significaba cualquier cosa tortuosa y sinuosa, como patrones decorativos o el habla y las ideas, así como la característica geomorfológica . [ 6 ] Estrabón dijo: «...su curso es tan extremadamente sinuoso que todo lo sinuoso se llama meandro». [ 7 ] El río está al sur de Izmir , al este de la antigua ciudad griega de Mileto . Fluye a través de una serie de tres fosas tectónicas en el macizo del Menderes, pero tiene una llanura aluvial mucho más amplia que la zona de meandros en su curso inferior. [ 8 ]

La física que rige

Canal recto que culmina en una sola curva.

Los meandros son el resultado de la interacción del agua que fluye a través de un canal curvo con el lecho del río . Esto produce un flujo helicoidal , en el que el agua se mueve desde la orilla exterior hacia la interior a lo largo del lecho, para luego regresar a la orilla exterior cerca de la superficie del río. Esto, a su vez, aumenta la capacidad de transporte de sedimentos en la orilla exterior y la reduce en la interior, de modo que los sedimentos se erosionan de la orilla exterior y se depositan en la orilla interior del siguiente meandro aguas abajo. [ 9 ]

Cuando un fluido se introduce en un canal inicialmente recto que luego se curva, las paredes laterales inducen un gradiente de presión que provoca que el fluido cambie de dirección y siga la curva. A partir de ahí, se producen dos procesos opuestos: (1) flujo irrotacional y (2) flujo secundario . Para que una corriente serpentee, el flujo secundario debe predominar.

Flujo irrotacional : Según las ecuaciones de Bernoulli , una alta presión resulta en una baja velocidad. Por lo tanto, en ausencia de flujo secundario, la velocidad del fluido es baja en la curva exterior y alta en la curva interior. Este resultado clásico de la mecánica de fluidos es el flujo de vórtice irrotacional . En el contexto de corrientes meandriformes, sus efectos están dominados por los del flujo secundario.

Flujo secundario : Existe un equilibrio de fuerzas entre las fuerzas de presión que apuntan hacia la curva interior del río y las fuerzas centrífugas que apuntan hacia la curva exterior del arroyo. En el contexto de los arroyos meandriformes, existe una capa límite dentro de la delgada capa de fluido que interactúa con el lecho del arroyo. Dentro de esa capa, y según la teoría estándar de la capa límite, la velocidad del fluido es prácticamente cero. La fuerza centrífuga, que depende de la velocidad, también es prácticamente cero. Sin embargo, la fuerza de presión no se ve afectada por la capa límite. Por lo tanto, dentro de la capa límite, la fuerza de presión predomina y el fluido se mueve a lo largo del fondo del arroyo desde la curva exterior hacia la interior. Esto inicia un flujo helicoidal: a lo largo del lecho del arroyo, el fluido sigue aproximadamente la curva del canal, pero también es forzado hacia la curva interior; lejos del lecho del río, el fluido también sigue aproximadamente la curva del canal, pero es forzado, en cierta medida, desde la curva interior hacia la exterior.

Las velocidades más altas en la curva exterior generan mayores esfuerzos cortantes y, por lo tanto, provocan erosión. De manera similar, las velocidades más bajas en la curva interior causan menores esfuerzos cortantes y se produce sedimentación. Así, los meandros se erosionan en la curva exterior, lo que hace que el arroyo se vuelva cada vez más sinuoso (hasta que se producen eventos de corte ). La sedimentación en la curva interior ocurre de tal manera que, en la mayoría de los ríos meandriformes naturales, el ancho del río permanece casi constante, incluso a medida que el río evoluciona. [ 10 ]

En un discurso ante la Academia Prusiana de Ciencias en 1926, Albert Einstein sugirió que, debido a que la fuerza de Coriolis de la Tierra puede causar un pequeño desequilibrio en la distribución de la velocidad, de modo que la velocidad en una orilla sea mayor que en la otra, podría desencadenar la erosión en una orilla y la deposición de sedimentos en la otra, lo que produce meandros [ 11 ]. Sin embargo, es probable que las fuerzas de Coriolis sean insignificantes en comparación con otras fuerzas que actúan para producir meandros [ 12 ] .

