Transcript Geomorfología 1, 2 y 3.

Geomorfología
PROGRAMA
1. METEORIZACIÓN
2. DINAMICA Y FORMAS FLUVIALES
3. MODELADO DE LOS INTERFLUVIOS
4. MODELADO KÁRSTICO
5. GLACIARISMO Y PERIGLACIARISMO
Geomorfología:
Disciplina de la Geología que estudia las formas del terreno y los procesos geológicos que
las generan. En Ingeniería Civil es una útil herramienta en la identificación de procesos
geológicos que pueden afectar el desarrollo de una obra e incluso condicionar su realización.
TEMA 1: METEORIZACIÓN
1) Definición
2) Tipos
3) Clasificación de las rocas en función del grado de
meteorización
4) Suelo
5) Factores de desarrollo
6) Horizontes del suelo
7) Propiedades de los suelos
1.- Definición
Meteorización: Es el proceso o conjunto de procesos a través de los que se produce la
desintegración y descomposición de las rocas superficiales.
DESINTEGRACIÓN
DESCOMPOSICIÓN
Separación de componentes
Ataque sobre componentes mineralógicos
METEORIZACIÓN MECÁNICA
METEORIZACIÓN QUÍMICA
2.- Tipos de meteorización.
* METEORIZACIÓN MECÁNICA (FÍSICA):
- Se desarrolla mediante:
a) Procesos de crecimiento cristalino: hielo, sales…
b) Procesos causados por tensiones térmicas.
c) Procesos de relajación de presión de confinamiento.
d) Agentes biológicos.
- Productos resultantes:
granulometría de arena fina a grandes bloques
* METEORIZACIÓN QUÍMICA:
- Requisitos previos:
a) Presencia de agua en las rocas.
b) Calor, Tª adecuada para la reacción química.
c) En distintos casos oxígeno, ácidos solventes…
- Disolución.
a) Agua como disolvente de: Cloruros, bicarbonatos, sulfatos, etc.
b) Ácidos como disolventes de: Calizas, dolomías, etc.
P. ej.
- Descomposición.
H2O +CO2  CO3H2
CO3Ca +CO3H2  Ca(HCO3)2 soluble en agua
Hidratación: Incorporación de agua en estructura molecular de minerales, precursor
de alteración química:
CaSO4 + 2H2O => CaSO4 2H2O
(anhidrita)
(yeso)
Hidrólisis: Disociación del agua => principal mecanismo en rocas ígneas y volcánicas
Oxidación: Disociación del agua.
P. ej.
SiO4MgFe + 2HOH  Mg(OH)2 + SiO3H2 + FeO
(hidrólisis)
(óxido ferroso)
2FeO + 3H2O + 1/2 O2 Fe2O3 + 3H2O
óxido férrico hidratado
(herrumbre)
Meteorización Química:
- Productos resultantes:
a) Minerales arcillosos: caolinitas, montmorillonitas…
b) Óxidos: herrumbre...
c) Soluciones coloidales: gel de sílice…
d) Minerales nutrientes: Ca, K, Mg, NH4-…
e) Minerales residuales inertes: Q…
O rden de
C ristaliz ación
T e m peratu ra
elevada
S ilicatos
R esisten cia
M en or
O livin o
P iroxen o
A n fíb ol
B iotita
F eldespato cálcico
F eldespato só dic o
F eldespato p otásic o
M osc ovita
T e m peratu ra
B aja
C u arz o
M ay or
3.- Clasificación de las rocas en función del grado de meteorización.
•
http://es.youtube.com/watch?v=AIc1F0mNMMo
* METEORIZACIÓN MECÁNICA (FÍSICA)
Definiciones:
* METEORIZACIÓN QUÍMICA
4.- Suelo
A.
I. Corrales
Holmes (1952)
et al. (1977)
“Capa
“El suelo
superficial
consiste
delenmanto
restosdederocas
rocadetríticas
meteorizada
donde
y materia
los procesos
orgánica
físicos
en descomposición,
y químicos de descomposición
el humus, con
cooperan
una parteenidentificable
asociación como
íntimaraíces,
con los
hojas,
procesos
fragmentos
biológicos”.”Todos
de ramas, yestos
otra parte
procesos
no identificable
dependen del
de
clima”.
complejos orgánicos coloidales y ácidos húmicos”.
J.F.Aubouin
et F.
al.Moreno
(1968) (1993)
Anguita &
“Es
el resutado
de la
rocascualquier
superficiales
en contacto
agentes
atmosféricos
“Designa
el manto
de alteración
alteración de
quelascubre
substrato
rocoso ycon
en los
el cual
se producen
otros
ayudados
los agentes
procesos por
y reacciones
enbiológicos”.
las que suelen participar sustancias químicas procedentes de la actividad
orgánica”.
D. Whitten & J. Brooks (1972)
“Es la acumulación del material meteorizado suelto que cubre gran parte de la superficie terrestre hasta
D. Whitten
& J. Brooks
una profundidad
que(1972)
oscila entre la fracción de centímetro y muchos metros. Entre el suelo
“Es propiamente
la franja superficial
de
la Geosfera
biológicamente
fértil
y agronómicamente
productiva; meteorizada.
también, una
dicho y la roca
firme existe
una zona de
roca
diseminada y/o parcialmente
zona
de confluencia
los procesos
bióticos
y abióticos
de la superficie
terrestre”.
El
término
regolito es entre
apropiado
para abarcar
tanto
el suelo como
al subsuelo”.
5.- Factores de desarrollo de los suelos:
McFadden, 2007 => cinco factores principales
“CLORPT” – Jenny, 1941
¿Factor
Humano?
(CLima, actividad Orgánica, Relieve, roca madre-”Parent material” y Tiempo)
a) El Clima: temperatura y humedad.
Tomada de FitzPatrick, 1980
- Actividad de los agentes de la meteorización  Radiación solar, Tª del aire y de la precipitación
- Variación estacional (húmedo/seco, climas extremos).
- Actuación del agua en el desarrollo del suelo  régimen precipitaciones y las características de
porosidad de la roca:
b) Actividad orgánica.
Porta et al., 2003 =>
higroscópica: porosidad intergranular.
desprendimiento1)deAgua
anhídrido
carbónico en la respiración
2) Agua capilar: tensiones en porosidad  meteorización
secreción de productos
orgánicos activos
mecánica.
formación de complejos
y quelatos agua freática, transporte de solutos 
3) Agua gravitacional:

