Rainfall thresholds for landslide initiation in the Northern Andes of Ecuador

Abstract

En este estudio se utilizaron 354 deslizamientos superficiales ocurridos en los Andes del norte de Ecuador en las provincias de Pichincha, Imbabura y Carchi (PIC) durante un período de 5 años (2013-2018). Para cada uno de estos deslizamientos se determinó la duración (D) y la precipitación acumulada (E). Las estimaciones de precipitación se ob- tuvieron de los datos de la red satelital GPM y se calibraron mediante un análisis de correlación cruzada para identificar el desfase temporal y el sesgo. Al calcular el sesgo relativo, se obtuvo un factor para corregir la sobreestimación de los datos. Para calcular los umbrales de lluvia se utilizó un algoritmo (CTRL-T) desarrollado para automatizar el calculo, el algoritmo clasifica y caracteriza los eventos de precipitación a través de un conjunto de parámetros y los relaciona con cada deslizamiento. Mediante el análisis de las series de tiempo obtenidas del GPM se determinó que existen dos estaciones climáti- cas (wet and dry), este análisis se realizó para cada punto en los datos grillados ya que el conjunto de parametros cambian según la estación climática. Para el cálculo de um- brales se utilizó el algoritmo CTRL-T que utiliza la técnica de bootstrapping y el modelo de power law para determinar para modelar las condiciones que desencadena los desliza- mientos. Usando este algoritmo con los parámetros P ajustados, se calculó los umbrales de lluvia para toda el área de estudio (PIC) y para 27 subcategorías determinadas por la división política, temporadas climáticas, regiones de precipitación, cobertura de suelo, tipo de suelo, litología y cuencas hidrográficas. Identificamos cinco grupos de umbrales de lluvia. Los primeros grupos (I y II) requieren condiciones de mayor precipitación para desencadenar un deslizamiento superficial. Luego, el grupo III necesita condiciones de lluvia intermedias para la ocurrencia de deslizamientos. Se considera que el grupo IV exige condiciones de lluvia intermedias, pero con una duración de lluvia más corta (75 h). Finalmente, el grupo V necesita condiciones de lluvia más pequeñas para desencadenar un deslizamiento de tierra y cubre el 71% de los eventos de deslizamientos superficiales. La ocurrencia de deslizamientos en el área de los umbrales E-D para este grupo es más fácil.