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Componentes de un dique:
  1. Diseño de alto nivel de agua (HWL)
  2. Canal de agua baja
  3. Canal de inundación
  4. Pendiente ribereña
  5. Banqueta junto al río
  6. Corona de dique
  7. Pendiente de tierra
  8. Banqueta de tierra
  9. Berma
  10. Revestimiento de agua baja
  11. Tierra ribereña
  12. Dique
  13. Tierras bajas protegidas
  14. Zona fluvial
El lado de un dique en Sacramento, California

Un dique ( / l ɛ v i / ), [1] [2] dique , dique , terraplén , floodbank o stopbank es una cresta alargada de origen natural o artificialmente construido de relleno o de la pared que los niveles regula el agua. Suele ser de tierra y, a menudo, paralelo al curso de un río en su llanura aluvial o a lo largo de las costas bajas. [3]

Etimología [ editar ]

Los hablantes de inglés americano (especialmente en el medio oeste y el sur profundo ) usan la palabra levee , de la palabra francesa levée (del participio pasado femenino del verbo francés palanca , "elevar"). Se originó en Nueva Orleans unos años después de la fundación de la ciudad en 1718 y más tarde fue adoptado por hablantes de inglés. [4] El nombre deriva del rasgo de las crestas del dique que se elevan más alto que el canal y las llanuras de inundación circundantes.

Es muy probable que la palabra moderna dique o dique se derive de la palabra holandesa dijk , con la construcción de diques en Frisia (ahora parte de los Países Bajos y Alemania ) bien atestiguada ya en el siglo XI. El Westfriese Omringdijk de 126 kilómetros de largo (78 millas) , completado en 1250, se formó conectando los diques más antiguos existentes. El cronista romano Tácito menciona que los rebeldes Batavi perforaron diques para inundar su tierra y proteger su retirada (70 d. C.). [5] La palabra dijk originalmente indicaba tanto la trincheray el banco . Es muy similar al verbo en inglés to dig . [6]

En anglosajón , la palabra dic ya existía y se pronunciaba como dick en el norte de Inglaterra y como zanja en el sur. Al igual que en holandés, el origen de la palabra en inglés radica en cavar una zanja y formar un banco junto a la tierra levantada. Esta práctica ha significado que se le puede dar el nombre a la excavación o al banco. Por lo tanto, Offa's Dyke es una estructura combinada y Car Dyke es una trinchera, aunque una vez también había elevado los bancos. En las Midlands inglesas y East Anglia , y en los Estados Unidos, un dique es una zanjaestá en el sur de Inglaterra, un marcador de límites de propiedad o un canal de drenaje. Donde lleva un arroyo, puede llamarse un dique corriente como en Rippingale Running Dike , que conduce el agua desde el drenaje de aguas residuales , Car Dyke, al South Forty Foot Drain en Lincolnshire (TF1427). El Weir Dike es un dique de inmersión en Bourne North Fen , cerca de Twenty y junto al río Glen , Lincolnshire . En Norfolk y Suffolk Broads , un dique puede ser una zanja de drenaje o un canal artificial angosto frente a un río o ancho para acceso o amarre, algunos diques más largos se nombran, por ejemplo, Candle Dyke.[7]

En partes de Gran Bretaña , particularmente Escocia y el norte de Inglaterra , un dique puede ser un muro de campo, generalmente hecho con piedra seca .

Usos [ editar ]

Un terraplén reforzado

El propósito principal de los diques artificiales es evitar las inundaciones del campo adyacente y ralentizar los cambios de curso natural en una vía fluvial para proporcionar rutas de navegación confiables para el comercio marítimo a lo largo del tiempo; también limitan el flujo del río, lo que resulta en un flujo de agua más alto y más rápido. Los diques se pueden encontrar principalmente a lo largo del mar, donde las dunas no son lo suficientemente fuertes, a lo largo de los ríos para protegerse contra las inundaciones, a lo largo de lagos o pólderes . Además, se han construido diques con el propósito de empollar o como límite para un área de inundación. Esta última puede ser una inundación controlada por los militares o una medida para evitar la inundación de un área más grande rodeada de diques. Los diques también se han construido como límites de campo y como defensas militares.. Se puede encontrar más sobre este tipo de diques en el artículo sobre muros de piedra seca .

