Susceptibilidad geomorfológica a procesos gravitacionales en arroyos secundarios del sur de la cuenca La Ciénega, volcán Nevado de Toluca

Los procesos gravitacionales son fenómenos geomorfológicos resultado de la dinámica y transformación del planeta Tierra. Tales fenómenos han desencadenado una serie de grandes desastres económicos y sociales que han aumentado en las últimas décadas. Para mitigar estos problemas, es necesario establecer las causas, los patrones espaciales y los factores que los producen.En México se han presentado gran cantidad de procesos gravitacionales en los años recientes, muchos de ellos en el Eje Volcánico Transmexicano (EVT). Estos fenómenos han sido abordados mediante la compilación de inventarios históricos o multitemporales, con el uso de la integración de diversos métodos heurísticos, estadísticos y determinísticos para producir mapas de susceptibilidad a procesos gravitacionales. Sin embargo, hay pocos estudios geomorfológicos que relacionan el área y la frecuencia de estos procesos, así como su afectación en las geoformas.La presente investigación se basa en estudios del sistema de arroyos de la cuenca La Ciénega en el flanco oriental del volcán Nevado de Toluca, México. Las condiciones climáticas, topográficas y geológicas predisponen el área de estudio a procesos gravitacionales y flujos de escombros que crean una situación peligrosa para las personas que viven a lo largo de las márgenes de los arroyos. Por ejemplo, en 1940, las precipitaciones inusuales provocaron procesos gravitacionales en la cuenca La Ciénega. Los sedimentos de los procesos aumentaron el poder destructivo de un flujo de escombros que causó pérdidas de vidas y bienes en el pueblo de Santa Cruz, perteneciente al municipio de Tenango del Valle, Estado de México. Como resultado de este evento, los habitantes reconstruyeron el pueblo que actualmente se llama Santa Cruz Pueblo Nuevo, sin embargo, esta reubicación se llevó a cabo en la parte baja de la cuenca sobre un abanico aluvial, sin una adecuada planificación, lo que hace a esta zona propensa a nuevos y futuros procesos gravitacionales y flujos de escombros. A pesar de su importancia, existe una carencia de inventarios que ayuden a evaluar la susceptibilidad a procesos gravitacionales en la cuenca.Los dos arroyos secundarios se localizan en la porción sur de la cuenca La Ciénega. Estos arroyos se denominan La Cieneguilla 1 (ASC1) y La Cieneguilla 2 (ASC2). En ambos afluentes del arroyo principal La Ciénega se realizó un inventario detallado de procesos gravitacionales y un mapa geomorfológico para determinar la susceptibilidad en las formas del relieve.La metodología abarca cuatro etapas principales de análisis para evaluar la susceptibilidad a procesos gravitacionales. Durante la primera etapa se recogió información de antecedentes para proporcionar una caracterización generalizada de los procesos dentro de la cuenca. En la segunda se creó un único mapa histórico del inventario, esto fue con ayuda de imágenes de satélite de diferentes tiempos y trabajo de campo. Para la clasificación de los procesos gravitacionales se utilizó el Protocolo de Zonificación de Peligro por Procesos Gravitacionales (LHZ, por sus siglas en inglés), realizado por el Washington State Department of Natural Resources (DNR) de Estados Unidos de América en 2006, en donde se identificaron seis tipos de procesos. Fueron cartografiados y documentados en el SIG 179 procesos gravitacionales. En la tercera etapa se obtuvo un mapa geomorfológico por interpretación de un Modelo Digital de Elevación (MDE), datos geológicos y mapas morfométricos, con el fin de obtener las geoformas relevantes de la cuenca. Además, se estableció la frecuencia y el área de procesos para las geoformas. En la cuarta etapa se obtuvo la susceptibilidad a procesos gravitacionales por geoforma mediante el uso de la frecuencia y el área del proceso. Este método sigue y adapta el Protocolo de Riesgo por Procesos Gravitacionales del citado DNR.Los resultados muestran que exis..

Evaluación de la eficiencia de predicción a deslizamientos usando un modelo cartográfico-hidrológico: caso de estudio Cuenca la Carbonera, flanco SE del Volcán Pico de Orizaba

En México hay una carencia de inventarios de deslizamientos (procesos gravitacionales, landslide en inglés) y de su modelado. Como resultado tampoco existe una evaluación de las ventajas y la desventaja de los modelos de susceptibilidad a deslizamientos. En este trabajo se lleva a cabo una evaluación exhaustiva de la eficiencia de los modelos de susceptibilidad a deslizamientos utilizando la tecnología SIG. Para ello se emplean diferentes técnicas de comparación (característica operativa del receptor, eficiencia del modelo, razón de momios y distintas precisiones del modelo obtenidas de una matriz de confusión) bajo el sistema LOGISNET y el programa estadístico SPSS. Los resultados permiten establecer las bondades y limitaciones de las técnicas de comparación empleadas para evaluar la predicción y eficiencia de los modelos. El área de estudio es la cuenca La Carbonera en el flanco SE del volcán Pico de Orizaba. En ella se realiza un inventario detallado de deslizamientos. Este inventario es el marco para la comparación cualitativa y cuantitativa de dos mapas de susceptibilidad creados con un modelo cartográfico-hidrológico (SINMAP). Estos mapas fueron elaborados usando datos geotécnicos específicos del área de estudio y pre-establecidos por el sistema, lo cual permite valorar su eficiencia de predicción con base en las técnicas de comparación. El modelo fue seleccionado por ser considerado en la literatura que su análisis tiene un éxito razonable en la definición de áreas que intuitivamente parecen ser susceptibles a deslizamientos en regiones con escasa información