meteorización.
intervención
la movilidad
los carácter
distintosácido
elementos
Rocas ígneas félsicas
=> suelosen
ricos
en cuarzode
y de

Rocas ígneas máficas
=> suelos
ricos en arcillas y minerales ferro-magnesianos
formación
del humus
Calizas => suelosefecto
ricos en
bases (raíces y organismos excavadores)
mecánico
c)El relieve:
sobrepobres
la escorrentía
superficial
y disponibilidad
para el drenaje interno
Areniscascontrol
=> suelos
en bases,
ricos en cuarzo
y permeables

d) Roca madre: French, 2003 => proveedor de los constituyentes básicos del suelo
e) El tiempo: Porta et al., 2003 => tasas de formación
f) Factor humano. Influencia antrópica en el desarrollo de los suelos.
* Porta et al., 2003 => Efecto de la agricultura
aporte de fertilizantes
modificación del suelo para aumentar su fertilidad y productividad
plaguicidas
deforestación
Efecto de la ganadería
aporte de purines
modificación cubierta vegetal
Vías de comunicación
Vertederos
* French, 2003 => evolución
5.- Horizontes del suelo:
* Courty et al., 1989 => diferenciación vertical en el perfil de un suelo resultado de los procesos
individuales que actúan durante su desarrollo.
Porta et al., 2003
6.- Propiedades de los suelos:
- Textura: proporción relativa del tamaño de las partículas individuales que constituyen el suelo =>
siendo necesario diferenciar entre FRACCIÓN ARENA-LIMO-ARCILLA
En general, la permeabilidad de un
- Estructura: forma de unión o agregación de los componentes
minerales
suelo aumenta
con el contenido en
arena => texturas arenosas
- Color: indicador de los elementos predominantes
Permeable
y aireado
negro
=> humus+nutrientes,
Densa y poco permeable
pardo + amarillo + rojizo => óxidos de iluviación
blanco => carbonatos + sulfatos
verde + morados => presencia de Fe2+
Retracción (arcillas)
Heredada (estratificaciónlaminación), poco permeable
7.- Procesos edáficos:
Calcificación
Laterización
Podsolización
TEMA 2: MORFOLOGÍA FLUVIAL. PROCESOS
1.- Dinámica fluvial: el ciclo de Davis.
2.- Hidráulica de las corrientes fluviales.
a) Velocidad de corriente y turbulencia.
b) Geometría hidráulica.
3.- Procesos fluviales.
a) Erosión
b) Transporte
c) Aluvionamiento.
Medios fluviales: dinámica fluvial
1. Dinámica fluvial. Modelo general: Ciclo de Davis.
“En una región de relieve pronunciado, los ríos se hunden en ella, corroyéndola; la erosión
también trabaja en las vertientes. El relieve termina por atenuarse y convertirse en insignificante,
si el trabajo persiste durante un tiempo suficiente sin interrupción. Pero si, llegado a este grado
de evolución, la región es bruscamente levantada o plegada, o si desciende el nivel del mar, o
si un cambio climático devuelve la fuerza a los ríos, la excavación vuelve a comenzar y el
relieve se renueva.”
Esta evolución teórica es el denominado: “Ciclo de Davis (M.V. Davis, 1899)”
Proceso => dinámica fluvial => erosión más eficiente => 1º fase: incisión fluvial
2º fase: expansión lateral
• Movimientos tectónicos
• Cambio climático
• Modificación nivel de base => variaciones nivel del mar
Medios fluviales: procesos fluviales
2.- Hidráulica de las corrientes fluviales.
a) Velocidad de corriente y turbulencia.
La capacidad erosiva de una corriente fluvial está directamente relacionada con el esfuerzo
de cizalla ( ) que dicha corriente ejerce sobre toda la superficie del canal que está en contacto
con el agua.
 