Geometría

Meandro del cañón de Uvac , Serbia
Meandros en el río Clyde , Escocia

La descripción técnica de un curso de agua meandriforme se denomina geometría de meandro o geometría de planta de meandro . [ 13 ] Se caracteriza por una forma de onda irregular . Las formas de onda ideales, como una onda sinusoidal , tienen el grosor de una línea, pero en el caso de un arroyo debe tenerse en cuenta el ancho. El ancho de cauce es la distancia a través del lecho en una sección transversal promedio al nivel de todo el arroyo, generalmente estimada por la línea de vegetación más baja.

Como una forma de onda, el arroyo serpenteante sigue el eje descendente del valle, una línea recta ajustada a la curva.De tal forma que la suma de todas las amplitudes medidas desde él sea cero. Este eje representa la dirección general de la corriente.

En cualquier sección transversal, el flujo sigue el eje sinuoso, la línea central del lecho. Dos puntos de intersección consecutivos de los ejes sinuoso y descendente definen un meandro. El meandro consta de dos bucles consecutivos que apuntan en direcciones transversales opuestas. La distancia de un meandro a lo largo del eje descendente es su longitud o longitud de onda . La distancia máxima desde el eje descendente hasta el eje sinuoso de un bucle es su anchura o amplitud . El curso en ese punto se denomina ápice.

A diferencia de las ondas sinusoidales, los bucles de un arroyo meandriforme son más cercanos a una forma circular. La curvatura varía desde un máximo en el vértice hasta cero en un punto de intersección (línea recta), también llamado punto de inflexión, debido a que la curvatura cambia de dirección en esa zona. El radio del bucle es la línea recta perpendicular al eje descendente que interseca el eje sinusoidal en el vértice. Dado que el bucle no es ideal, se necesita información adicional para caracterizarlo. El ángulo de orientación es el ángulo entre el eje sinusoidal y el eje descendente en cualquier punto del eje sinusoidal.

Talud cóncavo y talud convexo, canal de alivio del Gran Ouse , Inglaterra

Un meandro tiene en su vértice una orilla exterior o cóncava y una orilla interior o convexa . El cinturón de meandros se define por un ancho promedio medido de orilla exterior a orilla exterior, en lugar de de eje a eje. Si existe una llanura aluvial , esta se extiende más allá del cinturón de meandros. En ese caso, se dice que el meandro es libre, ya que puede encontrarse en cualquier punto de la llanura aluvial. Si no hay llanura aluvial, los meandros son fijos.

Varias fórmulas matemáticas relacionan las variables de la geometría del meandro. Resulta que se pueden establecer algunos parámetros numéricos que aparecen en las fórmulas. La forma de onda depende en última instancia de las características del flujo, pero los parámetros son independientes de este y aparentemente se deben a factores geológicos. En general, la longitud del meandro es de 10 a 14 veces, con un promedio de 11 veces, el ancho del canal de la ribera completa y de 3 a 5 veces, con un promedio de 4,7 veces, el radio de curvatura en el vértice. Este radio es de 2 a 3 veces el ancho del canal. [ 14 ]

Meandro del río Cuckmere en East Sussex , sur de Inglaterra.

Un meandro también presenta un patrón de profundidad. Los cruces están marcados por rápidos o lechos poco profundos, mientras que en los vértices se encuentran pozas. En una poza, la dirección del flujo es descendente, erosionando el material del lecho. Sin embargo, el mayor volumen fluye más lentamente en el interior de la curva, donde, debido a la disminución de la velocidad, deposita sedimentos. [ 15 ]

La línea de máxima profundidad, o cauce, es el talweg o línea del talweg. Generalmente se designa como la línea fronteriza cuando los ríos se utilizan como fronteras políticas. El talweg bordea las orillas exteriores y regresa al centro sobre los rápidos. La longitud del arco del meandro es la distancia a lo largo del talweg en un meandro. La longitud del arroyo es la longitud a lo largo de la línea central. [ 15 ]

Formación

Historia de vida de un meandro

Una vez que un canal comienza a seguir una trayectoria sinusoidal, la amplitud y la concavidad de los bucles aumentan drásticamente. Esto se debe al efecto del flujo helicoidal , que arrastra el material erosionado denso hacia el interior de la curva, dejando el exterior desprotegido y vulnerable a una erosión acelerada. Esto establece un ciclo de retroalimentación positiva . En palabras de Elizabeth A. Wood: «...este proceso de formación de meandros parece ser un proceso de autointensificación... en el que una mayor curvatura produce una mayor erosión de la orilla, lo que a su vez produce una mayor curvatura...» [ 16 ]

