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llanura aluvial

Llanura aluvial del río Paraná , en su confluencia con la cabecera del Paranaíba (a la derecha) y el río Verde , cerca de Panorama , Brasil. Una llanura aluvial tras una inundac...

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Llanura aluvial del río Paraná , en su confluencia con la cabecera del Paranaíba (a la derecha) y el río Verde , cerca de Panorama , Brasil.
Una llanura aluvial tras una inundación que ocurre una vez cada 10 años en la Isla de Wight.
Llanura aluvial de grava de un río glacial cerca de las Montañas Nevadas en Alaska , 1902.
El río Laramie serpentea a través de su llanura aluvial en el condado de Albany, Wyoming , 1949.
Esta llanura aluvial de acumulación de sedimentos, perteneciente a un pequeño arroyo serpenteante en el condado de La Plata, Colorado , se asienta sobre limo depositado por encima de una represa formada por una morrena terminal dejada por el glaciar de Wisconsin .
Vegetación ribereña en la llanura aluvial del río Lynches , cerca de Johnsonville, Carolina del Sur . Estos árboles de tupelo y ciprés muestran la marca del nivel máximo alcanzado durante la inundación.

Una llanura aluvial o llanura de inundación [ 1 ] es un área de tierra adyacente a un río . Las llanuras aluviales se extienden desde las orillas del cauce de un río hasta la base del valle circundante y se inundan durante los períodos de alto caudal . [ 2 ] Los suelos generalmente consisten en arcillas, limos , arenas y gravas depositadas durante las inundaciones. [ 3 ]

Debido a las inundaciones regulares, las llanuras aluviales suelen tener suelos muy fértiles, ya que los nutrientes se depositan con las aguas de la inundación. Esto puede fomentar la agricultura ; [ 4 ] algunas regiones agrícolas importantes, como las cuencas de los ríos Nilo y Misisipi , explotan intensamente las llanuras aluviales. Las regiones agrícolas y urbanas se han desarrollado cerca o sobre llanuras aluviales para aprovechar la riqueza del suelo y el agua dulce. Sin embargo, el riesgo de inundación ha llevado a intensificar los esfuerzos para controlar las inundaciones .

Formación

La mayoría de las llanuras aluviales se forman por la sedimentación en el interior de los meandros de los ríos y por el desbordamiento de las llanuras. [ 5 ]

Dondequiera que el río serpentea, el agua que fluye erosiona la ribera exterior del meandro. Al mismo tiempo, se depositan sedimentos en una barra en el interior del meandro. Esto se describe como acreción lateral, ya que la deposición forma la barra lateralmente dentro del cauce del río. La erosión exterior del meandro suele compensar casi por completo la deposición interior, de modo que el cauce se desplaza en la dirección del meandro sin cambiar significativamente de ancho. La barra se forma hasta un nivel muy cercano al de las riberas. La erosión neta significativa de sedimentos solo ocurre cuando el meandro se adentra en terrenos más elevados. El efecto general es que, a medida que el río serpentea, crea una llanura aluvial nivelada compuesta principalmente por depósitos de la barra. La velocidad a la que se desplaza el cauce varía enormemente, con tasas registradas que van desde demasiado lentas para medir hasta 730 metros (2400 pies ) por año para el río Kosi de la India. [ 6 ] 

El desbordamiento se produce cuando el río se inunda con más agua de la que puede contener su cauce. El flujo sobre las orillas deposita una fina capa de sedimentos, más gruesa y densa cerca del cauce. Esto se denomina acreción vertical , ya que los depósitos se acumulan hacia arriba. En sistemas fluviales no perturbados, el desbordamiento es frecuente, ocurriendo normalmente cada uno o dos años, independientemente del clima o la topografía. [ 7 ] Las tasas de sedimentación para una inundación de tres días de los ríos Mosa y Rin en 1993 encontraron tasas de sedimentación promedio en la llanura de inundación de entre 0,57 y 1,0 kg/m² . Se encontraron tasas más altas en los diques (4 kg/m² o más) y en áreas bajas (1,6 kg/m² ) . [ 8 ]   

