Hidrogeomorfología/ Hidrogeomorfology/Hidrogeomorfologia
Susceptibilidad ante procesos hidrogeomorfológicos en el sector comprendido entre Santa Juana y La Punta, municipio Libertador, estado Mérida, Venezuela
Susceptibility to hydrogeomorphological processes in the sector between Santa Juana and La Punta, Libertador Municipality, Merida State, Venezuela
Suscetibilidade a processos hidrogeomorfológicos no setor entre Santa Juana e La Punta, município libertador, estado de Mérida, Venezuela
Anicsí Uzcategui
IngºGeo°, MSc. Universidad de los Andes (ULA). Correo-e: anicsi@ula.ve
Eugenia Delgado
IngºCiv°, MSc. ULA. Correo-e: delgadoe@ula.ve
Nerio Ramirez
Geo°. Instituto de Protección Civil y Administración de Desastres del estado Mérida. Correo-e: ageoproc@gmail.com
Jesús Peña
Ing°Geo°. Instituto de Protección Civil y Administración de Desastres del estado Mérida. Correo-e: ageoproc@gmail.com
Oscarina Fermín
Ing°Geo°. Correo-e: oscarinafermin_1991@hotmail.com
Víctor Olivo
Ing°Geo°. Correo-e: olivovictorzfc@gmail.com
Recibido: 7-10-19; Aprobado: 15-11-19
Abstract
For the zoning of areas of susceptibility to hydrogeomorphological events, the evaluation of conditioning variables (ranges of slopes, geology, geomorphology, land use and vegetation cover) were considered, which were weighted according to the relative importance of a respect to the other, to subsequently apply the multicriteria evaluation method (AHP). The superposition of weighted layers expressed in the thematic maps allowed the zoning of susceptibility levels, the basis of future studies for risk management. The area under study was delimited between Santa Juana and La Punta sectors, at Libertador municipality of Merida state, Venezuela; distributed mostly on alluvial fans and pleistocene deposits that make up the city terrace and surrounding areas, which are based on Sierra Nevada Association and Palmarito Formation. The zoning obtained has a very high and high susceptibility level, on an area of 18.53% of total area, mostly represented by slopes or escarpments with reliefs between extremely to very steep, representing 75.29% of the mass movements. The level of low and very low susceptibility, are occupying populated areas located on deposits: Terrace Quaternary and Alluvial Quaternary, which correspond to 59.41% of the area under study.
Resumen
Para la zonificación de áreas de susceptibilidad ante eventos hidrogeomorfológicos se consideró la evaluación de variables condicionantes (rangos de pendientes, la geología, la geomorfología, uso de la tierra y cobertura vegetal) las cuales se ponderaron de acuerdo a la importancia relativa de una respecto a la otra, para posteriormente aplicar el método de evaluación multicriterio (AHP). La superposición de capas ponderadas expresadas en los mapas temáticos permitió la zonificación de los niveles de susceptibilidad, base de futuros estudios para la gestión de riesgos. La zona en estudio se delimitó entre los sectores Santa Juana y La Punta, en el municipio Libertador del estado Mérida, Venezuela; distribuidos en su mayoría sobre abanicos aluviales y depósitos pleistocenos que conforman la terraza de la ciudad y zonas aledañas, los cuales están asentados sobre la Asociación Sierra Nevada y la Formación Palmarito. La zonificación obtenida presenta un nivel de susceptibilidad muy alto y alto, en una superficie de 18,53 % del área total, en su mayoría representados por los taludes o escarpes con relieves, entre extremadamente a muy inclinados, representando el 75,29 % de los movimientos de masa. El nivel de baja y muy baja susceptibilidad, están ocupando áreas pobladas localizadas sobre depósitos: Cuaternario Terraza y Cuaternario Aluvional, que corresponden al 59,41 % del área en estudio.
