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Mermelada de hielo

Atasco de hielo en el río Danubio en un puente en Viena , Austria

Los atascos de hielo ocurren cuando una característica topográfica del río hace que se acumule hielo flotante e impida un mayor avance río abajo con la corriente del río. [1] Los atascos de hielo pueden reducir significativamente el flujo de un río y provocar inundaciones río arriba, a veces llamadas presas de hielo . Las inundaciones por atascos de hielo también pueden ocurrir río abajo cuando el atasco se libera en una inundación repentina . En cualquier caso, las inundaciones pueden causar daños a las estructuras en la costa.

Descripción general

Eagle, Alaska , inundada por agua de inundación y témpanos de hielo después de que se formara un atasco de hielo aguas abajo en el río Yukón .

Un bloqueo de hielo en un río suele denominarse atasco de hielo, pero a veces presa de hielo . [2] Un atasco de hielo es una obstrucción en un río formada por bloques de hielo. Definido por el Grupo de Trabajo sobre Hidráulica del Hielo de los Ríos de la Asociación Internacional de Investigación Hidráulica (IAHR), un atasco de hielo es una "acumulación estacionaria de hielo fragmentado o frasil que restringe el flujo" en un río o arroyo. El atasco puede crear efectivamente una presa con una acumulación de hielo ancla en el fondo del río. [3] En los ríos, la obstrucción puede ser un cambio de ancho, estructura, curvatura o disminución de la pendiente. [4]

Las inundaciones por acumulación de hielo son menos predecibles y potencialmente más destructivas que las inundaciones en aguas abiertas y pueden producir inundaciones mucho más profundas y rápidas. Las inundaciones por atascos de hielo también pueden ocurrir durante climas helados y pueden dejar grandes trozos de hielo, pero son mucho más localizadas que las inundaciones en aguas abiertas. Los atascos de hielo también dañan la economía al provocar el cierre de instalaciones industriales ribereñas, como las centrales hidroeléctricas, e interferir con el transporte marítimo . Estados Unidos promedia 125 millones de dólares en pérdidas por atascos de hielo al año. [5] [6]

Mecanismos

Témpanos de hielo/pasteles sobrantes en la orilla de un río después de un atasco de hielo

Los atascos de hielo en los ríos generalmente ocurren en la primavera cuando el hielo del río comienza a romperse , pero también pueden ocurrir a principios del invierno durante la congelación . El proceso de desintegración se describe en tres fases: pre-desintegración, desintegración y conducción final. [7] La ​​ruptura previa generalmente comienza con un aumento del caudal del río, del nivel del agua y de las temperaturas en primavera, lo que fractura el hielo del río y lo separa de la orilla. Los cambios en la altura del río debido a la liberación de presas también pueden afectar la ruptura previa. Durante la ruptura , el hielo en las zonas de rápidos es arrastrado río abajo como un témpano de hielo y puede atascarse en secciones de hielo aún congeladas en aguas tranquilas o contra estructuras en el río como el Puente Honeymoon , destruido en 1938 por un atasco de hielo. . Los atascos más pequeños pueden desprenderse, fluir aguas abajo y formar un atasco más grande. Durante el recorrido final , un gran atasco se desalojará y eliminará los atascos restantes, limpiando el río de hielo en cuestión de horas. Los atascos de hielo generalmente ocurren en primavera, pero pueden ocurrir cuando llega el invierno, cuando la parte río abajo se congela primero. Los atascos por congelación pueden ser mayores porque el hielo es más fuerte y las temperaturas continúan enfriándose, a diferencia de una ruptura de primavera cuando el ambiente se está calentando, pero es menos probable que liberen agua repentinamente. [8]

Pueden ocurrir tres tipos de atascos de hielo naturales: [3]

  1. un atasco superficial , una sola capa de hielo en un témpano sobre aguas tranquilas;
  2. un atasco de canal estrecho o de canal ancho ; y
  3. un atasco colgante , la acumulación de hielo de río en áreas de corrientes lentas que solo ocurre durante la congelación.

