Mitigación de desastres deslizamiento Las Delicias (página 2)

Caudales Máximos

Como no se cuenta con datos de caudales, las descargas
máximas para el diseño de los canales de
coronación serán estimadas en base a las
precipitaciones y a las características de las cuencas
colectoras, tomando en cuenta el Método
Racional.

Este método que empezó a utilizarse
alrededor de la mitad del siglo XIX, es probablemente el
método más ampliamente utilizado hoy en día
para la estimación de caudales máximos en cuencas
de poca extensión, en el presente caso se ha aplicado para
superficies menores a 3 km2.([1]) A pesar
de que han surgido críticas válidas acerca de lo
adecuado de este método, se sigue utilizando debido a su
simplicidad. La descarga máxima instantánea es
determinada sobre la base de la intensidad máxima de
precipitación y según la
relación:

Las premisas en que se basa este
método son las siguientes:

• La magnitud de una descarga originada por cualquier
  intensidad de precipitación alcanza su máximo
  cuando esta tiene un tiempo de duración igual o mayor
  que el tiempo de concentración.

• La frecuencia de ocurrencia de la descarga
  máxima es igual a la de la precipitación para
  el tiempo de concentración dado.

• La relación entre la descarga máxima y
  tamaño de la cuenca es la misma que entre la
  duración e intensidad de la
  precipitación.

• El coeficiente de escorrentía es el mismo
  para todas las tormentas que se produzcan en una cuenca
  dada.

Para efectos de la aplicabilidad de
ésta formula el coeficiente de escorrentía "C" y la
intensidad de la precipitación varía de acuerdo a
las características geomorfológicas de la zona:
topografía, naturaleza del suelo y vegetación de la
cuenca.

Los coeficientes de escorrentía para
su uso en el Método Racional, son los que se muestran en
el Cuadro N°10.

La duración de la intensidad de lluvia
corresponde a la duración del tiempo de
concentración de la cuenca, Tc la cual se determina de
acuerdo a la fórmula de Kirpich.

Aplicando el Método Racional, se tienen las
descargas descarga máximas, tal como se muestra en el
Cuadro N°11. Así mismo las áreas de las cuencas
del sector "Deslizamiento Potencial" se muestran en las Laminas
Nº 1 y Nº 2 respectivamente.

ANÁLISIS DE EROSIONABILIDAD

La formación de cárcavas es un proceso
complejo, unas veces ocurre por la acción del corte
vertical y lateral del flujo, ampliando y profundizando el cauce;
otras son el resultado de la concentración de la
escorrentía de varios cauces formando uno de mayores
dimensiones, el que se convierte en cárcava al progresar
el proceso hacia aguas abajo y como erosión regresiva
hacia aguas arriba del punto de origen. El desarrollo de una
cárcava se debe a procesos que ocurren
simultáneamente durante un evento de tormenta o en
períodos sucesivos.

Dichos procesos incluyen:

• Erosión regresiva en la cabecera de la
  cárcava por la caída de agua.

• Erosión por el flujo de agua a lo largo de la
  cárcava o por salpicadura debido a la acción de
  las gotas de lluvia que caen en las áreas expuestas de
  la misma.

• Deslizamientos o movimientos masivos de suelo hacia
  la cárcava.

El riesgo de erosión se define como el efecto
combinado de los factores que lo originan (lluvia, escurrimiento,
suelo y topografía). La combinación de estos
factores se incluyen en la Ecuación Universal de
Pérdida de Suelo: USLE (Wischmeier y Smith 1978). Este es
un modelo empírico que toma en cuenta: un factor R
(potencial erosivo de la lluvia), un factor K (erosionabilidad
del suelo), un factor L (longitud de pendiente), un factor S
(grado de pendiente), un factor C (cobertura vegetal) y un factor
P (prácticas de conservación de suelos). Los cuatro
primeros factores de la USLE determinan el riesgo de
erosión en un área determinada, la ecuación
que estima la pérdida de suelo es la siguiente:

PS = RK LS CP

Indice R de Erosividad de la Lluvia

Como se puede notar, el procedimiento para estimar R
requiere de información detallada sobre registros
pluviográficos continuos de lluvias diarias sobre
períodos de varios años. En la práctica,
especialmente en países en desarrollo, dichos registros
son escasos, cortos o inexistentes, debido a la falta de
presupuestos para la operación de las redes de
observación. Cuando no se dispone de registros
pluviográficos lo suficientemente detallados como para
evaluar el valor medio de R, se suele utilizar la
precipitación total anual.

