Llanura de inundación

Paraná River floodplain, en su confluencia con la corriente principal de la Paranaíba a la derecha y el río Verde, cerca de Panorama, Brasil

La llanura de inundación después de una inundación de 10 años en la Isla de Wight

Gravel floodplain of a glacial river near the Snow Mountains in Alaska, 1902

El río Laramie atraviesa su llanura de inundación en el condado de Albany, Wyoming, 1949.

Esta aggradacional llanura de inundación de una pequeña corriente de mediador en el Condado de La Plata, Colorado, se encuentra bajo la silencia depositada sobre una presa formada por una moraina terminal izquierda por el Glaciar de Wisconsin.

La vegetación de Riparian en la llanura de inundación del río Lynches, cerca de Johnsonville, Carolina del Sur. Estos árboles tupelo y ciprés muestran la marca de alta agua de las inundaciones.

Una planicie de inundación o llanura de inundación o tierra baja es un área de tierra adyacente a un río que se extiende desde las orillas de su cauce hasta el base de las paredes del valle circundante, y que experimenta inundaciones durante los períodos de alta descarga. Los suelos generalmente consisten en arcillas, limos, arenas y gravas depositadas durante las inundaciones.

Debido a que la inundación regular de las llanuras aluviales puede depositar nutrientes y agua, las llanuras aluviales suelen tener un suelo de alta fertilidad; algunas regiones agrícolas importantes, como la cuenca del río Mississippi y el Nilo, dependen en gran medida de las llanuras aluviales. Las regiones agrícolas, así como las áreas urbanas, se han desarrollado cerca o sobre las llanuras aluviales para aprovechar la riqueza del suelo y el agua dulce. Sin embargo, el riesgo de inundación ha llevado a aumentar los esfuerzos para controlar las inundaciones.

Formación

La mayoría de las llanuras aluviales se forman por deposición en el interior de los meandros de los ríos y por flujo desbordante.

Dondequiera que el río serpentea, el agua que fluye erosiona la orilla del río en el exterior del meandro, mientras que los sedimentos se depositan simultáneamente en una barra puntual en el interior del meandro. Esto se describe como acreción lateral, ya que la deposición construye la barra de punta lateralmente en el canal del río. La erosión en el exterior del meandro generalmente equilibra de cerca la deposición en el interior del meandro, de modo que el canal se desplaza en la dirección del meandro sin cambiar significativamente de ancho. La barra de punta está construida hasta un nivel muy cercano al de las orillas del río. La erosión neta significativa de los sedimentos ocurre solo cuando el meandro atraviesa un terreno más alto. El efecto general es que, a medida que el río serpentea, crea una planicie de inundación nivelada compuesta principalmente por depósitos de barras puntuales. La velocidad a la que se desplaza el cauce varía mucho, con tasas informadas que van desde demasiado lentas para medir hasta 2400 pies (730 m) por año para el río Kosi de la India.

El desbordamiento se produce cuando el río se inunda con más agua de la que puede acomodar el canal del río. El flujo sobre las orillas del río deposita una fina capa de sedimentos en la llanura aluvial que es más gruesa y gruesa cerca del canal. Esto se describe como acreción vertical, ya que los depósitos construyen la llanura aluvial hacia arriba. En los sistemas fluviales no perturbados, el flujo desbordante es una ocurrencia frecuente, que generalmente ocurre cada uno o dos años, independientemente del clima o la topografía. 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 aluvial 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).

La sedimentación del flujo desbordante se concentra en diques naturales, extensiones de grietas y en humedales y lagos poco profundos de cuencas de inundación. Los diques naturales son crestas a lo largo de las orillas de los ríos que se forman a partir de la rápida deposición del flujo desbordante. La mayor parte de la arena suspendida se deposita en los diques, dejando que los sedimentos de limo y arcilla se depositen como lodos de llanuras aluviales más lejos del río. Los diques suelen estar lo suficientemente construidos para tener un drenaje relativamente bueno en comparación con los humedales cercanos, y los diques en climas no áridos suelen tener una gran cantidad de vegetación.