dv
dy
Velocidad (¡flujo laminar!)
     
dv
dy
Relación velocidad-profundidad => ¡flujo turbulento!
Medios fluviales: procesos fluviales
Causas por las que una corriente puede desarrollar un flujo turbulento:
Morisawa (1985).
a) Variaciones en la pendiente del canal o presencia de irregularidades
b) Variaciones en la forma del canal
c) Variaciones en el espaciado entre fragmentos rocosos => la capacidad erosiva
de una corriente depende del tipo de lecho.
Rugosidad (coeficiente)
Chezy (1775) => V  C
Manning (1889) =>
DS
V  n´ D
Coeficiente de rugosidad (n):

 16
 R k 1 6
Ecuación de Chow (1959) => n  
k
 21 .9 log 12 .2 R k  
n: coeficiente de rugosidad
R : radio hidraúlico
k: tamaño de grano medio del 65% del material del lecho
2 3
S
1 2
b) Geometría hidráulica.
Caudal
Q = A1 x V1 = A2 x V2
Medios fluviales: procesos fluviales
3.- Procesos fluviales:
Comportamiento de una corriente fluvial => relación V (Q) y tamaño de grano
Curvas de Hjulström
* Dominio de la sedimentación
(aluvionamiento)
* Dominio del transporte
* Dominio de la erosión
Limo y arcillas
Arena fina-limo
Gravas y bloques
Arena media – gruesa
Medios fluviales: procesos fluviales - erosión
a) Mecanismos de erosión
- En función del tipo de lecho
* Rocas blandas (aluviales): el río discurre sobre sedimentos que son erosionados,
transportados y depositados por la propia corriente.
* Rocas duras (sustrato rocoso): el río discurre sobre un lecho rocoso, la
meteorización mecánica y química junto con la carga transportada y la turbulencia de la
corriente serán los parámetros que controlarán la capacidad erosiva de la corriente.
Medios fluviales: procesos fluviales - erosión
Reglas de acción de las aguas corrientes (Aubouin et al., 1980)
a) Regla de la erosión regresiva: La erosión empieza por la parte baja de las vertientes y luego las
remonta.
b) Regla de la pendiente: La erosión es tanto más importante cuanto más fuerte es la pendiente.
c) Regla del perfil de equilibrio: La erosión va disminuyendo con el tiempo en función del rebajamento del
perfil del curso de agua hasta un límite, denominado perfil de equilibrio. Este perfil, de concepción
puramente teórica, no es más que el último término de una evolución que ningún curso de agua a realizado
jamás.
Nivel de base general:
océanos y mares que rodean los continentes
Nivel de base local:
tributario con el río principal, etc.
Medios fluviales: procesos fluviales - erosión
Reglas de acción de las aguas corrientes (Aubouin et al., 1980)
La actividad de los ríos se manifiesta mediante tres acciones principales
a) Erosión en profundidad.
b) Erosión en ensanchamiento.
c) Erosión en extensión (por el mecanismo regresivo).
Parámetros de control:
Medios fluviales: procesos fluviales - erosión
Capacidad: Cantidad de material que un río puede transportar en una sección dada.
Carga: Cantidad real de material transportado.
Competencia: Posibilidad de un río de transportar materiales de una determinada dimensión.
Capacidad > carga => Erosión
Capacidad = carga => Transporte
Capacidad < carga => Aluvionamiento
b) Mecanismos de Transporte:
Medios fluviales: procesos fluviales - transporte
1) Solución: carbonatos, sulfatos, cloruros y óxidos => carga disuelta
2) Suspensión: partículas de grano fino (arcilla, limo y coloidales) =>carga suspendida
3) Saltación: partículas de grano intermedio (arenas) que se desplazan por la zona inferior de la
corriente.
4) Tracción: Arenas gruesas y cantos se deslizan o ruedan a lo largo del lecho como resultado del
