Desarrollo de una metodología para la determinación de lluvias

Transcripción

Meteorología Colombiana
N7
pp. 73–80
Marzo, 2003
Bogotá D.C.
ISSN-0124-6984
DESARROLLO DE UNA METODOLOGÍA PARA LA DETERMINACIÓN DE LLUVIAS
DETONANTES DE DESLIZAMIENTOS. ESTUDIO DE CASO
DEVELOPMENT OF A METHODOLOGY FOR DETECTION OF TRIGGER-LANDSLIDE
RAINS
RUTH MAYORGA MÁRQUEZ
Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM
Mayorga, R. 2003: Desarrollo de una metodología para la determinación de lluvias detonantes de deslizamientos. Estudio de
caso. Meteorol. Colomb. 7:73-80. ISSN 0124-6984. Bogotá, D.C. – Colombia.
RESUMEN
Los paisajes naturales y el medio natural en el que vive el hombre tienden a ser cada vez más
reducidos por la misma acción antrópica. El desarrollo de diversas actividades humanas hace
desaparecer la vegetación y los terrenos quedan más expuestos a procesos de remoción en masa, los cuales afectan la morfología regional y el desarrollo económico y social. Colombia es un
país que por sus características geográficas, geológicas, geomorfológicas y climáticas, hacen
que estos fenómenos especialmente los deslizamientos, sean de gran impacto y se presenten
con mucha frecuencia. Según estudios realizados (Castellanos, 1996), las causas de eventos
desastrosos como los deslizamientos son en un 96% meteorológicas (en orden de importancia
lluvias o períodos invernales prolongados y lluvias intensas de corta duración). Teniendo en
cuenta que la lluvia es el evento que dispara con mayor frecuencia los movimientos en masa, es
importante estudiar la relación de la lluvia con la ocurrencia de los deslizamientos, mediante la
determinación de umbrales de lluvias detonante, considerando los componentes de intensidad,
duración y frecuencia. Las investigaciones llevadas a cabo en diferentes países para determinar
la relación lluvias - movimientos en masa generalmente asumen que existen dos tipos de efectos
principales de la lluvia: el efecto acumulativo de la lluvia a mediano plazo (varios días) y el efecto
inmediato de la lluvia de corto plazo que se presenta justo antes de la ocurrencia del deslizamiento. El trabajo realizado presenta el Método de Lluvia Crítica para la determinación de los umbrales de lluvias detonante de deslizamientos, el cual se basa en el análisis de la precipitación acumulada o antecedente de días previos a la ocurrencia del evento.
Palabras Clave: lluvia acumulada, lluvia evento, umbral, deslizamiento, pronóstico, amenaza
ABSTRACT
The natural landscape and the environment on where the human kind is developing itself are getting smaller due to human actions. The development of these human activities is diminishing the
vegetation in many areas of our planet causing the development of bare soils which are so vulnerable to the mass land removing processes. Wherever these processes take place, they affect
the regional geomorphology and the social end economic development of the regions. Colombia
is a country that due to its geographic, geologic, geomorphologic and climatic characteristics is
prone to mass land removing processes, especially landslides. These landslides have a great impact on the shaping of the Colombian landscape and their occurrence is very common. According
to studies carried out by Castellanos, 1996, 96% of the landslides that take place in Colombia are
caused by meteorological events, such as long rainfall periods and strong rainfalls of short duration. Considering that rainfalls are the phenomena that more often speed up mass movements, it
is so important to study the relationship between rainfalls and the landslide occurrence.
74
METEOROLOGÍA COLOMBIANA N°7, MARZO 2003
This can be done by determining rainfall thresholds that speed up landslides and by considering
factors such as intensity, duration and frequency of the rainfalls events. Research studies on the
determination of relationship between rainfalls and mass movements carried out in many countries around the world assume the existence of two main type of speeding up effects caused by
rainfalls. The first one, the accumulative effect of the rainfalls, this is a medium term effect (some
days). The second one, the immediately effect of the rainfalls which take place some time before
the landslide occurrence. The research carried out shows the Critical Rainfall Method for the determination of rainfall thresholds that speed up landslides. This Method is based on the analysis of
the accumulated precipitation that has fallen previously to the landslide occurrence.
