informeamenaza_combeimat

SUBDIRECCIN DE AMENAZAS GEOLGICAS Y ENTORNO AMBIENTAL

PREVENCIN DE DESASTRES GLACIO-VOLCNICOS E HIDRO-METEOROLGICOS EN LAS CUENCAS DE LOS ROS COMBEIMA Y PEZ, CORDILLERA CENTRAL, COLOMBIA (DEPARTAMENTOS DE

TOLIMA, CAUCA Y HUILA)

ZONIFICACIN DE AMENAZA POR MOVIMIENTOS EN MASA Y ZONIFICACIN GEOMECNICA DE LA CUENCA DEL RO

COMBEIMA IBAGU TOLIMA. Escala 1:25.000

INFORME FINAL TOMO I

Repblica de Colombia

MINISTERIO DE MINAS Y ENERGA INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGA Y MINERIA

INGEOMINAS

INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGA Y MINERA

INGEOMINAS

INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGA Y MINERA INGEOMINAS

Zonificacin de amenaza por movimientos en masa y zonificacin Geomecnica en la cuenca del ro Combeima Ibagu Tolima

CONTENIDO

1. INTRODUCCIN..........................................................................................................................9

1.1 CONCEPTOSBSICOS...................................................................................................................10

1.2 ALCANCEDELOSPRODUCTOS......................................................................................................11

1.3 UTILIDADDELOSPRODUCTOS......................................................................................................12

1.4 READEESTUDIO.........................................................................................................................12

2. METODOLOGA.........................................................................................................................14

2.1 PROCESOMETODOLGICOGENERAL...........................................................................................14

2.2 ORGANIZACINPARALAEJECUCINDELPROYECTO..................................................................14

3. ANLISISDESUSCEPTIBILIDAD..................................................................................................18

3.1 GENERALIDADES...........................................................................................................................18

3.2 METODOLOGA.............................................................................................................................19

3.3 VARIABLES....................................................................................................................................25

3.3.1 ModeloDigitaldeElevacin(MDE).....................................................................................27

3.3.2 Variablependiente(PEND)..................................................................................................28

3.3.3 VariableCuencaAcumulada(ACUENCA)............................................................................28

3.3.4 VariableCurvatura(CURVAR).............................................................................................30

3.3.5 VariableOrientacinoAspecto(ORIEN).............................................................................32

3.3.6 VariableDensidaddeDrenaje(DENS).................................................................................33

3.3.7 VariableLitologa(LITO)......................................................................................................35

3.3.8 VariableCompetencia(COMPE)..........................................................................................36

3.3.9 VariableTipodeMaterialIngenieril(TMI)..........................................................................38

3.3.10.VariableTectnicaRegional(TECTO)..............................................................................................38

3.3.11.VariableUsodelSuelo(USO)...........................................................................................................39

3.3.12.VariableMovimiento(MOV)...........................................................................................................43

3.4.EVALUACINDESUSCEPTIBILIDADPORMOVIMIENTOSENMASA.......................................................................44

4. ZONIFICACINDEAMENAZA.....................................................................................................60

4.1 GENERALIDADES...........................................................................................................................60

4.2 ANLISISDELDETONANTELLUVIA................................................................................................61



4.2.1 Definicindelalluviadediseo..........................................................................................62

4.2.2 DistribucinEspacialdelaLluviadeDiseo........................................................................74

4.3 EVALUACINDELAAMENAZA.....................................................................................................77

4.3.1 SusceptibilidaddelTerreno,St............................................................................................77

4.3.2 FactorDetonanteLluvia,Fp................................................................................................77

4.3.3 FactorDetonanteSismo,Fs.................................................................................................77

5. ZONIFICACINGEOMECNICA..................................................................................................89

5.1 GENERALIDADES...........................................................................................................................89

5.2 MARCOCONCEPTUALMETODOLOGADEZONIFICACIN..........................................................89

5.2.1 Definicindezonificacingeomecnica.............................................................................89

5.2.2 Variablestemticasquedefinenlazonificacingeomecnica...........................................90

5.3 APLICACINDELAMETODOLOGADEZONIFICACINGEOMECNICAALACUENCADELROCOMBEIMA.................................................................................................................................................94

5.3.1 Variablestemticasbsicas................................................................................................94

5.3.2 OBTENCINDEMAPASPRODUCTOSINTERMEDIOS........................................................108

6. CONCLUSIONES.......................................................................................................................130

7. RECOMENDACIONES...............................................................................................................137

8. BIBLIOGRAFA.........................................................................................................................140



LISTA DE FIGURAS Figura 1.1. Localizacin general de la Cuenca del Ro Combeima. ........................................... 13Figura 2.1. Proceso metodolgico del proyecto. ......................................................................... 15Figura 2.2. Organigrama del proyecto. ........................................................................................ 17Figura 3.1. Proceso metodolgico de la zonificacin de amenaza por movimientos en masa. . 21Figura 3.2. Ilustracin del clculo de pesos (Modificado de Bonham Carter, 2002). En la figura superior, la ilustracin de un mapa de factor causante que muestra la ubicacin de los movimientos en masa. La figura inferior es un diagrama de Venn resumido, en que se muestra la relacin espacial entre los factores causantes y los movimientos en masa. Cada movimiento ocupa una pequea unidad de rea. El rea total de estudio es mostrada en el rectngulo (en la condicin de campo real, puede ser un rea con forma irregular). Las reas de los crculos no estn a escala. ............................................................................................................................. 22Figura 3.3. Diagrama de flujo simplificado para el anlisis estadstico bivariado (Van Westen, 1996). ........................................................................................................................................... 26Figura 3.4. Modelo Digital de Elevacin del rea de estudio con pixeles de 10 m x 10 m. ........ 27Figura 3.5. Mapa de pendientes segn categoras adoptadas para el rea de estudio. ............ 29Figura 3.6. Categoras de Cuenca Acumulada adoptadas para el rea de estudio. .................. 30Figura 3.7. Categoras de Curvatura adoptadas para el rea de estudio. .................................. 31Figura 3.8. Categoras de Orientacin adoptadas para el rea de estudio. ............................... 33Figura 3.9. Categoras de Densidad de Drenaje adoptadas para el rea de estudio. ................ 34Figura 3.10. Categoras de Litologa adoptadas para el rea de estudio. .................................. 35Figura 3.11. Categoras de Competencia adoptadas para el rea de estudio. .......................... 37 ........................................................................................................................................... Figura 3.12. Categoras de Tipo de Material Ingenieril adoptadas para el rea de estudio. ...... 40Figura 3.13. Categoras de Perturbacin Tectnica Regional adoptadas para el rea de estudio. ...................................................................................................................................................... 41Figura 3.14. Categoras de Uso del Suelo adoptadas para el rea de estudio. ......................... 42Figura 3.15. Distribucin de Movimientos en Masa de actividad reciente en el rea de estudio adoptada para el anlisis y que conforma la variable MOV (en color rojo). ................................ 45Figura 3.16. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable ACUENCA. ............. 46Figura 3.17. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable CURVAR. ................ 47Figura 3.18. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable DENSIDAD. ............ 48Figura 3.19. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable ORIENTACION. ...... 49Figura 3.20. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable PENDIENTE. .......... 50Figura 3.21. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable COMPETENCIA. ..... 51Figura 3.22. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable LITOLOGIA. ............ 52Figura 3.23. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable TECTO. ................... 53Figura 3.24. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable TMI. ......................... 54



