¿Cómo medir la conectividad de procesos hidrológicos y geomorfológicos en el Bajo Paraná?

CASCO, S.L.; ORFEO, O.; NEIFF, J.J.

Corrientes

Jornada; Comunicaciones Científicas y Tecnológicas de la Universidad Nacional del Nordeste; 2005

Universidad Nacional del Nordeste

 La historia de los cambios en las geoformas del paisaje fluvial ha recibido atención creciente ante la necesidad de establecer los límites de variabilidad y sus causas. Sobre bases empíricas Miall (1977, 1997) presenta la variabilidad de la descarga de un sistema fluvial como un mecanismo de control primario sobre el modelo de escurrimiento entrelazado, el cual se caracteriza por el desarrollo de múltiples canales de baja sinuosidad (<1,5) que rodean islas y barras. Al discutir la génesis y evolución de los ríos entrelazados, Bridge (2003) no le atribuye mayor influencia a la mencionada variabilidad en el caudal, asumiendo que la geometría de los ríos aluviales multicanalizados está controlada principalmente por las crecientes estacionales. Esto incluye los procesos gobernados por las condiciones hidráulicas como también por la dinámica de los sedimentos transportados (Leopold et al., 1964; Carlston, 1965). El funcionamiento y la estructura de los ríos aluviales, que son aquellos que evolucionan sobre sus propios sedimentos, están condicionados por sus inundaciones periódicas o pulsos de inundación (Junk et al., 1989), actualmente definidos como pulsos hidrosedimentológicos (Neiff, 1990), responsables de los principales procesos que tienen marcada influencia en la estabilidad de los ecosistemas fluviales (Neiff, 1990; 1996; 1999). Esta contribución propone un método para medir la conectividad entre los fenómenos hidrológicos y las características geomorfológicas de las barras fluviales en ríos entrelazados como el Paraná. Este procedimiento es una alternativa a la cronología absoluta bien conocida, que resulta difícil de aplicar en ambientes sedimentarios modernos de grandes ríos, debido a que las barras incluyen sedimentos provenientes de varios ciclos de transporte.  Se parte de la hipótesis que existe una relación entre el número de estratos, su distribución, espesor y granometría en las barras actuales, que se correspondería con el patrón de pulsos hidrosedimentológicos del sitio analizado. La segunda parte de la hipótesis asume que el patrón geomorfológico podrá aplicarse a series antiguas, en tanto los factores controladores (régimen hidrológico y producción de sedimentos) actúen de manera semejante. Estudiamos algunos atributos de los pulsos hidrosedimentológicos (frecuencia, intensidad, amplitud) y probamos estadísticamente su relación con las características de las barras fluviales (tamaño, posición, número de estratos, textura) en un tramo del Río Paraná (considerado uno de los ríos entrelazados más importantes del mundo), localizado debajo de la confluencia de los ríos Paraná y Paraguay. Los trabajos de campo se realizaron en noviembre de 2003, período de aguas bajas que permitió una adecuada exposición de las secuencias de sedimentación, en islas ubicadas desde la confluencia del río Paraná con el Paraguay -27º18´36´´ S; 58º37´47`` W- hasta las cercanías de la localidad de Riachuelo (Corrientes)- 27º36´11´´ S; 58º49´31 W. Se describieron y midieron 10 perfiles estratigráficos, extrayendo muestras para análisis de laboratorio en cada estrato identificado. En esta etapa inicial del ensayo metodológico que se presenta, se identificó solamente la fracción de arenas y de material más fino (limo + arcilla), para evaluar la influencia de los mecanismos de transporte dominantes, tracción y saltación, de acuerdo a Orfeo (1995). Para vincular la variabilidad hidrológica con la fecha de depositación de sedimentos en las barras, se analizó una serie hidrométrica de 21 años, conociendo que en este lapso de tiempo, se originaron los perfiles analizados. Se utilizó el Software Pulso (Neiff y Neiff, 2003), calculando los atributos de la función f FITRAS (frecuencia, intensidad, tensión, recurrencia, amplitud y estacionalidad) para cada estrato en cada perfil. Mediante regresión linear simple, se analizó la relación entre el número de estratos de cada perfil y algunos atributos de los pulsos, como amplitud, frecuencia e intensidad máxima promedio de la fase de aguas altas. La intensidad es indicadora de la cantidad de agua que lleva el río (caudal), en tanto que la frecuencia indica el número de oportunidades en que se produjo aportes de agua con sedimentos en el estrato considerado y la amplitud indica el tiempo en que el estrato que se estudia pudo recibir aguas de inundación. Se efectuó análisis de regresión múltiple (selección paso a paso) de los datos normalizados -log x y arcoseno- (Steel y Torrie, 1985), para analizar dos bloques de información que podrían explicar las relaciones entre las características de los perfiles y los estados energéticos del río: Relación entre la posición topográfica de cada estrato con: la intensidad máxima del río (promedio para cada fase de aguas altas en la serie hidrométrica considerada), proporción de arenas y material fino (arcillas + limos). Número de estratos de cada perfil con: amplitud (número de días), frecuencia e intensidad máxima promedio