En Venezuela se utilizan los siguientes rangos de
valores como órdenes de magnitud para apreciar el poder
erosivo de las lluvias (R en t/ha-año) para áreas
con las características de precipitación y
escorrentía indicadas.

• Lluvias de gran intensidad y duración, y
  abundante escorrentía superficial

R = 750-800.

• Lluvias de gran intensidad y duración, y
  mediano o poco escurrimiento superficial

R = 500 – 650.

• Lluvias de mediana intensidad y, abundante
  escurrimiento superficial,

R = 450-550.

• Lluvias de mediana intensidad y, poco escurrimiento
  superficial

R = 200-350.

Factor K de Erosionabilidad del Suelo

El factor de erosionabilidad del suelo K es una medida
de la vulnerabilidad del suelo; es una característica
propia que depende de la granulometría, porosidad,
contenido de materia orgánica y condiciones
hidrológicas. Cuantifica la erosionabilidad de cada suelo
mediante una expresión deducida experimentalmente;
representa la tasa de erosión del suelo por cada unidad de
índice de erosión R para condiciones de relieve y
vegetación estándares y valores de L, S, C y P
iguales a la unidad.

Wischmeier y Smith (1978) estiman el valor de K en
función de la textura, contenido de materia
orgánica, estructura y permeabilidad del suelo. Los suelos
más erosionables corresponden a las texturas intermedias
(fracción de limo más abundante); suelos con
más de 30 % de arcilla son poco erosionables. La
disminución de la fracción de limo aumenta la
resistencia a la erosión, ya sea por el incremento de la
cohesión debido al aumento del porcentaje de elementos
más finos (arcillas) o por una mejora de la
infiltración y la consiguiente disminución de la
escorrentía debido al incremento del porcentaje de
elementos más gruesos (arenas).

El contenido de materia orgánica proporciona
estabilidad a los agregados y mejora su estructura y resistencia
a la erosión; constituye el segundo factor más
importante después de la textura en relación con la
erosionabilidad del suelo. La estructura y permeabilidad
también influyen sobre el factor K, conjuntamente con
otras características químicas, como el contenido
de óxidos de Al y Fe en algunos suelos
arcillosos.

Wischmeier y Smith presentan el nomograma dado en la
Figura N°2, para calcular el valor de K, adaptado al sistema
internacional de medidas por Foster et al., (1981). Sobre la base
de las características de textura y contenido de materia
orgánica se obtiene un valor de K en primera
aproximación utilizando la parte izquierda de la Figura 2.
En muchos casos esta primera aproximación se considera
suficiente para estimar la pérdida del suelo por
erosión. Si se dispone de información sobre textura
y permeabilidad, el valor preliminar de K puede corregirse
mediante la porción derecha de la Figura
N°2.

Fig.N°2: Nomograma para calcular el
factor K de erosionabilidad del suelo

Factor Topográfico LS

Tanto la longitud de la ladera L como su pendiente S
influyen considerablemente en las tasas de erosión de un
suelo, convirtiendo al relieve en uno de los principales factores
que determinan la emisión de sedimentos de las cuencas
vertientes.

Wischmeier y Smith (1978) definen la longitud de
pendiente como la longitud que recorre la escorrentía
desde que se forma, en la divisoria, hasta que encuentra un cauce
o una zona de sedimentación. La influencia de esta
longitud de ladera sobre la erosión se estima en el modelo
USLE, mediante la siguiente expresión:

donde L es el factor de longitud de la pendiente,
adimensional, definido como el cociente entre la tasa de
erosión anual de una parcela con una longitud de pendiente
dada l (en m) y la tasa de erosión de esa parcela con las
mismas condiciones de clima (R), suelo (K), pendiente (S) y
vegetación (C, P) y de longitud de ladera estándar
de lS = 22.1 m, donde L es igual a la unidad; m es un exponente
que depende de la pendiente de la ladera que oscila entre 0.2
para pendientes suaves y homogéneas inferiores a l %, y
0.5 para pendientes superiores al 5%.