Figura 3.25. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable USO DEL SUELO. .. 55Figura 3.26. Mapa de ndice de Susceptibilidad por Movimientos en Masa (LSI) sin clasificar. 56Figura 3.27 Percentiles y porcentaje de prediccin de movimientos asociados a los valores de LSI. ............................................................................................................................................... 57Figura 3.28. Curva de Tasa de Ocurrencia de movimientos y exactitud del modelo estadstico bivariado. ...................................................................................................................................... 58Figura 3.29. Mapa de Susceptibilidad por Movimientos en Masa de la Cuenca del ro Combeima. ................................................................................................................................... 59Figura 4.1. Distribucin porcentual de los movimientos en masa detonados por lluvia en la cuenca del ro Combeima, segn registros del Catlogo de Movimientos en Masa. .................. 65Figura 4.2. Precipitacin media mensual multianual de la estacin la Esmeralda (1983-2007). 67Figura 4.3. Distribucin del promedio anual de los eventos detonados por lluvia entre los aos 1970 y 2007, contenidos en el registro histrico. ......................................................................... 67Figura 4.4. Relacin entre la precipitacin acumulada de 3 das precedentes y la de los 15 das antecedentes en la Cuenca Alta del ro Combeima, asociados a las estaciones El Palmar y El Rancho. ........................................................................................................................................ 71Figura 4.5. Relacin entre la precipitacin acumulada de 3 das precedentes y la de los 15 das antecedentes en la Cuenca Media Alta Occidental del ro Combeima, asociados a la estacin Las Juntas. ................................................................................................................................... 72Figura 4.6. Relacin entre la precipitacin acumulada de 3 das precedentes y la de los 15 das antecedentes en la Cuenca Media Baja Occidental y Baja del ro Combeima, asociados a las estaciones Pastales, El Darin y El Secreto. ............................................................................... 72Figura 4.7. Relacin entre la precipitacin acumulada de 3 das precedentes y la de los 15 das antecedentes en la Cuenca Media Oriental y Baja del ro Combeima, asociados a las estaciones La Esmeralda y El Placer. ............................................................................................................ 73Figura 4.8. Relacin entre la precipitacin acumulada de 3 das precedentes y la de los 15 das antecedentes en la Cuenca Baja, asociados a la estacin Interlaken. ........................................ 74Figura 4.9. Distribucin espacial de la lluvia antecedente de 15 das para un periodo de retorno de 50 aos. ................................................................................................................................... 75Figura 4.10. Mapa de Susceptibilidad por Movimientos en Masa con asignacin de pesos. ..... 78Figura 4.11. Espacializacin de la lluvia de los 15 das antecedentes para un periodo de retorno de 50 aos con asignacin de pesos. .......................................................................................... 79Figura 4.12. Espacializacin de la aceleracin mxima del terreno (PGA) para un periodo de retorno de 475 aos con asignacin de pesos. ........................................................................... 80Figura 4.13. Zonificacin de Amenaza por Precipitacin para la Cuenca del Ro Combeima (sin clasificar). ..................................................................................................................................... 81Figura 4.14. Zonificacin de Amenaza por Sismo para la Cuenca del Ro Combeima (sin clasificar). ..................................................................................................................................... 82Figura 4.15. Categorizacin del modelo de amenaza relativa. ................................................... 83Figura 4.16. Zonificacin de amenaza relativa por movimientos en masa de la Cuenca del ro Combeima, Municipio de Ibagu. ................................................................................................. 85Figura 4.17. Zonificacin de amenaza relativa por movimientos en masa de la zona urbana de Ibagu. ......................................................................................................................................... 88



Figura 5.1. Metodologa de zonificacin geomecnica usada. ................................................... 91Figura 5.2. Esquema conceptual de una zonificacin geomecnica. ......................................... 92Figura 5.3. Esquema del producto a obtener. ............................................................................. 93Figura 5.4. Mapa de unidades geolgicas superficiales. ............................................................ 95Figura 5.5. Mapa de suelos geotcnicos a partir de informacin edfica. ............................... 105Figura 5.6. Localizacin exploracin geotcnica (Mapa subproducto B). ................................ 107Figura 5.7. Proceso general para la obtencin del Mapa producto de anlisis geomorfolgico, geolgico Mapa 1. .................................................................................................................. 108Figura 5.8. Proceso general para la obtencin del Mapa producto de anlisis geomorfolgico, geolgico Mapa 1. .................................................................................................................. 109Figura 5.9. Mapa producto 1: unidades de roca para ingeniera. ............................................ 113Figura 5.10. Proceso para la obtencin del mapa producto 2: cartografa geotcnica de Superficie. .................................................................................................................................. 114Figura 5.11. Mapa subproducto A: geologa + geomorfologa. ............................................. 116Figura 5.12. Esquema cartogrfico de cruce de mapas para obtener el mapa de unidades de suelos geotcnicos o mapa Producto 2. .................................................................................... 120Figura 5.13. Mapa producto 2 Suelos geotcnicos superficiales. .......................................... 121Figura 5.14. Esquema de cruces cartogrficos para la obtencin del mapa final de zonificacin geomecnica. ............................................................................................................................. 122Figura 5.15. Mapa Final de zonificacin geomecnica. ........................................................... 123



LISTA DE TABLAS

Tabla 2.1. Personal ejecutor del estudio. .................................................................................... 16Tabla 3.1. Clases y rangos de Pendientes adoptadas para el anlisis de la variable PEND. .... 28Tabla 3.2 Clases y rangos de Cuenca Acumulada adoptadas para el anlisis de la variable ACUENCA. ................................................................................................................................... 29Tabla 3.3. Clases y rangos de Curvatura adoptadas para el anlisis de la variable CURVAR. . 31Tabla 3.4. Clases y rangos de Orientacin adoptadas para el anlisis de la variable ORIEN. .. 32Tabla 3.5. Clases y rangos de Densidad de Drenaje adoptadas para el anlisis de la variable DENS. .......................................................................................................................................... 34Tabla 3.6. Clases de Litologa adoptadas para el anlisis de la variable LITO. ......................... 36Tabla 3.7. Clases de Competencia adoptadas para el anlisis de la variable COMPE. ............. 38Tabla 3.8. Clases de Tipo de Material Ingenieril adoptadas para el anlisis de la variable TMI. 39Tabla 3.9. Clases de Perturbacin Tectnica Regional adoptadas para el anlisis de la variable TECTO. ........................................................................................................................................ 39Tabla 3.10. Clases de Uso del Suelo adoptadas para el anlisis de la variable USO. ............... 43Tabla 3.11. Elementos morfodinmicos que conforman la variable Movimiento (MOV). ........... 44Tabla 3.12. Categoras de Susceptibilidad definidas en funcin del LSI. ................................... 57Tabla 4.1. Relacin de estaciones con registros diarios de precipitacin localizadas dentro y fuera de la cuenca del ro Combeima. ......................................................................................... 64Tabla 4.2. Distribucin porcentual de deslizamientos con respecto a la distancia a la estacin pluviomtrica ms cercana con registro diario. ............................................................................ 65Tabla 4.3. Distribucin porcentual de deslizamientos con respecto a la precipitacin diaria, de 3 das precedentes y de 5 das antecedentes a la fecha de ocurrencia del evento. ...................... 68Tabla 4.4. Distribucin porcentual de deslizamientos con respecto a la precipitacin de 10, 15 y 30 das antecedentes a la fecha de ocurrencia del evento. ........................................................ 68Tabla 4.5. Distribucin porcentual de deslizamientos con respecto a la precipitacin de 10, 15 y 30 das antecedentes a la fecha de ocurrencia del evento. ........................................................ 69Tabla 4.6. Distribucin porcentual de deslizamientos con respecto a la precipitacin de 45, 60 y 90 das antecedentes a la fecha de ocurrencia del evento. ........................................................ 70Tabla 4.7: Descripcin general de los daos segn el tipo de movimiento que podra presentarse. ................................................................................................................................. 84Tabla 5.1. Factores o Atributos Temticos Relacionados. ......................................................... 93Tabla 5.2. Estudios de suelos relacionados con la cuenca del ro Combeima, encontrados en las diferentes entidades. .............................................................................................................. 98Tabla 5.3. Clasificacin bsica de suelos geotcnicos basada en el sistema unificado de clasificacin USC producto de la cartografa edafolgica. Tomado de Desarrollo Metodolgico y Estndares de la Zonificacin Geomecnica teniendo en cuenta la variable edfica Volumen V. INGEOMINAS 2005. ................................................................................................................ 99Tabla 5.4. Smbolos de los grupos del Sistema de Clasificacin Unificado (USC) equivalencia en la cartografa edafolgica. Tomado de Desarrollo Metodolgico y Estndares de la Zonificacin Geomecnica teniendo en cuenta la variable edfica Volumen V. INGEOMINAS 2005. .......................................................................................................................................... 100Tabla 5.5. Relaciones de la textura con algunas propiedades del suelo (Snchez, 1974). *Estos rangos pueden asumirse cuando no exista la informacin proveniente de las determinaciones



respectivas. Fuente: Publicaciones del Soil Conservation Service. USDA., en especial el Soil Survey, Ventura Area, California. ............................................................................................. 101Tabla 5.6. Gua para establecer la calificacin y propiedades de los suelos para obras de ingeniera, al no disponerse de datos de ensayos de ingeniera (adaptacin hecha FAO, 1974 de la gua para interpretar los usos ingenieriles de los suelos, Soil Survey Staff,1971). Tomada de Los levantamientos agrolgicos y sus aplicaciones mltiples, Corts, L. A., Dimas, Malagn C - Universidad de Bogot Jorge Tadeo Lozano, Colombiana de Impresos Ltda. Bogot. 360p .................................................................................................................................................... 102Tabla 5.7. Leyenda de suelos. .................................................................................................. 104Tabla 5.8. Unidades Geomorfolgicas Geolgicas. ............................................................... 117Tabla 5.9 A. Tabla de atributos geologa-geomorfologa, suelos residuales. .......................... 118Tabla 5.9 B. Tabla de atributos geologa-geomorfologa suelos residuales y volcnico. ......... 118Tabla 5.10. Tabla de atributos para el mapa de geomorfologa, geologa unidades geotcnicas a partir de informacin edfica y exploracin geotcnica de campo para depsitos de tipo coluvial. ...................................................................................................................................... 119Tabla 5.11. Leyenda Tcnica mapa de zonificacin geomecnica. .......................................... 124Tabla 5.12. Leyenda aplicada a ingeniera del mapa de zonificacin geomecnica. .............. 127


