TEMA III SISTEMAS PLAYEROS
OBJETIVO: Interpretar la morfología costera y equilibrio playero. Cuantificar el transporte litoral.
III.1 Definiciones y clasificación de costas.
III.2 Origen y movimiento del material playero.
III.3 Perfiles playeros de equilibrio.
III.4 Cuantificación del transporte litoral.
III.4.1 Métodos de campo.
III.4.2 Fórmulas empíricas.
III.4.3 Integración del régimen anual (varias direcciones, diferentes alturas y frecuencias de oleaje).
III.1 Definiciones y clasificación de costas.
La costa es la parte de un continente o de una isla que limita con el mar. También se denomina Litoral a la costa de grandes ríos. Tiene un paisaje inestable, donde en los sectores de playa su perfil bidimensional puede crecer debido al depósito de sedimentos y en otros casos puede disminuir por los procesos de erosión marina. Pero las costas también son modificadas por otros factores, como el clima, el viento, el oleaje, actividad biológica y las actividades humanas.
Costas erosivas
Erosión provocada por el mar en la costa de Sitges.
La erosión se produce en las costas que están expuestas a olas que han recorrido una gran distancia, o con vientos marinos que traen mucha energía. Estas costas están dominadas poracantilados, en cuya base se produce una plataforma erosionada por las olas. Sin embargo cuando la dinámica de una zona de rompiente en una playa cambia temporalmente hacia tipos en que predomina la acción erosiva se pueden observar en el paisaje, microacantilados de playa.
La erosión costera es producida a través de la acción hidráulica (la presión de las olas que rompen a los pies del acantilado) y del proceso por el cual los sedimentos del agua son arrojados contra la superficie rocosa.
Costas de direcciones estructurales preponderantes
Costas de tipo Pacífico (Longitudinales)
Son paralelas a la línea de costa.
Presentan un trazado rectilíneo, particularmente rígido cuando existen fallas (costa de fallas), en las que el bloque hundido está sumergido.
El plano de falla forma un falso acantilado que dificulta la acción marina cuando su base está por debajo de la rompiente de las olas.
Región tipo: costa americana (California, Chile, Nueva Zelanda).
Costas de tipo Dálmata
entra en contacto con cadenas de plegamiento paralelas a la línea costera.
Se caracterizan por la existencia de islas alargadas cuyo origen está en la sucesión de sinclinales, sumergidos, y anticlinales, emergidos (islas) separados por surcos marinos poco profundos llamados “canales”.
Las aguas de estas costas suelen ser tranquilas debido a la multitud de obstáculos que encuentran las corrientes y, sobre todo, las olas.
Región tipo: Dalmacia (Croacia), Columbia Británica (Canadá) y Chile meridional.
Costas de tipo Atlántico (Transversales)
Las estructuras geológicas son perpendiculares a la línea de costa.
Su trazado presenta entrantes y salientes continuos y muy definidos.
Hay pues multitud de cabos y golfos profundos consecuencia de la inundación de las estructuras (plegadas, apalachenses o falladas) en las que se inunda el graben o fosa y emerge el horst.
Las debidas a la sumersión de cadenas de plegamiento presentan bahías en forma de hoz separadas por promontorios disimétricos (costa de Argelia).
Región tipo
Plegadas: costa de Niza, del Noreste de Túnez y del Sur del Peloponeso.
Apalachenses: costas occidentales de Bretaña y del Sureste de Irlanda.
Falladas: costas occidentales de Córcega y de Turquía.
Costas de modelado subaéreo (con erosión)
Costas de rías
Término gallego que indica un valle fluvial invadido por el mar. Costa muy accidentada resultado de la inmersión de una masa de tierra muy erosionada por la acción de los ríos (las desembocaduras son inundadas). Suele darse sobre rocas metamórficas y cristalinas. Su localización depende de la red de fallas o la existencia local de rocas menos resistentes. El tipo clásico es el de ría abierta, con forma de embudo orientado hacia el mar. También se da la ría en botella, cuya salida está cerrada por un paso estrecho. Ante la salida de las rías suele haber islas, residuos de rocas resistentes.