La corriente transversal a lo largo del fondo del canal forma parte del flujo secundario y arrastra el material erosionado denso hacia el interior de la curva. [ 17 ] La corriente transversal asciende entonces a la superficie cerca del interior y fluye hacia el exterior, formando el flujo helicoidal . Cuanto mayor sea la curvatura de la curva y más rápido el flujo, más fuerte será la corriente transversal y el arrastre. [ 18 ] Debido a la conservación del momento angular, la velocidad en el interior de la curva es mayor que en el exterior. [ 19 ]

Dado que la velocidad del flujo disminuye, también lo hace la presión centrífuga. La presión de la columna superelevada prevalece, desarrollando un gradiente desequilibrado que mueve el agua de regreso a través del fondo desde el exterior hacia el interior. El flujo es alimentado por un flujo contrario a través de la superficie desde el interior hacia el exterior. [ 20 ] Este fenómeno es similar a la paradoja de la hoja de té . [ 21 ] Este flujo secundario transporta sedimento desde el exterior de la curva hacia el interior haciendo que el río sea más sinuoso. [ 22 ] En cuanto a por qué los arroyos de cualquier tamaño se vuelven sinuosos en primer lugar, hay varias teorías, no necesariamente mutuamente excluyentes.

Teoría estocástica

Cicatriz de meandros , lagos en herradura y meandros abandonados en la amplia llanura aluvial del río Negro , Argentina. Foto de 2010 de la ISS .

La teoría estocástica puede adoptar muchas formas, pero una de las afirmaciones más generales es la de Scheidegger: «Se supone que el tren de meandros es el resultado de las fluctuaciones estocásticas de la dirección del flujo debido a la presencia aleatoria de obstáculos que cambian la dirección en el curso del río». [ 23 ] Dada una superficie artificial plana, lisa e inclinada, la lluvia se desliza sobre ella en láminas, pero incluso en ese caso la adhesión del agua a la superficie y la cohesión de las gotas producen riachuelos al azar. Las superficies naturales son rugosas y erosionables en distintos grados. El resultado de todos los factores físicos que actúan al azar son canales que no son rectos, que luego se vuelven progresivamente sinuosos. Incluso los canales que parecen rectos tienen un talweg sinuoso que finalmente conduce a un canal sinuoso.

Teoría del equilibrio

En la teoría del equilibrio, los meandros disminuyen la pendiente del arroyo hasta que se alcanza un equilibrio entre la erosionabilidad del terreno y la capacidad de transporte del arroyo. [ 24 ] Una masa de agua que desciende debe ceder energía potencial , la cual, dada la misma velocidad al final de la caída que al principio, se elimina por interacción con el material del lecho del arroyo. La distancia más corta, es decir, un canal recto, resulta en la mayor energía por unidad de longitud, lo que altera más las orillas, crea más sedimento y aumenta la acumulación de sedimentos en el arroyo. La presencia de meandros permite que el arroyo ajuste su longitud a una energía de equilibrio por unidad de longitud en la que el arroyo arrastra todo el sedimento que produce.

Teoría geomórfica y morfotectónica

Geomorfológico se refiere a la estructura superficial del terreno. Morfotectónico se refiere a la estructura más profunda o tectónica (de placas) de la roca. Las características incluidas en estas categorías no son aleatorias y guían a los arroyos por caminos no aleatorios. Son obstáculos predecibles que provocan la formación de meandros al desviar el curso del agua. Por ejemplo, el arroyo podría ser guiado hacia una falla (morfotectónico). [ 25 ]

Formas del relieve asociadas

Banco de recortes

Un talud es una orilla o acantilado, a menudo vertical, que se forma donde la orilla exterior y cóncava de un meandro se adentra en la llanura aluvial o la pared del valle de un arroyo. Un talud también se conoce como acantilado fluvial o risco , y se escribe como «cutbank» . [ 1 ] La erosión que forma un talud ocurre en la orilla exterior de un meandro porque el flujo helicoidal del agua mantiene la orilla limpia de arena suelta, limo y sedimentos, y la somete a una erosión constante. Como resultado, el meandro se erosiona y migra en la dirección de la curva exterior, formando el talud. [ 26 ] [ 27 ]

Cuando la orilla cortada se ve socavada por la erosión, suele colapsar al deslizarse hacia el cauce. El sedimento deslizado, al haberse fragmentado por el deslizamiento, se erosiona fácilmente y se transporta hacia el centro del cauce. El sedimento erosionado de una orilla cortada tiende a depositarse en la barra de arena del siguiente meandro aguas abajo, y no en la barra de arena opuesta. [ 28 ] [ 26 ] Esto puede observarse en zonas donde crecen árboles en las orillas; en el interior de los meandros, los árboles, como los sauces, suelen estar lejos de la orilla, mientras que en el exterior de la curva, las raíces de los árboles suelen estar expuestas y socavadas, lo que finalmente provoca que los árboles caigan al río. [ 28 ] [ 29 ]

corte de meandro

El rincon en el lago Powell, en el sur de Utah , es un meandro abandonado y cortado en incisión.