Los diques pueden ser movimientos de tierra permanentes o construcciones de emergencia (a menudo de sacos de arena ) construidas apresuradamente en una emergencia por inundación.

Algunos de los primeros diques fueron construidos por la civilización del valle del Indo (en Pakistán y el norte de la India desde alrededor del 2600 aC) de la que dependía la vida agraria de los pueblos de Harappa. [8] Los diques también se construyeron hace más de 3.000 años en el antiguo Egipto , donde se construyó un sistema de diques a lo largo de la margen izquierda del río Nilo durante más de 1.000 kilómetros (600 millas), que se extiende desde la moderna Asuán hasta el delta del Nilo en el orillas del Mediterráneo . Las civilizaciones mesopotámicas y la antigua China también construyeron grandes sistemas de diques. [9]Debido a que un dique es tan fuerte como su punto más débil, la altura y los estándares de construcción deben ser consistentes a lo largo de su longitud. Algunas autoridades han argumentado que esto requiere una autoridad gobernante fuerte para guiar el trabajo, y puede haber sido un catalizador para el desarrollo de sistemas de gobierno en las primeras civilizaciones. Sin embargo, otros señalan la evidencia de obras de tierra de control del agua a gran escala, como canales y / o diques que datan de antes del Rey Escorpión en el Egipto predinástico , durante el cual la gobernanza estaba mucho menos centralizada.

Otro ejemplo de un dique histórico que protegió la creciente ciudad-estado de Mēxihco-Tenōchtitlan y la ciudad vecina de Tlatelōlco, se construyó a principios de la década de 1400, bajo la supervisión del tlahtoani del altepetl Texcoco, Nezahualcoyotl. Su función era separar las aguas salobres del lago de Texcoco (ideal para la técnica agrícola Chināmitls ) del agua potable fresca suministrada a los asentamientos. Sin embargo, después de que los europeos destruyeron Tenochtitlan, el dique también fue destruido y las inundaciones se convirtieron en un problema importante, lo que provocó que la mayor parte del lago fuera drenado en el siglo XVII.

Los diques generalmente se construyen apilando tierra en una superficie nivelada y despejada. Anchos en la base, se estrechan hasta una parte superior nivelada, donde se pueden colocar terraplenes temporales o sacos de arena. Debido a que la intensidad de la descarga de las inundaciones aumenta en los diques en ambas orillas de los ríos , y debido a que los depósitos de limo elevan el nivel de los lechos de los ríos , las medidas de planificación y auxiliares son vitales. Las secciones a menudo se apartan del río para formar un canal más ancho, y las cuencas de los valles de inundación están divididas por múltiples diques para evitar que una sola brecha inunde un área grande. Un dique hecho de piedras colocadas en filas horizontales con un lecho de césped delgado entre cada una de ellas se conoce como spetchel .

Los diques artificiales requieren una ingeniería sustancial. Su superficie debe estar protegida de la erosión, por lo que se plantan con vegetación como el pasto Bermuda para unir la tierra. En el lado de la tierra de los diques altos, generalmente se agrega una terraza baja de tierra conocida como banqueta como otra medida contra la erosión. En el lado del río, la erosión de fuertes olas o corrientes presenta una amenaza aún mayor para la integridad del dique. Los efectos de la erosión se contrarrestan plantando vegetación adecuada o instalando piedras, cantos rodados, esteras pesadas o revestimientos de hormigón . Se construyen zanjas o baldosas de drenaje separadas para garantizar que los cimientos no se aneguen.

Prevención de inundaciones de ríos [ editar ]

Dique roto en el río Sacramento
Un dique evita que la marea alta en el río Mississippi inunde Gretna , Louisiana , en marzo de 2005.

