Trabajo de grado - Maestr?a
Estimaci?n de umbrales de lluvia detonante de deslizamientos en las microcuencas de los corregimientos de Villa Restrepo y Juntas de la Cuenca Combeima
Registro en:
T 0906 010
CD 3557
Autor
Graciano, Sandra Patricia
Institución
Resumen
69 P?ginas Recurso Electr?nico En las microcuencas de los Corregimientos de Juntas y Villa Restrepo, localizadas en la Cuenca del r?o Combeima, se han presentado hist?ricamente eventos de avenidas torrenciales producidas por movimientos en masa, los cuales han afectado los centros poblados de dichos Corregimientos.
Para el desarrollo del estudio se emple? una metodolog?a conformada por cinco fases: la primera consisti? en la revisi?n bibliograf?a y la selecci?n de los eventos de deslizamiento con ubicaci?n geogr?fica y fecha de ocurrencia conocidos, la segunda etapa es el preprocesamiento de los registros diarios de precipitaci?n, la tercera etapa consisti? en el an?lisis espacial de la precipitaci?n en la cual se emplearon tres m?todos de interpolaci?n espacial (Pol?gonos de Thiessen, Inveso de la distancia al cuadrado (IDW) e inverso de la distancia al cuadrado corregido con la altura sobre el nivel del mar (IDWc), en la cuarta etapa se realizaron los c?lculos de umbrales de lluvia critica, trabajando con los tres m?todos anteriores, y en la quinta y ?ltima etapa se determin? la relaci?n entre la lluvia acumulada y once propiedades morfol?gicas del terreno, utilizando como ?ndice de similaridad la correlaci?n de Spearman, Kendall y Pearson.
Una vez empleados los tres m?todos de interpolaci?n (IDW e IDWc y pol?gonos de Thiessen) para la obtenci?n de los umbrales de precipitaci?n que generan deslizamientos, los resultados obtenidos indicaron que los valores obtenidos por los m?todos IDW e IDWc son pr?cticamente iguales, no obstante entre estos y el m?todo de pol?gonos de Thiessen se presenta una leve diferencia, aunque no es notable.
Con respecto a la lluvia del d?a del evento y la lluvia acumulada, se pudo determinar que esta ?ltima es la responsable de la ocurrencia de dichos fen?menos de remoci?n en masa en la zona de estudio, ya que para el d?a del evento en algunos de los eventos esta lluvia fue de (0 mil?metros) y en otros casos la lluvia fue poco significativa pues no superaban los 8 mil?metros de precipitaci?n.
Finalmente al analizar la relaci?n entre la lluvia acumulada y las propiedades morfol?gicas del terreno se puede evidenciar que aunque no se muestra una relaci?n directa con todos los par?metros analizados, hay que tener en cuenta que para que se de estas relaciones hay otros variables que tienen gran influencia en las propiedades morfol?gicas como es la geolog?a, geomorfolog?a, humedad inicial del suelo entre otro, las cuales pueden influir en los resultados de los atributos topogr?ficos del terreno. ABSTRACT. In the micro -municipalities of Boards and Villa Restrepo, located in Combeima River Basin , have historically presented torrential flood events produced by mass movements , which have affected the towns of these Villages .
To develop the study methodology consists of five phases was used : the first consisted of literature review and selection events with geographical location and sliding date known occurrence , the second stage is the preprocessing of the daily rainfall records the third stage consisted of the spatial analysis of precipitation in which three spatial interpolation methods ( Thiessen polygons , Inveso distance squared ( IDW ) and inverse distance squared corrected with height above the level used sea ( IDWc ) , in the fourth stage calculate thresholds rain criticism, working with the above three methods , and the fifth and final stage the relationship between accumulated rainfall and eleven morphological soil properties determined were performed using similarity index as Spearman's correlation , Kendall and Pearson.
Once employed the three interpolation methods ( IDW and IDWc and Thiessen polygons ) for obtaining precipitation thresholds that generate landslides, the results indicated that the values obtained by IDW and IDWc methods are virtually identical , however between these and the method of Thiessen polygons presents a slight difference , but not remarkable.
With respect to rain the day of the event and the cumulative rainfall, it was determined that the latter is responsible for the occurrence of these phenomena of landslides in the study area since the day of the event in some of the this event was rain (0 mm) and in other cases the rain was not significant because did not exceed 8 mm of precipitation.