del río en cada fase de aguas altas. Los perfiles analizados tuvieron entre 2 y 4 m de potencia con predominio de las fracciones arena fina y limo. Individualmente los estratos variaron entre 10 cm y 2,5 m. Los sedimentos arenosos muestran distinto tipo de estratificación: horizontal, diagonal de bajo ángulo, cruzada planar, en artesa y masiva. Este último caso se observa en estratos tabulares no gradados. Las secciones más altas de cada perfil tienen características edafogénicas. Las pelitas se presentan en depósitos masivos y también con laminación paralela, en secuencias que alcanzan hasta 1 m de potencia, aunque en la mayoría de los casos constituyen intercalaciones delgadas. Durante la serie considerada, el nivel hidrométrico del río Paraná, en el Puerto de Corrientes, fluctuó entre 43,79 y 51,03 m.s.n.m (rango de intensidad de 7,24 m, Fig. 1), abarcando dos períodos de “El Niño” (mayo a julio de 1992 y noviembre de 1997 a octubre de 1998). A partir de noviembre de 1998, el río se mantuvo siempre por debajo de la cota de 48,59 m.s.n.m, iniciando una época de bajante extraordinaria, que alcanzó la cota de 43,79 m.s.n.m a fines de agosto y principio de septiembre de 2001. La intensidad máxima promedio del río en cada fase de aguas altas explicó 98,86% de la variabilidad en la posición topográfica de los estratos de cada perfil. El análisis de la relación entre el número de estratos en cada perfil, con otros atributos de los pulsos (frecuencia, amplitud e intensidad del río) en las fases de aguas altas, informó que la frecuencia explica 79,09% de la variabilidad. De tal manera que la cantidad de estratos está fuertemente influenciada por la frecuencia de las crecientes. En la Fig. 2 se esquematizan los perfiles descriptos y se toman como ejemplos dos estratos de un perfil (en la base y en el tope) con los atributos de los pulsos hidrosedimentológicos correspondientes. Es conocido que el diseño fluvial y sus modificaciones temporales están fuertemente relacionados con la magnitud del caudal del río, existiendo consenso en atribuir a las crecientes más importantes un mayor efecto transformador sobre la geomorfología del paisaje fluvial (Bridge, 2003). La composición textural de sedimentos fluviales en áreas de llanura es limitada a un número reducido de fracciones granulométricas (Orfeo, 1999), por lo que la tasa de transporte de materiales como carga de fondo y de lavado depende básicamente de la descarga. Encontramos que hay una clara conectividad entre los fenómenos hidrológicos recurrentes (pulsos) y la estructura y distribución de los materiales depositados por el río en las barras. Nuestros resultados permiten asumir que la cantidad de estratos en las barras está fuertemente relacionada  con la frecuencia de las fases de inundación. Esta frecuencia, por encontrarse las islas en distintas posiciones topográficas, tiene  diferente incidencia en aquellas y permite encontrar también una secuencia distinta de estratos en cada perfil. Al conocido efecto modelador que tienen las crecientes máximas sobre el paisaje fluvial, podemos agregar que la intensidad máxima promedio de las riadas genera estratos en diferente número y potencia, dependiendo de la posición topográfica de las barras respecto del escurrimiento. Este ensayo metodológico permite asumir la posibilidad de cuantificar la relación entre fenómenos hidrosedimentológicos (causas) y sus resultados en la formación de las barras (efectos). Esta relación puede tener un entorno de variabilidad que dependerá de la recurrencia del régimen hidrológico, de la intensidad de las crecientes y que se mantenga el mismo régimen de disturbios antrópicos en las cuencas. Perturbaciones como aquellos fenómenos hidrológicos influenciados por El Niño, podrían desplazar los valores absolutos del espesor de los estratos, lo que puede estudiarse mediante nuestro método. La deforestación y el cambio de las prácticas de la agricultura, pueden generar mayor producción de sedimentos  y sus consecuencias en la geomorfología de las barras pueden ser analizadas con el procedimiento que presentamos. Los impactos de canalizaciones o de embalses sobre la dinámica de los procesos de erosión/acreción pueden evaluarse cuantitativamente si se comparan con una situación previa del sistema a través del análisis de conectividad. El conocimiento de la conectividad hidrosedimentológica permitiría utilizar la descripción de paleoambientes fluviales, para inferir cuantificaciones sobre el paleorégimen hidrológico que los originó. Hay una clara relación entre la organización estructural de las barras y las condiciones hidrológicas en que se formaron. El análisis de la frecuencia de los pulsos de determinada intensidad permite explicar la disposición de los estratos en el perfil, en tanto que la intensidad de las crecientes determina la potencia de los estratos. Dado que las barras se encuentran en distinta posición topográfica, la frecuencia de las crecientes y el número de estratos son distintos en cada sitio. El análisis textural de mayor detalle para la fracción fina, podría dar mejor diagnóstico respecto de las condiciones de depositación de materiales pelíticos en ambientes fluviales menos expuestos a la velocidad del flujo del agua.