Un meandro abandonado , también conocido como meandro cortado o meandro abandonado , es un meandro que ha sido abandonado por su curso de agua tras la formación de un cuello de meandro. Un lago que ocupa un meandro abandonado se conoce como lago de herradura . Los meandros abandonados que han erosionado el lecho rocoso subyacente se conocen generalmente como meandros abandonados incisos . [ 1 ] Como en el caso del Anderson Bottom Rincon, los meandros incisos que tienen paredes empinadas, a menudo verticales, se conocen frecuentemente, aunque no siempre, como rincons en el suroeste de Estados Unidos . [ 30 ] Rincon en inglés es una palabra no técnica en el suroeste de Estados Unidos para referirse a un pequeño valle aislado, una alcoba o hueco angular en un acantilado, o una curva en un río. [ 31 ]

Meandros incisos

Glen Canyon , EE. UU.

Los meandros de un arroyo que ha erosionado su lecho en la roca madre se conocen como meandros incisos , encajonados , encerrados o incrustados . Algunos geocientíficos reconocen y utilizan una subdivisión más precisa de los meandros incisos. Thornbury [ 32 ] sostiene que los meandros incisos o encerrados son sinónimos apropiados para describir cualquier meandro que se haya erosionado hacia abajo en la roca madre y define los meandros encerrados o encajonados como un subtipo de meandros incisos (meandros encerrados) caracterizados por laderas de valle simétricas. Argumenta que las laderas de valle simétricas son el resultado directo de la rápida erosión de un curso de agua en la roca madre. [ 1 ] [ 33 ] Además, como propuso Rich, [ 34 ] Thornbury argumenta que los valles incisos con una marcada asimetría de sección transversal, que él denominó meandros intrusos , son el resultado de la migración lateral y la incisión de un meandro durante un período de erosión descendente más lenta del canal . En cualquier caso, se cree que la formación tanto de meandros encajados como de meandros intrusos requiere que el nivel de base descienda como resultado de un cambio relativo en el nivel medio del mar , un levantamiento isostático o tectónico , la ruptura de una represa de hielo o deslizamiento de tierra , o una inclinación regional. Ejemplos clásicos de meandros incisos están asociados con ríos en la Meseta de Colorado , los Palisades del río Kentucky en el centro de Kentucky y arroyos en la Meseta de Ozark . [ 33 ] [ 35 ]

Curvas de cuello de cisne del río San Juan , sureste de Utah . Hay un meandro aislado en el centro derecho.

Como se indicó anteriormente, inicialmente se argumentó o se presumió que un meandro inciso es característico de un arroyo o río antecedente que había excavado su cauce en los estratos subyacentes . Un arroyo o río antecedente es aquel que mantiene su curso y patrón originales durante la incisión a pesar de los cambios en la topografía y los tipos de roca subyacentes. [ 32 ] [ 33 ] Sin embargo, geólogos posteriores [ 36 ] argumentan que la forma de un meandro inciso no siempre, si acaso alguna vez, es "heredada", por ejemplo, estrictamente de un arroyo meandriforme antecedente donde su patrón de meandro podría desarrollarse libremente en una llanura aluvial nivelada. En cambio, argumentan que a medida que avanza la incisión fluvial del lecho rocoso, el curso del arroyo se modifica significativamente por variaciones en el tipo de roca y fracturas , fallas y otras estructuras geológicas, dando lugar a meandros condicionados litológicamente o a meandros controlados estructuralmente . [ 33 ] [ 35 ]

lagos en forma de meandro

El lago de herradura , que es el tipo más común de lago fluvial, es un lago en forma de media luna que deriva su nombre de su distintiva forma curva. [ 37 ] Los lagos de herradura también se conocen como lagos de corte . [ 1 ] Estos lagos se forman regularmente en llanuras aluviales no perturbadas como resultado del proceso normal de meandro fluvial. Un río o arroyo forma un canal sinuoso a medida que el lado exterior de sus curvas se erosiona y los sedimentos se acumulan en el lado interior, lo que forma una curva en forma de herradura. Finalmente, como resultado de su meandro, el canal fluvial corta el cuello estrecho del meandro y forma un meandro cortado. La ruptura final del cuello, que se llama corte de cuello , a menudo ocurre durante una gran inundación porque es entonces cuando el curso de agua se desborda y puede fluir directamente a través del cuello y erosionarlo con toda la fuerza de la inundación. [ 28 ] [ 38 ]