Los atascos de hielo también se producen en curvas cerradas del río, en objetos construidos por el hombre, como pilares de puentes, y en confluencias . [8]

Jávés

Una jave es una ola que se genera en un río cuando un atasco de hielo se rompe y libera el agua que se acumuló detrás de él. [9] [10] [11] Esto sucede cuando las fuerzas hidrodinámicas aguas arriba del atasco son suficientes para superar la resistencia interna del atasco o ambas, y las fuerzas que lo mantienen en su lugar. Estos eventos pueden inducir un aumento en el nivel del agua en el rango de decímetros por minuto, con velocidades de 2 a 10 metros por segundo y un aumento en la descarga por un factor de 2,75. [11] [12] La liberación de atascos de mayor tamaño provoca una carrera de hielo , es decir, el flujo aguas abajo de una mezcla de placas de hielo y escombros a una velocidad superior a la del flujo normal del río. [9] [12] A medida que avanza río abajo, la jave disminuye en altura y se ralentiza debido a efectos de fricción (contra el lecho del río y las costas), así como aquellos relacionados con la pendiente del lecho del río. El frente de onda, o borde de ataque, también conocido como "precursor dinámico", luego se aplana. Pueden pasar minutos o semanas antes de que se rompa. Los mecanismos de liberación incluyen la movilización de la capa de hielo aguas abajo que mantenía el atasco en su lugar, la formación de un cable abierto inmediatamente aguas abajo y el aumento de la descarga . [9] Varios umbrales conocidos (niveles de agua, descarga, tasa de descarga, resistencia lateral, limitaciones de límites y criterio de flexión) pueden proporcionar una indicación de cuándo puede ocurrir tal ruptura. [13]

Sucesos y consecuencias

Niños de pie sobre Ice Jam en el río Maumee, Toledo, Ohio

En el hemisferio norte , los ríos que fluyen hacia el norte tienden a tener más atascos de hielo porque el río superior, más al sur, llega primero al deshielo y el hielo es arrastrado río abajo hacia la parte norte, aún congelada. Hay tres peligros físicos relacionados con los atascos de hielo. El témpano de hielo puede formar una presa que inunde las zonas aguas arriba del atasco. Esto ocurrió durante la inundación del Río Rojo de 2009 y las inundaciones de Alaska de 2009 . El segundo tipo de peligro ocurre cuando el atasco de hielo se rompe y una oleada repentina de agua atraviesa las áreas inundadas aguas abajo del atasco. Tal aumento ocurrió en el río San Lorenzo en 1848. [14] El tercer peligro es que la acumulación de hielo y el impulso final pueden dañar las estructuras dentro o cerca del río [15] y los barcos en el río.

Los atascos de hielo pueden erosionar el lecho del río, causando daños o beneficios a los hábitats de la vida silvestre y posiblemente daños a las estructuras del río. [5]

Predicción y mitigación

Modelo de una estructura construida para retener el hielo del río aguas arriba de un sitio en Cazenovia Creek que fue la causa de los atascos de hielo durante los deshielos del río. [dieciséis]

Las alertas tempranas de un atasco de hielo incluyen el uso de observadores capacitados para monitorear las condiciones de ruptura y detectores de movimiento del hielo. [8]

La prevención de atascos de hielo se puede lograr mediante

  1. debilitar el hielo antes de su ruptura cortando o perforando agujeros en el hielo;
  2. debilitar el hielo espolvoreándolo con arena de color oscuro; o
  3. controlar el momento de la ruptura mediante rompehielos , remolcadores, aerodeslizadores o excavadoras anfibias. Sin embargo, se sabe que el movimiento de los peces migratorios está relacionado con la congelación y la ruptura, por lo que afectar la ruptura del hielo puede afectar la migración de los peces.

Cuando las inundaciones amenazan la habitación humana, el bloqueo puede eliminarse artificialmente. Se podrá utilizar la limpieza con hielo con dinamita , excepto en zonas urbanas, así como otros medios mecánicos [17] como equipos de excavación, o medidas permanentes como estructuras de control de hielo [16] [6] y control de inundaciones . Ocasionalmente, se han utilizado aviones militares para bombardear atascos de hielo con éxito limitado como parte de un esfuerzo por eliminarlos. [18] [19] [20]

