Scielo RSS <![CDATA[Latin American journal of sedimentology and basin analysis]]> http://www.scielo.org.ar/rss.php?pid=1851-497920090002&lang=es vol. 16 num. 2 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.ar/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.ar <![CDATA[Hydro-geomorphology, sediment transport and human impact in large South American Rivers: Preface]]> http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1851-49792009000200001&lng=es&nrm=iso&tlng=es <![CDATA[The effects of geomorphic controls on sediment yield in the Andean Rivers of Colombia]]> http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1851-49792009000200002&lng=es&nrm=iso&tlng=es This paper examines sediment yield rates and its response to control variables in the principal rivers of Colombian draining into the Caribbean and Pacific coasts. Based on a multi-year dataset of sediment load from six rivers, including Mira, Patía, and San Juan on the Pacific margin, and Magdalena, Atrato, and Sinú, on the Caribbean basin, various morphometric, hydrologic, and climatic variables were estimated in order to understand and predict the variation in sediment yield. A multiple regression model, including two control variables, runoff and relief ratio (the ratio of the maximum height of the drainage basin and the basin length), explains 83% of the variance in sediment yield. This model is efficient (ME = 0.93) and is a valuable tool for predicting total sediment yield from Colombian rivers. These two selected estimators refer to the relative importance of the fluvial transport component in the sediment routing system. Thus, regional-scale variance of sediment yield in the Andean basins of Colombia seems to be explained by the combined influence of tectonics (relief) and surface runoff available for weathering and transport processes. In general, high sediment yielded rivers are high runoff systems with narrow alluvial plains (i.e. Pacific rivers), while low sediment yielded rivers like the Caribbean systems, contain large sections with not significant gradient in their longitudinal profiles. These sections coincide with large floodplains, which all provide sediment storage capacity within the catchments. When considering the three gauged Pacific rivers at their furthest downstream stations, the combined annual sediment load from these rivers into the Pacific Ocean is ~40 Mt yr-1. In contrast, the Magdalena, Atrato and Sinu rivers deliver ~173 Mt yr-1 into the Caribbean. Overall, Andean rivers of Colombia exhibit the highest sediment yields of all medium-large sized rivers of South America due to the interplay of (1) high rates of runoff (1,750-7,300 mm yr-1), (2) steep relief within catchments, (3) low values of discharge variability (Qmax-Qmin), and (4) episodic sediment delivery due to either geologic events or climatic anomalies.<hr/>En este estudio se analizan los factores físicos que controlan la producción de sedimentos de los principales ríos andinos de Colombia que drenan hacia las costas Pacífica y Caribe. Con base en datos multi-anuales de caudal y transporte de sedimentos en suspensión en las estaciones de aforo aguas debajo de los ríos San Juan, Patía y Mira, en la margen Pacífica, y Atrato, Sinú y Magdalena, en la cuenca Caribe, además del cálculo de variables hidrológicas, climáticas y morfométricas en cada cuenca de drenaje, se realizaron análisis de regresión potencial y multivariada. Los resultados indican que la escorrentía y el coeficiente de relieve (cociente entre la altura máxima y la longitud total de la cuenca), explican el 83% de la variabilidad regional en la producción de sedimentos. El modelo multivariado compuesto por estos dos estimadores es estadísticamente significativo al 95% de confiabilidad y presenta una eficiencia ME = 0,93. Por lo tanto, la varianza regional en la producción de sedimentos de los principales ríos andinos colombianos parece ser explicada por la interacción entre las condiciones tectónicas (relieve) y la cantidad de escorrentía disponible para los procesos del lavado de suelos y del transporte de sedimentos. En general, los ríos con altas tasas de producción (cuenca Pacífica) son sistemas caracterizados por altos valores de escorrentía y estrechos planos fluviales de inundación. En contraste, los ríos de la margen Caribe, con menores valores de producción de sedimentos, son ríos que tienen gran parte de su perfil topográfico sin gradientes