En geografía física e hidrología , un canal es una forma de relieve en la que se sitúa un cuerpo de agua relativamente estrecho , como un río , un delta fluvial o un estrecho . Si bien el término canal se refiere típicamente a una formación natural, el término afín canal denota una estructura artificial similar.
Los canales son importantes para el funcionamiento de los puertos y otros cuerpos de agua utilizados para la navegación marítima . Naturalmente, los canales cambiarán su profundidad y capacidad debido a los procesos de erosión y sedimentación . Los seres humanos mantienen los canales navegables mediante el dragado y otros procesos de ingeniería.
Por extensión, el término también se aplica a fluidos distintos del agua, por ejemplo, canales de lava . El término también se utiliza tradicionalmente para describir las características superficiales sin agua de Venus .
El inicio de un canal se refiere al sitio en la ladera de una montaña donde el agua comienza a fluir entre orillas identificables. [1] Este sitio se conoce como la cabecera del canal y marca un límite importante entre los procesos de ladera y los procesos fluviales. [1] La cabecera del canal es la parte más ascendente de una red de canales y se define por el agua que fluye entre orillas identificables definidas. [1] Una cabecera de canal se forma a medida que el flujo superficial y/o el flujo subterráneo se acumulan hasta un punto donde la tensión cortante puede superar la resistencia a la erosión de la superficie del suelo. [1] Las cabeceras de los canales a menudo se asocian con coluviones , huecos y deslizamientos de tierra . [1]
El flujo superficial es un factor primario en la iniciación del canal donde el flujo superficial de saturación se profundiza para aumentar la tensión de corte y comenzar la incisión del canal. [1] Los flujos superficiales convergen en depresiones topográficas donde comienza la iniciación del canal. La composición del suelo, la vegetación, la precipitación y la topografía dictan la cantidad y la velocidad del flujo superficial. La composición de un suelo determina la rapidez con la que se produce la saturación y la fuerza cohesiva retarda el arrastre de material de los flujos superficiales. [1] La vegetación reduce las tasas de infiltración durante los eventos de precipitación y las raíces de las plantas anclan el suelo en las laderas. [1]
El flujo subterráneo desestabiliza el suelo y reaparece en las laderas de las colinas, donde a menudo se forman cabeceras de canales. Esto suele dar lugar a cabeceras de canales abruptas y deslizamientos de tierra. Los huecos se forman debido a flujos subterráneos concentrados, donde las concentraciones de coluviones están en constante cambio. [1] Las cabeceras de canales asociadas con huecos en terrenos empinados con frecuencia migran hacia arriba y hacia abajo por las laderas, dependiendo del suministro de sedimentos y las precipitaciones.
Los canales naturales se forman por procesos fluviales y se encuentran por toda la Tierra . En su mayoría se forman por el flujo de agua del ciclo hidrológico , aunque también pueden formarse por otros fluidos, como la lava que fluye y que puede formar canales de lava . Los canales también describen el curso más profundo a través de un arrecife , un banco de arena , una bahía o cualquier cuerpo de agua poco profundo. Un ejemplo de un río que atraviesa un banco de arena es la barra de Columbia , la desembocadura del río Columbia .
Un cauce fluvial es el límite físico de un arroyo ( río ) que consiste en un lecho y riberas . Los cauces fluviales existen en una variedad de geometrías. El desarrollo del cauce fluvial está controlado tanto por el movimiento del agua como por el de los sedimentos . Existe una diferencia entre los arroyos de gradiente bajo (menos de un par de por ciento en gradiente o ligeramente inclinados) y los arroyos de gradiente alto (con pendiente pronunciada). Se puede distinguir una amplia variedad de tipos de cauces fluviales (por ejemplo, ríos trenzados , ríos serpenteantes, ríos sinuosos de un solo hilo , etc.). Durante las inundaciones , el flujo de agua puede exceder la capacidad del cauce y las aguas de la inundación se derramarán fuera del cauce y a través del fondo del valle , la llanura de inundación o el área de drenaje .
