LA LLUVIA COMO DETONANTE DE LOS MOVIMIENTOS EN MASA DEL SECTOR OCCIDENTAL DE LA CIUDAD DE MANIZALES, COLOMBIA

Transcripción

1 XXIV CONGRESO LATINOAMERICANO DE HIDRÁULICA PUNTA DEL ESTE, URUGUAY, NOVIEMBRE 2010 LA LLUVIA COMO DETONANTE DE LOS MOVIMIENTOS EN MASA DEL SECTOR OCCIDENTAL DE LA CIUDAD DE MANIZALES, COLOMBIA Diego Fernando Narváez Chica Géologo, M Sc Jorge Julián Vélez Upegui Ingeniero Civil, Ph D

2 JUSTIFICACION Se propone la metodología para la construcción de un mapa de susceptibilidad del terreno a movimientos en masa para ciudades montañosas ubicadas en la zona Andina Colombiana, basada en el uso de las principales herramientas un Sistema de Información Geográfica SIG y datos estadísticos de precipitaciones. Se pretende establecer la relación existente entre las lluvias y la ocurrencia de movimientos en masa, en un sector específico de la ciudad de Manizales

3 OBJETIVOS Realizar la caracterización geológica y geomorfológica de la zona de estudio. Zonificar la susceptibilidad del terreno a movimientos en masa a través de la utilización del sistema de información geográfica Arc GIS. Efectuar un análisis estadístico de los datos de lluvia para las estaciones localizadas en el área de influencia utilizando la red de estaciones del convenio OMPAD (Oficina municipal para la prevención y atención de desastres)-universidad Nacional de Colombia sede Manizales.

4 METODOLOGÍA. Recopilación de información temporal: Red de estaciones OMPAD, series de lluvia cada 5 minutos Recopilación de información espacial: Mapa geológico estructural (incluye corredores de falla) Mapa de formaciones superficiales Mapa de materiales geotécnicos Mapa de pendientes Mapa de uso actual del suelo Mapa de unidades geomorfológicas

5 Modelo tridimensional de la ciudad de Manizales Precipitación media anual 2240 mm/año ( ) Temperatura media anual 18 C Altitud Media m.s.n.m Área 580 km² Población hab. (2005)

6 DIAGRAMA METODOLÓGICO TRABAJO DE CAMPO RECOPILACON, REVISION Y ANALISIS DE INFORMACION SECUNDARIA CARACTERIZACION DE LA ZONA DE ESTUDIO ANALISIS ESTADISTICO DE DATOS DE LLUVIA -Mapa geológico-estructural -Mapa de formaciones superficiales -Mapa de materiales geotécnicos -Mapa Morfométrico -Mapadeusoactualdelsuelo -Mapa de unidades geomorfológicas -Mapa de movimientos en masa -Mapa de isoprobabilidad umbral 200 del indicador A25 -Mapa de isoprobabilidad umbral 250 del indicador E95 -Mapas isoyetas de PROPUESTA 1 Mapa de susceptibilidad por movimientos en masa SIN LLUVIA PROPUESTA 2 Mapa de susceptibilidad indicador A25 PROPUESTA 3 Mapa de susceptibilidad indicador E95 COMPARACION DE RESULTADOS.

7 FUENTES DE INFORMACIÓN Información Temporal Empresa CHEC S.A. E.S.P. : estaciones pluviométricas Red de Estaciones para la prevención de desastres convenio OMPAD IDEA Universidad Nacional de Colombia sede Manizales: estaciones pluviométricas electrónicas Información Espacial Construcción propia de mapas POT Manizales Trabajos de grado

8 LOCALIZACION DE LA ZONA DE ESTUDIO

9 CONSTRUCCIÓN DE MAPAS DE ISOYETAS PARA DETERMINAR EL SECTOR CON MAYORES VALORES DE PRECIPITACIÓN EN LA CIUDAD DE MANIZALES

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12 INDICADORES DE LLUVIA A25: Lluvia acumulada de los 25 dias previos Umbral de 200 mm E95: Suavizacion exponencial del 95% de la lluvia total acumulada Umbral de 250 mm Arango (2000) y Londoño (2006)

13 VALOR ASIGNA DO Valores asignados para la elaboración del Mapa de Susceptibilidad PENDIENTE S PESO 14.3% GEOLOGI A PESO 14.3% FALLAS PESO 14.3% FORMACION ES SUPERFICIAL ES PESO 14.3% MATERIALES GEOTECNICO S PESO 14.3% GEOMORFOLOGI A PESO 14.3% USO DEL SUELO Y COBERTURAS PESO 14.3% 1 Gabros Roca meteorizada de la unidad de gabros Material estructurado bloqueado con meteorización media y húmedo 2 Pendientes muy bajas a bajas 0 a 15 Depósitos de caída piroclástic a Depósitos de caída piroclástica Depósitos de caída piroclástica Unidad geomorfológica erosiva. Unidad antrópica Residencialcomercial (área construida) 3 Pendientes bajas a medias 15 a 30 Formació n Manizale s Corred or de falla Roca meteorizada de la Formación Manizales Depósitos volcanogénic os, material conglomerátic o de meteorización media y seco. Unidad geomorfológica erosiva - estructural Forestal (bosque natural intervenido y rastrojos de porte medio a alta}o)