empuje y arrastre de las corrientes turbulentas de agua.
Carga de fondo
(lecho)
c) Mecanismos de Aluvionamiento:
Medios fluviales: procesos fluviales - aluvionamiento
1) Precipitación: cuando la corriente sobrepasa su capacidad de disolución o producto de
solubilidad por estancamiento, evaporación, temperatura, actividad bioquímica, etc..
2) Decantación: debida a la pérdida de sustentación de las partículas en suspensión, por
disminución de la velocidad de la corriente.
3) Abandono de la carga de fondo: por descenso de la energía de la corriente al cambiar el régimen
de flujo entre crecidas y estiajes, se produce una disminución de la capacidad para el arrastre y
empuje de partículas de un determinado tamaño de la carga de fondo.
Geomorfología
TEMA 3: FORMAS FLUVIALES
1.- Llanura de inundación. Definición y configuración.
2.- Formas de los canales.
2.1.- Modelos generales.
2.2.- Canales meandriformes.
2.3.- Canales anastomosados
3.- Formas de depósito: Terrazas fluviales
Medios fluviales: formas de depósito – llanura aluvial
1.- Llanura de inundación.
- Definición: espacio que puede ser ocupado por las aguas de una corriente fluvial (M. Derruau,
1966).
Modificaciones en el caudal (variación estacional) provocan modificaciones en la extensión de las
zonas cubiertas por el agua.
Uno de los objetivos de la Geomorfología fluvial es delimitar las zonas de ocupación para distintos
periodos de retorno (tiempo-caudal) en base a rasgos de la dinámica fluvial: formas en el terreno
(canales) y depósitos fluviales => configuración de la llanura de inundación
* Canal de estiaje.
* Lecho ordinario o aparente.
* Lecho mayor o de inundación.
Medios fluviales: formas fluviales – morfología de los canales
2.- Formas de los canales.
2.1- Modelos generales. .
Índice de Sinuosidad (SI) – Brice, 1964
Medios fluviales: formas fluviales – morfología de los canales
2.2.- Canales meandriformes:
Meandro: “Trazado que se aparta sin motivo aparente de su dirección de escorrentía para volver a ella
después de describir una pronunciada curva”. M. Derruau (1966)
Meandros de Corriente
sobre aluviones
Adaptados al caudal actual
Menores que el valle
Meandros de Valle
sobre substrato rocoso
Modelados en periodos
anteriores de mayor caudal
o por levantamiento
Coincidirán con
dimensiones del valle
Medios fluviales: formas fluviales – morfología de los canales
Evolución del meandro.
Medios fluviales: formas fluviales – morfología de los canales
Canales anastomosados y trenzados (braided)
Schumm (1963) dintingue entre canales trenzados y anastomosados según su estabilidad.
C. Trenzado  islas inestables
C. Anastomosado  islas estables
Factores condicionantes en la formación de las “islas”:
-Cauce con gradiente pronunciado
-Abundante carga de sedimentos
-Material del lecho: fracción arenas, gravas y bloques
-Marcada fluctuación en el caudal
Medios fluviales: formas de depósito – terrazas fluviales
3. Formas de depósito: Terraza fluvial
Resultado de la alternancia de periodos de erosión y aluvionamiento, sea cual sea la causa de dicha
alternancia (Aubouin et al, 1968): deformación tectónica, variación nivel del mar, cambio climático.
Secuencia teórica erosión – aluvionamiento (Butzer, 1976)
Fase A. Sedimentación en llanura aluvial, canal
meandriforme.
Fase B. Reajuste, aumento sedimentación,
anastomosado.
Fase C. Estabilidad.
Fase D. Reajuste, disección, meandriforme.
Fase E. Disminución pendiente, meandros,
llanura aluvial ancha.
Medios fluviales: formas de depósito – terrazas fluviales
Tipología general de terrazas fluviales.