Para pendientes mayores que 4%, asumiendo un valor de m
= 0.5, el factor LS se puede estimar como
sigue:

Donde L es la longitud en m. desde el punto donde se
origina la escorrentía hasta el punto donde se inicia la
deposición debido a la disminución de la pendiente
o la escorrentía entra a un cauce definido; S es la
pendiente media de la ladera en porcentaje sobre la cual ocurre
la escorrentía.

Factor de Cobertura Vegetal C

La cobertura vegetal es el elemento natural de
protección del suelo contra la fuerza erosiva de la
lluvia, controlando no sólo la energía de las
gotas, sino la velocidad de la escorrentía superficial. El
factor C de USLE da cuenta por esta influencia, incluyendo el
tipo de vegetación existente y el manejo y
disposición de los residuos vegetales. En el Cuadro
N°12. se presentan los valores del factor C para diferentes
tipos de uso de las tierras.

Factor de Prácticas de Conservación
P

Este último factor recoge la influencia que
tienen las prácticas de conservación de suelos
sobre las tasas de erosión de una parcela, realizando los
trabajos culturales o cultivando en curvas de nivel, en franjas o
terrazas para cortar las líneas de escorrentía. En
el Cuadro N°13 se dan los valores de P suministrados por
Wischmeier y Smith (1978) para diferentes prácticas de
conservación. La disposición en terrazas crea
escalones donde se diferencian los taludes de la terraza con
pendiente similar a la de la ladera pero con una longitud de
declive mucho menor y las áreas horizontales o terraza
propiamente dicha donde supuestamente la erosión es
nula.

Con un diseño correcto de la terraza se consigue
una sedimentación mayor que el 80% de los materiales
erosionados en los taludes que quedan por encima de cada zona
horizontal, de tal forma que sólo se pierde un 20% de la
erosión total producida (P = 0.2). No obstante, cuando en
las terrazas se acumula más cantidad de agua de la que
puede infiltrar y no se ha previsto convenientemente su
desagüe, existe el riesgo de que la terraza falle y deje
salir el agua por la línea de máxima pendiente,
dando origen a surcos o cárcavas que aumentan la
pérdida de suelo de forma considerable, en términos
incluso superiores a los de las laderas antes de la
construcción de las terrazas.

Luego del análisis de las características
hidrológicas, topográficas, tipos de suelo,
coberturas de suelo y prácticas de conservación de
las cárcavas formadas en los sectores involucrados, se
presenta en los cuadros N°14 y N°15. Los valores de
erosividad y producción de erosión, en la
situación actual y considerando: 1º que se va a
recuperar la cobertura vegetal y 2º que se van a considerar
prácticas de conservación. Lo anotado en dichos
cuadros se muestra a continuación:

Cuadro N°14

Erosionabilidad en las condiciones
actuales

Cuadro N°15

Erosionabilidad recuperando la
cobertura y con prácticas de
conservación

Recopilación
de información topográfica previa al evento
(Seccionamientos, Perfiles Longitudinales)

Anexo 8

Imagen satelital Iconos Agosto 2008
0.35 Ha erosionadas línea amarilla, línea roja
área erosionada 0.75 Ha julio 2011.

• Levantamiento Topográfico de la zona de
  acción de la amenaza y generación del riesgo
  (Seccionamientos, Perfiles Longitudinales). Anexo 9 Ver
  planos

• Análisis detallado amenaza, vulnerabilidad
  y riesgo. Anexo 10

CALCULO DE LA AMENAZA:

A. Clasificación De
Deslizamiento:

a. Por el grado de Actividad.- Inactivo no
presenta movimientos actuales.

b. Por la velocidad de Propagación de
materiales.- Lento 1.5/año a 1.5 m/mes.

c. Por la profundidad de la superficie de
rotura.- Profundo > 10 m.

d. Velocidades:

• Velocidad es media v < 2 cm /año = 10
  cm/año dándole una velocidad de 2.5

d. Tabla de Intensidades De
Deslizamiento.

e. Probabilidad De
Ocurrencia.

