Cuenca
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Cuenca. Área de la superficie terrestre drenada por un único sistema fluvial. Sus límites están formados por las divisorias de aguas que la separan de zonas adyacentes pertenecientes a otras cuencas fluviales. El tamaño y forma de una cuenca viene determinado generalmente por las condiciones geológicas del terreno. El patrón y densidad de las corrientes y ríos que drenan este territorio no solo dependen de su estructura geológica, sino también del relieve de la superficie terrestre, el clima, el tipo de suelo, la vegetación y, cada vez en mayor medida, de las repercusiones de la acción humana en el medio ambiente de la cuenca.
Sumario
Conceptos generales
Las cuencas pueden considerarse como sistemas abiertos en los que es posible estudiar los procesos hidrológicos; se llama sistema abierto al conjunto de elementos y alteraciones interrelacionadas que intercambian energía y materia con las zonas circundantes. La medición y análisis cuantitativo de sus características hidrográficas se denomina morfometría de la cuenca. Por esta razón, la cuenca representa la unidad fundamental empleada en hidrología, la ciencia que se ocupa del estudio de las diferentes aguas en el medio ambiente natural. Constituye uno de los rasgos principales del paisaje, cuyo proceso de formación en la mayoría de los continentes está determinado por la erosión fluvial y el transporte y deposición de sedimentos. Ésta es la razón por la que las cuencas también son la unidad básica de estudio de la geografía física.
Formación de las cuencas de drenaje
Aguas subterranéas
Existen cuencas de muy distinta extensión, desde las oceánicas, que representan las mayores cuencas del planeta, hasta las de áreas reducidas recorridas por pequeñas corrientes.
Algunas se han formado a través de procesos geológicos que provocan dilataciones, hundimientos, fracturas o plegamientos de la corteza terrestre, o bien son consecuencia de la actividad volcánica. Otras son el resultado de la erosión de la superficie terrestre causada por el viento, el agua o el hielo.
La estructura de las rocas subyacentes influye en el impacto de la erosión sobre el terreno, que da lugar a la existencia de zonas bajas que se forman sobre rocas erosionables y zonas altas con rocas resistentes a la erosión. Dado que las rocas que aparecen en la parte ascendente de un anticlinal (pliegue arqueado de la corteza terrestre causado por la compresión ejercida sobre los estratos) son más débiles que aquellas comprimidas en la parte descendente de un sinclinal (pliegue en forma de cubeta, donde los comprimidos estratos de la corteza terrestre buzan hacia un eje central interior, al contrario que en un anticlinal), la erosión suele provocar la inversión del relieve; las áreas elevadas pasan a ser cuencas y las zonas anteriormente deprimidas forman líneas divisorias de aguas.
Cuando las rocas subyacentes de una cuenca son permeables, las aguas que atraviesan el suelo, o aguas subterráneas, pueden filtrarse de una cuenca a otra. Por esta razón, los límites de una cuenca de aguas subterráneas no siempre coinciden con las líneas divisorias de aguas de la cuenca de drenaje de la superficie.
Tamaño completo
Las cuencas reciben agua en forma de precipitaciones como parte del ciclo del agua (ciclo hidrológico). Algunas precipitaciones regresan a la atmósfera una vez que han sido captadas por la vegetación y se han evaporado en la superficie de las hojas y ramas.
La mayor parte se pierde por la evaporación que tiene lugar en el suelo y por la transpiración de las plantas. En los climas áridos y semiáridos es habitual que todas las precipitaciones se consuman de esta forma; la escorrentía sólo ocurre en ocasiones, después de fuertes tormentas. La escorrentía depende, además de la tasa de evaporación, de la pendiente del terreno, de la naturaleza de las rocas y de la presencia o ausencia de manto vegetal.
Cuando las precipitaciones superan a la pérdida debida a la evaporación y transpiración, el excedente de agua sigue su curso en el sistema de drenaje y corre sobre la superficie del terreno. Sin embargo, su avance no es uniforme; es posible que las aguas se acumulen en lagos, suelos o como parte de las aguas subterráneas durante largos períodos antes de fluir finalmente como escorrentía hasta alcanzar el canal de la cuenca.
Patrones de drenaje
Cuando la escorrentía se concentra, la superficie terrestre se erosiona creando un canal. Los canales de drenaje forman una red que recoge las aguas de toda la cuenca y las vierte en un único río que se halla en la desembocadura de la cuenca.
El clima y el relieve del suelo influyen en el patrón de la red, pero la estructura geológica subyacente suele ser el factor más relevante. Los patrones hidrográficos están tan íntimamente relacionados con la geología que son muy utilizados en geofísica para identificar fallas e interpretar estructuras. La clasificación de los principales patrones incluye las siguientes redes: dendríticas (en forma de árbol), enrejadas, paralelas, rectangulares, radiales y anulares.