Zonificacin de amenaza por movimientos en masa y zonificacin Geomecnica en la cuenca del ro Combeima Ibagu Tolima 9

1. INTRODUCCIN

Los movimientos en masa son eventos geolgicos de alta recurrencia, en especial en pases como el nuestro localizados en el trpico, en donde las condiciones geolgicas, climatolgicas, morfomtricas y de uso del suelo, se combinan de manera especial para generar procesos que afectan a los pobladores y su infraestructura. Teniendo en cuenta que el desarrollo del pas se ha focalizado principalmente en la regin andina, el efecto de los movimientos en masa tienen gran incidencia en el desarrollo econmico y social del pas, de tal manera que en el pasado reciente el nmero de vctimas y prdidas materiales acumuladas por este tipo de eventos tiene repercusin en el PIB de nuestro pas. Colombia viene desarrollando proyectos a nivel nacional que tienen como objetivo reducir el efecto de eventos naturales, mediante estrategias tales como el Ordenamiento Territorial, la Gestin Ambiental y la Gestin de Riesgos, en donde es necesario contar con el conocimiento de las amenazas que pueden afectar el territorio. INGEOMINAS consciente de su papel dentro del desarrollo econmico y social del pas, se ha empeado en generar herramientas que permitan a las autoridades del orden regional y municipal realizar el estudio de amenazas geolgicas y en particular la amenaza por movimientos en masa, razn por la cual ha venido desarrollando proyectos en zonas piloto con el fin de determinar metodologas de trabajo en diferentes escenarios de amenaza. La cuenca del ro Combeima ha sido de inters para INGEOMINAS desde tiempo atrs, debido a sus condiciones geolgicas, estructurales y de amenaza sobre la poblacin del municipio de Ibagu, por cuanto su nacimiento tiene origen en el volcn Nevado Del Tolima el cual ha sido clasificado como volcn activo, por lo tanto un proceso eruptivo del mismo podra llegar a generar grandes daos a los ecosistemas, la infraestructura y los habitantes, tanto de la cuenca como del municipio de Ibagu. Por otra parte la fragilidad ambiental de la cuenca la hace muy propensa a la generacin de movimientos en masa debido a la calidad de los materiales que est conformado, sus altas pendientes y las condiciones climticas predominantes en el sector. La combinacin de todos estos factores ha generado en el pasado un sinnmero de movimientos en masa que han afectado principalmente los ecosistemas. El progresivo y constante cambio de uso del suelo ha acelerado la presencia de estos eventos a todo lo largo y ancho de la cuenca lo cual coincide tambin con el aumento en la urbanizacin de terrenos en la cuenca media y baja en donde la generacin de movimientos en masa es mayor que en todo el resto de la cuenca.



El presente documento muestra los resultados de la evaluacin de la amenaza por movimientos en masa de las laderas de la cuenca del ro Combeima y la zonificacin geomecnica, productos obtenidos a partir de la informacin temtica bsica generada en el marco del Proyecto Colombo-Suizo de Prevencin de desastres glacio-volcnicos e hidro-meteorolgicos en las cuencas de los ros Combeima y Pez - Cordillera Central- Colombia (Departamentos de Tolima, Cauca y Huila), cuyo primer producto fue entregado en el ao 2008 y se denomina Zonificacin de amenaza por movimientos en masa tipo flujo de la cuenca del ro Combeima. Estos productos se entregan a la administracin local y departamental para que sirvan de herramienta en la gestin del riesgo, el ordenamiento territorial y la planificacin del desarrollo.

1.1 CONCEPTOS BSICOS A continuacin y con el fin de dar herramientas conceptuales a la administracin local y regional se presentan las definiciones de los trminos relacionados con amenaza y riesgo. Con base en los documentos internacionales ms recientes relacionados con el tema, tales como la Estrategia Internacional para la Reduccin de Desastres de las Nacionaes Unidas (EIRD), la comisin Nacional de Actividades Especiales CONAE y el Departamento de Desarrollo Sostenible de la Secretara General de la Organizacin de los Estados Americanos y el Proyecto Multinacional Andino Geociencias para las Comunidades Andinas PMA-GCA, desarrollado por los Servicios Geolgicos de los pases Andinos, Argentina, Bolivia, Chile, Colombia, Ecuador Per y Venezuela, con la gerencia del Servicio Geolgico de Canad y el apoyo econmico de la Agencia Canadiense para la Cooperacin Internacional, ACDI, se presentan las siguientes definiciones: Susceptibilidad: Mayor o menor predisposicin a que un evento suceda u ocurra sobre deternminado espacio geogrfico. No implica el aspecto temporal del evento. (CONAE, OEA/DSS, Soldano, 2008). Amenaza: Evento fsico, potencialmente perjudicial, fenmeno y/o actividad humana que puede causar .la muerte o lesiones, daos materiales, interrupcin de la actividad social y econmica o degradacin ambiental. Estos incluyen condiciones latentes que pueden derivar en futuras amenazas, los cuales pueden tener diferentes orgenes: natural (geolgico, hidrometeorolgico y biolgico) o antrpico (degradacin ambiental y amenazas tecnolgicas). Las amenazas pueden ser individuales, combinadas o secuenciales en su origen y efectos. Cada una de ellas se caracteriza por su localizacin, magnitud o intensidad, frecuencia y probabilidad. (ONU/EIRD, 2004). Vulnerabilidad: Condiciones determinadas por factores fsicos, sociales, econmicos y ambientales que aumentan la susceptibilidad de una comunidad al impacto de amenazas. (ONU/EIRD, 2004).



Riesgo: Probabilidad de consecuencias perjudiciales o prdidas esperadas (muertes, lesiones, propiedad, medios de subsistencia, interrupcin de actividad econmica o deterioro del ambiente) resultado de interacciones entre amenazas naturales o antropognicas y condiciones de vulnerabilidad. Convencionalmente el riesgo es expresado por la frmula Riesgo=Amenazas x Vulnerabilidad. Algunas disciplinas tambin incluyen el concepto de exposicin para referirse principalmente a los aspectos fsicos de la vulnerabilidad. (ONU/EIRD, 2004) Alerta Temprana: provisin de informacin oportuna y eficaz a travs de instituciones identificadas, que permiten a individuos expuestos a una amenaza, la toma de acciones para evitar o reducir su riesgo y su preparacin para una respuesta efectiva. Los sistemas de alerta temprana incluyen tres elementos, a saber: conocimiento y mapeo de amenazas; monitoreo y pronstico de eventos inminentes; proceso y difusin de alertas comprensibles a las autoridades polticas y poblacin; as como adopcin de medidas apropiadas y oportunas en respuesta a tales alertas. (ONU/EIRD, 2004). Evaluacin del riesgo: Metodologa para determinar la naturaleza y el grado de riesgo a travs del anlisis de amenazas potenciales y evaluacin de condiciones existentes de vulnerabilidad que pudieran representar una amenaza potencial o dao a la poblacin, propiedades, medios de subsistencia y al ambiente del cual dependen. El proceso de evaluacin de riesgos se basa en una revisin tanto de las caractersticas tcnicas de amenazas, a saber: su ubicacin, magnitud o intensidad, frecuencia y probabilidad; as como el anlisis de las dimensiones fsicas, sociales, econmicas y ambientales de la vulnerabilidad y exposicin; con especial consideracin a la capacidad de enfrentar los diferentes escenarios de riesgo. (ONU/EIRD, 2004) Gestin del riesgo de desastres: Conjunto de decisiones administrativas, de organizacin y conocimientos operacionales desarrollados por sociedades y comunidades para implementar polticas, estrategias y fortalecer sus capacidades a fin de reducir el impacto de amenazas naturales y de desastres ambientales y tecnolgicos consecuentes. Esto involucra todo tipo de actividades, incluyendo medidas estructurales y no-estructurales para evitar (prevencin) o limitar (mitigacin y preparacin) los efectos adversos de los desastres. . (ONU/EIRD, 2004) Mitigacin: Medidas estructurales y no-estructurales emprendidas para limitar el impacto adverso de las amenazas naturales y tecnolgicas y de la degradacin ambiental. . (ONU/EIRD, 2004). 1.2 ALCANCE DE LOS PRODUCTOS Los productos entregados en este informe han sido obtenidos a partir de cartografa bsica y temtica generada a escala 1:25.000, la informacin geolgica, geomorfolgica y de cobertura del uso de suelo fue generada a travs de fotointerpretacin y control de campo recorriendo sistemticamente toda la cuenca del ro Combeima, se utiliz como cartografa bsica las planchas IGAC escala 1:25.000 complementndose en las zonas urbanas con cartografa en escala 1:10.000 suministrada por la oficina de Planeacin Municipal de Ibagu.