La sedimentación proveniente del desbordamiento se concentra en diques naturales, abanicos de desbordamiento y en humedales y lagos poco profundos de las cuencas de inundación. Los diques naturales son crestas a lo largo de las riberas de los ríos que se forman por la rápida deposición del desbordamiento. La mayor parte de la arena en suspensión se deposita en los diques, mientras que los sedimentos de limo y arcilla se depositan como lodo de llanura de inundación más lejos del río. Los diques suelen tener la altura suficiente para drenar relativamente bien en comparación con los humedales cercanos, y en climas no áridos, los diques suelen estar densamente vegetados. [ 9 ]

Las grietas se forman por desprendimientos del cauce principal del río. La orilla cede y las aguas de la inundación erosionan el cauce. Los sedimentos de la grieta se extienden formando depósitos en forma de delta con numerosos canales distributarios. La formación de grietas es más común en tramos de ríos donde el lecho fluvial acumula sedimentos ( acreción ). [ 10 ]

Las inundaciones repetidas acaban formando una cresta aluvial, cuyos diques naturales y meandros abandonados pueden elevarse considerablemente por encima de la mayor parte de la llanura de inundación. [ 11 ] La cresta aluvial está coronada por un cinturón de canales formado por sucesivas generaciones de migración de canales y corte de meandros. A intervalos mucho más largos, el río puede abandonar el cinturón de canales y construir uno nuevo en otra posición de la llanura de inundación. Este proceso se denomina avulsión y ocurre a intervalos de 10 a 1000 años. Entre las avulsiones históricas que provocaron inundaciones catastróficas se incluyen la inundación del río Amarillo de 1855 y la del río Kosi de 2008. [ 12 ]

Las llanuras aluviales pueden formarse alrededor de ríos de cualquier tipo o tamaño. Incluso tramos relativamente rectos de río pueden generar llanuras aluviales. Las barras de arena en el centro del cauce de los ríos trenzados migran aguas abajo mediante procesos similares a los de las barras de arena en los ríos meandriformes y pueden formar una llanura aluvial. [ 13 ]

La cantidad de sedimentos en una llanura aluvial supera ampliamente la carga de sedimentos del río. Por lo tanto, las llanuras aluviales son un importante lugar de almacenamiento de sedimentos durante su transporte desde donde se generan hasta su entorno de deposición final. [ 14 ]

Cuando la velocidad a la que el río erosiona el terreno se vuelve lo suficientemente grande como para que los desbordamientos sean poco frecuentes, se dice que el río ha abandonado su llanura aluvial. Partes de la llanura aluvial abandonada pueden conservarse como terrazas fluviales . [ 15 ]

Ecología

Las llanuras aluviales sustentan ecosistemas diversos y productivos . [ 16 ] [ 17 ] Se caracterizan por una considerable variabilidad en el espacio y el tiempo, lo que a su vez produce algunos de los ecosistemas con mayor riqueza de especies. [ 18 ] Desde la perspectiva ecológica, el aspecto más distintivo de las llanuras aluviales es el pulso de inundación asociado con las crecidas anuales, por lo que el ecosistema de llanura aluvial se define como la parte del valle del río que se inunda y se seca regularmente. [ 19 ]

Las inundaciones aportan material detrítico rico en nutrientes y liberan nutrientes del suelo seco al inundarse. La descomposición de las plantas terrestres sumergidas por las aguas contribuye al aporte de nutrientes. La zona litoral inundada del río (la zona más cercana a la orilla) proporciona un entorno ideal para muchas especies acuáticas, por lo que la temporada de desove de los peces suele coincidir con el inicio de las inundaciones. Los peces deben crecer rápidamente durante la inundación para sobrevivir al descenso posterior del nivel del agua. A medida que las aguas retroceden, el litoral experimenta proliferaciones de microorganismos, mientras que las orillas del río se secan y las plantas terrestres germinan para estabilizar la ribera. [ 19 ]

Un campo bajo en Achterwehr, Alemania, inundado por el desbordamiento de un curso de agua cercano.