Costas de Fiordos
Fiordo de Sognefjord en Noruega.
Está fuertemente indentada por las paredes abruptas de los fiordos (término noruego), que son valles glaciares sumergidos con forma de artesa.
La desaparición de la lengua glaciar conlleva la liberación del peso del hielo y el consiguiente ascenso isostático del continente, produciendo un contacto muy variable entre la tierra y el mar que ha dificultado la erosión marina.
El fiordo presenta una entalladura muy profunda modelada sobre rocas resistentes.
Normalmente están ramificados.
Su localización depende de la red de fallas o la existencia local de rocas menos resistentes.
Sus paredes son abruptas, casi verticales, con valles colgados que vierten sus aguas en forma de cascadas.
La sedimentación es pobre y además la profundidad de los valles (de hasta 1.200 m) dificulta la emersión de depósitos.
Región tipo: bordes occidentales de los continentes (Noruega, Alaska, Canadá, Chile, Nueva Zelanda). En Escocia se les llama “loch” (valle de sobreexcavación glaciar).
Costas cubiertas por un inlandsis
Costa cubierta por inlandsis en Antártida.
Están cubiertas por grandes glaciares.
Las formas dependen de los modelados locales, ya sean de excavación o de sedimentación.
Suelen presenta múltiples entalladuras y estar precedidas de islas bajas.
Son muy característicos los amplios lóbulos fan bahías abiertas poco profundas.
Región tipo: Vatnajökull (Islandia), Groenlandia, Canadá y Antártida
Costas de abrasión
Costas acantiladas
Bordean mares agitados por fuertes oleajes.
Aparecen normalmente en regiones montañosas o de macizos antiguos o escudos.
También aparecen en rocas sedimentarias compactadas como las calizas.
Los acantilados más verticales se presentan sobre las rocas más sensibles a la acción mecánica y lo suficientemente coherentes como para mantener la verticalidad (calizas y cuarcitas).
Región tipo: Caux (Francia), Gales, Escocia y Sureste de Inglaterra, Irlanda, Asturias, litoral de Granada, Argelia, Nueva Zelanda, Costa pacífica de América, etc.
Costas de acumulación
Costas de isla barrera
Se caracterizan por la existencia de un largo cordón litoral arenoso paralelo a la línea de costa inicial.
La longitud de estos cordones puede llegar a ser de varias decenas de kilómetros, viéndose interrumpido por pasos denominados graos que permiten la renovación del agua somera del lago.
Cuando el cordón está aislado a varios kilómetros se habla de costas con islas barrera y delimitan un ancho canal marino.
Algunos brazos del cordón pueden estar enlazados con la costa y aislar lagunas formando costas de lidos.
Son propias de mares con escasa amplitud de marea y golfos extensos donde las corrientes de deriva disponen de volúmenes sedimentarios importantes (Mediterráneo,Mar Negro, Mar Báltico, Golfo de México).
Región tipo:
Costas de isla barrera: costa de Carolina del Norte (EE. UU.)
Costas de lidos: costas del Véneto (Italia), costas del Languedoc (Francia), costas del Sureste del Mar Báltico (Polonia-Rusia), costas de Ucrania, costas de Texas (EE.UU.), costa oriental de Madagascar.
Costas pantanosas con marismas y manglares
Aparecen en el dominio fluviomarino.
Son costas muy bajas, llanas y monótonas.
Se localizan en mares con plataformas continentales poco profundas capaces de acoger los derrubios finos que aportan los grandes ríos.
La vegetación juega un destacado papel en su desarrollo y diversificación. Cuando en las zonas pantanosas hay manglares se denomina costa con manglares.
Región tipo:
Costas con marismas: costa oriental del Mar del Norte (Países Bajos, Alemania), Doñana.
Costas con manglares: costas de Guayana, costas del Mar Caribe (Cuba, Guatemala, etc.).