Se han construido prominentes sistemas de diques a lo largo del río Mississippi y el río Sacramento en los Estados Unidos , y el Po , el Rin , el río Mosa , el Ródano , el Loira , el Vístula , el delta formado por el Rin, el Mosa / Mosa y el Escalda en los Países Bajos y el Danubio en Europa . Durante el período de los Estados Combatientes de China , el sistema de riego de Dujiangyan fue construido por Qincomo un proyecto de conservación de agua y control de inundaciones. La infraestructura del sistema se encuentra en Minjiang ( chino :岷江; pinyin : Mínjiāng ), que es el afluente más largo del Chang Jiang , en Sichuan , China .

El sistema de diques de Mississippi representa uno de los sistemas de este tipo más grandes que se encuentran en cualquier parte del mundo. Comprende más de 5.600 km (3.500 millas) de diques que se extienden unos 1.000 km (620 millas) a lo largo del Mississippi, que se extienden desde Cape Girardeau , Missouri , hasta el delta del Mississippi . Fueron iniciadas por colonos franceses en Luisiana en el siglo XVIII para proteger la ciudad de Nueva Orleans . [10] Los primeros diques de Luisiana tenían aproximadamente 90 cm (3 pies) de altura y cubrían una distancia de aproximadamente 80 km (50 millas) a lo largo de la orilla del río. [10]El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU., Junto con la Comisión del Río Mississippi, extendió el sistema de diques a partir de 1882 para cubrir las riberas del río desde El Cairo, Illinois hasta la desembocadura del delta del Mississippi en Louisiana. [10] A mediados de la década de 1980, habían alcanzado su extensión actual y tenían un promedio de 7,3 m (24 pies) de altura; algunos diques de Mississippi tienen una altura de hasta 15 m (50 pies). Los diques de Mississippi también incluyen algunos de los diques individuales continuos más largos del mundo. Uno de esos diques se extiende hacia el sur desde Pine Bluff , Arkansas , por una distancia de unos 610 km (380 millas).

El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos (USACE) recomienda y apoya la tecnología de Confinamiento Celular (geoceldas) como una mejor práctica de gestión. [11] Se presta especial atención a la cuestión de la erosión de la superficie, la prevención de desbordes y la protección de la cresta del dique y la pendiente aguas abajo. El refuerzo con geoceldas proporciona fuerza de tracción al suelo para resistir mejor la inestabilidad.

Los diques artificiales pueden llevar a una elevación del lecho natural del río con el tiempo; si esto sucede o no y qué tan rápido, depende de diferentes factores, uno de ellos es la cantidad y el tipo de carga del lecho de un río. Los ríos aluviales con intensas acumulaciones de sedimentos tienden a este comportamiento. Se encuentran ejemplos de ríos donde los diques artificiales llevaron a una elevación del lecho del río, incluso hasta un punto donde el lecho del río es más alto que la superficie del suelo adyacente detrás de los diques, para el río Amarillo en China y el Mississippi en los EE. UU.

Prevención de inundaciones costeras [ editar ]

Los diques son muy comunes en las marismas que bordean la bahía de Fundy en New Brunswick y Nueva Escocia , Canadá . A los acadianos que se asentaron en el área se les puede atribuir la construcción original de muchos de los diques en el área, creados con el propósito de cultivar las fértiles marismas de mareas. Estos diques se conocen como diques. Están construidos con compuertas con bisagras que se abren con la marea descendente para drenar el agua dulce de las marismas agrícolas y se cierran con la marea creciente para evitar que el agua de mar entre detrás del dique. Estas compuertas se denominan " aboiteaux ". En el Bajo Continente alrededor de la ciudad de Vancouver ,Columbia Británica , hay diques (conocidos localmente como diques, y también conocidos como "el malecón") para proteger las tierras bajas en el delta del río Fraser , particularmente la ciudad de Richmond en la isla Lulu . También hay diques para proteger otros lugares que se han inundado en el pasado, como Pitt Polder, tierras adyacentes al río Pitt y otros ríos afluentes.

