Geomorfología Costera

Download Report

Transcript Geomorfología Costera

Geomorfología Costera

Costas erosionales y depositacionales

¿Quien estudia las costas?

• Geógrafos y Morfólogos – Evolución de las formas costeras • Geólogos – Naturaleza y origen de los sedimentos • Ingenieros Costeros – Protección costera – Diseño de estructuras costeras – Estudios básicos • Oceanólogos – Mareas, olas, naturaleza fundamental de las playas y costas

Usos Múltiples

• Recreacional – Nado – Surfing – Baños de sol – Paseos naturistas – Caminata – Ejercicio – Pesca – Esparcimiento • Vivienda – Casas – Hoteles • Militar – Invasiones [día-D] • Minería – Minerales – Materiales de construction • Generación de energía • Navegación • Acuicultura • Desecho de residuos • Varazones y refugio

Tipos de costas - Tectónica

• Activas – Pacífico – Erosional • Pasivas – Atlántico – Depositacional

Características de Costas Erosionales

bufadora Terraza marina elevada cantiles cueva promontorio Pilote o

stack

caletas promontorio arco sedimentos

Costa Pacífico de E.U.

Características de Costas Depositacionales lagunas Corriente litoral Tómbolo Delta Isla

Evolución de una Isla de Barrera

Nivel medio del mar Playa oceánica Duna Planicie de barrera marisma Laguna oceano Capa de turba Perfil original oceano oceano oceano oceano turba

Erosión Costera por Región en E.U.

Porciento estable Porciento erosión no-crítica Porciento erosión crítica

Erosion en los EU

• Por lo menos 20% de las costas están en peligro de alteración • La construcción de presas se ha incrementado en los últimos 50 años • Se ha elevado el nivel del mar • En el invierno tormentoso de 1983, la zona costera en California sufrió daños a 3,666 casas y 1,020 negocios • Las pérdidas excedieron $100 millones de dólares

Geomorfología Costera

Definición y terminología

Definición de Playa

Playa: (a) es una acumulación de sedimento no consolidado (arena, cantos, etc.) que se extiende desde el nivel medio de marea hasta algún cambio fisiográfico como un cantil o campo de dunas.

Litoral: este término denota tambien la porción bajo el agua importante en los procesos de formación-destrucción de la playa. Su límite inferior es donde el oleaje ya no mueve al sedimento.

Definición de Zona Costera

Costa: (a) Una franja de tierra de ancho indefinido (puede ser de varios kilómetros) que se extiende desde la linea de bajamar hasta el primer cambio importante hacia tierra en la morfología. (b) La parte de un pais considerada como cercana a la costa, comunmente incluye toda la planicie costera; un distrito litoral que contenga alguna característica específica, tal como la Costa de Oro. Adj: costero.

Area Costera: Las areas de tierra y mar que bordean la linea de costa y hasta la rompiente (CERC, 1966, p. A6).

Terminología de Playas

Fuera de la costa Linea de rompiente en bajamar Cercana a la costa rompientes playa anteplaya Linea de playa en bajamar Linea de playa en marea alta costa postplaya Cantíl Cara de la playa Barras y cordones

Principios básicos

Olas y Transporte de Arena

Viento y Olas • Las olas se generan por viento que sopla sobre la superficie del mar • La altura es función de – velocidad, pista y duración • El agua se mueve en un patrón circular que se acaba con la profundidad – Longitud de onda (L)=distancia entre crestas o valles – No existe movimiento debajo de prof = L/2 “[base de la ola]

Viento y Olas • Las olas se generan por viento que sopla sobre la superficie del mar • La altura es función de – velocidad, pista y duración • El agua se mueve en un patrón circular que se acaba con la profundidad – Longitud de onda (L)=distancia entre crestas o valles – No existe movimiento debajo de prof = L/2 “[base de la ola]

Desarrollo de olas por viento

Tabla 1. Pista y duración mínima necesaria para olas completamente desarrolladas

Desarrollo de olas por viento

Tabla 1. Pista y duración mínima necesaria para olas completamente desarrolladas

Viento y Olas • Las olas se generan por viento que sopla sobre la superficie del mar • La altura es función de – velocidad, pista y duración • El agua se mueve en un patrón circular que se acaba con la profundidad – Longitud de onda (L)=distancia entre crestas o valles – No existe movimiento debajo de prof = L/2 “[base de la ola]

Transporte de arena por oleaje somero

Ola en aguas someras Hacia la costa

Refracción de oleaje

Refracción de oleaje

• Refracción de oleaje alrededor de Punta Maili, Oahu, Hawaii.

• Note como se doblan las crestas de las olas casi 90° a medida que se mueven alrededor de la punta.

Refracción de oleaje

• Refracción de oleaje alrededor de Punta Maili, Oahu, Hawaii.

• Note como se doblan las crestas de las olas casi 90° a medida que se mueven alrededor de la punta.