Las grietas se forman por eventos de ruptura del canal principal del río. La orilla del río falla y las aguas de la inundación recorren un canal. Los sedimentos de la grieta se dispersaron como depósitos en forma de delta con numerosos canales de distribución. La formación de grietas es más común en secciones de ríos donde el lecho del río está acumulando sedimentos (agradándose).

Las inundaciones repetidas finalmente crean una cresta aluvial, cuyos diques naturales y meandros abandonados pueden sobresalir por encima de la mayor parte de la llanura aluvial. La cresta aluvial está coronada por un cinturón de canales, formado por generaciones sucesivas de migración de canales y corte de meandros. A intervalos mucho más largos, el río puede abandonar por completo el cinturón de canales y comenzar a construir un nuevo cinturón de canales en otra posición en la llanura aluvial. Este proceso se denomina avulsión y tiene lugar a intervalos de 10 a 1000 años. Las avulsiones históricas que provocaron inundaciones catastróficas incluyen la inundación del río Amarillo de 1855 y la inundación del río Kosi de 2008.

Las llanuras aluviales se pueden formar alrededor de ríos de cualquier tipo o tamaño. Incluso los tramos de río relativamente rectos son capaces de producir llanuras aluviales. Las barras intermedias de los ríos trenzados migran río abajo a través de procesos similares a los de las barras puntuales de los ríos serpenteantes y pueden formar una llanura aluvial.

La cantidad de sedimentos en una llanura aluvial supera con creces la carga de sedimentos del río. Por lo tanto, las llanuras aluviales son un sitio importante de almacenamiento de sedimentos durante su transporte desde donde se generan hasta su entorno de depósito final.

Cuando la velocidad a la que el río desciende es lo suficientemente grande como para que los desbordes se vuelvan poco frecuentes, se dice que el río ha abandonado su planicie aluvial y partes de la planicie aluvial abandonada pueden conservarse como terrazas fluviales.

Ecología

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

Las inundaciones traen material detrítico rico en nutrientes y liberan nutrientes del suelo seco a medida que se inunda. La descomposición de las plantas terrestres sumergidas por las inundaciones aumenta el suministro de nutrientes. La zona litoral inundada del río (la zona más cercana a la orilla del río) 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 a la posterior caída del nivel del agua. A medida que las aguas de la inundación retroceden, el litoral experimenta floraciones de microorganismos, mientras que las orillas del río se secan y las plantas terrestres germinan para estabilizar la orilla.

Un campo de baja altitud en Achterwehr Alemania inundado por el desbordamiento de una cercana vía fluvial.

La biota de las llanuras aluviales tiene altas tasas anuales de crecimiento y mortalidad, lo que es ventajoso para la rápida colonización de grandes áreas de la llanura aluvial. Esto les permite aprovechar la geometría cambiante de la llanura aluvial. Por ejemplo, los árboles de las llanuras aluviales crecen rápidamente y toleran la perturbación de las raíces. Los oportunistas (como las aves) se sienten atraídos por el rico suministro de alimentos proporcionado por el pulso de la inundación.

Los ecosistemas de planicies de inundación tienen biozonas distintas. En Europa, a medida que uno se aleja del río, las sucesivas comunidades vegetales son vegetación de ribera (generalmente anuales); juncia y juncos; arbustos de sauce; bosque de sauces y álamos; bosque de robles y fresnos; y bosque latifoliado. La perturbación humana crea praderas húmedas que reemplazan gran parte del ecosistema original. Las biozonas reflejan un gradiente de humedad y oxígeno del suelo que a su vez corresponde a un gradiente de frecuencia de inundaciones. Los bosques primitivos de las llanuras aluviales de Europa estaban dominados por robles (60 %), olmos (20 %) y carpes (13 %), pero la perturbación humana ha desplazado la composición hacia los fresnos (49 %), aumentando el arce al 14 % y el roble disminuyendo al 25 %. %

Las llanuras aluviales semiáridas tienen una diversidad de especies mucho menor, que se adaptan a sequías e inundaciones alternas. El secado extremo puede destruir la capacidad del ecosistema de la llanura aluvial para cambiar a una fase húmeda saludable cuando se inunda.