Los diques de prevención de inundaciones costeras también son comunes a lo largo de la costa interior detrás del Mar de Wadden , un área devastada por muchas inundaciones históricas. [12] Por lo tanto, los pueblos y los gobiernos han erigido sistemas de diques de protección contra inundaciones cada vez más grandes y complejos para detener el mar incluso durante las tormentas. El mayor de estos son, por supuesto, los enormes diques en los Países Bajos , que han ido más allá de la mera defensa contra las inundaciones, ya que han recuperado agresivamente tierras que están por debajo del nivel medio del mar. [13]

Espolones o espigones [ editar ]

Estas estructuras hidráulicas típicamente artificiales están situadas para proteger contra la erosión. Por lo general, se colocan en ríos aluviales perpendiculares, o en ángulo, a la orilla del canal o al revestimiento , [14] y se utilizan ampliamente a lo largo de las costas. Hay dos tipos comunes de diques de espuela, permeables e impermeables, según los materiales utilizados para construirlos.

Súper dique [ editar ]

Importantes ciudades de Japón (Tokio y Osaka) desarrollaron una nueva protección contra inundaciones conocida como Súper dique. Los súper diques son diques más gruesos que no fallarán incluso en los eventos más extremos. [15]

Ejemplos naturales[ editar ]

Los diques naturales se forman comúnmente alrededor de ríos y arroyos de tierras bajas sin intervención humana. Son crestas alargadas de lodo y / o limo que se forman en las llanuras aluviales de los ríos inmediatamente adyacentes a las orillas cortadas. Al igual que los diques artificiales, actúan para reducir la probabilidad de inundación de la llanura aluvial.

La deposición de diques es una consecuencia natural de la inundación de ríos serpenteantes que transportan altas proporciones de sedimentos en suspensión en forma de arenas finas, limos y lodos. Debido a que la capacidad de carga de un río depende en parte de su profundidad, el sedimento del agua que se encuentra sobre las orillas inundadas del canal ya no es capaz de mantener en suspensión la misma cantidad de sedimentos finos que el desagüe principal . Por tanto, los sedimentos extrafinos se depositan rápidamente en las partes de la llanura de inundación más cercanas al canal. Durante un número significativo de inundaciones, esto eventualmente resultará en la formación de crestas en estas posiciones y reducirá la probabilidad de más inundaciones y episodios de construcción de diques.

Si la degradación continúa ocurriendo en el canal principal, esto hará que sea más probable que los diques vuelvan a rebosar y los diques pueden continuar acumulándose. En algunos casos, esto puede resultar en que el lecho del canal eventualmente se eleve por encima de las llanuras de inundación circundantes, encerrado solo por los diques que lo rodean; un ejemplo es el río Amarillo en China cerca del mar, donde los barcos transoceánicos parecen navegar muy por encima de la llanura en el río elevado.

Los diques son comunes en cualquier río con una alta fracción de sedimentos en suspensión y, por lo tanto, están íntimamente asociados con canales serpenteantes , que también son más probables donde un río transporta grandes fracciones de sedimento en suspensión. Por razones similares, también son comunes en los arroyos de las mareas, donde las mareas traen grandes cantidades de sedimentos y lodos costeros. Las mareas altas de primavera causarán inundaciones y resultarán en la construcción de diques.

Fallos e infracciones [ editar ]

Tanto los diques naturales como los artificiales pueden fallar de varias maneras. Los factores que causan fallas en los diques incluyen desbordes, erosión, fallas estructurales y saturación de diques. La más frecuente (y peligrosa) es la ruptura de un dique . Aquí, una parte del dique se rompe o se erosiona, dejando una gran abertura para que el agua inunde la tierra que de otro modo estaría protegida por el dique. Una brecha puede ser una falla repentina o gradual, causada por la erosión de la superficie o por la debilidad del subsuelo en el dique. Una brecha puede dejar un depósito de sedimento en forma de abanico que se irradia desde la brecha, lo que se describe como un abanico de grietas.. En los diques naturales, una vez que se ha producido una brecha, la brecha en el dique permanecerá hasta que se vuelva a llenar mediante procesos de construcción de diques. Esto aumenta las posibilidades de que se produzcan futuras infracciones en la misma ubicación. Las brechas pueden ser la ubicación de cortes de meandros si la dirección del flujo del río se desvía permanentemente a través de la brecha.

A veces se dice que los diques fallan cuando el agua sobrepasa la cresta del dique. Esto causará inundaciones en las llanuras aluviales, pero debido a que no daña el dique, tiene menos consecuencias para futuras inundaciones.