Para la generacin de los productos se cont tambin con la informacin de catlogo de eventos en la cuenca del ro Combeima entre 1917 2007 que viene recolectando INGEOMINAS desde los aos 90s; se realiz tambin un exploracin superficial con el fin de obtener muestras representativas sobre las cuales se realizaron ensayos de laboratorio con el fin de conocer sus caractersticas geotcnicas. Los productos se entregan en escala 1:25.000 y muestran en primera instancia zonas homogneas de comportamiento en relacin con la estabilidad de laderas en el caso de la zonificacin de amenaza por movimientos en masa y por otra parte zonas de materiales de comportamientos similares en el caso de la zonificacin geomecnica. 1.3 UTILIDAD DE LOS PRODUCTOS De acuerdo con la definicin de amenaza mencionada en el numeral 1.1 y teniendo en cuenta la escala de trabajo, el mapa de amenaza por movimientos en masa sirve de herramienta para la toma de decisiones en relacin con el uso del suelo, por lo tanto debera incorporarse dentro del Plan de Ordenamiento Territorial del Municipio de Ibagu. Por otra parte el mapa de amenazas es insumo bsico para la evaluacin de diferentes escenarios de riesgo a partir de los cuales podra generarse el plan de gestin de riesgo para la cuenca del ro Combeima. La zonificacin geomecnica por su parte sirve de herramienta bsica para estudios de factibilidad de proyectos de infraestructura, por cuanto se puede cruzar la informacin de los proyectos a desarrollar y conocer las caractersticas de comportamiento ingenieril de los materiales presentes en la zona, ayudando a definir los estudios necesarios para el diseo final de las obras. Es importante aclarar que los productos entregados a escala 1:25.000 no reemplazan los estudios de detalle requeridos para el diseo y desarrollo de obras de mitigacin o de infraestructura. 1.4 REA DE ESTUDIO La cuenca del ro Combeima se encuentra ubicada entre los 780 y los 5.220 m.s.n.m., con un rea de 271 Km2, hace parte de la cuenca del ro Coello, en la parte centro occidental del departamento del Tolima, en el flanco oriental de la cordillera Central. Coordenadas N 1008000, 970000 y E 880000, 856000. El ro Combeima se encuentra enmarcado entre las coordenadas planas X: 1007.200, Y: 860.000 (zona de nacimientos) y X = 969.700, Y = 881.209,84 en su desembocadura. Esta cuenca hace parte del municipio de Ibagu, est localizada sobre el costado oriental de la cordillera Central. Limita por el norte con el municipio de Anzotegui; por el occidente con la cuenca del ro Coello; por el oriente con el municipio de Anzotegui y las cuencas de los ros La China, Alvarado y Chipalo; y por el sur con las cuencas de los ros Opia y Coello, del cual es afluente el ro Combeima. La localizacin general de la cuenca se muestra en la Figura 1.1.



Figura 1.1. Localizacin general de la Cuenca del Ro Combeima.



2. METODOLOGA

2.1 PROCESO METODOLGICO GENERAL Teniendo en cuenta la escala de trabajo, los objetivos y alcances del estudio, se defini el proceso metodolgico a seguir para la generacin de los mapas de amenaza por movimientos en masa tipo flujo, amenaza por movimientos en masa en laderas y zonificacin geomecnica de la cuenca del ro Combeima, los cuales involucran ciencias de la tierra y ciencias del agua, tal y como se muestra en la Figura 2.1 Como ya se mencion en el captulo 1 la zonificacin de amenaza por movimientos en masa tipo flujo fue entregada en diciembre de 2008, cuyo informe contena adems los tomos relacionados con la cartografa temtica bsica de Unidades Geolgicas Superficiales y Geologa Estructural, Subunidades Geomorfolgicas y Cobertura y Uso del suelo, temticas utilizadas tambin en las metodologas para la generacin de los mapas de amenaza por movimientos en masa y zonificacin geomecnica. En los captulos siguientes se explica en forma detallada las actividades realizadas para la obtencin de los parmetros necesarios para la aplicacin de los modelos de zonificacin utilizados y la generacin de los respectivos mapas y en el tomo anexo se presenta el detalle de los trabajos de campo, laboratorio y oficina realizados para la obtencin de los parmetros geotcnicos de los materiales y el catalogo e inventario de movimientos en masa en la cuenca. El presente informe incluye los siguientes productos:

Mapa de zonificacin de la amenaza por movimientos en masa en la cuenca del ro Combeima a escala 1:25.000.

Mapa de zonificacin geomecnica de la cuenca del ro Combeima a escala 1:25.000.

Catalogo e inventario de movimientos en masa y exploracin del subsuelo y ensayos de laboratorio.

2.2 ORGANIZACIN PARA LA EJECUCIN DEL PROYECTO Para la ejecucin del estudio se conform un equipo de trabajo multidisciplinario con profesionales de altas calidades, como se muestra en la Tabla 2.1. Dicho personal se organiz de acuerdo con su especialidad en grupos temticos que respondan a la



ejecucin de trabajos de acuerdo con la metodologa y cronograma establecido para la obtencin de los objetivos planteados. Los grupos temticos se reunan peridicamente con la directora tcnica y administrativa con el fin de hacer seguimiento al avance de los trabajos y la coordinacin de las actividades a realizar en el siguiente perodo. En la Figura 2.2 se puede observar la organizacin de los diferentes grupos temticos.

Figura 2.1. Proceso metodolgico del proyecto.



Tabla 2.1. Personal ejecutor del estudio.

FUNCIONARIO PERFIL

Gloria Luca Ruiz Pea (Directora de Proyecto)

Ingeniera Civil, Especialista en Geotecnia y en Sistemas de Informacin Geogrfica

Jess Rafael Nez Ingeniero Civil, MSc en Geotecnia, candidato a PhD en modelacin numrica en geotecnia

Yolanda Caldern Larraaga Ingeniero Civil, Especialista en Geotecnia

Renny Balanta Ingeniero Civil, Magister en Recursos Hidrulicos

Enif Medina Ingeniera Civil, Magister en Recursos Hidrulicos

Carlos Alberto Murcia Ingeniero Civil, Especialista en Geotecnia

Carlos Enrique Alvarado Ingeniero Civil, Magister en geotecnia

Diego Ibaez Almeida Gelogo, Especialista en Ingeniera Ambiental

Eduardo Castro Marn Gelogo, Maestra en Ciencias y Msc en Ingeniera Geolgica

Edgar Carrillo Lombana Gelogo, Msc. en Geomorfologa Aplicada e Ingeniera Geolgica

Rosalbina Prez Cern Geloga, Msc. en gestin de riesgos

Omar Leyva Gelogo, Especialista en SIG y en Economa Minera.

Mario Cuellar Gelogo, Magister en Geociencas (Geologa estructural)

Jess Hernando Sandoval Ingeniero Catastral y Geodesta, Especialista en SIG

Carlos Alfonso Ortegn Ingeniero Forestal, Especialista en SIG

Guillermo Gmez Ingeniero civil

Carlos Mauricio Palacios Ingeniero civil, Especialista en Multimedia

Edgar Rodrguez Estudiante Ingeniera Geolgica

Ingry Smirna Gutierrez Estudiante Geografa

Abel Penagos Ingeniero Civil con experiencia en laboratorio de geotecnia

Brigitte Camargo Holgun Tecnloga Obras Civiles, estudiante de Ingeniera Civil

Dagoberto Vergara Mayorga Estudiante Ingeniera Civil

Francisco Uribe Tcnico en laboratorio de geotecnia



Figura 2.2. Organigrama del proyecto.