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

La perturbación de los ecosistemas de llanuras aluviales templadas por parte de los seres humanos frustra los intentos de comprender su comportamiento natural. Los ríos tropicales se ven menos afectados por los seres humanos y proporcionan modelos para los ecosistemas de llanuras aluviales templadas, que se cree que comparten muchos de sus atributos ecológicos.

Control de inundaciones

Excluyendo hambrunas y epidemias, algunos de los peores desastres naturales de la historia (medidos por muertes) han sido inundaciones de ríos, particularmente en el río Amarillo en China; consulte la lista de inundaciones más mortíferas. El peor de estos, y el peor desastre natural (excluyendo la hambruna y las epidemias) fueron las inundaciones de China de 1931, que se estima que mataron a millones. Esto había sido precedido por la inundación del río Amarillo de 1887, que mató a alrededor de un millón de personas 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 los Estados Unidos, la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA) administra el Programa Nacional de Seguros contra Inundaciones (NFIP). El NFIP ofrece seguros a las propiedades ubicadas dentro de un área propensa a inundaciones, según lo define el Mapa de tasas de seguros contra inundaciones (FIRM), que describe varios riesgos de inundación para una comunidad. El FIRM generalmente se enfoca en la delineación del área de inundación por inundación de 100 años, también conocida dentro del NFIP como el Área Especial de Riesgo de Inundación.

Cuando se haya realizado un estudio detallado de una vía fluvial, la planicie de inundación de 100 años también incluirá la vía de inundación, la parte crítica de la planicie de inundación que incluye el canal del arroyo y cualquier área adyacente que deba mantenerse libre de invasiones que puedan bloquear caudales de inundación o restringir el almacenamiento de aguas de inundación. Otro término comúnmente encontrado es el Área Especial de Riesgo de Inundación, que es cualquier área sujeta a inundación por la inundación de 100 años. Un problema es que cualquier alteración de la cuenca aguas arriba del punto en cuestión puede afectar potencialmente la capacidad de la cuenca para manejar el agua y, por lo tanto, afectar potencialmente los niveles de las inundaciones periódicas. Un gran centro comercial y un estacionamiento, por ejemplo, pueden elevar los niveles de las inundaciones de 5 años, 100 años y otras, pero los mapas rara vez se ajustan y con frecuencia quedan obsoletos debido al desarrollo posterior.

Para que las propiedades propensas a inundaciones califiquen para el seguro subsidiado por el gobierno, una comunidad local debe adoptar una ordenanza que proteja el cauce de inundación y requiera que las nuevas estructuras residenciales construidas en áreas especiales de riesgo de inundación se eleven al menos al nivel del inundación de 100 años. Las estructuras comerciales pueden ser elevadas o a prueba de inundaciones hasta o por encima de este nivel. En algunas áreas sin información detallada del estudio, es posible que se requiera que las estructuras se eleven al menos dos pies por encima del nivel circundante. Además, muchos gobiernos estatales y locales han adoptado reglamentos de construcción de terrenos inundables que son más restrictivos que los exigidos por el NFIP. El gobierno de los EE. UU. también patrocina los esfuerzos de mitigación del riesgo de inundaciones 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 eliminarlas 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 una parte natural de la ecología local y la economía rural, lo que permite la producción de cultivos a través de la agricultura de recesión. Sin embargo, en Bangladesh, que ocupa el delta del Ganges, las ventajas proporcionadas por la riqueza del suelo aluvial de la llanura aluvial se ven gravemente contrarrestadas por las frecuentes inundaciones provocadas por los ciclones y las lluvias monzónicas anuales. Estos fenómenos meteorológicos extremos provocan graves trastornos económicos y pérdidas de vidas humanas en la región densamente poblada.

Flooding of Pampanga Río inundable después del Tifón Quinta, 2020 (vista desde Santa Rosa, Nueva Ecija puente).