Entre varios mecanismos de falla que causan rupturas en los diques, se encuentra que la erosión del suelo es uno de los factores más importantes. Es importante predecir la erosión del suelo y la generación de socavación cuando ocurre el desborde para diseñar diques y muros de inundación estables . Se han realizado numerosos estudios para investigar la erosionabilidad de los suelos. Briaud y col. (2008) [16]Usó la prueba del Aparato de Función de Erosión (EFA) para medir la erosionabilidad de los suelos y luego, usando el software Chen 3D, se realizaron simulaciones numéricas en el dique para encontrar los vectores de velocidad en el agua de desborde y la socavación generada cuando el agua de desborde impacta el dique. Al analizar los resultados de la prueba de EFA, se desarrolló una tabla de erosión para categorizar la erosionabilidad de los suelos. Hughes y Nadal en 2009 [17]estudió el efecto de la combinación de desbordamiento de olas y desbordamiento de marejada ciclónica sobre la erosión y la generación de socavación en los diques. El estudio incluyó parámetros hidráulicos y características de flujo tales como espesor de flujo, intervalos de olas, nivel de oleaje sobre la corona del dique al analizar el desarrollo de socavación. De acuerdo con las pruebas de laboratorio, se derivaron correlaciones empíricas relacionadas con la descarga promedio de desbordamiento para analizar la resistencia del dique contra la erosión. Estas ecuaciones solo podrían ajustarse a situaciones similares a las de las pruebas experimentales, mientras que pueden dar una estimación razonable si se aplican a otras condiciones.

Osouli y col. (2014) y Karimpour et al. (2015) llevaron a cabo un modelado físico de diques a escala de laboratorio para evaluar la caracterización de puntajes de diferentes diques debido al rebasamiento del muro de contención. [18] [19] >

Otro enfoque aplicado para prevenir fallas de diques es la tomografía de resistividad eléctrica (ERT). Este método geofísico no destructivo puede detectar de antemano áreas críticas de saturación en terraplenes. Por lo tanto, ERT se puede utilizar en el seguimiento de los fenómenos de filtración en estructuras de tierra y actuar como un sistema de alerta temprana, por ejemplo, en partes críticas de diques o terraplenes. [20]

Ver también [ editar ]

  • Socavación del puente
  • Agrupación
  • Coupure
  • Presa  : barrera que detiene o restringe el flujo de corrientes superficiales o subterráneas.
  • Estructura de la tierra  : un edificio u otra estructura hecha principalmente de tierra.
  • Terraplén (movimiento de tierras)
  • Control de inundaciones  : métodos utilizados para reducir o prevenir los efectos perjudiciales de las aguas de inundación.
  • Dique de lava
  • Cauce
  • Malecón  - Forma de defensa costera
  • Dique durmiente
  • Hundimiento
  • Zanja

Notas [ editar ]