Keywords: accumulated rainfall, daily rainfall, threshold, landslide, forecast, hazard
1.
INTRODUCCIÓN
Los movimientos en masa y la erosión, forman los procesos de denudación de la corteza terrestre, los cuales,
junto con otros procesos como el tectonismo, la orogénesis y el clima contribuyen al modelado de la superficie
terrestre. El desarrollo de diversas actividades humanas
hace desaparecer la vegetación y los terrenos quedan
expuestos a procesos de remoción en masa los cuales
afectan la morfología regional y el desarrollo económico y
social.
Colombia es un país que por sus características geográficas, geológicas, geomorfológicas y climáticas, hacen
que estos fenómenos especialmente los deslizamientos,
sean de gran impacto y se presenten con mucha frecuencia. Según estudios realizados (Castellanos, 1996)
las causas de los eventos desastrosos (inundaciones,
deslizamientos, avalanchas, etc.) son en un 96% meteorológicas. El 56% de las causas son por lluvias prolongadas o períodos invernales, el 37 % por lluvias intensas de
corta duración y en menor porcentaje los huracanes.
Dado el problema que representan estos fenómenos en
Colombia, se han adelantado investigaciones sobre la
ocurrencia de los deslizamientos, estabilidad de taludes,
realización de inventarios, etc.
Teniendo en cuenta que la lluvia es el evento que dispara
con mayor frecuencia los movimientos en masa, el estudio de la relación de este elemento meteorológico con la
ocurrencia de los deslizamientos, es de gran importancia.
Para desarrollar un modelo de pronóstico se deben realizar investigaciones que contribuyan en la determinación
de los umbrales de lluvia, es decir el estudio de este
factor detonante y así hacer relaciones lluvia - deslizamiento, con el objetivo de caracterizar la lluvia crítica para
las diferentes regiones del país de acuerdo con la susceptibilidad del terreno a los deslizamientos.
Los umbrales de las lluvias críticas detonantes de deslizamientos usualmente, se establecen mediante el análisis de las lluvias asociadas a eventos históricos registrados y debidamente caracterizados. Este artículo tiene el
propósito de presentar el Método de Lluvia Crítica para la
determinación de uno de los umbrales de lluvias detonantes de deslizamientos, el cual se basa en el análisis de la
precipitación acumulada o antecedente de días previos a
la ocurrencia del evento.
2.
GENERALIDADES: RELACIÓN
MOVIMIENTOS EN MASA – LLUVIA
CRITICA
Se define como un movimiento en masa al movimiento de
una masa de roca, suelo residual o sedimentos en una
pendiente, en la cual el material se desplaza hacia abajo
(Coates, 1990). Esta movilización de grandes volúmenes
de materiales hacia niveles inferiores, se realiza bajo la
acción directa de la gravitación terrestre (Juvenal, 1993).
A estos fenómenos también se les conoce como movimientos de terreno y deslizamientos.
Castellanos & González (1997), explican que: “Antes de
ocurrir el deslizamiento la ladera se encuentra en equilibrio y presenta un nivel freático dado por las lluvias anteriores y el ciclo hidrológico imperante en la región. Inicialmente el agua que cae como precipitación se convierte en interceptación, retención de humedad y humedad
del suelo, luego comienzan a aparecer las componentes
debidas al movimiento del agua dentro del suelo como
son el flujo subsuperficial (por encima del nivel freático) y
el agua subterránea (por debajo del nivel freático); al
mismo tiempo se genera la escorrentía.