Resumo
Para o zoneamento de áreas de suscetibilidade a eventos hidrogeomorfológicos, foi considerada a avaliação de variáveis de condicionamento (faixas de inclinação, geologia, geomorfologia, uso da terra e cobertura vegetal) a importância relativa de um respeito ao outro e, em seguida, aplicar o método de avaliação de vários critérios (HPA). A sobreposição de camadas ponderadas expressas nos mapas temáticos permitiu o zoneamento dos níveis de suscetibilidade, a base de futuros estudos para a gestão de riscos. A área em estudo foi delimitada entre os setores de Santa Juana e La Punta, no município Libertador do estado de Merida, Venezuela; distribuídos principalmente em ventiladores aluviais e depósitos pleistocenos que compõem o terraço da cidade e áreas circundantes, que estão localizados na Associação de Sierra Nevada e na Formação Palmarito. A área de ificação obtida tem um nível muito alto e alto de suscetibilidade, em uma área de 18,53% da área total, representada principalmente pelas encostas ou escarpas com relevos, entre extremamente inclinados, representando 75,29% dos movimentos de massa. O nível de baixa e muito baixa suscetibilidade, estão ocupando áreas povoadas localizadas em depósitos: Quaternary Terrace e Quaternary Aluvional, que correspondem a 59,41% da área em estudo.
Palabras clave/Keywords/Palavras-chave:
Analytic hierarchy process, hydrogeomorphological events, método de hierarquias analíticas, método de las jerarquías analíticas, movimentos de massa, movimientos de masa, procesos hidrogeomorfológicos, processos hidrogeomorfológicos, susceptibilidad, suscetibilidade, susceptibility, zonificación, zoning, mass movements.
Citar así/Cite like this/Citação assim: Uzcategui et al. (2019) o (Uzcategui et al., 2019)
Referenciar así/Reference like this/Referência como esta:
Anicsí Uzcategui, A., Delgado, E., Ramirez, N., Peña, J., Fermín, O., Olivo, V. (2019, diciembre). Susceptibilidad ante procesos hidrogeomorfológicos en el sector comprendido entre Santa Juana y La Punta, municipio Libertador, estado Mérida, Venezuela. Geominas 47(80). 161-167.
Introducción
Los movimientos de masa (derrumbes, deslizamientos traslacionales y rotacionales) son procesos recurrentes en el área comprendida entre los sectores Santa Juana y La Punta, en el municipio Libertador del estado Mérida, específicamente en el talud que delimita la terraza aluvial donde se asientan numerosas comunidades, las cuales se encuentran enmarcadas por vertientes inclinadas y muy inclinadas, y por problemas de inestabilidad geológica (asociada a la Falla de Boconó) que aceleran la dinámica de dichos procesos con potencial afectación a las posiciones geomorfológicas más bajas. El problema generado por los movimientos de masa, podría prevenirse si se respetaran los retiros obligatorios entre las construcciones, las vertientes inestables, el cauce de los ríos y los bordes de los taludes, tal como lo sugiere el plan de ordenamiento urbanístico para el área metropolitana de Mérida-Ejido-Tabay, documento fundamental para la organización del espacio en la ciudad de Mérida y su continua expansión hacia lugares con restricciones considerables. De allí la importancia de evaluar variables condicionantes (rangos de pendientes, la geología, la geomorfología, uso de la tierra y cobertura vegetal) para la generación de mapas temáticos, a través, del uso de sistemas de información geográfica (SIG), integrando dichos mapas mediante la aplicación de la metodología AHP (Analytical Hierarchy Process) o sus siglas en español MJA (Método Jerárquico Analítico) para obtener la zonificación. Esta técnica es ampliamente usada en la toma de decisiones con atributos múltiples, Saaty (1980), ya que permite la descomposición de un problema en una jerarquía y asegura que tantos los aspectos cualitativos como cuantitativos sean incorporados en el proceso de evaluación, durante el cual, la opinión es extraída sistemáticamente por medio de comparaciones entre pares; dicha metodología facilita el análisis multicriterio basada en importancias relativas.