  1. ^ "levee - significado de levee en Longman Dictionary of Contemporary English" . Ldoceonline.com .
  2. ^ "Significado de levee en el diccionario de inglés de Cambridge" . Dictionary.cambridge.org .
  3. ^ Henry Petroski (2006). "Diques y otros terrenos elevados". 94 (1). Científico estadounidense: 7–11. Cite journal requires |journal= (help)
  4. ^ "dique" . Diccionario de inglés de Oxford (edición en línea). Prensa de la Universidad de Oxford. 1718-1720 : "Plan Dumont, Nueva Orleans" [etiqueta del mapa]. Mostrado en Justin Winsor, (1895) La cuenca del Mississippi: La lucha en América entre Inglaterra y Francia 1697-1763. Bostón; Nueva York: Houghton, Mifflin and Company ISBN 0833747223 . 1770 : "La ciudad [Nueva Orleans] está protegida de las inundaciones del río por un banco elevado, generalmente llamado Levée". Philip Pittman, El estado actual de los asentamientos europeos en el Mississippi; con una descripción geográfica de ese río. Londres (Se requiere suscripción o membresía en una institución participante ).
  5. ^ Historias de TácitoV 19
  6. ^ "Etymologisch woordenboek van het Nederlands, deel 1: A t / m E - Amsterdam University Press" . Aup.nl .
  7. ^ "Cierre de sendero de Weavers 'Way - Decoy Road (Hickling) a Potter Heigham 7 de enero de 2011 - 6 de abril de 2012" . Countrysideaccess.norfolk.gov.uk . Consultado el 17 de mayo de 2013 .
  8. ^ "Civilizaciones del valle del río Indo" . History-world.org . Archivado desde el original el 9 de junio de 2012 . Consultado el 12 de septiembre de 2008 .
  9. ^ Needham, José. (1971). Ciencia y civilización en China: Volumen 4, Física y tecnología física, Parte 3, Ingeniería civil y náutica. Cambridge: Cambridge University Press; Brian Lander. "Gestión estatal de los diques fluviales en la China temprana: nuevas fuentes sobre la historia ambiental de la región central del Yangzi". T'oung Pao 100: 4–5 (2014): 325–62.
  10. ^ a b c Kemp, Katherine. El sistema de diques de Mississippi y la estructura de control del río antiguo El medio ambiente de Luisiana. Tulane.edu
  11. ^ Edward B. Perry (septiembre de 1998). "rehabilitación de diques en el informe técnico de USACE REMR-GT-26, métodos innovadores para la rehabilitación de diques" . Dtic.mil . Consultado el 3 de abril de 2019 .
  12. ^ "Grupo de trabajo trilateral sobre protección costera y aumento del nivel del mar (CPSL), ecosistema del mar de Wadden No. 25 por Jacobus Hofstede, Secretaría del mar de Wadden común (CWSS), Wilhelmshaven, Alemania, 2009" (PDF) . Waddensea-secretariat.org . Consultado el 3 de abril de 2019 .
  13. ^ Matt Rosenberg. "Diques de los Países Bajos - Geografía" . Geography.about.com .
  14. ^ "Hao Zhang, Hajime Nakagawa, 2008, Scour around Spur Dyke: avances recientes e investigaciones futuras " (PDF) . Dpri.kyoto-u.ac.jp . Consultado el 17 de mayo de 2013 .
  15. ^ "Dique y Super Dique" . Consultado el 5 de mayo de 2018 .
  16. ^ Briaud, J., Chen, H., Govindasamy, A., Storesund, R. (2008). Erosión de diques por desbordamiento en Nueva Orleans durante el huracán Katrina. Revista de Ingeniería Geotécnica y Geoambiental. 134 (5): 618–632.
  17. ^ Hughes, SA, Nadal, NC (2009). Estudio de laboratorio de desbordamiento combinado de oleaje y marejada ciclónica de un dique. Ingeniería costera 56: 244-259.
  18. ^ Karimpour, Mazdak; Heinzl, Kyle; Stendback, Emaline; Galle, Kevin; Zamiran, Siavash; Osouli, Abdolreza (2015). "Características de socavación de diques saturados debido al rebosamiento de muros de contención". IFCEE 2015 . págs. 1298–1307. doi : 10.1061 / 9780784479087.117 . ISBN 9780784479087.
  19. ^ "Potencial de erosión y socavación del dique debido al desborde del muro de contención (descarga de PDF disponible)" . ResearchGate .
  20. ^ Arosio, Diego; Munda, Stefano; Tresoldi, Greta; Papini, Monica; Longoni, Laura; Zanzi, Luigi (13 de octubre de 2017). "Un sistema de resistividad personalizado para monitorear la saturación y filtración en diques de tierra: instalación y validación" . Geociencias abiertas . 9 (1): 457–467. Código bibliográfico : 2017OGeo .... 9 ... 35A . doi : 10.1515 / geo-2017-0035 . ISSN 2391-5447 . 

Enlaces externos [ editar ]

  • "Well Diggers Trick", junio de 1951, artículo de Popular Science sobre cómo los ingenieros de control de inundaciones estaban usando un método antiguo para proteger los diques de inundación a lo largo de los ríos de las filtraciones que socavan el dique
  • "Diseño y construcción de diques" Manual del ingeniero del ejército de EE. UU. EM-1110-2-1913
  • El manual internacional de diques