III.2 Origen y movimiento del material playero.
La sedimentación es la acumulación por deposición de todos aquellos materiales alterados y transportados previamente. Siempre tiene lugar cuando disminuye la energía de los agentes de transporte. Por ejemplo cuando el río llega al mar. Los sitios donde se acumulan los sedimentos se llaman medios sedimentarios y de su estudio se desprende que podemos conocer los medios de transporte y erosión que han sufrido los materiales, también de dónde proceden y qué medio había cuando se depositaron esos materiales.
Un medio sedimentario es una región de la superficie de la Tierra caracterizada por unos procesos físicos, químicos y biológicos distintos de los de las áreas adyacentes. Cada medio tiene una identidad diferente. En ellos actúan la erosión, el transporte y la sedimentación pudiendo predominar alguno en determinados medios: en el medio marino predomina la sedimentación, en las laderas el transporte...
Un ejemplo de medio es un delta, cuando hay precipitaciones, el agua arrastra agua y se deposita en el delta con lo que hay un predominio de la sedimentación, cuando llega la primavera, es el período de estiaje y el caudal es mínimo, en los deltas no hay estabilidad. Por tormentas etc. el oleaje produce erosión.
Aunque la superficie de la Tierra es muy variada, observamos que el número de medio sedimentarios es muy reducido. Al ser reducidos permiten la definición de sus características e identificar claramente uno de otro.
En esto es importante el principio de uniformismo: el presente es la clave del pasado, es decir, los procesos actuales son similares a los pasados. Esto permite estudiar los medios antiguos en base a los actuales. La Sedimentología se encarga de analizar las sucesiones de rocas sedimentarias antiguas. En base a este estudio se determina el medio sedimentario de cada suceso.
III.3 Perfiles playeros de equilibrio.
El perfil de equilibrio de una playa es el estado estacionario (o estado de equilibrio dinámico) de un curso fluvial, en el que el perfil longitudinal de éste no cambia su forma en el tiempo. Se puede entender como un balance entre el alzamiento tectónico (asumido constante a lo largo del tramo del río a considerar), y la tasa de erosión que actúa sobre el lecho del río.
Un sistema playero se puede decir que esta en equilibrio cuando su perfil transversal incluida la zona subacuatica adyacente alterna ciclicamente en respuesta a los procesos generados por la acción del oleaje de las aguas costeras sin cambio de largo periodo (mas de cinco años)
Una playa puede perder el equilibrio por:
Deposito (migración)
o por erosión
III.4 Cuantificación del transporte litoral.
UBICACIÓN DE LAS ZONAS DE MEDICIÓN
se indican las dos zonas de observación donde se realizaron las mediciones del transporte litoral. En la costa oriente, las mediciones fueron en una franja de playa de 600 m de longitud a 400 m al oriente del rompeolas del mismo nombre. En la costa poniente, las mediciones se realizaron también en una franja de playa de 600 ubicada al poniente del espigón No 17. se indican las mallas de muestreo para las mediciones realizadas en las dos zonas mencionadas, en las cuales se indican con cruces los puntos de muestreo y los cadenamientos controlados con las líneas base trazadas en la parte alta de la playa.
III.4.1 Métodos de campo.
MÉTODO DE MARCADO DE LA ARENA DE PLAYA
Para la preparación de la arena fluorescente se colectaron 200 kg de arena de la cara de la playa de cada una de las zonas en observación, utilizando palas y cubetas. La arena extraída se lavó con agua potable con el fin de quitarle las partículas de material fino, y se extendió sobre plástico para su secado al sol. Una vez seca la arena se preparó la mezcla pintura fluorescente: arena de playa. La proporción en peso de la mezcla fue la siguiente:
Arena de playa : pintura fluorescente 20kg : 800 ml (La densidad de la pintura fluorescente es de 1 g/ml) Con la proporción señalada, la pintura fluorescente se mezcló con la arena de playa, y posteriormente se extendió en plásticos para su secado al sol.