Tras la formación de un meandro aislado, el agua del río fluye hacia su extremo, creando pequeñas estructuras similares a deltas en ambos extremos durante las crecidas . Estas estructuras bloquean los extremos del meandro aislado, formando un lago de herradura estancado, separado del flujo del cauce fluvial e independiente del río. Durante las crecidas, las aguas depositan sedimentos de grano fino en el lago de herradura. Como resultado, los lagos de herradura tienden a llenarse con sedimentos de grano fino y ricos en materia orgánica con el tiempo. [ 28 ] [ 38 ]

Barra de puntos

Una barra de meandro , también conocida como barra de meandro , es una barra fluvial que se forma por la adición lenta, a menudo episódica, de acumulaciones individuales de sedimento no cohesivo en la margen interior de un meandro debido a la migración concomitante del canal hacia su margen exterior. [ 1 ] [ 26 ] Este proceso se llama acreción lateral. La acreción lateral ocurre principalmente durante las crecidas o inundaciones, cuando la barra de meandro está sumergida. Típicamente, el sedimento consiste en arena, grava o una combinación de ambos. El sedimento que compone algunas barras de meandro puede pasar gradualmente aguas abajo a sedimentos limosos. Debido a la disminución de la velocidad y la fuerza de la corriente desde el talweg del canal hasta la superficie superior de la barra de meandro cuando se deposita el sedimento, la secuencia vertical de sedimentos que componen una barra de meandro se vuelve más fina hacia arriba dentro de una barra de meandro individual. Por ejemplo, es típico que las barras de meandro se vuelvan más finas hacia arriba, desde grava en la base hasta arenas finas en la parte superior. La fuente del sedimento suele ser la parte alta de los taludes, desde donde la arena, las rocas y los detritos han sido erosionados, arrastrados y depositados a lo largo del lecho del río y aguas abajo hasta la margen interior de una curva. En la curva interior, este sedimento y estos detritos se depositan finalmente en la pendiente de deslizamiento de una barra de meandro. [ 1 ] [ 26 ] [ 27 ]

Barras de desplazamiento

Las barras de espiral son el resultado de la migración lateral continua de un bucle de meandro que crea una topografía asimétrica de crestas y depresiones [ 39 ] en el interior de las curvas. La topografía es generalmente paralela al meandro y está relacionada con formas de barras migratorias y canales de barra posterior, [ 40 ] que erosionan el sedimento del exterior de la curva y depositan sedimento en el agua de flujo más lento en el interior del bucle, en un proceso llamado acreción lateral. Los sedimentos de barras de espiral se caracterizan por estratificación cruzada y un patrón de afinamiento hacia arriba. [ 41 ] Estas características son el resultado del sistema fluvial dinámico, donde los granos más grandes son transportados durante eventos de inundación de alta energía y luego se desvanecen gradualmente, depositando material más pequeño con el tiempo (Batty 2006). Los depósitos para ríos meandriformes son generalmente homogéneos y lateralmente extensos a diferencia de los depósitos de ríos trenzados más heterogéneos. [ 42 ] Hay dos patrones distintos de depósitos de barras de espiral; el patrón de barras de acreción de remolinos y el patrón de barras de punta. Al observar el valle del río, se pueden distinguir porque los patrones de barras de punta son convexos y los patrones de barras de acreción de remolinos son cóncavos. [ 43 ]

Las barras de desplazamiento suelen verse más claras en la parte superior de las crestas y más oscuras en las depresiones. Esto se debe a que la erosión eólica puede moldear las cimas, ya sea añadiendo sedimentos finos o manteniendo la zona sin vegetación, mientras que la oscuridad en las depresiones se atribuye a los limos y arcillas arrastrados durante las crecidas. Este sedimento adicional, sumado al agua que se acumula en las depresiones, crea un entorno favorable para la vegetación, que también se acumula en ellas.