La escorrentía ocasiona erosión superficial; el flujo subsuperficial introduce la fuerza de infiltración y provoca
erosión interna, el ascenso del nivel freático por aumento
del agua subterránea satura los materiales que conforman la ladera, aumenta la presión de poros y disminuye
los esfuerzos efectivos; el aumento de humedad elimina
las tensiones capilares y las presiones de poros negativas y todas las componentes del agua precipitada sobre
la ladera aumentan el peso de la masa, favoreciendo de
esta manera la ocurrencia de movimientos.”
Según lo anterior, si el factor causante del deslizamiento
es la lluvia, la cantidad e intensidad necesarias para
disparar el movimiento depende en cada caso de las
condiciones iniciales de humedad y nivel freático de la
zona y están claramente relacionadas con las lluvias
precedentes. De aquí la importancia de las lluvias antecedentes en la desestabilización de una ladera.
3.
3.1.
ASPECTOS METODOLÓGICOS
Evaluación de la Lluvia como Evento Detonante de Deslizamientos
MAYORGA: DESARROLLO METODOLOGÍA DETERMINACIÓN LLUVIAS DETONANTES DESLIZAMIENTOS
De acuerdo a los estudios de: The Japanese Geotechnical Society (1997); DÓrsi et al. (1987), en la metodología para determinar la relación lluvia – deslizamiento,
consideran que existen dos tipos de efectos principales
de la lluvia: “ El efecto acumulativo de la lluvia de largo
plazo, varios días y el efecto inmediato de la lluvia de
corto plazo, que se presenta justo antes de la ocurrencia
del deslizamiento”. Para el efecto de este estudio se
asume la lluvia de largo plazo de 1 a 180 días antes del
deslizamiento dependiendo del sitio y la de corto plazo
del orden de 1 a 24 horas.
3.1.1.
Análisis de la lluvia acumulada – larga duración
Este método el cual aporta un elemento en la predicción
de movimientos en masa basado en la precipitación
acumulada o antecedente de semanas previas a la ocurrencia del evento y difiere según las condiciones locales
de los suelos y del régimen climático, por lo que el método debe ser aplicado a cada sitio en estudio.
El estudio consiste en establecer relaciones estadísticas
de la lluvia con el deslizamiento, cuantificando los componentes de intensidad, duración y frecuencia con el fin
de sintetizar un modelo de comportamiento de la zona
por estudiar y así contribuir al pronóstico de los mismos;
para ésto se seleccionan los sitios con eventos de deslizamientos causados por lluvia, que cuenten con buena
información pluviométrica.
Para cuantificar las relaciones de intensidad - duración o
volúmenes de agua relacionados con la ocurrencia de
deslizamientos, se debe contar con series históricas de
lluvia completas, con un buen período de registro a nivel
diario (en lo posible mayor a 15 años). Estas series se
analizan estadísticamente, utilizando métodos de inferencia estadística y aplicando la teoría de las probabilidades.
La metodología está basada en el cálculo de lluvia acumulada en distintos períodos, clasificados en intervalos,
según su nivel de probabilidad estadística.
Con el procesamiento de la información pluviométrica
diaria de la estación más cercana al sitio de ocurrencia
del evento, se sistematizan los datos diarios de tal forma
que permitan el análisis de probabilidades por medio de
la distribución Gumbel (una de las distribuciones que más
se ajusta, porque fue desarrollada para su aplicación en
problemas de valores extremos).
La distribución de Gumbel permite encontrar la probabilidad de excedencia o el período de retorno para cualquier
valor a partir de los datos de la serie histórica, calculando
para cada valor de la serie histórica la probabilidad de
excedencia utilizando la ecuación de Weibull (Castellanos, 1996).
El método consiste en la elaboración de la curva regresiva de lluvias acumuladas cuyo procedimiento general a
seguir es según Castellanos (1996); Castellanos &
González (1996, 1997); Wieczorek et al. (1987), el siguiente:
75
A partir de la serie histórica de precipitación diaria regresiva para el evento, se elabora una serie de sumas acumuladas regresivas, iniciando desde el día en que ocurrió
el deslizamiento hasta los 3 a 6 meses anteriores (dependiendo del análisis de cada caso).