Propuesta de
solución

Anexo 11

REPOSICIÓN DE ALIVIADERO

Descripción

Este trabajo consistirá en la construcción
de aliviaderos revestidos de concreto ciclópeo (f"c=175
kg/cm2) que presenten falla y que atente contra la seguridad de
la estructura de la alcantarilla y por ende del
pavimento.

La construcción de la estructura de las
alcantarillas será elaborada de acuerdo con las presentes
especificaciones y en conformidad con la ubicación y del
tramo donde se va a reponer el aliviadero. Las formas y
dimensiones, están indicados en el proyecto, salvo que
sean determinados por el supervisor.

La partida comprende las siguientes
operaciones:

Demolición de estructuras deficientes

Encofrado y desencofrado

Preparación de la superficie de
concreto

Colocación del concreto f"c = 175
kg/cm².

Materiales

Se utilizarán concreto ciclópeo, cuya
resistencia máxima a la comprensión verificada por
la rotura de cilindro (testigo) a los 28 días será
de 175 kg/cm² + 30% de piedra mediana. El encofrado se
hará con madera aserrada.

El material será suministrado por el contratista,
por lo que es su responsabilidad la selección de las
fuentes de aprovisionamiento, teniendo en cuenta los requisitos
de calidad indicadas en las Especificaciones Técnicas
Generales para Construcción de Carreteras EG-2000 del
MTC

Equipo

El contratista deberá contar con los equipos
necesarios para la elaboración y colocación del
concreto. Evitando las salpicaduras, segregaciones y choques
contra los encofrados y deberá disponer de elementos para
su conformación, demolición, carga y transporte de
los materiales.

Requerimientos de Construcción

Para cumplir con esta actividad se procederá con
la demolición de los aliviaderos que presenten falla
estructural previo acuerdo con el Supervisor.

La demolición se efectuará en parte o en
toda la sección del aliviadero, trabajo que se
ejecutará a mano mediante el uso de herramientas
manuales.

En aquellas zonas de demolición parcial, se
usará un epóxico universal, como pegamento del
nuevo concreto con el antiguo.

El material producto de la demolición no
deberá ser colocado sobre terrenos con vegetación o
sobre cultivos ni en el cauce externo de la alcantarilla, deben
hacerse en lugares seleccionados, hacia el exterior del cauce de
la alcantarilla, para que no produzcan daños ambientales,
o deberá ser transportado al botadero adecuado, previa
aprobación del Supervisor.

Se programará el suministro, colocación y
elaboración del aliviadero para una sección
trapezoidal de 8.50 x 4.00 x 1.50 y un espesor de 0.25 metros
(base mayor, base menor, altura). Los sobrantes no deben ser
esparcidos en los lugares cercanos, sino trasladados a lugares
donde no produzcan daños ambientales.

El encofrado estará de acuerdo con las
dimensiones y tamaños indicados en planta de la estructura
a reponer.

El concreto será mezclado, vaciado y curado de
acuerdo a las Especificaciones Técnicas Generales para
Construcción de Carreteras EG-2000 del MTC. El acabado
será frotachado (en las áreas no
encofradas).

Aceptación de los Trabajos

Se aceptaran los trabajos cuando la calidad del
producto terminado cumpla con los requerimientos indicados por el
Supervisor. No se aceptarán aliviaderos desalineados,
traslapes desiguales o variaciones apreciables en la
sección.

En relación con la calidad del cemento, agua,
agregados y eventuales aditivos y productos químicos de
curado, se aplicarán los criterios expuestos en "Las
Especificaciones Técnicas Generales para la
Construcción de Carreteras EG – 2000".

Medición

La unidad de medición para todos los tipos de
reposición de aliviaderos será en metro
cúbico (m³), aprobadas y aceptadas por el Ing.
Supervisor

Pago

La cantidad de metro cúbico de los aliviaderos
será pagada al precio unitario establecido en el contrato
para la presente partida, en el que se incluirán todos los
trabajos de eliminación, conformación del material
excedente, suministro de materiales hasta el lugar de
ubicación de estas estructuras y por toda mano de obra,
equipo, herramientas y en general todos los trabajos e insumos
requeridos para la ejecución de la partida.

• OBRA BIOLOGICA.