Finally, when analyzing the relationship between the cumulative rainfall and the morphological properties of the ground may show that although a direct relationship with
all the parameters analyzed are displayed, keep in mind that to which these relationships are other variables that have great influence on the morphological properties such as geology, geomorphology, initial soil moisture among others, which may influence the results of topographic terrain attributes. INTRODUCCI?N 20
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 22
2. OBJETIVOS 25
2.1 OBJETIVO GENERAL 25
2.2 OBJETIVOS ESPEC?FICOS 25
3. MARCO TE?RICO 26
3.1 ELEMENTO CLIM?TOLOGICO 26
3.1.1 La precipitaci?n 26
3.1.2 Formas de precipitaci?n 27
3.1.3 Procesos que generan la precipitaci?n 27
3.1.4 Tipos de precipitaci?n 28
3.1.5 Medici?n de la precipitaci?n 29
3.1.6 Precipitaci?n en Colombia 29
3.1.7 Distribuci?n de la precipitaci?n en Colombia 31
3.2 FACTOR CLIM?TICO 32
3.2.1 Relaci?n de la precipitaci?n con la altitud 32
3.3 SISTEMAS METEOROL?GICOS LOCALES Y REGIONALES DEL
TERRITORIO COLOMBIANO 34
3.3.1 Los sistemas locales 35
3.3.2 Los sistemas de mesoescala 35
3.3.3 Los sistemas de escala sin?ptica 36
3.3.4 Los sistemas de escala global 38
4. FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA FORMACI?N DE LOS DESLIZAMIENTOS 41
4.1 FACTORES INHERENTES O INTR?NSECOS 41
4.1.1 Par?metros Geol?gicos 41
4.1.2 Par?metros Geomorfol?gicos 42
4.1.3 Par?metros Geot?cnicos 42
4.1.4 La Erosionabilidad 42
4.2 FACTORES ACTIVOS O EXTR?NSECOS 42
4.2.1 Las precipitacionesLas precipitacionesLas precipitaciones Las precipitaciones Las precipitacionesLas precipitacionesLas precipitacionesLas precipitaciones Las precipitacionesLas precipitacionesLas precipitaciones 43
4.2.2 Sismos 43
4.3 LA LLUVIA COMO FACTOR DETONANTE 43
4.3.1 Evaluaci?n de la lluvia como elemento detonante de deslizamientos 44
4.3.2 Lluvia acumulada como detonante de los deslizamientos 46
4.3.3 Lluvia del evento como factor desencadenante de los deslizamientos 47
5. MOVIMIENTOS EN MASA 48
5.1 CLASIFICACI?N DE LOS MOVIMIENTOS EN MASA 48
5.1.1 Flujos 50
5.1.2 Deslizamientos 50
5.1.3 Deslizamiento rotacional 51
5.1.4 Deslizamiento de traslaci?n 52
5.1.5 Ca?das 53
5.1.6 Basculamientos 54
5.1.7 Propagaci?n lateral o separaciones laterales 54
5.1.8 Reptaci?n 54
5.1.9 Avalanchas 54
5.2 RELACI?N QUE EXISTE ENTRE LOS MOVIMIENTOS EN MASA Y LAS LLUVIAS 57
5.2.1 M?todos utilizados para la predicci?n de deslizamientos activados por lluvias 58
6 ?REA DE ESTUDIO 61
6.1 MICROCUENCAS DEL CORREGIMIENTO DE VILLA RESTREPO 61
6.2 MICROCUENCAS DEL CORREGIMIENTO DE JUNTAS 63
6.2.1 Susceptibilidad a remociones en masa en las microcuencas del ?rea de estudio 64
6.2.2 Estaciones meteorol?gicas en el ?rea de estudio 65
7. METODOLOG?A 67
7.1 ETAPA 1. REVISI?N BIBLIOGR?FICA Y SELECCI?N DE EVENTOS 67
7.2 ETAPA 2. PREPROCESAMIENTO DE DATOS DE PRECIPITACI?N 67
7.2.1 An?lisis de doble masa 67
7.2.2 Estimaci?n de datos faltantes 68
7.2.3 An?lisis de estacionariedad e independencia 69
7.2.4 An?lisis de correlaci?n serial (autocorrelaci?n) 72
7.3 ETAPA 3. INTERPOLACI?N ESPACIAL DE LA PRECIPITACI?N 72
7.3.1 M?todo de pol?gonos de Thiessen 73
7.3.2 M?todo del Inverso de la distancia ponderada (IDW) 74
7.3.3 M?todo IDW con correcci?n por la altura sobre el nivel del mar (IDWc) 76
7.3.4 Generaci?n de mapas de lluvia 77
7.4 ETAPA 4. C?LCULO DE LOS UMBRALES DE LLUVIA O LLUVIA CR?TICA 78
7.4.1C?lculo de la lluvia acumulada para los eventos del estudio 78
7.4.2 Determinaci?n del per?odo de retorno 78
7.4.3 Determinaci?n de los umbrales de lluvia detonante de deslizamientos 79
7.5 ETAPA 5. RELACI?N DE LLUVIA DIARIA ACUMULADA CON VARIABLES TOPOGR?FICAS DEL TERRENO 81
7.5.1 Altitud 81
7.5.2 Derivadas parciales de la elevaci?n 81
7.5.3 Pendiente 83
7.5.4 Orientaci?n de pendiente 83
7.5.5 Curvatura 83
7.5.6 ?ndice Topogr?fico de Humedad 83
8. RESULTADOS Y AN?LISIS 85
8.1 SELECCI?N DE EVENTOS 85
8.2 PREPROCESAMIENTO DE DATOS DE PRECIPITACI?N 87
8.2.1 An?lisis de consistencia 87
8.2.2 An?lisis de tendencia e independencia 89
8.3 INTERPOLACI?N ESPACIAL DE LA PRECIPITACI?N 92
8.3.1 Validaci?n cruzada 92
8.3.2 Ajustes a funciones de distribuci?n de valores extremos 93
8.4 AN?LISIS DE LOS UMBRALES DE LLUVIA DETONANTE 93
8.4.1 Lluvia antecedente o lluvia del d?a del evento 93
8.4.2 Probabilidad de ocurrencia de deslizamientos 95
8.4.3 Comparaci?n de lluvias detonantes por los tres m?todos de interpolaci?n 101
8.5 RELACI?N DE LA LLUVIA ACUMULADA CON ATRIBUTOS TOPOGR?FICOS DEL TERRENO 107
9. DISCUSI?N 114
10. CONCLUSIONES 115
RECOMENDACIONES 116
REFERENCIAS 117
ANEXOS 126