La biota de las llanuras aluviales tiene altas tasas anuales de crecimiento y mortalidad, lo cual es ventajoso para la rápida colonización de grandes áreas de la llanura. Esto les permite aprovechar la geometría cambiante de la llanura. [ 19 ] Por ejemplo, los árboles de las llanuras aluviales [ 20 ] son ​​de rápido crecimiento y toleran la alteración de las raíces. Los oportunistas (como las aves) se sienten atraídos por el rico suministro de alimento que proporciona el pulso de inundación. [ 16 ]

Los ecosistemas de llanuras aluviales tienen biozonas distintas. En Europa, a medida que uno se aleja del río, las comunidades vegetales sucesivas son vegetación de ribera (generalmente anuales); juncos y cañas; arbustos de sauce; bosque de sauce y álamo; bosque de roble y fresno; y bosque de hoja ancha. La perturbación humana crea prados húmedos que reemplazan gran parte del ecosistema original. [ 21 ] Las biozonas reflejan un gradiente de humedad del suelo y oxígeno que a su vez corresponde a un gradiente de frecuencia de inundaciones. [ 22 ] Los bosques primigenios de llanuras aluviales de Europa estaban dominados por roble (60%), olmo (20%) y carpe (13%), pero la perturbación humana ha cambiado la composición hacia el fresno (49%), con un aumento del arce al 14% y una disminución del roble al 25%. [ 17 ]

Las llanuras aluviales semiáridas tienen una diversidad de especies mucho menor. Las especies están adaptadas a la alternancia de sequía e inundación. La sequía extrema puede destruir la capacidad del ecosistema de la llanura aluvial para pasar a una fase húmeda saludable cuando se inunda. [ 23 ]

Los bosques de llanura aluvial constituían el 1% del paisaje de Europa en el siglo XIX. Gran parte de este ha sido deforestado por la actividad humana, aunque los bosques de llanura aluvial se han visto menos afectados que otros tipos de bosques. Esto los convierte en importantes refugios para la biodiversidad. [ 17 ] [ 16 ] La destrucción humana de los ecosistemas de llanura aluvial es en gran medida resultado del control de inundaciones, [ 19 ] el desarrollo hidroeléctrico (como los embalses) y la conversión de llanuras aluviales para uso agrícola. [ 17 ] El transporte y la eliminación de residuos también tienen efectos perjudiciales. [ 19 ] El resultado es la fragmentación de estos ecosistemas, lo que resulta en la pérdida de poblaciones y diversidad [ 17 ] y pone en peligro los fragmentos restantes del ecosistema. [ 18 ] El control de inundaciones crea un límite más marcado entre el agua y la tierra que en las llanuras aluviales no perturbadas, reduciendo la diversidad física. [ 19 ] Los bosques de llanura aluvial protegen los cursos de agua de la erosión y la contaminación y reducen el impacto de las aguas de inundación. [ 17 ]

La alteración que los humanos hacen de los ecosistemas de llanuras aluviales templadas dificulta la comprensión de su comportamiento natural. Los ríos tropicales se ven menos afectados por la actividad humana y sirven de modelo para los ecosistemas de llanuras aluviales templadas, que se cree que comparten muchos de sus atributos ecológicos. [ 19 ]

Control de inundaciones

Excluyendo hambrunas y epidemias , algunos de los peores desastres naturales de la historia [ 24 ] (medidos por número de víctimas mortales) han sido inundaciones fluviales, particularmente en el río Amarillo en China (véase la lista de las inundaciones más mortíferas ). La peor de ellas, y el peor desastre natural (excluyendo hambrunas y epidemias), fueron las inundaciones de China de 1931 , que se estima que causaron millones de muertos. Esta fue precedida por la inundación del río Amarillo de 1887 , que causó alrededor de un millón de muertos y es el segundo peor desastre natural de la historia.