SUBDIRECCINDEAMENAZASGEOLGICASYENTORNOAMBIENTAL

DireccinproyectoGloriaLuciaRuiz

Pea

GEOLOGAYGEOMORFOLOG

A

*EdgarCarrillo*DiegoIbez

*EduardoCastro*MarioCuellar*OmarLeiva*RosalbinaPrez

COBERTURAYUSODELSUELO

*CarlosAlfonsoOrtegn

CATLOGOEINVENTARIODEMOVIMIENTOS

ENMASA

*CarlosAlvarado*CarlosMurcia*JessGarca

*DiegoIbez*EduardoCastro*MarioCuellar

*GuillermoGmez*CarlosMauricio

Palacios*IngrySmirna

EXPLORACINDELSUBSUELOYENSAYOSDELABORATORIO

*JessGarca*CarlosAlvarado

*GuillermoGmez*Abel

Penagos*FranciscoUribe*DagobertoVergara

*BrigitteCamargo

CLIMATOLOGAE

HIDROLOGA

*Enif Medina

ZONIFICACINAMENAZA

*CarlosAlvarado*CarlosMurcia

*Enif Medina*Jess

HernandoSandoval

ZONIFICACINGEOMECNICA

*YolandaCaldern*Edgar

Rodrguez*Jess

Sandoval



3. ANLISIS DE SUSCEPTIBILIDAD

3.1 GENERALIDADES En el presente estudio y de acuerdo con el proceso metodolgico mostrado en el captulo 2, para evaluar la amenaza por movimientos en masa se debe evaluar inicialmente la susceptibilidad. La mayora de los mtodos utilizados para evaluar la susceptibilidad a movimientos en masa incluyen como uno de sus elementos fundamentales, el conocimiento de la ocurrencia de los procesos de inestabilidad en el rea estudiada y de sus factores cercanamente relacionados. La confiabilidad de los mapas de susceptibilidad a los movimientos en masa depende principalmente de la calidad y cantidad de datos disponibles, de la escala de trabajo y de la seleccin de la metodologa apropiada de anlisis y modelacin, dentro de las cuales se tienen enfoques cualitativos y cuantitativos. Hoy en da, con la ayuda de los Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG), capaces de soportar una gran cantidad de datos, as como de extractar parmetros morfomtricos e hidrolgicos a partir de un Modelo Digital de Elevacin (MDE), es posible analizar grandes regiones de forma gil y precisa. Los mtodos cualitativos tienen como base la opinin de los expertos. Los tipos ms comunes de mtodos cualitativos simplemente usan los inventarios de deslizamientos para identificar otros sitios con propiedades geolgicas y geomorfolgicas similares que permitan suponer comportamientos futuros tambin similares. Algunos enfoques cualitativos, sin embargo, incorporan tcnicas simples de ponderacin y calificacin de variables y a veces se reconocen como mtodos semi-cuantitativos. La principal limitacin de este tipo de mtodos es la notable subjetividad en la toma de decisiones por parte de las personas que realizan la evaluacin, de modo que para una misma rea de estudio, diferentes grupos de trabajo podran obtener resultados sustancialmente diferentes. Dentro de los mtodos cuantitativos ms comnmente utilizados se tienen los mtodos determinsticos y los mtodos estadsticos. Los mtodos determinsticos tienen como base principios ingenieriles de estabilidad de taludes y se expresan normalmente en trminos del factor de seguridad. Estos mtodos resultan efectivos para la cartografa de susceptibilidad por movimientos en masa de reas relativamente pequeas, debido a que requieren importante cantidad de datos de parmetros geomecnicos. Los mtodos para la evaluacin de susceptibilidad por movimientos en masa que utilizan enfoques de estadstica bivariada y multivariada, analizan el vnculo histrico entre los factores intrnsecos que controlan la generacin de movimientos en masa y la distribucin de estos procesos (Brabb, 1984). Se asume en estos mtodos que se cumple estadsticamente el principio de uniformidad, es decir que para el rea estudiada, los futuros movimientos en masa ocurrirn, en promedio, bajo las mismas circunstancias y debido a las mismas condiciones



en que fueron desencadenados en el pasado. As mismo, se considera que el conocimiento de la distribucin de los movimientos en masa ocurridos en el pasado representa razonablemente la realidad histrica de la inestabilidad del rea estudiada, asumiendo que dicha informacin es completa en el periodo de tiempo documentado y muestreado. La esencia de los anlisis estadsticos bivariados radica en la evaluacin de la densidad de movimientos en masa para cada una de las unidades de los factores que influyen notablemente en la ocurrencia de movimientos en masa (parmetros intrnsecos); la importancia especfica de cada parmetro o combinaciones de parmetros puede ser analizada de forma separada. Mediante la suma de los de valores normalizados de ndices de densidad de movimientos en masa (pesos relativos) por cada clase de parmetro, los cuales tienen como base la densidad de movimientos en masa por clase de parmetro en relacin a la densidad de deslizamientos para la totalidad del rea de estudio, puede generarse un mapa integrado de susceptibilidad (Van Westen, 1996). En los anlisis estadsticos bivariados, se definen diferentes variables temticas, una variable dependiente (en este caso, la ocurrencia de movimientos en masa o variable MOV) y diferentes variables independientes (parmetros intrnsecos), cuya importancia relativa se analiza de forma separada para cada una. Es importante mencionar que en los mtodos bivariados, la seleccin de los parmetros intrnsecos se hace con base en la experiencia de los expertos, lo que introduce un importante elemento subjetivo, dado que en muchos casos, estos parmetros podran resultar en alguna medida correlacionados entre s. Los mtodos estadsticos multivariados de anlisis discriminante, estn orientados a evaluar el peso relativo de cada una de las unidades de los factores intrnsecos utilizando una muestra aleatoria de celdas del rea de estudio para llegar a obtener una funcin discriminante, de modo que cada celda de la muestra aleatoria toma un valor de la funcin segn las caractersticas de los factores presentes en ella y es as como las celdas asociadas con fallas de taludes toman valores de la funcin discriminante muy diferentes a aquellas que estn asociadas con taludes sin presencia de fallas de los mismos. En estos anlisis, es recomendable efectuar chequeos de la validez de los resultados en un rea piloto y posteriormente aplicarlos a la totalidad del rea de estudio. 3.2 METODOLOGA Este trabajo utiliza el modelamiento de pesos de variables que evidencian la amenaza por movimientos en masa mediante un anlisis estadstico bivariado. El mtodo usa el Modelo Probabilstico Bayesiano, el cual fue originalmente desarrollado para evaluaciones del potencial minero, cuya descripcin matemtica detallada puede consultarse en Bonham-Carter (2002). Posteriormente fue aplicado para la cartografa de susceptibilidad por deslizamientos (Van Westen, 1996, Lee et al., 2002; Van Westen et al., 2003, Lee and Choi, 2004; Lee and Sambath, 2006; Neuhauser and Terhorst, 2007; Sharma and Kumar, 2008; Dahal et al., 2008). Tambin conocido como el mtodo del ndice de deslizamientos (Van Westen, 1996), permite evaluar la susceptibilidad a los movimientos en masa mediante la sumatoria de pesos calculados de forma cuantitativa, para cada una de la categoras de los factores o variables intrnsecas relacionados ntimamente con la



ocurrencia de movimientos en masa, las cuales son definidas segn el criterio de expertos y el acertado conocimiento de la zona de estudio (ver Figura 3.1). Para el modelamiento de la susceptibilidad, el mtodo calcula los pesos de cada variable o factor causante de movimientos basado en la presencia o ausencia de los movimientos dentro del rea de estudio. As, los datos histricos de eventos son esenciales para el pesaje de los factores. El modelamiento tambin se basa en la suposicin de que los futuros movimientos ocurrirn en condiciones similares a aquellas que han contribuido a la ocurrencia de pasados movimientos. Adems, asume que dichos factores permanecen constantes en el tiempo. A continuacin se presenta de forma general la formulacin matemtica del mtodo, la cual puede ser consultada detalladamente en Bonham-Carter (2002) o en Dahal et al., 2008. Como hiptesis de partida considrese de que la ocurrencia de un movimiento dada la presencia de un factor causante puede ser expresada en trminos de la probabilidad condicional (Bonham-Carter, 2002) as:

)()()/(

FPFLPFLP = (1)

Donde P(L/F) es la probabilidad condicional de la presencia de un movimiento (L) dada la presencia de un factor causante (F). Debido a que P(LF) es igual a la porcin del rea total ocupada por L y F entonces:

)()()(

ANFLNFLP = (2)

De esta forma la probabilidad a priori de la ocurrencia de movimientos puede ser expresada como:

)()()(

ANFNFP = (3)

Donde P(F) y N(F) son la probabilidad y el rea del factor causante respectivamente. Similarmente, N(A) es el rea total de la regin (ver Figura 3.2). Sustituyendo las Ecs. (2) y (3) en la Ec. (1) se tiene que:

)()()/(

FNFLNFLP =

(4)

Z

INSTITDE GEINGEO

Zonificacin de amenaza p

TUTO COLOMBIANO EOLOGA Y MINERA OMINAS

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21

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22

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Donde F es la ausencia de movimiento. Similarmente L es la ausencia del factor causante de movimiento. Segn Bonham-Carter (2002) la Ec. (6) puede ser tambin expresada de la siguiente forma:

)/(

)/(()(LFPLFPLnSRLnWi ==+ (8)

Donde (SR) es conocida como relacin de suficiencia y +iW es el peso positivo de evidencia. Igualmente, la Ec. (7) puede ser expresada de la siguiente forma:

)/(

)/(()(LFPLFPLnNRLnWi == (9)

Donde (NR) es conocida como relacin de necesidad y iW es el peso negativo de evidencia de movimiento. Las Ecs. (14) y (17) pueden ser enunciadas en funcin del rea o ms especficamente del nmero de celdas del modelo establecido, el cual en nuestro caso, corresponde a una grilla de puntos espaciadas cada 30 metros relacionada a una base de datos, conformando un modelo de 301.954 celdas o pixeles derivado del modelo digital de elevacin (MDE) que se explicar ms adelante. As:

43

3

21

1

NpixNpixNpix

NpixNpixNpix

LnWi

+

+=+ (10)

43

4

21

2

NpixNpixNpix

NpixNpixNpix

LnWi

+

+= (11)

Donde: Npix1 : Nmero de celdas que representan la presencia al mismo tiempo del factor

causante y de movimientos Npix2 : Nmero de celdas que representan la presencia de movimientos y la ausencia del

factor causante Npix3 : Nmero de celdas que representan la presencia del factor causante y la ausencia

de movimientos



Npix4 : Nmero de celdas que representan la ausencia al mismo tiempo del factor causante y de movimientos

Siguiendo los lineamientos planteados en Dahal et al. (2008), en este trabajo el logaritmo de las relaciones de probabilidad fueron usadas para calcular los pesos del valor de la

probabilidad condicional. Un peso positivo +iW indica que el factor causante est

presente en la zona del movimiento, y la magnitud de este peso es una indicacin de la correlacin positiva entre la presencia del factor causante y el movimiento. De forma

similar, un peso negativo iW indica que el factor causante est ausente y muestra el

nivel de correlacin negativo. La diferencia entre los dos pesos es conocido como peso

contrastado o peso total, fW = +iW -

iW , en donde la magnitud de contraste refleja la

asociacin espacial total entre el factor causante y los movimientos.