Se grafica una curva en forma regresiva para el evento a
partir de lluvias críticas, tomando como origen el día en
que ocurrió el deslizamiento.
Desde el día en que ocurrió el movimiento con un valor
de lluvia hasta el día en que no hay lluvia, para este momento se lee la precipitación acumulada en mm y la duración en días (umbral de precipitación). De la curva se
pueden obtener varios umbrales de precipitación (es
decir, después de períodos cortos de no-lluvia se puede
reactivar otro período de lluvia) los cuales dependen de la
intensidad de lluvia de la zona.
Construcción de series parciales de la información diaria
(con el período completo de registro) con los valores de
la duración de los umbrales: es una serie de sumas acumuladas para cada duración (D), es decir que se suma la
serie de lluvia diaria en intervalos según cada duración.
De las anteriores series parciales se construye series de
máximos multianuales.
Obtención de umbrales críticos con sus respectivos períodos de retorno y cálculo de la relación lluvia deslizamiento para cada fenómeno de remoción en masa: con
los umbrales de lluvia se determinan los períodos de
retorno de cada uno de ellos a partir de distribuciones de
densidad de probabilidad para valores extremos y luego
se toma el umbral más crítico.
Se toma como la lluvia acumulada crítica representativa
de cada estación la de mayor período de retorno, pues es
el evento menos frecuente.
En resumen se tiene que con una buena información
pluviométrica en la zona, es posible cuantificar la relación
intensidad – duración de lluvia o los volúmenes de agua
que han caído como precipitación en determinadas épocas y su relación con la ocurrencia de deslizamientos.
Entonces se puede establecer que para los valores superiores a la lluvia crítica se aumenta la posibilidad de ocurrencia de deslizamientos en la región de estudio.
4.
CASO DE ESTUDIO
Para este caso se seleccionó el deslizamiento de Carichana, ocurrido el 10 de diciembre de 1979, en Paz de
Río – Boyacá. Para realizar este análisis se inicia con un
inventario de procesos de inestabilidad del terreno con
fecha y ubicación exacta, que se obtienen en campo o
por registros históricos. Se realizó el análisis del registro
de precipitaciones diarias tomadas de la estación de
Tasco (tipo PM - pluviométrica y Cod. 2403016, ubicada
a 5.8 Km del sitio del evento) del período: 29/10/5730/6/01, con 43 años de registro.
76
Para desarrollar el método de análisis de la curva regresiva de lluvias acumuladas, que incluye varios pasos, se
desarrolló un programa en Visual Basic, ambiente Windows.
decir al tiempo requerido para el movimiento del agua
dentro de grandes masas de suelo (Castellanos, 1996).
La base de datos que se utiliza es Access y los reportes
se muestran en Crystal Report. El análisis de este evento, muestra con el programa los siguientes resultados:
C) Series parciales de la información diaria (Tabla 2), con
el período completo de registro y para los valores de la
duración de los umbrales.
A) Serie de sumas acumuladas en forma regresiva (Tabla
1), iniciando desde el día del evento (10 diciembre/79, día
con registro de precipitación) hasta los 6 meses anteriores.
De la curva regresiva se obtuvieron 5 umbrales de precipitación posibles: a los 47, 74, 97,137 y 181 días antecedentes.
B) Curva regresiva de lluvias acumuladas (Fig.1).
D) Serie de máximos multianuales (Tabla 3).
Cuando en los días anteriores al evento no llovió, se
analiza a partir del primer día de lluvia anterior al evento,
en este caso no llovió los 15 primeros días anteriores al
evento, entonces la suma regresiva se determina a partir
del 25 de noviembre.
E) Cálculo de períodos de retorno.
Utilizando el paquete ¨Smada¨, para el análisis de distribución de frecuencia máxima y escogiendo la distribución
¨Gumbel Tipo 1¨ como la mejor función de densidad de
probabilidad de los datos, es decir la que más se ajusta,
se obtuvieron los períodos de retorno para cada umbral
(Tabla 4).