Geographic Information Systems and geomorphological mapping applied to landslide inventory and susceptibility mapping in El Estado river, Pico de Orizaba, Mexico

With the aim of raising awareness on the prevention of landslide disasters, this work develops a methodology that incorporates geomorphological mapping into the mapping of landslide susceptibility using Geographic Information Systems (GIS) and Multiple Logistic Regression (MLR). In Mexico, some studies have evaluated the stability of hillsides using GIS. However, these studies set a general framework and guidance (that includes basic concepts and explanations of landslide classification, triggering mechanisms, criteria, considerations, and analysis for landslide hazard reconnaissance, etc.) for preparing a landslide atlas at state and city levels. So far, these have not developed a practical and standardized approach incorporating geomorphological maps into the landslide inventory using GIS. This paper describes the analysis conducted to develop an analytical technique and morphometric analysis for a multi-temporal landslide inventory. Three data management levels are used to create GIS thematic layers. For the first level, analogue topographic, geological, land-use, and climate paper are converted to raster format, georeferenced, and incorporated as GIS thematic layers. For the second level, five layers are derived from topographic elevation data: slope angles, slope curvature, contributing area, flow direction, and saturation. For the third level, thematic maps are derived from the previous two levels of data: a hypsometric map (heuristically classified to highlight altimetric levels), a reclassified slope map (allowing to highlight differences in relief ), and a morphographic map (derived from a heuristic reclassification of the slope map to highlight volcanic landforms). The theoretical aspects of geomorphological mapping contribute to set the conceptual basis to support landslide mapping. The GIS thematic layers provide context and establish an overall characterization of landslide processes within the watershed. Through the retrieval and on-off switching of layers in the GIS system, a base map is created to assist in the digitizing of landslides and the modeling of susceptibility. A landslide inventory is created from aerial photographs, field investigations, and all the above GIS thematic layers. El Estado river watershed on the southwestern flank of Pico de Orizaba volcano has been selected as study area. The watershed is located in the southwestern slope of Citlaltepetl or Pico de Orizaba volcano. Geological (the stream channel of El Estado river erodes Tertiary and Quaternary lavas, disjointed volcanoclastic materials such as pyroclastic flows, fall deposits, lahars deposits, and alluvium) and geomorphological factors (steep slopes, energy relief, and vertical erosion) in combination with high seasonal rainfall (annual rainfall averages 1000-1100 mm/yr at > 4000 m a.s.l. and 927 mm/yr at <1500 m a.s.l.), and the high degree of weathering, make the study area susceptible to landslides. To assess landslide susceptibility, a landslide inventory map and geomorphometric cartography (altimetry, slope and geomorphography) were reviewed, and field work was conducted. In the study area, more than one hundred landslides were mapped. Shallow landslides (including debris slides and debris flows) are the predominant type. Shallow landslides predominate on hills capped with ash and pyroclastic deposits. The second major landslide process includes rock falls (which occur where the stream erodes lava flows and lahars) and deep-seated landslides (which occur in ash and pyroclastic deposits where lava flows act as a slip plane). In parallel, the spatial geodatabase of landslides was constructed from standardized GIS datasets. Pertinent attributes are recorded on a geo-dataset. These include 1) mass wasting process, 2) level of certainty of the observation, 3) photo identification date, 4) landslide size, 5) landslide activity, 6) landslide parts (head, evacuation zone, deposit), 7) slope shape, 8) field slope gradient, 9) map gradient measured from the 10 m digital elevation model (DEM), 10) landslide delivery, 11) land use, 12) elevation at which the landslide started, 13) aerial photograph identification number, 14) landslide area, and 15) researcher comments. Each attribute is standardized by the geo-dataset domains in the GIS system. With this information the landslide susceptibility is modeled using MLR within a GIS platform. MLR is used to examine the relation between land sliding and several independent variables (elevation, slope, contributing area, land use, geology, and terrain curvature) to create the susceptibility map. With six independent variables, the multiple logistic model susceptibility map tends to overpredict landslides at a 10 m pixel resolution. However, the model is statistically valid and able to predict 79.81% of the existing landslides. The implementation of a landslide inventory and susceptibility mapping techniques demonstrate the feasibility of the method for use in other volcanic areas of Mexico

Sistemas de información geográfica y cartografía geomorfológica aplicados al inventario de deslizamientos y cartografía de susceptibilidad en la cuenca del río El Estado, Pico de Orizaba, México

Con el propósito de fortalecer el conocimiento y la prevención de los desastres por deslizamientos en este trabajo se desarrolla una metodología que integra la cartografía geomorfológica con la elaboración de mapas de susceptibilidad a deslizamientos usando los sistemas de información geográfica (SIG) y el método de regresión logística múltiple (RLM). En México se han realizado algunos trabajos aislados con los SIG para evaluar la estabilidad de laderas. Sin embargo, hasta ahora no se ha desarrollado ningún método práctico y estandarizado que integre los mapas geomorfológicos con los inventarios de deslizamientos utilizando los SIG..