Morfometría de las cuencas
Las características de una cuenca y de las corrientes que forman el sistema hidrográfico pueden representarse cuantitativamente mediante índices de la forma y relieve de la cuenca y de la conexión con la red fluvial. Muchos de los índices son razones matemáticas, por lo que pueden utilizarse para caracterizar y comparar cuencas de diferentes tamaños.
El método cuantitativo para analizar las redes de drenaje se estableció comienzos de la década de 1940, establece una estructura jerárquica. En el sistema original de Horton, una corriente que constituye la cabecera de un río y carece de afluentes pertenece a la primera categoría. Dos corrientes de primera categoría se unen para formar una corriente de segunda categoría; dos corrientes de segunda categoría se unen para formar una de tercera categoría, y así sucesivamente. Este sistema de clasificación muestra cómo se une cada corriente a la red y cómo está conectada la red en su conjunto.
En 1945 leyes estadísticas de la composición de las redes de drenaje en las que relacionaba la categoría, número, longitud y área de drenaje de las corrientes. Las leyes de Horton, como se las denomina, fueron modificadas y ampliadas.
La morfometría hidrográfica ha estado sometida a diferentes criterios, en la actualidad tiende a centrarse en el área, longitud, forma, atributos del relieve y densidad de drenaje de la cuenca. Los índices principales empleados para analizar la forma y relieve de la cuenca son el cociente de alargamiento y el cociente de relieve. El primero se calcula dividiendo el diámetro de un círculo de la misma área que la cuenca de drenaje por la longitud máxima de la cuenca. Es muy importante tener en cuenta esta proporción para comprender la hidrología de la cuenca y calcular los riesgos de inundación. Esto se debe a que, dada una determinada cantidad de lluvia, cuanto menos alargada sea la cuenca, mayor será la escorrentía máxima y antes alcanzarán las aguas la salida o desembocadura.
La ratio de relieve se define como la diferencia de altura entre el punto más bajo y el más alto de la cuenca dividida por la longitud máxima de la misma. La proporción de conversión de energía potencial en energía cinética de las aguas que recorren la cuenca depende del cociente de relieve. La escorrentía suele ser más rápida en las cuencas con pendiente, lo que provoca caudales más elevados y mayor poder erosivo.
Clasificación de las corrientes fluviales
La red de corrientes se origina con el agua que recorre una superficie cuyo relieve y erosión vienen determinados por la geología de la región y la estructura subyacente. Las corrientes pueden clasificarse en cinco tipos atendiendo a su relación con la estructura de la zona. Corriente consecuente es aquella cuyo curso sigue la pendiente inicial del terreno, determinada por la geología.
En las rocas plegadas, las consecuentes longitudinales fluyen a lo largo de depresiones alineadas al eje de plegamiento; las consecuentes laterales fluyen por los márgenes laterales de estas depresiones. Las corrientes subsecuentes son afluentes de un río consecuente, se forman por la erosión remontante y fluyen a lo largo de las líneas de debilidad que presenta la estructura subyacente, tales como líneas de fallas o estratos débiles.
Las corrientes resecuentes, también denominadas corrientes consecuentes secundarias, son afluentes de las corrientes subsecuentes y discurren en la misma dirección que las consecuentes, pero son más jóvenes. Las corrientes obsecuentes son aquellas que fluyen en dirección contraria a las consecuentes. Por último, las corrientes insecuentes son las que no guardan una relación obvia con la estructura y no siguen un patrón predeterminado.
Gestión de las cuencas hidrográficas
Las cuencas han proporcionado al hombre una plataforma de desarrollo desde las primeras civilizaciones conocidas de Mesopotamia. Los intentos por dominar el curso y almacenamiento de las aguas se remontan a la antigüedad. Se han descubierto canales en las ruinas de Nippur (Mesopotamia) que datan del 5200 a.C. Los egipcios destacan por haber controlado el nivel de las aguas del río Nilo en el 3500 a.C.
Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, las cuencas han sido controladas casi exclusivamente con el fin de incrementar su utilidad económica y reducir las amenazas más peligrosas para los habitantes de la zona: las sequías y las inundaciones. El objetivo principal ha sido la mejora del drenaje de la tierra y el control del caudal fluvial para garantizar un suministro de agua suficiente para el riego y la industria, aumentar la extensión de suelo apto para el cultivo y reducir los riesgos que plantean los desbordamientos de los ríos. El hombre también ha utilizado las vías fluviales para deshacerse de desperdicios domésticos y residuos industriales.