Transporte Litoral

Formación de Corrientes de Retorno

Corrientes de retorno

Transporte litoral • La corriente de agua + la arena se mueven paralelas ala costa como resultado de la incidencia oblicua del oleaje sobre la costa • El transporte litoral erosiona y deposita arena • 115,000-270,000 m 3 /año • 15,000-35,000 camiones grandes de volteo / año Zona de rompiente Aproximación del oleaje Limite del oleaje Dirección de la corriente Trayectoria de la arena

Tasa de transporte de arena

vs.

potencia de oleaje Komar e Inman, 1970

Tasa de energía gastada en la playa, erg/sec cm

P l

 (

EC n

)

b sen

b

cos 

b

EC n A b = flujo de energía por oleaje en la playa = Angulo del oleaje con la rompiente E = 1/8 ρ s H b g H b = altura de la ola en la rompiente P f = densidad del fluido C n = √gd D = profundidad = 1.28 H a’ = porosidad del sedimento ~ 0.6

Tasa de transporte de arena

vs.

potencia de oleaje

I l

 0 .

77

P l

Razón de peso inmerso

P l

 (

EC n

)

b sen

b

cos 

b

Potencia del oleaje (energía gastada en la playa)

I l

 ( 

s

  )

ga

'

S l

Relación entre la razón de peso inmerso y la razón volumétrica

Tasa de transporte de arena

vs.

potencia de oleaje sustituyendo ( 

s

  )

ga

'

S l

 0 .

77 (

EC n

)

b sen

b

cos 

b

Y resolviendo para la razón volumétrica

S l

 0 .

77 (

EC n

( 

s

)

b

sen

  )

b ga

' cos 

b

Tasa de transporte de arena

vs.

potencia de oleaje EC n A b = flujo de energía por oleaje en la playa = Angulo del oleaje con la rompiente E = 1/8 ρ s H b g H b = altura de la ola en la rompiente P f = densidad del fluido C n = √gd D = profundidad = 1.28 H a’ = porosidad del sedimento ~ 0.6

Transporte Normal a la Costa • Crecimiento y Erosión de la playa en Carmel, California • Tasa de crecimiento hasta de 15 cm por hora

Transporte Normal a la Costa Erosión oct-marzo Depósito abril-sept • Crecimiento y Erosión de la playa en Carmel, California • Tasa de crecimiento hasta de 15 cm por hora

La playa es el amortiguador entre el oleaje y la tierra playa Zona de surf invierno

Marea

verano invierno • El ancho representa el balance dinámico entre la erosión y depositación de arena por el oleaje

Interferencia en el Transporte de Sedimento

Interferencia

Efectos de espigones y rompeolas

Efectos de espigones y rompeolas

Efectos de espigones y rompeolas

Estabilización de Playas

• Diferentes métodos • No siempre funcionan • ¡La mayoría resuelve un problema y crea muchos otros!

• Ejemplos – Paredes de protección – Tetrápodos – Espigones – Alimentación artificial

Paredes de protección

Colapso de paredes

Se utilizaron sacos de arena para prevenir daño a la estructura

Colapso de paredes

• 199th Street, Redington Shores, Pinellas Co., Florida, U.S.A.

• Daño resultado de erosion costera de paredes y edificios s • Octubre 12, 1985.

Linea de costa del Sur de Tokyo, Japón •En japón la estabilización de playas se lleva a cabo por medio de tetrápodos en este desarrollo de aguas termales. •Esta sociedad orientada a lo ingenieril opta de ser posible por nunca perder terreno al mar.

•Donde se desea, se crean playas artificiales.

Area Costera Moderna de Puerto Moresby, Papua-Nueva Guinea Coastal village construida sobre zancos para proteger las casas de marejadas y mareas extraordinarias Puerto Brazos, Texas, Para poder participar en programas federales de aseguranza contra inundaciones, las casas nuevas en la costa deben estar construidas sobren zancos. Esta practica es un redescubrimiento de algo que se usaba hace miles de años

Miami Beach, Florida. 1970’s

Miami Beach, Florida. 1982

Problema: proveer abrigo en una costa expuesta • Solución: rompeolas para bloquear al oleaje • Resultado: se retiene arena costa-arriba, el transporte litoral envuelve al rompeolas y bloquea la entrada

Ejemplo Santa Barbara California

Muelle para embarcaciones pequeñas en Santa Barbara • Se requiere bombear 275,000 m 3 /año de arena para mantener abierto el canal

Otra solución – Santa Monica • Un rompeolas paralelo a la costa crea una sombra de oleaje que permite la acumulación de arena

Escolleras para estabilizar una desembocadura de rio Santa Cruz

• La arena bloquea la desembocadura marea – hay que navegar con la • Impacto de la interrupción natural de transporte de arena costa abajo

¡Sorpresa! (?) erosión costa abajo

• Pérdida de playa en Rio del Mar 10 km al sur • Retroceso de cantiles en Capitola 6 km al sur

Anomalías

• El Niño (ENSO) – La precipitación pluvial se incrementa en algunas regiones – Cambian las trayectorias de las tormentas • Elevación del nivel del mar – Incremento de la erosión – Los ecosistemas son afectados por los cambios en la temperatura