14 VALOR Valores asignados para la elaboración del Mapa de Susceptibilidad PENDIENTES PESO 14.3% GEOLOGIA PESO 14.3% FALLAS PESO 14.3% FORMACION SUPERFICIAL PESO 14.3% MATERIAL GEOTECNICO PESO 14.3% GEOMORFOLOGIA PESO 14.3% USO DEL SUELO Y COBERTURAS PESO 14.3% 4 Pendientes medias a altas entre 30 y 45 Complejo Quebrad a-grande Formació n Casabian ca Roca meteorizada de las metasedime ntitas del Complejo Quebrada grande Roca meteorizada de la Formación Casabianca Material estructurado lajado de meteorizació n media y húmedo Depósitos volcanogénic nic os, material conglomeráti co de meteorizació n media y húmedo y alta y seco Unidad aluvial Agrícola (cultivos) 5 Pendientes altas mayores a 45 Depósito s coluviale s Depósitos coluviales y Depósitos antrópicos (llenos) Depósitos antrópicos o llenos Depósitos coluviales Pecuario (pastos)

15 Propuesta 1. Mapa de Susceptibilidad del Terreno por Movimientos en masa sin considerar la influencia de la lluvia El mapa obtenido es el resultado del análisis de cada uno de los mapas temáticos elaborados en la etapa previa: Mapa geológico estructural (incluye corredores de falla) Mapa de formaciones superficiales Mapa de materiales geotécnicos Mapa de pendientes Mapa de uso actual del suelo Mapa de unidades geomorfológicas

16 Mapa de Susceptibilidad Propuesta 1. Porcentaje de área ocupada Susceptibilidad moderadamente alta: 19% Susceptibilidad alta: 9% Susceptibilidad muy alta: 4% Comparación con movimientos en masa registrados Susceptibilidad moderadamente alta: 17% Susceptibilidad alta: 16% Susceptibilidad muy alta: 8%

17 Valores de probabilidad para A25 y E95 ESTACIÓN PROBABILIDAD DE EXCEDER EL UMBRAL 2OO mm PARA EL INDICADOR A25 PROBABILIDAD DE EXCEDER EL UMBRAL 25O mm PARA EL INDICADOR E95 Agronomía 0,151 0,007 Marmato 0,26 0,033 Uribe 0,204 0,021 EMAS 0,23 0,02 Postgrados 0,163 0,006 Ingeominas 0,401 0,082 El Carmen 0,486 0,129 Aranjuez 0,108 0,001 La Palma 0,142 0,001 B. Norte 0,235 0,001

18 Mapa de Isoprobabilidad A25

19 Mapa de Isoprobabilidad E95

20 Mapa de Susceptibilidad Indicador A25. Propuesta 2. Porcentaje de área ocupada Susceptibilidad moderadamente alta: 14% Susceptibilidad alta: 17% Susceptibilidad muy alta: 11% Comparación con movimientos en masa. Susceptibilidad moderadamente alta: 19% Susceptibilidad alta: 22% Susceptibilidad muy alta: 10%

21 Mapa de susceptibilidad indicador E95. Propuesta 3. Porcentaje de área ocupada. Susceptibilidad moderadamente alta: 14% Susceptibilidad alta: 12% Susceptibilidad muy alta: 6% Comparación con movimientos en masa Susceptibilidad moderadamente alta: 21% Susceptibilidad alta: 15% Susceptibilidad muy alta: 7%

22 Resultado de la comparación de los mapas de susceptibilidad obtenidos con el porcentaje de coincidencia de los movimientos en masa CLASE PROPUESTA 1 MAPA DE SUSCEPT. PROP. 2 INDICADOR DE LLUVIAS A25 PROPUESTA 3 INDICADOR DE LLUVIAS E95 SUSCEPTIBILIDAD MUY BAJA SUSCEPTIBILIDAD BAJA SUSCEPTIBILIDAD MODERADAMENTE BAJA SUSCEPTIBILIDAD MEDIA SUSCEPTIBILIDAD MODERADAMENTE ALTA SUSCEPTIBILIDAD ALTA SUSCEPTIBILIDAD MUY ALTA

23 Conclusiones La observación de los resultados obtenidos permite concluir que se da una buena relación en el caso de las tres situaciones analizadas, con especial correspondencia entre el mapa de susceptibilidad propuesto y el mapa de susceptibilidad con el indicador de lluvias antecedentes de 25 días A25. Lo anterior indica que la utilización de la variable A25 otorga mayor confiabilidad a la aplicación del modelo propuesto.

24 Conclusiones De manera general se puede concluir que la combinación entre el conocimiento obtenido a través de la experiencia (método heurístico) y la utilización de un sistema de información geográfica se convierten en un complemento de gran importancia para determinar la susceptibilidad del terreno a movimientos en masa. La existencia en la ciudad de Manizales de una Red de Estaciones Meteorológicas permitió en el desarrollo de este proyecto la respuesta a interrogantes como cuál es el sector con mayores valores de precipitación en la ciudad de Manizales. En este orden de ideas la Red de Estaciones se constituye en un elemento de gran valor para esta y futuras investigaciones.

25 Agradecimientos Universidad Nacional de Colombia sede Manizales- Instituto de Estudios Ambientales IDEA, Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental. Oficina Municipal para la prevención y atención de Desastres de la ciudad de Manizales, OMPAD. Central Hidroeléctrica de Caldas, CHEC S.A. E.S.P. Centro Nacional de Investigaciones de Café - CENICAFE