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