significativos. Estas áreas coinciden con amplios planos de inundación para la captación de sedimentos. Al evaluar las descargas totales de sedimentos, los tres principales ríos de la margen Pacífica aportan al océano un total de ~40 Mt año-1. Los ríos del Caribe, incluyendo Magdalena, Atrato y Sinú, aportan al Mar Caribe ~173 Mt año-1. En conclusión, los ríos andinos de Colombia presentan las tasas más altas de producción de sedimentos de todos los ríos suramericanos que drenan hacia las márgenes Atlántica y Pacífica debido a la interacción de (1) altos niveles de escorrentía (1,750-7,300 mm año-1), (2) relieves pronunciados y reducidos planos de inundación en las cuencas de drenaje, (3) bajos valores de variabilidad de descarga (Qmax-Qmin) y (4) altos aportes de sedimentos durante eventos geológicos de alta energía y anomalías climáticas. <![CDATA[Study of the variability in suspended sediment discharge at Manacapuru, Amazon River, Brazil]]> http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1851-49792009000200003&lng=es&nrm=iso&tlng=es The Manacapuru hydrometric gauge station has been used for more than 30 years by the Brazilian National hydrometric network to provide data on the Solimões- Amazon River. At this place, the Solimões river average water discharge is about 103,000 m³ s-1, the mean width is 3,000 m and the mean depth is 20 m. The gauge station record represents the whole upstream contribution of the total suspended solids (TSS) from the Solimões basin, whose total area is approximately 2 x 10(6) km², representing a runoff of 0.48 m³ s-1 km-2. TSS annual flow is approximately 400 x 10(6) t. The systematic TSS sampling procedures traditionally used at the Brazilian hydrometric network has limitations, some of them being related to local effects affecting the TSS flow. This article aims to study the local variability of TSS flow at Manacapuru station. The study was conducted in the scope of MESASOL and PIATAM IV projects, whose objectives are precisely to consider alternative methods for TSS flow assessment in the Amazon basin. It was identified that local geologic-geomorphologic features are related with the TSS flux spatial variability at the vicinity of the Manacapuru section. This results induce a new interpretation to the general sediment flux for the Solimões river basin, were local flux can’t be see as a total flux from the hole up-stream river basin.<hr/>A estação hidrométrica de Manacapuru é uma localidade utilizada há mais de 30 anos na rede hidrométrica brasileira. Esta estação, cuja seção transversal sobre o Rio Solimões, tem em média: 3000 metros de largura e 20 metros de profundidade, controla praticamente a totalidade das contribuições das MES (Material Em Suspensão) oriundos da bacia do Rio Solimões, cuja área total é de aproximadamente 2 milhões de km², a descarga líquida média é de 103.000 m³ s-1, ou 48 l s-1 km-2. O fluxo médio total anual de MES é de aproximadamente 400 x 10(6) toneladas. A sistemática tradicional de amostragem de material em suspensão (MES) tem limitações quanto a avaliar efeitos locais nesse fluxo. O presente artigo pretende apresentar alguns fenômenos locais que de algum modo interferem no fluxo local de MES do Rio Solimões em Manacapuru. O estudo foi realizado no escopo do Projeto MESASOL e PIATAM IV, projetos que têm investigado métodos alternativos de avaliação do fluxo de MES na bacia Amazônica na busca de melhorar a precisão e diminuir os custos operacionais na aquisição de dados hidrológicos. Os resultados indicam que as características geológicas e geomorfológicas locais influenciam no fluxo de MES, com grande variabilidade espacial em superfície na vizinhança da seção de Manacapuru. Isso resulta induzir uma nova interpretação para o fluxo de sedimentos na bacia do rio Solimões, onde os fluxos locais não podem ser diretamente interpretados como da bacia de montante. <![CDATA[Morphodynamics in the Confluence of large regulated Rivers: the case of Paraná and Paranapanema Rivers]]> http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1851-49792009000200004&lng=es&nrm=iso&tlng=es The confluence of the Paraná and Paranapanema Rivers is studied according to morphology and dynamics. It is probably the only example of this type of fluvial environment involving a large, tropical and intensive regulated river. Confluence channels were monitored along a hydrological cycle (high-low water level) in terms of