MÉTODO DE MEDICIÓN DE CAMPO
Siembra de la arena marcada con pintura fluorescente Para cada sitio de medición, la arena fluorescente preparada se dividió en cinco partes, colocándolas en bultos de 40 kg aproximadamente, para llevarlos a los sitios de medición en las playas oriente y poniente, sembrando a lo largo de la sección 0+000 la arena marcada con pintura fluorescente; y colocando cada parte a 0 m, a 10, a 20, a 30 y a 40 m de distancia a partir de la línea base,. Las secciones 0+000 de ambas playas se indican en las figs A3.3 y A3.4. La siembra de la arena fluorescente se efectuó vaciando los cinco costales (con 40 kg de arena de playa marcada) al mismo tiempo, en cada una de las zonas de estudio. Muestreo de arena de playa después de la siembra de arena marcada Los muestreos de la arena en la malla de control se realizaron a 1, a 2 y a 24 h después de la siembra de arena de playa, marcada con pintura fluorescente, los cuales se llevaron a cabo con el siguiente procedimiento:
1. Se mete un tubo de plástico en la arena hasta 10 cm de profundidad en la playa Medición del transporte litoral mediante la técnica de trazadores fluorescentes 43
2. Se le coloca un tapón en la punta superior del tubo; se saca el tubo con la muestra de arena, y se coloca otro tapón en la parte inferior al tubo de plástico para evitar que se salga la muestra de arena
3. Se coloca la muestra de arena extraída por cada tubo, en una bolsa de plástico con el número de estación y punto de muestreo de donde se extrajo la muestra
4. Algunas muestras de arena se quedan en tubos cortos sin colocar la muestra en bolsa de plástico, esto con el fin de detectar el espesor del movimiento de la arena fluorescente.
La localización de los puntos de muestreo de las playas estudiadas, se indican en donde los puntos negros indican los sitios que se muestrearon con tubo largo, colocando la arena muestreada en una bolsa de plástico; y los círculos con cruz, los sitios que se muestrearon con tubo corto, sin vaciar la muestra obtenida en una bolsa de plástico. Al muestrear la arena, la distancia entre el punto de muestreo y la línea base se midió usando la cuerda con marcas por dos personas; una colocada en tierra, y la otra en el punto de muestreo.
III.4.2 Fórmulas empíricas.
Cálculo del transporte de sedimentos
La relación lineal aparente entre el diámetro promedio de las medianas estadísticas de los granos a través de la playa, y el espesor de la capa móvil del fondo proporciona los elementos para calcular el área perpendicular a la línea de la playa, por donde se desplaza el sedimento prevaleciente durante el tiempo que dura el experimento de acuerdo con la expresión:
A = B ∗E (1.16)
Donde:
A = área donde se desplaza el sedimento (m)
B = distancia de las trazas del nivel de pleamar máxima registrada en la campaña, a la ultima rompiente (ancho de la playa), (m)
E = espesor de la capa móvil de sedimentos,(m)
Aplicando esta área y la velocidad del desplazamiento del trazador fluorescente calculado para la campaña, es factible estimar el transporte litoral a lo largo de la costa mediante la ecuación de continuidad expresada como:
Qs = A∗Vc (1.17)
Donde:
Qs = gasto sólido de sedimentos por el fondo (m3/min)
A = (m2)
Vc = velocidad del desplazamiento del trazador fluorescente en el estudio,(m./min)
III.4.3 Integración del régimen anual (varias direcciones, diferentes alturas y frecuencias de oleaje).
Los métodos directos son, básicamente, el método clásico del máximo anual y el método de excedencias.
Método del máximo anual. El método de análisis de distribuciones de extremos más conocido, simple y ampliamente utilizado es el del máximo anual, Gumbel (1958). Esta aproximación ya ha sido utilizada por varios investigadores para determinar niveles extremos del mar, Lennon (1963),Suthons (1963) y Graff (1981)
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