18.1: El Sistema Stream

La unidad fundamental de estudio para los procesos fluviales es la cuenca de drenaje o cuenca hidrográfica. Una cuenca de drenaje es una porción de la superficie de la Tierra que contiene un arroyo principal y sus afluentes y está delimitada por una división de drenaje. La división de drenaje representa el límite entre las cuencas de drenaje adyacentes y determina en qué cuenca fluye la precipitación. No hay límite superior o inferior para el tamaño de una cuenca de drenaje. Podemos delimitar la cuenca de drenaje del río Mississippi como la mayor parte del área al este de las Montañas Rocosas. El arroyo principal es el río Mississippi y sus afluentes son ríos como Missouri, Arkansas y Wisconsin, por nombrar solo algunos. O bien, a una escala más local podemos delimitar la cuenca del río Wolf que se encuentra en el centro de Wisconsin.

Figura\(\PageIndex{1}\): La Cuenca de Drenaje

Los arroyos dentro de la cuenca de drenaje son perennes o intermitentes en flujo. Los arroyos perennes fluyen todo el año. El flujo base de estos arroyos es proporcionado por la filtración de agua subterránea en el canal. Los arroyos tributarios son pequeños arroyos que entran en el arroyo principal. Los arroyos tributarios, especialmente los más pequeños alrededor de la periferia de la cuenca, son intermitentes. Las corrientes intermitentes solo fluyen en épocas más húmedas del año. Gran parte de su flujo es proporcionado por la escorrentía superficial y cuando el nivel freático es mayor como resultado de condiciones húmedas. El altiplano entre afluentes se llama interfluve.

Figura\(\PageIndex{2}\): Cuenca del Río Misisipi (Cortesía NOAA; Fuente)

El famoso geógrafo John Wesley Powell reconoció el valor del concepto de cuenca hidrográfica en la planificación ambiental. En 1878 Powell publicó su Informe sobre las tierras de la región árida, que propone una estrategia para asentar el oeste de Estados Unidos sin luchar por los limitados recursos hídricos. Howard Berkes, de All Things Considerated, informa “El conocimiento de Powell sobre la región lo convenció de que el agua, o la falta de ella, sería un problema importante y continuo en la expansión hacia el oeste de Estados Unidos”. ► Powell propuso organizar asentamientos alrededor del agua y las cuencas hidrográficas porque el uso excesivo o la contaminación afectarían a todos en la cuenca.

Figura\(\PageIndex{3}\): El Nilo Victoria, cerca de las cataratas Murchison en el norte de Uganda. (Cortesía K. Dunn, FAO_17389)

Algunos arroyos se clasifican como arroyos exóticos. Los arroyos exóticos son aquellos que se originan en una región húmeda pero fluyen por una región árida. Tal es el caso de los ríos Nilo y Colorado. La cabecera del río Nilo se encuentra en las húmedas tierras altas etíopes, y viaja a través de la porción oriental del desierto del Sahara en su camino hacia el mar Mediterráneo. A lo largo de su recorrido, el río pierde cantidades sustanciales de agua por evaporación. Lo mismo es cierto para el río Colorado. Con su cabecera en las Montañas Rocosas, fluye hacia el sur y el oeste hacia el desierto suroeste de Estados Unidos. Durante su recorrido pierde casi la mitad de su flujo a la evaporación. El Colorado solía fluir hacia el océano, asombrosamente ya no lo hace. La razón es que el agua restante se ha desviado para la agricultura y el uso municipal del agua.

Patrones de drenaje

Figura\(\PageIndex{4}\): Fotografía aérea que ilustra el patrón típico de drenaje dendrítico desarrollado en un área subyacente por conglomerado de Gila. Condado de Gila, Arizona. (Cortesía USGS DDS21) Haz clic en la imagen para agrandar

Con el tiempo, un sistema de arroyos logra un patrón de drenaje particular a su red de canales de arroyos y afluentes según lo determinado por factores geológicos locales. Los patrones de drenaje o redes se clasifican en función de su forma y textura. Su forma o patrón se desarrolla en respuesta a la topografía local y a la geología subsuperficial. Los canales de drenaje se desarrollan donde se mejora la escorrentía superficial y los materiales de tierra proporcionan la menor resistencia a la erosión. La textura se rige por la infiltración del suelo, y el volumen de agua disponible en un periodo de tiempo determinado para ingresar a la superficie. Si el suelo solo tiene una capacidad de infiltración moderada y una pequeña cantidad de precipitación golpea la superficie durante un período de tiempo determinado, es probable que el agua se empape en lugar de evaporarse. Si una gran cantidad de agua golpea la superficie, entonces más agua se evaporará, se empapará en la superficie o se estanques en un terreno nivelado. En superficies inclinadas este exceso de agua escurrirá. Se desarrollarán menos canales de drenaje donde la superficie es plana y la infiltración del suelo es alta porque el agua se empapará en la superficie. Cuanto menor sea el número de canales, más grueso será el patrón de drenaje.