Este desfase entre la lluvia y la ocurrencia del deslizamiento se puede atribuir a un retardo hidrodinámico, es
Tabla 1. Datos curva regresiva de lluvias acumuladas, evento de Carichana
FECHA
ESTACIÓN DIAS
DIARIA
ACUMULADA
01/Abril/1979
2403016
239
0.00
988.00
10/Abril/1979
2403016
230
2.00
982.00
20/Abril/1979
2403016
220
4.00
948.00
30/Abril/1979
2403016
210
2.00
881.00
10/Mayo/1979
2403016
200
0.00
877.00
20/Mayo/1979
2403016
190
18.00
823.00
30/Mayo/1979
2403016
180
10.00
790.00
09/Junio/1979
2403016
170
3.00
673.00
19/Junio/1979
2403016
160
0.00
610.00
29/Junio/1979
2403016
150
4.00
600.00
09/Julio/1979
2403016
140
0.00
580.00
19/Julio/1979
2403016
130
2.00
546.00
29/Julio/1979
2403016
120
0.00
520.00
18/Agosto/1979
2403016
100
0.00
484.00
28/Agosto/1979
2403016
90
4.00
425.00
07/Septiembre/1979
2403016
80
0.00
388.00
17/Septiembre/1979
2403016
70
5.00
361.00
27/Septiembre/1979
2403016
60
0.00
342.00
07/Octubre/1979
2403016
50
2.00
330.00
17/Octubre/1979
2403016
40
10.00
285.00
27/Octubre/1979
2403016
30
5.00
216.00
06/Noviembre/1979
2403016
20
9.00
159.00
16/Noviembre/1979
2403016
10
14.00
33.00
25/Noviembre/1979
2403016
1
3.00
3.00
CURVA REGRESIVA DE LLUVIAS
ACUMULADAS
1000
POR ESTACIÓN
RREGREREGREWSIRETROSPE
CTIVA
PREC. ACUMULADA
(181, 790)
800
600
400
200
0
DURACION (DIAS)
Figura 1. Curva regresiva de lluvias acumuladas - Evento de Carichana – Dic 10/1979
Tabla 2. Series parciales de los 5 umbrales posibles para el evento de Carichana
16/Febrero/2002
ESTACIÓN
SERIES PARCIALES
FECHA DIARIA SERIE 1. D= 47 SERIE 2. D = 74 SERIE 3. D = 97 SERIE 4. D = 137 SERIE 5. D = 181
2403016
29/10/57
1.50
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
30/10/57
3.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
31/10/57
4.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
01/11/57
3.50
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
02/11/57 12.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
03/11/57
2.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
04/11/57 17.80
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
05/11/57
1.10
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
06/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
07/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
08/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
09/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
10/11/57
1.90
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
11/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
12/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
13/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
14/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
15/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
16/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
17/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
18/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
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19/11/57
1.50
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
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20/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
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21/11/57
9.20
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
22/11/57
0.20
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
23/11/57
1.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
24/11/57
1.20
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
25/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
26/11/57
8.10
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
27/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
77
78
2403016
28/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
29/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
30/11/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
01/12/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
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02/12/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
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03/12/57
3.50
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
04/12/57 10.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
05/12/57 13.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
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06/12/57