Los pesos resultantes totales fW , indican directamente la importancia de cada factor. Si el peso total es positivo, el factor es favorable a la ocurrencia de movimientos, por el contrario, si el peso total es negativo es desfavorable. La razn de frecuencia (%Movimientos / %Area), ayuda a estimar la relacin entre los factores y la ocurrencia de movimientos (Lee and Sambath, 2006; Dahal et al., 2008). Finalmente, tales pesos son asignados a las clases o categoras de cada factor o variable considerada, cuya adicin y sobreposicin georreferenciada produce el Indice de Susceptibilidad por Movimientos en Masa, LSI, as como un mapa de susceptibilidad que integra los aportes da cada uno de los factores o parmetros de inestabilidad, el cual puede ser categorizado de acuerdo a la distribucin estadstica del LSI. De acuerdo a lo anterior:

= iWfLSI (12) Donde i es el nmero de factores considerados. Para el anlisis estadstico bivariado empleado en este estudio, se han seleccionado 10 factores: Pendientes (PEND), Cuenca Acumulada (ACUENCA), Curvatura (CURVAR), Orientacin (ORIEN), Densidad de Drenaje (DENS), Litologa (LITO), Competencia (COMPE), Tipo de Material Ingenieril (TMI), Tectnica Regional (TECTO) y Uso del Suelo (USO), los cuales se explican a continuacin. Por lo tanto:

LSI = Wfpend + Wfacuenca + Wfcurvar + Wforien + Wfdens + Wflito + Wfcompe + Wftmi + Wftecto + Wfuso Es de anotar que en este modelo, la combinacin de factores causantes asume que los factores son condicionalmente independientes de uno a otro con respecto a los movimientos (Bonham-Carter, 2002; Lee and Choi, 2004). Por lo anterior y de acuerdo con Dahal et al. (2008), en la presente investigacin se asume que todos los movimientos en el rea de estudio ocurren bajo la misma combinacin de factores, los cuales son condicionalmente independientes. La Figura 3.3 muestra un diagrama de flujo simplificado del anlisis estadstico bivariado (Tomado de Van Westen, 1996).



3.3 VARIABLES Para la seleccin de las variables o parmetros intrnsecos influyentes en la ocurrencia de movimientos en masa, no existen reglas universales. La prctica frecuente es efectuar esta seleccin acudiendo a la experiencia del grupo evaluador, el reconocimiento de campo y el anlisis previo de la informacin disponible, teniendo en cuenta aspectos tales como: grado de afinidad o congruencia con los movimientos en masa (variable MOV), representatividad de la totalidad del rea de estudio, no uniformidad dentro del rea de estudio, medibilidad con algn criterio numrico o cualitativo y no redundancia entre parmetros (independencia). De esta manera, mediante consenso del grupo de trabajo, se definieron como variables las siguientes: CONJUNTO DE DATOS GEOMTRICOS Se definieron a partir del modelo digital de elevacin (MDE) con precisin de 10 metros, el cual se describe a continuacin. Las variables geomtricas que se generaron son las siguientes:

Pendientes (PEND) Cuenca Acumulada (ACUENCA) Curvatura (CURVAR) Orientacin (ORIEN) Densidad de Drenaje (DENS)

CONJUNTO DE DATOS TEMTICOS Se definieron a partir de la cartografa de las unidades geolgicas superficiales, geologa estructural, geomorfologa, morfodinmica y de cobertura del suelo, as como de la investigacin geotcnica de campo y de laboratorio realizadas por el grupo de trabajo a escala 1:25.000, aspectos que fueron descritos detalladamente en los tomos correspondientes. Las variables temticas o categricas que se generaron son las siguientes:

Litologa (LITO) Competencia (COMPE) Tipo de Material Ingenieril (TMI) Tectnica Regional (TECTO) Uso del Suelo (USO) Movimientos en Masa (MOV)



Figura 3.3. Diagrama de flujo simplificado para el anlisis estadstico bivariado (Van Westen, 1996).



3.3.1 Modelo Digital de Elevacin (MDE) Corresponde a la altitud sobre el nivel del mar de los puntos que forman la malla regular del modelo. Es una variable continua bsica medida en metros y con valores que dependen de la zona de estudio, de ella se derivan las variables geomtricas relacionadas anteriormente y que se explican a continuacin. El MDE del rea de estudio corresponde a un modelo con pixel de 10 m x 10 m, el cual fue generado a partir de mapas topogrficos a escala 1:25.000 con curvas espaciadas cada 25 metros. Adems, para la zona urbana de Ibagu fue complementado mediante la utilizacin de mapas topogrficos a escala 1:10.000, con curvas de nivel espaciadas cada 10 metros (Figura 3.4). Para efectos de este estudio, se implementar una base de datos relacionada a una grilla de anlisis conformada por 301.954 puntos uniformemente espaciados dentro del rea de estudio, a cada uno de los cuales le corresponde una celda de anlisis de 30 metros x 30 metros.

Figura 3.4. Modelo Digital de Elevacin del rea de estudio con pixeles de 10 m x 10 m.



3.3.2 Variable pendiente (PEND) Uno de los principales parmetros relacionados con las fallas de taludes es la pendiente del terreno. Es claro que a mayor pendiente de la superficie del terreno, mayor ser el valor de la componente de corte de las fuerzas actuantes sobre una determinada superficie potencial de falla, por lo que se le considera como una de las principales variables a considerar en los anlisis de susceptibilidad de laderas a movimientos en masa. Esta variable geomtrica cuantitativa de carcter continuo, derivada a partir del MDE, influye tambin en la distribucin del agua en la ladera. Se define como el ngulo formado por la superficie del terreno y la horizontal y se expresa en grados variables entre 0 y 90. Para propsitos de este estudio, la pendiente del rea de anlisis fue agrupada en 8 categoras de acuerdo a la Tabla 3.1. La visualizacin espacial de esta variable se presenta en la Figura 3.5. Tabla 3.1. Clases y rangos de Pendientes adoptadas para el anlisis de la variable PEND.

Clase Rango de pendiente () 1 0 - 2.5 2 2.5 - 5 3 5 - 10 4 10 - 20 5 20 - 30 6 30 - 45 7 45 - 60 8 > 60

3.3.3 Variable Cuenca Acumulada (ACUENCA) Corresponde a la porcin de superficie de la cuenca aportante aguas arriba de un punto determinado, segn la lnea de flujo que la contiene. En otras palabras, corresponde a la sumatoria de la superficie de las celdas que vierten a una celda determinada (cuenca acumulada). La variable se deriva del MDE y muestra rangos de valores que oscilan entre 0 e infinito. Si bien es una variable cuantitativa, los valores de la superficie son mltiplos del rea de una celda, no tratndose de una variable continua. La superficie se expresa en metros cuadrados. Esta variable se relaciona con la cantidad de agua que es capaz de recoger e infiltrar en el terreno. A mayor superficie ms agua infiltrada y ms posibilidades de producir inestabilidad (Neuland, 1976; Hatano, 1976; Okimura, 1983; Oyagi, 1984). Para propsitos de este estudio, la presente variable fue agrupada en 4 categoras de acuerdo con la Tabla 3.2. La visualizacin espacial de esta variable se presenta en la Figura 3.6.



Figura 3.5. Mapa de pendientes segn categoras adoptadas para el rea de estudio.

Tabla 3.2 Clases y rangos de Cuenca Acumulada adoptadas para el anlisis de la variable ACUENCA.

Clase Descripcin 1 Divisoria

2 Zona de contribucin o de carga 3 Zona de almacenamiento 4 Corrientes de agua



Figura 3.6. Categoras de Cuenca Acumulada adoptadas para el rea de estudio.