Pendiente resbaladiza

Dependiendo de si un meandro forma parte de un río encajonado o de un río que serpentea libremente dentro de una llanura aluvial, el término talud de deslizamiento puede referirse a dos formas del relieve fluvial distintas que componen la orilla interior, convexa, de un meandro. En el caso de un río que serpentea libremente en una llanura aluvial, un talud de deslizamiento es la orilla interior, de pendiente suave, del meandro, en la que los sedimentos se acumulan episódicamente para formar una barra de meandro a medida que el río serpentea. Este tipo de talud de deslizamiento se encuentra frente a la orilla cortada. [ 44 ] Este término también puede aplicarse a la orilla interior inclinada de un canal de marea serpenteante. [ 45 ]

En el caso de un río encajonado, una pendiente de deslizamiento es una superficie de lecho rocoso de pendiente suave que se eleva desde la orilla cóncava interior de un río encajonado asimétricamente. Este tipo de pendiente de deslizamiento suele estar cubierta por una capa delgada y discontinua de aluvión. Se produce por la migración gradual hacia afuera del meandro a medida que un río erosiona el lecho rocoso. [ 46 ] [ 47 ] Una terraza en la pendiente de deslizamiento de un espolón de meandro, conocida como terraza de pendiente de deslizamiento , puede formarse por una breve interrupción durante la incisión irregular de un río que serpentea activamente. [ 48 ]

Cantidades derivadas

Meandros, bancos de arena y lagos en herradura en el río Songhua.

El índice de meandros [ 49 ] o índice de sinuosidad [ 50 ] es una forma de cuantificar cuánto serpentea un río o arroyo (cuánto se desvía su curso del camino más corto posible). Se calcula dividiendo la longitud del arroyo entre la longitud del valle . Un río perfectamente recto tendría un índice de meandros de 1 (tendría la misma longitud que su valle), mientras que cuanto mayor sea este índice , mayor será el meandro del río.

Los índices de sinuosidad se calculan a partir del mapa o de una fotografía aérea, midiendo la distancia en un tramo denominado talweg , que debe ser al menos 20 veces mayor que el ancho promedio del cauce. La longitud del arroyo se mide por la longitud del canal, o talweg, en el tramo, mientras que el valor inferior de la relación es la longitud río abajo o la distancia aérea del arroyo entre dos puntos que definen dicho tramo.

El índice de sinuosidad desempeña un papel importante en las descripciones matemáticas de los arroyos. Este índice puede requerir mayor elaboración, ya que el valle también puede presentar meandros; es decir, la longitud del tramo valle abajo no es idéntica a la del tramo valle. En ese caso, el índice del valle es la relación de meandros del valle, mientras que el índice del canal es la relación de meandros del canal. El índice de sinuosidad del canal es la longitud del canal dividida por la longitud del valle, y el índice de sinuosidad estándar es el índice del canal dividido por el índice del valle. Las distinciones pueden volverse aún más sutiles. [ 51 ]

El índice de sinuosidad también tiene una utilidad no matemática. Permite clasificar los arroyos en categorías; por ejemplo, si el índice está entre 1 y 1,5, el río es sinuoso, mientras que si está entre 1,5 y 4, es meandriforme. El índice también mide la velocidad del arroyo y la carga de sedimentos, valores que se maximizan con un índice de 1 (recto).

Véase también

Referencias y notas

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  17. ↑ Hickin 2003 , p. 432. “Una de las consecuencias importantes del flujo helicoidal en los meandros es que el sedimento erosionado del exterior de una curva del meandro tiende a moverse hacia la orilla interior o barra de arena de la siguiente curva aguas abajo.” 
  18. ↑ Hickin 2003 , pág. 434 . 
  19. ↑ Hickin 2003 , p. 432. "En ausencia de flujo secundario, el flujo de curva busca conservar el momento angular, de modo que tiende a ajustarse al de un vórtice libre con alta velocidad en el radio menor de la orilla interior y menor velocidad en la orilla exterior, donde la aceleración radial es menor." 
  20. ↑ Hickin 2003 , p. 432. "Cerca del lecho, donde la velocidad y, por lo tanto, los efectos centrífugos son mínimos, el equilibrio de fuerzas está dominado por el gradiente hidráulico interno de la superficie del agua superelevada y el flujo secundario se mueve hacia la orilla interior." 
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Referencias generales y citadas

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