Reforestación del área descubierta
(deforestada) con bambú, shimbillo. (en las parte baja y
rocosas) y bolaina , guaba, en la parte alta. Se Eligio esta
especie por ser de rápido crecimiento, por poseer
raíces profundas.

• OBRAS ESTRUCTURALES.

Obra de conservación de suelos
construcción de terrazas en la parte alta.

Esta obra consiste en construir terrazas de banco con
muro de tierra siguiendo las curvas a nivel (en la parte
alta).

• Cálculo preliminar de la amenaza generada
  (caudales, volúmenes de suelo); derivados de
  observaciones in situ. Anexo 12

Por el mecanismo de movilización.-
Deslizamiento.

a.1. Áreas del terreno

Área del cerro 01 = 2,115.99 m².

Área del cerro 02 = 943.24 m².

a.2. Sub. Áreas de peligro del
terreno

Sub área 01 = 1,730.9264 m².

Sub área 02 = 593.0578 m².

• a. Volúmenes de la Sub Área De
  Peligro.

Registros
fotográficos de la condición previa y posterior, de
la zona de ocurrencia de la amenaza

Anexo 13

Fotografía nº 1
Erosión severa Km año 2009

Fotografía nº 2
Erosión severa con alguna vegetación año
2009

Fotografía nº 3
Erosión severa estructuras de Aliviadero
deslizándose hacia parte baja de la zona de estudio
año 2009

Fotografía nº 4
Erosión severa por altas pendientes en la zona de estudio
año 2009

Fotografía nº 5
Erosión severa formando carcavas en toda el área de
estudio año 2009

Fotografía nº 6
Erosión severa formando carcavas en toda el área de
estudio, Georeferenciación año 2009

• Fotografías de los diferentes trabajos
  realizados con presencia obligatoria de los alumnos.
  Mínimo 6. Como única forma de sustentar su
  presencia en la zona. Anexo 14

Fotografía nº 7 Vista
parte alta del Aliviadero año 2011

Fotografía nº 8 Problemas
de Riesgo de salud en el aliviadero Julio 2011

Fotografía nº 9 Imagen
frontal de la alcantarilla formado parte del aliviadero
año 2011

Fotografía nº 10
Erosión severa formando carcavas en toda el área de
estudio, deslizamiento progresivo año 2011

Fotografía nº11
Erosión severa formando carcavas en toda el área
partes del aliviadero destrozado año 2011

Fotografía nº 12
Deslizamiento frontal del aliviadero sector 0.300 Km en el sector
Las Delicias año 2011

Fotografía nº 13 Vista
Frontal, visita al lugar de la Erosión severa año
2011

Fotografía nº 14 Vista
lateral del deslizamiento Erosión severa año
2011

Fotografía nº 15 Partes
desprendidos del aliviadero en diferentes lugares de la zona de
estudio año 2011

Fotografía nº 16
Levantamiento topográfico para el análisis de la
situación actual Julio año 2011

Fotografía nº 17 Tomando
Lecturas en toda la zona de estudio año
2011

Fotografía nº 18
Deslizamiento de las estructuras año 2011

Fotografía nº 19
Erosión severa formando carcavas en la parte central de la
zona de estudio, año 2011

Fotografía nº 20
Levantamiento de información en la zona, año
2009

Fotografía nº 21 Parte
baja de la zona donde desfoga el aliviadero año
2011

Fotografía nº 22
Sedimentos en el cauce principal o cárcava mayor
año 2011

Fotografía nº 23 Tipos de
rocas sedimentarias año 2011

Fotografía nº 24 Tipo de
estructura y Textura en la zona de estudio año
2011

Fotografía nº 25
Deslizamiento estructuras por diferentes partes de la zona de
estudio año 2011

Fotografía nº 26
Erosión severa la cual derrumbo el camino de herradura a
las diferentes chacras de la zona año 2011.

• Planos de ubicación y
  localización del área de influencia y zona de
  trabajo. Ver anexos

• Plano Topográfico preliminar
  en Planta y/o perfil longitudinal, secciones transversales,
  etc. Ver anexos

• Plano de detalles de estructuras
  previas a la ocurrencia de la amenaza. Ver
  anexos

Autor:

Gustavo Campero
Sánchez

[1]