3.3.4 Variable Curvatura (CURVAR) Indica el grado de Convexidad / Concavidad del terreno. Se determina mediante el radio de curvatura de la celda segn un plano vertical y se define como la tasa de cambio de la pendiente en funcin de la derivada de segundo grado de la altitud. La variable se deriva del MDE, siendo cuantitativa continua, con un rango de valores variable segn la zona pero que oscila entre -20 y 20 unidades de 1/100 metros. El valor 0 en una celda corresponde a una superficie plana formada entre la celda en cuestin y sus ocho celdas vecinas, valores positivos indican que la superficie es convexa hacia la celda y valores negativos indican concavidad hacia la celda. Para propsitos de este estudio la presente

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31

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La variable se relaciona con los movimientos en masa en la medida en que indica el grado de concentracin o dispersin del drenaje superficial. En las zonas cncavas el flujo se concentra hacia la celda, mientas que se dispersa en las convexas. En las primeras es de esperar un aumento de la presin de agua en los poros y una mayor acumulacin de formacin superficial, elementos que favorecen la aparicin de movimientos en masa. Una curvatura cncava es ms efectiva en la captacin de agua lluvia (Carrara, 1983, Oyagi, 1984, Smith, 1988, Gao, 1993). En algunos estudios se indica que los deslizamientos superficiales ocurren principalmente en convergencias topogrficas donde se concentra el flujo, tales como depresiones canalizadas y hondonadas. 3.3.5 Variable Orientacin o Aspecto (ORIEN) La orientacin de una ladera indica de manera indirecta la predisposicin esttica a la inestabilidad en funcin de la disposicin estructural de la estratificacin. Tambin se relaciona con las condiciones de insolacin, lo cual est relacionado con las condiciones de humedad superficial presente, con la cantidad y tipo de vegetacin, con la cantidad de agua recibida segn la direccin de avance de los frentes nubosos, entre otros. Esta variable est definida como la direccin de exposicin de la ladera en un punto y que representa la direccin de la mxima pendiente de la superficie del terreno. La variable se deriva del MDE a partir del ngulo existente entre el norte geogrfico y la proyeccin sobre el plano horizontal del vector normal a la superficie en un punto dado, siendo de esta forma de tipo cuantitativa y continua. Para propsitos de este estudio la presente variable fue agrupada en 10 categoras de acuerdo con la Tabla 3.4. La visualizacin espacial de esta variable se presenta en la Figura 3.8. Tabla 3.4. Clases y rangos de Orientacin adoptadas para el anlisis de la variable ORIEN.

Clase Descripcin 1 Plano 2 N a NE 3 NE 4 E 5 SE 6 S 7 SW 8 W 9 NW

10 NW a N



Figura 3.8. Categoras de Orientacin adoptadas para el rea de estudio.

3.3.6 Variable Densidad de Drenaje (DENS) El sistema de drenaje de un valle es un factor primordial dentro de los procesos morfodinmicos actuantes, ya que son responsables del modelado de la superficie del terreno. Los canales naturales constituyen los agentes ms importantes del transporte de materiales hacia aguas abajo y son parte integrante del ciclo hidrolgico. Esta variable hace referencia a la presencia del sistema de la red de drenaje en la zona de estudio, la cual se relaciona con el gradiente promedio y reas de drenaje de las corrientes, as como tambin con condiciones locales como presencia de manantiales, empozamientos zonas de infiltracin, entre otros. La variable se deriva del MDE generalizado con un tamao de pixel de 300 metros por 300 metros, siendo de tipo cuantitativa y continua. Para



propsitos de este estudio la presente variable fue agrupada en 4 categoras de acuerdo con la Tabla 3.5. La visualizacin espacial de esta variable se presenta en la Figura 3.9.

Figura 3.9. Categoras de Densidad de Drenaje adoptadas para el rea de estudio.

Tabla 3.5. Clases y rangos de Densidad de Drenaje adoptadas para el anlisis de la variable DENS.

Clase Descripcin 1 Baja

2 Media 3 Alta 4 Muy alta



3.3.7 Variable Litologa (LITO) Esta variable es la expresin del tipo de material geolgico a nivel superficial presente en el rea de estudio, siendo funcin exclusivamente de su origen y composicin litolgica, la cual se ha definido para dos grandes grupos, rocas y suelos. La variable se deriva de la cartografa de las Unidades Geolgicas Superficiales (UGS) realizada para el proyecto (presentada en informe previo a este), constituyendo de esta manera una variable de tipo cualitativa y no continua. Para propsitos de este estudio la presente variable fue agrupada en 18 categoras de acuerdo con la Tabla 3.6. La visualizacin espacial de esta variable se presenta en la Figura 3.10.

Figura 3.10. Categoras de Litologa adoptadas para el rea de estudio.



Tabla 3.6. Clases de Litologa adoptadas para el anlisis de la variable LITO.

3.3.8 Variable Competencia (COMPE) Esta variable est relacionada con la resistencia del material en funcin del GSI para material tipo roca (evaluada por medio del grado de meteorizacin y Jv), as como de la consistencia y compacidad para los depsitos de suelos predominantemente finos o granulares respectivamente. La variable se deriva de la caracterizacin en cuanto a estos aspectos asignados a las Unidades Geolgicas Superficiales (UGS), apoyndose en datos de campo y verificados a manera general con datos de laboratorio, resultantes de las actividades de los levantamientos de macizos rocosos y de la investigacin geotcnica del subsuelo realizada por el proyecto. De esta forma, dicha variable se constituye en una variable de tipo cualitativa y no continua. Para propsitos de este estudio la presente

CATEGORIA DESCRIPCINR1 Lavas

Flujos piroclsticos Volcnicas del Guacharaco

Casquete glaciarR3 Esquistos intercalados

UltramficasHipoabisales

Xenolitos de anfibolita Cataclasitas

R6 Batolito de Ibagu - GranodioritaR7 Metasedimentarias

Sr1 Batolito de Ibagu

Sr2 Esquistos

Sr3 Flujos piroclsticos

Sr4 Metasedimentarias

Coluviales Depsitos de movimientos en masa

Aluviales de cauce activo Aluviales de Terrazas Bajas,

Medias y AltasConos de deyeccin de detritos

Abanicos fluviotorrenciales Flujo de roca y escombros

St4 Abanico Fluviovolcnico de Ibagu

St5 Piroclsticos de cada Talus glaciar

Morrenas

SUELOS ANTRPICOS Sa1 Llenos antrpicos

St1

St3

St6

RO

CAS

R2

R4

R5

SU

ELO

S

RES

IDU

ALE

SSU

ELO

S TR

ANSP

OR

TAD

OS

St2



variable fue agrupada en 10 categoras de acuerdo con la Tabla 3.7. La visualizacin espacial de esta variable se presenta en la Figura 3.11.

Figura 3.11. Categoras de Competencia adoptadas para el rea de estudio.



Tabla 3.7. Clases de Competencia adoptadas para el anlisis de la variable COMPE.

3.3.9 Variable Tipo de Material Ingenieril (TMI) Esta variable describe el tamao de las partculas predominantes de acuerdo a criterios ingenieriles de clasificacin de suelos. Al igual que las dos anteriores, esta variable se deriva de la caracterizacin en cuanto a este aspecto asignados a las Unidades Geolgicas Superficiales (UGS), apoyndose en datos de campo y verificados a manera general con datos de laboratorio, resultantes de la investigacin geotcnica del subsuelo realizada por el proyecto. De esta forma, dicha variable se constituye en una variable de tipo cualitativa y no continua. Para propsitos de este estudio la presente variable fue agrupada en 9 categoras de acuerdo con la Tabla 3.8. La visualizacin espacial de esta variable se presenta en la Figura 3.12.

3.3.10. Variable Tectnica Regional (TECTO) Esta variable est relacionada con el estado de perturbacin tectnica o rgimen de esfuerzos actuantes a nivel regional en la zona de estudio, teniendo en cuenta adems del tipo o cinemtica predominante de cada uno de los rasgos estructurales identificados. La variable se deriva de la cartografa de Geologa Estructural realizada por el proyecto. De esta forma, dicha variable se constituye en una variable de tipo cualitativa y no continua. Para propsitos de este estudio la presente variable fue agrupada en 5 categoras de acuerdo con la Tabla 3.9. La visualizacin espacial de esta variable se presenta en la Figura 3.13.

CATEGORIA DESCRIPCIN

C1 70

C6 Suelta

C7 Media

C8 Densa

C9 Media

C10 Dura

SUELOS FINOS

(Consistencia)

C2 20-30

ROCAS (GSI)

SUELOS GRANULARES (Compacidad)



Tabla 3.8. Clases de Tipo de Material Ingenieril adoptadas para el anlisis de la variable TMI.

Tabla 3.9. Clases de Perturbacin Tectnica Regional adoptadas para el anlisis de la variable TECTO.