Figura\(\PageIndex{5}\): Patrón de drenaje dendrítico

Un patrón de drenaje dendrítico es la forma más común y se parece al patrón de ramificación de las raíces de los árboles. Se desarrolla en regiones sustentadas por material homogéneo. Es decir, la geología del subsuelo tiene una resistencia similar a la intemperie por lo que no existe un control aparente sobre la dirección que toman los afluentes. Afluentes que unen corrientes más grandes en ángulo agudo (menos de 90 grados).

Figura\(\PageIndex{6}\): Patrón de drenaje paralelo

Se forman patrones de drenaje paralelos donde hay una pronunciada pendiente a la superficie. Un patrón paralelo también se desarrolla en regiones de accidentes geográficos paralelos y alargados como bandas de roca resistentes al afloramiento. Las corrientes tributarias tienden a estirarse de manera paralela siguiendo la pendiente de la superficie. Un patrón paralelo a veces indica la presencia de una falla importante que atraviesa un área de lecho rocoso doblado abruptamente. Todas las formas de transición pueden ocurrir entre patrones paralelos, dendríticos y enrejados.

Figura\(\PageIndex{7}\): Patrón de drenaje enrejado

Los patrones de drenaje de enrejado se parecen a su homónimo, el enrejado de jardín común. El drenaje enrejado se desarrolla en topografía plegada como la que se encuentra en los Montes Apalaches de América del Norte. Los pliegues hacia abajo llamados sinclinos forman valles en los que reside el canal principal del arroyo. Las corrientes afluentes cortas ingresan al canal principal en ángulos agudos mientras corren por lados de crestas paralelas llamadas anticlinales. Los afluentes se unen a la corriente principal en ángulos casi rectos.

Figura\(\PageIndex{8}\): Patrón Rectangular de Drenaje

El patrón de drenaje rectangular se encuentra en regiones que han sufrido fallas. Los arroyos siguen el camino de menor resistencia y así se concentran en lugares donde la roca expuesta es la más débil. El movimiento de la superficie debido a fallas compensa la dirección de la corriente. Como resultado, los arroyos tributarios hacen curvas pronunciadas y entran en la corriente principal en ángulos altos.

Ver un flujo de desplazamiento a lo largo de la falla de San Andreas en Google Earth.

Figura\(\PageIndex{9}\): Patrón de drenaje radial

El patrón de drenaje radial se desarrolla alrededor de un punto elevado central. Este patrón es común a características de forma cónica como los volcanes. Los arroyos afluentes se extienden hacia la cabeza alcanza cuesta arriba hacia la cima del volcán.

Figura\(\PageIndex{10}\): Patrón de drenaje centrípeta

El patrón de drenaje centrípeta es justo lo opuesto al radial, ya que las corrientes fluyen hacia una depresión central. Este patrón es típico en las partes oeste y suroeste de los Estados Unidos donde las cuencas exhiben drenaje interior. Durante las porciones más húmedas del año, estos arroyos alimentan lagos efímeros, que se evaporan durante los períodos secos. Las salinas se crean en estos lechos de lagos secos a medida que la sal disuelta en el agua del lago precipita de la solución y se deja atrás cuando el agua se evapora.

Figura\(\PageIndex{11}\): Patrón de drenaje trastornado

Los patrones trastornados o retorcidos se desarrollan a partir de la interrupción de un patrón de drenaje preexistente. La figura\(\PageIndex{11}\) comenzó como un patrón dendrítico pero se alteró al ser invadida por el glaciar. Después de retroceder, el glaciar dejó atrás material de grano fino que forma humedales y depósitos que represas el arroyo para incautar un pequeño lago. Los arroyos tributarios aparecen significativamente más contorsionados que antes de la glaciación.

Los patrones descritos anteriormente son acordes, o correlacionados con la estructura y relieve sobre los cuales fluyen. Aquellos arroyos que son discordantes con las rocas sobre las que fluyen son antecedentes o superpuestos. Por ejemplo, los arroyos antecedentes fluían a través de estructuras de roca antes de elevarse. La lenta construcción de montañas permitió que la erosión de los arroyos siguiera el ritmo del levantamiento Tal parece ser el caso del río Columbia que atraviesa las montañas Cascade. Los arroyos en porciones de los Montes Apalaches se han formado en rocas más débiles que a través del tiempo se han erosionado. Estas corrientes parecen estar superpuestas sobre las capas de roca sobre las que fluyen actualmente. El Cumberland Gap es un famoso hueco de agua formado de esta manera ya que corta a través de los pliegues de los Apalaches.