3.10
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
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07/12/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
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08/12/57
0.00
0.00
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0.00
0.00
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09/12/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
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10/12/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
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11/12/57
0.10
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
12/12/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
13/12/57
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
14/12/57
0.00
97.70
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
15/12/57
0.00
96.20
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
16/12/57
0.00
93.20
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
17/12/57
0.00
89.20
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
18/12/57
3.50
89.20
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
19/12/57
0.00
77.20
0.00
0.00
0.00
0.00
2403016
20/12/57
0.00
75.20
0.00
0.00
0.00
0.00
Tabla 3. Series de máximos multianuales de los umbrales posibles - Evento de Carichana
VALORES MÁXIMOS POR AÑO Y POR SERIE
AÑO
ESTACIÓN
MÁXIMO 1
MÁXIMO 2
MÁXIMO 3
MÁXIMO 4
MÁXIMO 5
1,957
2403016
97.7
0
0
0
0
1,958
2403016
203
247
260
299
332
1,959
2403016
214.3
253.3
289.5
366.4
436.1
1,960
2403016
187.9
269.1
310
387.6
466.3
1,962
2403016
268
332
389
488
575
1,963
2403016
295
402
472
514
560
1,964
2403016
140
209
253
322
383
1,965
2403016
258
279
306
351
414
1,966
2403016
308
395
421
508
559
1,967
2403016
243
328
400
465
619
1,968
2403016
242
315
383
443
488
1,969
2403016
277
353
376
394
491
1,970
2403016
222
341
358
419
485
1,971
2403016
204
294
356
430
530
1,972
2403016
320
411
443
521
589
1,973
2403016
213
260
341
416
461
1,974
2403016
228
311
423
462
641
1,975
2403016
187
241
304
392
496
1,976
2403016
280
305
337
429
491
1,977
2403016
252
318
399
444
511
1,978
2403016
251
373
426
483.2
588
1,979
2403016
331
392
485
583
815
1,980
2403016
222
303
398
540
637
1,981
2403016
288.6
353.8
432.5
495.5
590.5
1,982
2403016
294.7
369.6
447.4
543.8
587.7
1,983
2403016
218.6
281.9
322.3
353.1
448.1
1,984
2403016
237.9
271.7
300.8
364.2
438.6
1,985
2403016
215.3
267.1
293
321
395.8
1,986
2403016
292.6
335.1
351.7
385.6
443.9
1,987
2403016
197.2
264.3
344.2
387.5
449.1
1,988
2403016
208.7
238
311.9
367.9
457.2
1,989
2403016
173.3
229.9
277.7
349.1
433.9
1,990
2403016
298.5
324.2
362.3
393
425.6
1,991
2403016
219.7
228.9
274.4
306.4
338.7
1,992
2403016
132.2
182.1
272.5
321.5
404.6
1,993
2403016
549.1
625.2
662.7
742.1
813.2
1,994
2403016
374.9
458.7
480
559.2
675.1
1,995
2403016
160
217
299
472.5
560.8
1,996
2403016
220
268
315
386
466.5
1,997
2403016
218.7
232
307.5
362
419.4
1,998
2403016
235.8
308.9
357.7
440.9
536
1,999
2403016
179.1
291.1
313.9
356.4
419.2
2,000
2403016
210.3
246.1
260.4
344
445.5
2,001
2403016
114.3
147.1
156.3
259.6
330.4
79
Tabla 4. Períodos de retorno con sus respectivo umbrales críticos
Umbral Duración (Días) Precipitación Acumulada (Mm) Período de Retorno (Años)
1
47
328
9.1
2
74
381
6.2
3
97
482
10.9
4
137
580
13
5
181
790
34
De los datos de la Tabla 4 se establece que la lluvia
acumulada crítica representativa de la estación de Tasco,
es decir la que tiene mayor período de retorno, pues es el
evento menos frecuente, pertenece al umbral 5, con una
lluvia acumulada de 790 mm de 181 días de duración y
que se presenta cada 34 años o más (período de retorno).
RESULTADOS Y CONCLUSIONES
Como contribución con el modelo de pronóstico de movimientos en masa, se determinan los umbrales de lluvia
detonantes de deslizamientos considerando los componentes de intensidad, duración y frecuencia.
En la determinación de los umbrales de las lluvias críticas
detonantes de deslizamientos se analizan las lluvias
asociadas a eventos históricos bien datados.
Para cuantificar la relación de intensidad - duración o
volúmenes de agua asociados con la ocurrencia de deslizamientos, se debe contar con series históricas de lluvia
completas, con un buen período de registro a nivel diario
(en lo posible mayor a 15 años).