La extensión de la inundación de la llanura aluvial depende en parte de la magnitud de la inundación, definida por el período de retorno .

En Estados Unidos, la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA) administra el Programa Nacional de Seguro contra Inundaciones (NFIP). El NFIP ofrece seguros para propiedades ubicadas en zonas propensas a inundaciones, según lo define el Mapa de Tarifas de Seguro contra Inundaciones (FIRM), que describe los diversos riesgos de inundación para una comunidad. El FIRM se centra generalmente en la delimitación del área de inundación de 100 años, también conocida dentro del NFIP como Área Especial de Riesgo de Inundación.

Cuando se ha realizado un estudio detallado de un curso de agua, la llanura aluvial de 100 años también incluirá el cauce, la porción crítica de la llanura aluvial que incluye el canal del arroyo y cualquier área adyacente que debe mantenerse libre de invasiones que puedan bloquear los flujos de inundación o restringir el almacenamiento de las aguas de inundación. Otro término que se encuentra comúnmente es Área Especial de Riesgo de Inundación, que es cualquier área sujeta a inundación por una inundación de 100 años. [ 25 ] Un problema es que cualquier alteración de la cuenca hidrográfica aguas arriba del punto en cuestión puede afectar potencialmente la capacidad de la cuenca para manejar el agua y, por lo tanto, potencialmente afectar los niveles de las inundaciones periódicas. Un gran centro comercial y estacionamiento, por ejemplo, puede elevar los niveles de inundaciones de 5 años, 100 años y otras inundaciones, pero los mapas rara vez se actualizan y con frecuencia quedan obsoletos debido al desarrollo posterior.

Para que una propiedad propensa a inundaciones califique para un seguro subsidiado por el gobierno, una comunidad local debe adoptar una ordenanza que proteja el cauce de inundación y exija que las nuevas estructuras residenciales construidas en Áreas Especiales de Riesgo de Inundación se eleven al menos al nivel de la inundación de 100 años. Las estructuras comerciales pueden elevarse o protegerse contra inundaciones hasta este nivel o por encima de él. En algunas áreas sin información detallada de estudios, puede ser necesario que las estructuras se eleven al menos dos pies por encima del nivel del terreno circundante. [ 26 ] Muchos gobiernos estatales y locales han adoptado, además, regulaciones de construcción en llanuras aluviales que son más restrictivas que las exigidas por el NFIP. El gobierno de EE. UU. también patrocina esfuerzos de mitigación de riesgos de inundación para reducir los impactos de las inundaciones. El Programa de Mitigación de Riesgos de California es una fuente de financiamiento para proyectos de mitigación. Varias ciudades enteras, como English, Indiana , han sido reubicadas por completo para sacarlas de la llanura aluvial. Otros esfuerzos de mitigación a menor escala incluyen la adquisición y demolición de edificios propensos a inundaciones o su protección contra inundaciones.

En algunas llanuras aluviales, como el delta interior del Níger en Malí , las inundaciones anuales son parte natural de la ecología local y la economía rural , lo que permite el cultivo de cosechas mediante la agricultura de secano . Sin embargo, en Bangladés , que ocupa el delta del Ganges , las ventajas que ofrece la riqueza del suelo aluvial de la llanura se ven gravemente contrarrestadas por las frecuentes inundaciones provocadas por ciclones y las lluvias monzónicas anuales . Estos fenómenos meteorológicos extremos causan graves trastornos económicos y pérdidas de vidas humanas en esta región densamente poblada.

Inundación de la llanura aluvial del río Pampanga tras el tifón Quinta , 2020 (vista desde el puente de Santa Rosa, Nueva Ecija ).