morphology, flow velocity, magnitude, structure, and bedload dynamics. In this case, hydrology is controlled by the flow of the tributary, which develops a continuous and well-defined thalweg since the collector channel (a secondary channel of the Paraná River) that presents relatively large bedforms that reduce stream power by increasing roughness. Although significant differences in channel morphology were not observed along the hydrological year, bed material texture indicates that the channel bottom is suffering a slight armoring process. This is probably the reason for the large asymmetry of channel confluence where the depth of the tributary channel is larger than that of the main collector channel (the Paraná left branch). The Rosana Dam, closed in 1987 and located 26 km upstream from the confluence, is the cause of the changes in sediment transport and the generation of the channel pavement. With the closing of the Porto Primavera Dam (2000) in the Paraná River (27 km upstream from the confluence) a new morphodynamics is foreseen for this environment, and this paper can be seen a relevant pioneer reference for environmental monitoring and management.<hr/>A morfologia da confluência de rios intensamente regulados de grande porte é estudada tendo como exemplo a confluência dos rios Paraná e Paranapanema. Para este trabalho foi realizado o levantamento batimétrico de detalhe em dois períodos do ciclo hidrológico (cheia e vazante), a velocidade e estrutura da corrente e o tipo da carga de fundo. A hidrodinâmica da confluência é controlada pelo rio tributário, que desenvolve um talvegue bem definido e contínuo. O canal coletor (canal secundário do rio Paraná), uma vez que possui grande carga de fundo constituída de formas de leito de relativa expressão topográfica, tem sua potência de canal reduzida (aumento da rugosidade). Por outro lado a ausência de carga do rio Paranapanema propicia a formação de um canal mais fundo que o do Paraná. Muito embora não se tenha observado alterações significativas na morfologia dos canais entre os períodos de vazante e cheia, o mesmo não ocorreu com a textura da carga de fundo: o canal do tributário está sofrendo processo de ajoiamento (armoring effect) ligado ao fechamento da barragem de Rosana (1987). O trabalho é uma contribuição inovadora uma vez que estudos desta natureza foram apenas desenvolvidos em rios de pequeno porte, alem de apresentar dados importantes para subsidiar estudos da dinâmica de fluxo, da ecologia fluvial e para avaliar as alterações introduzidas pelos reservatórios em áreas de confluência. <![CDATA[Dynamics of water flow and sediments in the upper Paraná River between Porto Primavera and Itaipu Dams, Brazil]]> http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1851-49792009000200005&lng=es&nrm=iso&tlng=es The following paper aims to quantify the bedload transport in the Paraná river in the Porto São José cross section (22°45’52”S; 53°10’34”W), between Porto Primavera and Itaipu dams, Brazil. In the used method, the bedload transport is estimated from the height and the displacement of the dunes along a longitudinal profile. The results were compared with those obtained from classical bedload transport equations. In the Porto São José cross section, the estimated average bedload transport applying the Dune Displacement Method (DDM) was 3,157 t d-1, which corresponds to an average annual bedload transport of 1,152,325 t yr-1. Applying the Van Rijn equation the average bedload transport was calculated in 2,830 t d-1 (1,032,950 t yr-1), while using the Engelund-Fredsøe equation the average bedload transport found was 3,135 t d-1 (1,144,378 t yr-1). The obtained values using different methods presented some coherence each other, which means that these results can be used as a starting point to establish bedload transport estimations in the Upper Paraná river.<hr/>O presente trabalho tem por objetivo quantificar o transporte sólido de fundo do rio Paraná, na seção de Porto São José (22°45’52”S; 53°10’34”W), entre as barragens de Porto Primavera e Itaipu, Brasil. No método utilizado o transporte de fundo é estimado a partir da altura e do deslocamento das formas de leito ao longo de um perfil longitudinal. