Relaciones lluvias – deslizamientos y zonificación geotécnica en la Comuna dos de la ciudad de Manizales.

Abstract

El trabajo realizado pretende definir valores críticos de precipitación, con los cuales se dispara la actividad erosiva en la zona de estudio. Adicionalmente, con la ayuda de los aspectos geológicos y geotécnicos investigados y analizados, se propone una zonificación geotécnica en el área investigada. La Comuna Dos se localiza al noroeste de la ciudad de Manizales. Tiene un área de 57.5 hectáreas. Está compuesta por los barrios Asís, Avanzada, San Ignacio, Galán y Estrada. Para el desarrollo del estudio, se analizaron inicialmente y de manera muy general aspectos geológicos, geomorfológicos y morfométricos, así como temas relacionados con el uso del suelo, los aspectos urbanísticos y los aspectos socioeconómicos del área. Posteriormente, se determinó la variación espacial de las formaciones superficiales predominantes, caracterizándolas geotécnicamente y se analizó el comportamiento de los flujos de agua superficiales y subterráneos, incidentes negativamente en la inestabilidad del área. En una etapa posterior, se efectuó un estudio detallado de los deslizamientos ocurridos (análisis de estabilidad y mecanismos de falla), incluyendo la recopilación histórica de los mismos desde 1.960 hasta 1.998. Paralelamente, se analizaron los registros de precipitaciones desde el año de 1.956 hasta el año de 1.997 en la ciudad de Manizales, estudiando el comportamiento de las lluvias anuales, mensuales, diarias y antecedentes. Una vez recopilados los datos de deslizamientos y precipitaciones, se obtuvieron correlaciones estadísticas lluvias - niveles freáticos - deslizamientos, seleccionando los indicadores de precipitación más convenientes. Los resultados, indican que los mejores indicadores son los de lluvias antecedentes de varios días (30 días y suavización exponencial: E90 y E95), observándose un desfase de más o menos un mes entre las lluvias y los deslizamiento ocurridos en la zona. Además, se obtuvieron valores críticos de niveles freáticos (1 m, medido desde el contacto entre las unidades permeables superiores y las unidades impermeables inferiores: niveles freáticos “colgados”) y de precipitación (E90 = 79.9 mm; E95 = 122.5 mm y P30 = 175.4 mm), con los cuales la situación de estabilidad del área puede considerarse como crítica; también se definieron umbrales en función de las lluvias diarias, obteniendo las siguientes ecuaciones: E90 = 80 - 8P1; E95 = 120 - 12P1; P30 = 175 - 17.5P1. Es importante destacar que se determinó un desfase de más o menos 15 días entre las lluvias y los niveles freáticos críticos, obtenidos con base en lecturas piezométricas. Como paso último del trabajo y con base en los análisis de precipitaciones, en las correlaciones lluvias - niveles freáticos - deslizamientos y en las características geotécnicas predominantes en la zona de estudio, se efectuó una zonificación geotécnica en el área, utilizando el método del talud infinito y con la ayuda de los SIG (Sistemas de Información Geográfica). Los resultados de la zonificación geotécnica se presentan en un plano, en el cual se definió el Barrio Estrada como la zona más crítica del área estudiada. Como recomendaciones más importantes se propone el diseño e implementación de sistemas de alerta en el área, como estrategia de prevención desastres; las restricciones en el uso del suelo en ciertos sitios críticos y la construcción de algunas obras de estabilidad de taludes y manejo de aguas lluvias / Abstract: The job carried out intends to define critical values of rainfall, with which itself unlike the erosive activity in the zone of study. Additionally, with the aid of the geological and geotechnical aspects investigated and analyzed, is proposed a geotechnical zonation in the area investigated. The “Comuna Two” is located to the northwest of the city of Manizales. It has an area of 57.5 hectares. It is composed by the neighborhoods “Asís”, “Avanzada”, “San Ignacio”, “Galán” y “Estrada”. For the development of the study, were analyzed initially and of very general way geological, geomorphological and morphological aspects, as well as themes related to the use of the soil, the urban aspects and the social - economy aspects of the area. Subsequently, the spatial variation of the predominant superficial formations was determined and characterize and the behavior of the subterranean and superficial flows of water was characterizing themd, incidents negatively in the instability of the area. In a subsequent phase, a study was performed detailed of the landslides occurred (analysis of stability and mechanisms of fault), including the historic summary of the same since 1.960 until 1.998. Parallel, the registrations were analyzed of rainfall since the year from 1.956 until the year of 1.997 in the city of Manizales, studying the behavior of the preceding, daily, monthly, and annual rains. Once summary the data of landslides and rainfall, statistical correlation were obtained rains - phreatic levels - landslides, selecting the rainfall index more convenient. The results, indicate that the better index are the of preceding rains of various days (30 days and exponential: E90 and E95), being observed a desfase of nearly a month among the rains and the landslide occurred in the zone. Besides, critical values of phreatic levels were obtained (1 m, measured since the contact among the units permeables upper and the lower impermeable units: perched phreatic levels) and of rainfall (E90 = 79.9 mm; E95 = 122.5 mm and P30 = 175.4 mm), with which the situation of stability of the area can be considered like criticism; also thresholds were defined in function of the daily rains, obtaining the following equations: E90 = 80 - 8P1; E95 = 120 - 12P1; P30 = 175 - 17.5P1. It is important to emphasize that was determined a time lag of more or less 15 days among the rains and the phreatic levels critics, obtained based on readings piezometrics readings. As last step of the job and based on the analyses of rainfall, in the correlation rains - phreatic levels - landslides and in the predominant geotechnical characteristics in the zone of study, was performed a geotechnical zonation ground in the area, utilizing the method of the infinite slope and with the aid of the SIG (Geographical Systems of Information). The results of the geotechnical zonation are presented in a plan, in which the was defined the neighborhood Estrada as the zone more criticism of the area studied. As more important recommendations the design is proposed and implementation of systems of alert in the area, as disasters prevention strategy; the restrictions in the use of the soil in certain critical places and the construction of some slopes stability works and rains water management.