Modelación de la contribución arbórea en análisis de susceptibilidad a deslizamientos superficiales

ABSTRACT In this paper an assessment of shallow landslides susceptibility in a tropical and mountainous terrain is made. A method that allows to model slope stability over large areas is used. Tree contribution is quantified by means of three parameters: rainfall interception, root reinforcement and tree surcharge. A rainfall interception model is used to determine the rain available for infiltration and its temporal distribution during the simulation. The hydrological models included in TRIGRS are described, which allows to determine the pore water pressure depending on the initial conditions. This pore water pressure is used in the revised infinite slope stability model, along with root reinforcement and tree surcharge, in order to determine the slope stability in terms of a factor of safety (FS) for an entire basin. Different scenarios of tree density are modeled in a basin of the Valle de Aburra and the results are compared with a model performed without considering the effects of trees on the stability. The results obtained showed values of FS < 1 (predicting failure with the occurrence of the simulated rainfall event) in the delimited area due to the null presence of trees. On the 26th October 2016, months after the investigation was concluded and the paper submitted to Revista EIA, a shallow landslide occurred in the studied area (municipality of Copacabana, landslide on the Medellín-Bogotá Highway K12+200, in the El Cabuyal zone), indicating that the proposed methodology can be a useful tool for the prediction of shallow landslides.RESUMO Utilizou-se um método para modelar a suscetibilidade à ocorrência de deslizamentos superficiais em grandes áreas de terra, quantificando a contribuição das árvores na estabilidade de taludes mediante três parâmetros principais: interceptação de chuva, o reforço fornecido pelas raízes e a sobrecarga devido ao seu peso. Foi usado um modelo de interceptação para determinar a infiltração da chuva disponível e sua distribuição temporal. Foram descritos os modelos hídricos com a utilização de TRIGRS, de acordo com as condições iniciais com o propósito de estimar a pressão dos poros. Esta variável foi incluída no modelo de estabilidade de taludes infinitos o qual considera os parâmetros reforço das raízes e sobrecarga, permitindo modelar a estabilidade em termos de segurança em toda uma bacia. Modelaram-se diferentes cenários de densidade de árvores em uma bacia do Valle de Aburrá e os resultados foram comparados com uma modelagem sem considerar o efeito das árvores na estabilidade. Os resultados obtidos mostraram valores de FS <1 (prevê-se que falhar com a ocorrência de um evento de precipitação simulada) em uma área delimitada devido à presença nula de árvores. O 26 de outubro de 2016 após conclusão da investigação e do documento enviado à Revista EIA, ocorre um deslizamento superficial de terra nessa área (município de Copacabana, na rodovia de Medellín-Bogotá K12 + 200, na zona El Cabuyal), podendo ser esta uma indicação de que a metodologia utilizada em esta investigação é uma ferramenta útil para a previsão de deslizamentos superficiais.RESUMEN En este artículo se realiza un análisis de susceptibilidad a ocurrencia de deslizamientos superficiales en un terreno montañoso tropical. Se emplea un método que permite modelar grandes áreas de terreno, cuantificando la contribución de los árboles a la estabilidad mediante tres parámetros principales: interceptación de lluvia, refuerzo aportado por las raíces y sobrecarga debida a su peso. Se utiliza un modelo de interceptación para determinar la lluvia disponible para infiltración y su distribución temporal durante la misma. Se describen los modelos hidrológicos de TRIORS asociados a las condiciones iniciales de simulación, para estimar la variación de la presión de poros en profundidad. Esta variable se incluye en un modelo revisado de estabilidad de talud infinito, el cual considera los términos del refuerzo aportado por las raíces y la sobrecarga, evaluando la estabilidad en términos del factor de seguridad (FS) en toda una cuenca. Se simulan diferentes escenarios de densidad arbórea en una cuenca del Valle de Aburrá y se comparan los resultados con una modelación realizada sin considerar el efecto de los árboles en la estabilidad. Los resultados obtenidos mostraron valores de FS < 1 (se predice falla con la ocurrencia del evento de lluvia simulado) en una zona delimitada por su nula presencia arbórea. El 26 de octubre de 2016, meses después de concluida la investigación y presentado el artículo a la Revista EIA, se desencadenó un deslizamiento superficial en la zona estudiada (municipio de Copacabana, deslizamiento en la Autopista Medellín-Bogotá K12+200, en la vereda El Cabuyal), lo cual indica que la metodología presentada puede ser una herramienta útil para la predicción de deslizamientos superficiales