Clase Descripcin 1 Muy Baja 2 Baja 3 Media 4 Alta 5 Muy alta

3.3.11.Variable Uso del Suelo (USO) Esta variable corresponde a la vegetacin o cobertura vegetal presente en la zona de estudio, as como al tipo de uso dado el territorio actual del suelo dado otras asociadas con diferentes usos. La cobertura vegetal predominante influye en la estabilidad de los depsitos de suelos y macizos rocosos mediante mecanismos que se pueden clasificar como hidrolgicos y mecnicos. Los hidrolgicos comprenden la capacidad de infiltracin, la humedad y la evapotranspiracin, entre otros. Por otro lado, los mecnicos traducen el aumento de resistencia que proporcionan las races y la proteccin frente a la erosin (Geenway, 1987; Mulder, 1991). De esta manera, la vegetacin puede influir de manera beneficiosa o adversa en la estabilidad de las laderas, dependiendo de cmo acten los mecanismos mencionados (Baeza, 1994). Un ejemplo de ello es mientras que las races aumentan la resistencia del suelo, al mismo tiempo favorecen una mayor infiltracin del agua de lluvia. La variable se deriva de la cartografa de Cobertura y Uso Actual del Suelo realizada por el proyecto. De esta forma, dicha variable se constituye en una variable de tipo cualitativa y no continua. Para propsitos de este estudio la presente variable fue agrupada en 27 categoras de acuerdo con la Tabla 3.10. La visualizacin espacial de esta variable se presenta en la Figura 3.14.

CATEGORA DESCRIPCIN

M1 RocaM2 Arena/GravaM3 Fino/ArenaM4 Bloques/FinosM5 Granular (Heterogneo)M6 Bloques/GravasM7 Grava/ArenaM8 Arena/FinoM9 Relleno No Seleccionado



Figura 3.12. Categoras de Tipo de Material Ingenieril adoptadas para el rea de estudio.



Figura 3.13. Categoras de Perturbacin Tectnica Regional adoptadas para el rea de estudio.



Figura 3.14. Categoras de Uso del Suelo adoptadas para el rea de estudio.



Tabla 3.10. Clases de Uso del Suelo adoptadas para el anlisis de la variable USO.

3.3.12. Variable Movimiento (MOV) Como se ha mencionado anteriormente, el mtodo estadstico bivariado utiliza el conocimiento de la ocurrencia de movimientos en masa en el pasado reciente, para establecer reas que en condiciones similares podran ser propensas a experimentar este tipo de procesos (susceptibilidad). Esta variable de tipo cualitativo y no continua, se utiliza como variable de agrupamiento para el anlisis estadstico e indica la presencia o ausencia de movimientos previos, permitiendo establecer las relaciones estadsticas con cada una de las variables condicionantes explicadas anteriormente, en otras palabras, muestra las evidencias de movimientos pasados partir de los cuales es posible establecer la prediccin de ocurrencia espacial. Es as como a partir de la cartografa geomorfolgica realizada por el proyecto (presentada en informe previo), del catlogo e inventario de movimientos en masa (presentado en el TOMO II), se obtuvo la distribucin espacial de dicha variable, observando de esta forma la historia reciente de ocurrencia de movimientos en masa en la zona de estudio. Definicin de la Variable MOV De acuerdo con lo anterior, esta variable se define como el agrupamiento de los sectores inestables de actividad histrica reciente, para lo cual se consider la informacin relacionada en la Tabla 3.11. Dada la presencia preponderante de movimientos de dimensiones relativamente pequeas (dimensin caracterstica menor a 50 metros), tal y como se pudo constatar con el inventario levantado en campo, se ha definido de manera congruente con la escala de

Uso DescripcinABs AsociacinBosquesecundarioACFr AsociacinCultivodefrutasACc AsociacinCultivodecafACs AsociacinCultivostemporalesAGu AsoacinGuaduasAPr AsociacionPastosARa AsociacinRastrojosAZu AsociacinZonasurbanasAzS CultivosdeArrozysocaBm BosquesdeparmoBmh BosquemontanohmedoBn BosquenaturalBs Bosquesecundario

CCn ConsociacinCaaCYu ConsociacinYucaCc CultivosdecafCn CanterasCs CultivostemporalesFr FrutalesLa CuerposdeaguaNi ZonanivalPg ZonaPeriglaciarPl CultivodepltanoRa RastrojosSd SuelosdesnudosVHe VegetacinHerbceaZu Construcciones



trabajo (1:25.000), una dimensin mnima con rea de 50 metros x 50 metros, adoptando sta dimensin cuando el reporte de eventos puntuales carezca de datos geomtricos confiables, como es el caso de los reportes disponibles en el catlogo histrico o cuando las dimensiones sean menores a la mnima establecida. Debido a que el catlogo histrico adolece de informacin tcnica sobre el tipo de movimiento ocurrido, lo que no sucede en el inventario, es importante anotar que la variable MOV incluye las reas inestables sin discriminar el tipo de movimiento en masa, de modo que la susceptibilidad a los movimientos en masa evaluada de esta manera, refleja la facilidad de las laderas a presentar cualquier tipo de inestabilidad de laderas. La Figura 3.15 ilustra la distribucin de dicha variable, la cual se constituye en la variable de agrupamiento utilizada en el anlisis estadstico bivariado de susceptibilidad. Tabla 3.11. Elementos morfodinmicos que conforman la variable Movimiento (MOV).

3.4. EVALUACIN DE SUSCEPTIBILIDAD POR MOVIMIENTOS EN MASA Segn la metodologa descrita, cada una de las variables debidamente categorizadas, tanto geomtricas como temticas, se cruzan por separado con la variable MOV. El anlisis estadstico de cada uno de estos cruces arroja, como un primer resultado parcial, los mapas de pesos o ndices fW para cada variable considerada, de acuerdo a las Ecuaciones (10) y (11). Es claro que a cada conjunto de celdas que representa una categora o clase de una determinada variable, le corresponde un conjunto de celdas idntico que representa el peso de esa categora. Las Figuras 3.16 a 3.25 muestran la distribucin espacial y la curva de pesos para cada una de las categoras de las variables consideradas.

Elemento Smbolo Descripcin

Depsito de ladera Dco

Geoformas producto de acumulacin de materiales (suelo residual y/o fragmentos de roca), transportados por la accin de la gravedad de zonas puntuales ligeramente ms elevadas.

Depsito de MM Dmm

Geoformas lobuladas compuestas por masas de suelo o roca, o mezcla de ambos, cuyo desplazamiento ocurre predominantemente a lo largo de una superficie de falla y en un tiempo relativamente corto, o por desgarre de una zona de poco espesor.

Inventario de MM 184 sitios

Procesos activos cartografiados como polgonos de 50 metros por 50 metros, exceptuando aquellos fcilmente visibles a la escala de trabajo.

Catalogo de MM 228 eventos Movimientos en masa reportados por algn medio y recopilados que han sido ubicados fcilmente sobre la cartografa, con coordenadas confiables



Figura 3.15. Distribucin de Movimientos en Masa de actividad reciente en el rea de estudio adoptada para el anlisis y que conforma la variable MOV (en color rojo).



Figura 3.16. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable ACUENCA.

0.3

0.2

0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

1 2 4 3

Wimas

Wimenos

Wfinal



Figura 3.17. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable CURVAR.

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

0.1

0.2

0.3

5 4 3 2 1Wimas

Wimenos

Wfinal



Figura 3.18. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable DENSIDAD.

0.4

0.3

0.2

0.1

0

0.1

0.2

0.3

1 2 3 4

Wimas

Wimenos

Wfinal



Figura 3.19. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable ORIENTACION.

0.8

0.6

0.4

0.2

0

0.2

0.4

0.6

1 8 6 3 2 7 9 10 4 5Wimas

Wimenos

Wfinal



Figura 3.20. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable PENDIENTE.

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

0.2

0.4

1 8 2 7 3 4 6 5

Wimas

Wimenos

Wfinal



Figura 3.21. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable COMPETENCIA.

4

3

2

1

0

1

2

3

4

5

6

C4 C9 C3 C5 C10 C2 C8 C1 C7 C6

Wimas

Wimenos

Wfinal



Figura 3.22. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable LITOLOGIA.

8

6

4

2

0

2

4

R4 Sr3 Sa1 St6 St5 Sr2 R2 R3 R1 R6 Sr1 St4 R5 St3 St2 R7 Sr4 St1

Wimas

Wimenos

Wfinal



Figura 3.23. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable TECTO.

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1 4 5 3 2

Wimas

Wimenos

Wfinal



Figura 3.24. Distribucin espacial y curva de pesos (Wf) para la variable TMI.

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

12

M9 M8 M1 M3 M6 M2 M5 M4 M7

Wimas

Wimenos

Wfinal


Zonificacin de ame

informeamenaza_combeimat

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