Ejemplos de ríos que quedan atrapados en sus cauces: Gran Cañón y Cañón Negro del Gunnison .
En un contexto náutico más amplio, como nombre de lugar geográfico, el término canal es otra palabra para estrecho , que se define como un cuerpo de agua relativamente angosto que conecta dos cuerpos de agua más grandes. En este contexto náutico , los términos estrecho , canal , estrecho y paso son sinónimos y generalmente intercambiables. Por ejemplo, en un archipiélago , el agua entre islas generalmente se llama canal o paso . El Canal de la Mancha es el estrecho entre Inglaterra y Francia.
La forma del canal se describe en términos de geometría (planta, secciones transversales, perfil) encerrada por los materiales de su lecho y orillas. Esta forma está bajo la influencia de dos fuerzas principales: la descarga de agua y el suministro de sedimentos. Para canales erosionables, la dependencia mutua de sus parámetros puede describirse cualitativamente mediante el Principio de Lane (también conocido como relación de Lane ): [2] el producto de la carga de sedimentos y el tamaño del lecho de Bukhara es proporcional al producto de la descarga y la pendiente del canal. [3]
El término " canal navegable " se utiliza como término náutico para referirse a una vía para el tránsito de barcos, frecuentemente marcada (cf. Boya ) y a veces dragada . Thoresen distingue algunas categorías de canales, desde A (apto para navegación diurna y nocturna con profundidad garantizada ) hasta D sin ayudas a la navegación y solo profundidades estimadas proporcionadas al capitán del barco . [4] Con respecto al dragado , los canales pueden ser sin restricciones (lo suficientemente anchos para acomodar 10-15 anchos de un barco más grande utilizado en este canal), semi-restringidos con dragado limitado en aguas poco profundas, y completamente restringidos , donde se draga todo el canal. [4] Este último canal, completamente construido por el hombre, se denomina con frecuencia canal , [5] siendo el Canal de Panamá un ejemplo. [6]
El término no sólo incluye las partes de un estuario o río que son navegables por barcos y que han sido dragadas en profundidad y que conducen a las instalaciones portuarias , sino también los canales menores que dan acceso a las instalaciones portuarias para barcos , como los puertos deportivos . Cuando los canales dragados atraviesan fondos arenosos o de lodo de bahías, suele ser necesario dragar repetidamente debido al movimiento inestable posterior de los suelos bentónicos. [7]
La responsabilidad de monitorear las condiciones de navegabilidad de los canales de navegación hacia varias instalaciones portuarias varía, y el trabajo de mantenimiento real con frecuencia lo realiza un tercero. Las tormentas, los estados del mar, las inundaciones y la sedimentación estacional afectan negativamente la navegabilidad . En los EE. UU., los canales de navegación son monitoreados y mantenidos por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos (USACE), aunque las operaciones de dragado a menudo las llevan a cabo contratistas privados (bajo la supervisión del USACE). El USACE también monitorea la calidad del agua y algunas remediaciones. Esto se estableció por primera vez bajo la Ley de Ríos y Puertos de 1899 y se modificó bajo las leyes de 1913, 1935 y 1938. Por ejemplo, el USACE desarrolló la Vía Navegable Intracostera y tiene la División del Valle del Misisipi responsable del río Misisipi desde el Golfo hasta El Cairo, Illinois , la División del Atlántico Norte para el Puerto de Nueva York y el Puerto de Boston , y la División del Pacífico Sur para el Puerto de Los Ángeles y el Puerto de Long Beach . La vigilancia de las vías navegables, así como algunas respuestas a emergencias por derrames, son competencia de la Guardia Costera de los Estados Unidos , incluidos los canales interiores que dan servicio a puertos como Saint Louis, a cientos de millas de cualquier costa. Los distintos gobiernos estatales o locales mantienen canales menores, por ejemplo, el antiguo canal Erie .