Ver también

Referencias

  1. ^ Chave, RAJ y Lemon, David y Fissel, DB y Dupuis, L. y Dumont, S. (diciembre de 2004). "Medidas en tiempo real de la velocidad y la corriente de hielo en el río San Lorenzo". Océanos '04 MTS/IEEE Techno-Ocean '04 (IEEE Cat. No.04CH37600) . vol. 3. págs. 1629-1633. doi :10.1109/OCÉANOS.2004.1406366. ISBN 0-7803-8669-8. S2CID  21814956.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  2. ^ "Presa de hielo". definición 1. Monkhouse, Francis J.. Diccionario de geografía : 2ª ed.. Leeds: EJ Arnold, 1970. 182.
  3. ^ ab Beltaos, S. (1995). Mermeladas de hielo de río. Highlands Ranch, Colorado: Publicación sobre recursos hídricos. ISBN 978-0-918334-87-9.
  4. ^ Editor. "Atascos de hielo e inundaciones" (PDF) . Servicio Meteorológico Nacional . {{cite web}}: |last=tiene nombre genérico ( ayuda )
  5. ^ ab "Mermeladas de hielo". Nws.noaa.gov. 2013-03-13 . Consultado el 11 de enero de 2014 .
  6. ^ ab Redactor (7 de febrero de 2006). "Represas de hielo: domesticar un río helado". Mecánica Popular . Consultado el 27 de marzo de 2018 .
  7. ^ Dingman, S. Lawrence (2009). Hidráulica Fluvial. Prensa de la Universidad de Oxford. pag. 104.ISBN _ 978-0-19-803856-6.
  8. ^ a b C Blanco, Kathleen D.; Kay, Roger L.; (Estados Unidos), Laboratorio de Ingeniería e Investigación de Regiones Frías (1996). Inundaciones y mitigación de atascos de hielo: cuenca del río Lower Platte, Nebraska. Editorial DIANE. ISBN 978-1-4289-1388-2.
  9. ^ abc Jasek, M. y Beltaos, S. 2008. Liberación de atascos de hielo: javes, carreras de hielo y frentes rotos. En la rotura del hielo del río. Editado por S. Beltaos. Publicaciones sobre recursos hídricos, Highland Ranch, CO
  10. ^ Beltaos, Spyros (1 de enero de 2013). "Características hidrodinámicas y efectos de las olas de los ríos provocados por la liberación de atascos de hielo". Ciencia y Tecnología de las Regiones Frías . 85 : 42–55. doi :10.1016/j.coldregions.2012.08.003. ISSN  0165-232X.
  11. ^ ab Beltaos, Spyros (1 de julio de 2017). "Hidrodinámica de la liberación del almacenamiento durante la ruptura del hielo del río". Ciencia y Tecnología de las Regiones Frías . 139 : 36–50. doi :10.1016/j.coldregions.2017.04.009. ISSN  0165-232X.
  12. ^ ab Nafziger, Jennifer; Ella, Yuntong; Hicks, Faye (1 de marzo de 2016). "Celeridades de las olas y el hielo se derivan de la liberación de atascos de hielo". Ciencia y Tecnología de las Regiones Frías . 123 : 71–80. doi :10.1016/j.coldregions.2015.11.014. ISSN  0165-232X.
  13. ^ Sí, Yanqi; Ella, Yuntong (01 de septiembre de 2021). "Una evaluación sistemática de los criterios para el inicio de la ruptura del hielo de los ríos utilizando el modelo River1D y datos de campo". Ciencia y Tecnología de las Regiones Frías . 189 : 103316. doi : 10.1016/j.coldregions.2021.103316. ISSN  0165-232X.
  14. ^ Alfred, Randy (30 de marzo de 2010). "30 de marzo de 1848: las cataratas del Niágara se secan". Cableado . ISSN  1059-1028 . Consultado el 25 de noviembre de 2019 .
  15. ^ mermelada de hielo en la Encyclopædia Britannica
  16. ^ ab Palanca, James H.; Gooch, Gordon; Daly, Steven (agosto de 2000), "Cazenovia Creek Ice-Control Structure", CRREL/ERDC Technical Report TR , Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. (14)
  17. ^ Donnelly, John (12 de marzo de 2007), La capital de Vermont se prepara para una posible inundación del río, Boston Globe
  18. ^ Smith, Stephen H. (19 de enero de 2018). "El pasado de York: los bombardeos aéreos rompen los atascos de hielo de Susquehanna". El registro diario de York . Consultado el 19 de julio de 2018 .
  19. ^ Daniszewski, John (18 de mayo de 2001). "Aviones rusos bombardean Ice Jam". Los Ángeles Times . ISSN  0458-3035 . Consultado el 19 de julio de 2018 .
  20. ^ Sridharan, Vasudevan (19 de abril de 2016). "Aviones de combate rusos bombardean un atasco de hielo de 40 km para evitar inundaciones en Vologda". Tiempos de negocios internacionales del Reino Unido . Consultado el 19 de julio de 2018 .

enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con los atascos de hielo .