Suelos de llanura aluvial

Oxígeno en los suelos de las llanuras aluviales

La composición del suelo de las llanuras aluviales es única y varía ampliamente según la microtopografía. Los bosques de llanuras aluviales presentan una alta heterogeneidad topográfica que genera variaciones en las condiciones hidrológicas locales. [ 27 ] La humedad del suelo en los primeros 30  cm del perfil también varía ampliamente según la microtopografía, lo que afecta la disponibilidad de oxígeno. [ 28 ] [ 29 ] El suelo de las llanuras aluviales se mantiene aireado durante largos períodos entre eventos de inundación, pero durante las inundaciones, el suelo saturado puede agotarse de oxígeno si permanece estancado durante el tiempo suficiente. Hay más oxígeno en el suelo disponible en elevaciones más altas, más alejadas del río. Los bosques de llanuras aluviales generalmente experimentan períodos alternos de actividad microbiana del suelo aeróbica y anaeróbica, lo que afecta el desarrollo de raíces finas y la desecación. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]

Ciclo del fósforo en suelos de llanuras aluviales

Las llanuras aluviales tienen una alta capacidad de amortiguación para el fósforo para prevenir la pérdida de nutrientes hacia las descargas de los ríos. [ 33 ] La carga de nutrientes de fósforo es un problema en los sistemas de agua dulce. Gran parte del fósforo en los sistemas de agua dulce proviene de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales y la escorrentía agrícola. [ 34 ] La conectividad de los arroyos controla si el ciclo del fósforo está mediado por los sedimentos de la llanura aluvial o por procesos externos. [ 34 ] En condiciones de conectividad de arroyos, el fósforo puede ciclarse mejor y los sedimentos y nutrientes se retienen más fácilmente. [ 35 ] El agua en los arroyos de agua dulce termina en almacenamiento a corto plazo en plantas o algas o a largo plazo en sedimentos. [ 34 ] El ciclo húmedo/seco dentro de la llanura aluvial impacta en gran medida la disponibilidad de fósforo porque altera el nivel del agua, el estado redox, el pH y las propiedades físicas de los minerales. [ 34 ] Los suelos secos que antes estaban inundados tienen una disponibilidad reducida de fósforo y una mayor afinidad para obtener fósforo. [ 36 ] Las alteraciones humanas de las llanuras aluviales también impactan el ciclo del fósforo. [ 37 ] El fósforo particulado y el fósforo reactivo soluble (PRS) pueden contribuir a las floraciones de algas y la toxicidad en los cursos de agua cuando las proporciones de nitrógeno a fósforo se alteran más arriba en el río. [ 38 ] En áreas donde la carga de fósforo es principalmente fósforo particulado, como el río Mississippi, las formas más efectivas de eliminar el fósforo aguas arriba son la sedimentación, la acumulación en el suelo y el enterramiento. [ 39 ] En cuencas donde el PRS es la forma principal de fósforo, la absorción biológica en los bosques de llanuras aluviales es la mejor manera de eliminar nutrientes. [ 38 ] El fósforo puede transformarse entre PRS y fósforo particulado dependiendo de las condiciones ambientales o procesos como la descomposición, la absorción biológica, la liberación redoximórfica y la sedimentación y acumulación. [ 40 ] En cualquiera de sus formas, los bosques de llanuras aluviales son beneficiosos como sumideros de fósforo, y la desconexión causada por el hombre entre las llanuras aluviales y los ríos exacerba la sobrecarga de fósforo. [ 41 ]

Contaminantes ambientales en suelos de llanuras aluviales

Los suelos de las llanuras aluviales tienden a tener altos niveles de contaminantes ecológicos, especialmente la deposición de contaminantes orgánicos persistentes (COP). [ 42 ] La comprensión adecuada de la distribución de los contaminantes del suelo es compleja debido a la gran variación en la microtopografía y la textura del suelo dentro de las llanuras aluviales. [ 43 ]

Véase también

Referencias

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Fuentes

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  • Chisholm, Hugh , ed. (1911). "Flood Plain"  . Encyclopædia Britannica . Vol.  10 (11.ª  ed.). Cambridge University Press. pp. 526–527 . 
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