El análisis de la lluvia detonante se presenta con detalle
en un punto o sitio representativo de estos movimientos,
en este caso Paz del Río - Boyacá. Se está extendiendo
el estudio a otros puntos o sitios de Colombia para así
proponer un modelo generalizado que se aplique a nivel
del país.
Castellanos (1996), obtuvo las siguientes relaciones
generales para Colombia, analizando la lluvia antecedente de 7 zonas del país:
Llcrit = 51.42 + 0.4035 * Llan
D = 3.2829 * (Llcrit)
0.157
Desarrollando la metodología presentada en este artículo
para un número mayor de eventos de deslizamientos
bien distribuidos por todo el país, se podrían validar o
ajustar estas ecuaciones propuestas.
Esta investigación se enfoca hacia la determinación de
umbrales de lluvias críticas a partir del estudio del factor
detonante, lo cual debe ser integrado con el factor de
susceptibilidad del medio físico y así contribuir al desarrollo del modelo de pronóstico en tiempo real de amenazas
a deslizamientos.
Si los procesos de saturación se producen por ocurrencia
de lluvias, se infiere que se necesita un análisis que incluya la lluvia antecedente y la torrencial para establecer
un modelo de pronóstico. Para esto, con los umbrales
80
estimados por ambos análisis de lluvias (acumulada –
contribuyente del deslizamiento y la de corta duración –
disparadora del evento) se busca elaborar una curva
(Fig.2), que se evaluaría de la siguiente forma de acuerdo
con el método utilizado en Hong Kong según The Japanese Geotechnical Society (1997); DÓrsi et al. (1987).
Las correlaciones lluvia - deslizamiento, han probado ser
muy útiles. Algunos sistemas de alerta se han implementado en diferentes sitios del mundo, estableciendo red de
estaciones, como es el caso de Hong Kong o Río de
Janeiro, lo cual debe ser aplicado en Colombia en un
futuro inmediato.
Una lluvia por encima de la curva da lugar a deslizamiento y por debajo no hay deslizamiento.
Intensidad
máx.
24
horas
Deslizamiento
No deslizamiento
Figura 2. Curva de lluvia crítica.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Castellanos, J. 1996: Lluvias Críticas en la Evaluación
de Amenazas de Eventos de Remoción de Masa - Tesis
de Magister en Geotecnia - Universidad Nacional de
Colombia - Departamento de Ingeniería Civil. Santafé de
Bogotá.
Castellanos, J. & G. González. 1996: Relaciones entre
la Lluvia Anual y la Lluvia Crítica que Dispara Movimientos en Masa. IX Jornadas Geotécnicas de la Ingeniería
Colombiana. pp. 4.62 – 4.70. Bogotá.
Castellanos J. & G. González. 1997: Algunas Relaciones de Precipitación Crítica – Duración de Lluvias que
Disparan Movimientos en Masa en Colombia. 2ed. Panamerican Symposium on Landslides – ABMS. 2:863 –
878. Río de Janeiro.
DÓrsi, R., R. Avila, J. Ortigao, A. Dias, L. Moraes, &
M. Santos. 1987: Rio Watch: The Rio de Janeiro
Landslide Watch System. Rio de Janeiro.
Juvenal, R. 1993: Fenómenos Geodinámicos. Estudios y
medidas de tratamiento. Perú.
The Japanese Geotechnical Society. 1997: Manual for
zonation on areas susceptibles to rain _ induced slope
failure. Asian technical commitee of geotechnology for
natural hazard in ISSMFE, Tokyo.
Wieczorek, G., R. Wilson, R. Mark, D. Keefer, E. Harp,
S. Ellen, W. Brown III & P. Rice. 1987: Lanslide Warning
System in the San Francisco Bay Region, California. U.
S. Geological Survey, National Center, M S 905. Reston,
V A 22092, USA.
Fecha de recepción: 27 de noviembre de 2002
Coates, D. 1990: Geología Ambiental. 27p. Ingeominas,
87 p., Bucaramanga.
Fecha de aceptación: 23 de enero de 2003

Desarrollo de una metodología para la determinación de lluvias

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