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados obtidos à partir de algumas equações clássicas de calculo de transporte de fundo. Na seção de Porto São José, através do método das dunas, o transporte médio de fundo foi estimado em 3.157 t d-1, o que corresponde a uma carga solida anual de aproximadamente 1.152.325 t/ano-1. Quanto aos valores obtidos através da aplicação das formulas pré-selecionadas, à partir do método de Van Rijn chegou-se um transporte médio de 2.830 t d-1 (1.032.950 t ano-1) e com o método de Engelund-Fredsøe obteve-se um transporte médio de 3.135 t d-1 (1.144.378 t ano-1). Os valores obtidos a partir das diferentes metodologias apresentaram uma coerência entre si, o que pode ser o ponto de partida para estabelecer uma metodologia adequada às condições naturais de fluxo de grandes rios, como é o caso do Paraná. <![CDATA[Assessment of wash load transport in the Araguaia River (Aruanã Gauge Station), Central Brazil]]> http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1851-49792009000200006&lng=es&nrm=iso&tlng=es With an area close to 377,000 km² and a mean annual discharge of ~ 6,420 m³ s-1 the Araguaia River is the main river draining the central highlands of Brazil. The Araguaia Rivers is a particularly sandy anabranching system that has been suffering geomorphologic and sedimentary changes because of the effect of high rates of deforestation during the last decades. Little is known, however, on the amount of wash load transport. We will present the first relatively systematic results on wash load transport for the Araguaia River at the Aruanã gauge station. The drainage area at Aruanã is 77,000 km² and the mean annual discharge is ~1,200 m³ s-1. A total of 140 samples from 20 field surveys were analyzed and the wash load transport was estimated. We calculated that from 2001-2007 the average annual transport oscillated between 8 Mt yr-1 and 6 Mt yr-1. An interesting aspect that makes the Araguaia unique when compared to other large alluvial rivers of Brazil is the relation between sandy load and wash load. The Araguaia at Aruanã carries up to ~57% of the total sediment load as sandy load. We can now conclude that wash load just represents near 43 to 49% of the total sediment load in this system. Our results demonstrate that previous works overestimated the total wash load transported by the Araguaia. Taking into account that these are the first systematic results on wash load transport in the Araguaia, proposed human interventions in this system affecting sediment flows such as dams can be extremely harmful for the fluvial system. A more systematic analysis of sediment transport and an integrated and multidisciplinary plan of basin management must be done so that the detrimental effects of these human interventions will be understood.<hr/>Con un área de drenaje de ~377.000 km² y un caudal medio anual de ~ 6.420 m³ s-1 el Río Araguaia es el principal río que drena el Brasil Central y el Bioma Cerrado. El Rio Araguaia es un sistema anabranching de tipo arenoso que ha sufrido importantes cambios geomorfológicos y sedimentológicos como consecuencia de las altas tasas de deforestación sufridas por su cuenca durante las últimas décadas. Sin embargo, poco se conoce sobre el transporte de sedimentos de lavado (limo y arcilla) en este sistema. Aquí se presentan los primeros datos sistemáticos de la carga de lavado del Río Araguaia en la estación hidrométrica Aruaná. Se colectaron y analizaron en total 140 muestras obtenidas en 20 trabajos de campo. Se estimó que el transporte de sedimentos de lavado entre 2001 y 2007 osciló entre aproximadamente 8 Mt año-1 y 6 Mt año-1. Un aspecto interesante que hace del Araguaia un sistema particular cuando comparado a otros grandes sistemas aluviales de Brasil, es que la relación entre la carga de lavado y la carga arenosa o carga “de fondo” (bedload) es muy alta. El Araguaia transporta hasta 57% del total de sedimentos como carga arenosa y la carga de sedimentos de lavado representa entre 43 y 49% de la carga total del sistema. Nuestros resultados muestran que trabajos previos sobrestimaron el total de carga de lavado transportado por el Araguaia. Teniendo en cuenta que estos son los primeros resultados sistemáticos sobre carga de lavado, consideramos que las intervenciones humanas/ingenieriles propuestas en el Araguaia, en particular las represas, pueden ser extremamente perjudiciales para el sistema. Un análisis más sistemático de transporte de sedimentos y un plan integrado multidisciplinar de manejo son fundamentales para estimar y entender la verdadera dimensión del daño que esas obras pueden generar en el ambiente.