Se pretende que la zonificación ante eventos hidrogeomorfológicos sirva de soporte para realizar una planificación territorial de esta zona, basada en el desarrollo socioeconómico ambientalmente sostenible.
Metodología
La metodología comprende tres etapas, identificadas como: Etapa I, consistió en la consulta de la información existente: trabajos previos, cartografía y fotografías aéreas monocromáticas, entre otros. Las fotografías utilizadas fueron desde la número 699 a la 704 de la Faja 1, fotografías desde la 749 a la 761 de la Faja 2, misión 010486, con fecha de vuelo 10 de noviembre de 1996, a escala 1:5.000, para la identificación de características de la zona de estudio como vegetación, movimientos de masa, unidades geomorfológicas, drenajes, rasgos estructurales y antropogénicos.
La fotointerpretación digital de ortofotomapas a escala 1:5.000, se realizó para inventariar los procesos hidrogeomorfológicos. Como mapa base se consideró el mapa geológico de Mérida (Ministerio para el Poder Popular de Petróleo y Minería, INGEOMIN del año 2013 a escala 1:25.000). Se crearon diversas planillas para la recopilación de la información en campo: Planilla para la descripción de afloramientos metamórficos, planilla para la descripción de depósitos cuaternarios, planilla para la descripción de procesos hidrogeomorfológicos, con base a las utilizadas por Salas y Contreras (2018), y tablas como la de Grados de Meteorización según Internacional Society for Rocks Mechanics (ISMR) Modificada de González et al. (2002), tabla del Grado de fracturación según (ISMR) tomado de González et al. (2002), tabla de Colores de Munsell para rocas, tomado de Duran y Silva (2017), y finalmente, la tabla de esfericidad y redondez de los granos, modificado de Nichols (2009). En la Etapa II se realizó la exploración y reconocimiento del área a través de salidas de campo con el fin de reconocer todos los aspectos identificados en las fotografías aéreas y analizar in situ los aspectos geológicos-geomorfológicos entre el sector Santa Juana hasta el Sector La Punta. Se observó el talud de la terraza de Mérida desde su pie hasta su borde y los diferentes movimientos de masa (“areales”, lineales y puntuales), que lo describen y se identifican los rasgos estructurales dominantes debido al trazado principal de la falla de Boconó; aunado a ello, el levantamiento de afloramientos de las unidades metamórficas y depósitos cuaternarios. Finalmente, se establecieron las variables condicionantes (la pendiente, la geomorfología, cobertura vegetal y uso de la tierra y la geología). En la Etapa III se elaboraron e integraron los mapas temáticos que representan las variables condicionantes (Mapa de rangos de pendientes, Mapa de Geología, Mapa de geomorfología, Mapa de usos de la tierra y cobertura vegetal) y se determinó la susceptibilidad, mediante los Sistemas de Información Geográfica (SIG). Se utilizó el método AHP con el objetivo de determinar las áreas de susceptibilidad a los procesos hidrogeomorfológicos mediante la valoración de las condicionantes anteriormente descritas en la zona de interés. Para la utilización del AHP se desarrolló una matriz de comparación por pares de variables, empleando la escala propuesta por Saaty (1980); y a través del análisis pareado, se definieron los pesos para las variables condicionantes, teniendo en cuenta juicios guiados por los conocimientos del área de estudio, así como, información científica y técnica.
Resultados
En el análisis de fotografías aéreas (Figura 1), resaltan los procesos hidrogeomorfológicos, los rasgos estructurales y aspectos como patrones de drenaje, la textura, tono, vegetación que permitieron definir la litología del área.
Figura 1. Fotografía aérea donde se evidencian los rasgos antrópicos, procesos hidrogeomorfológicos y rasgos estructurales del área en estudio.
Foto 1. Evidencias geomorfológicas que definen la traza de la Falla de Boconó.
En el estudio de campo, se identificó la falla de Boconó con dirección SO-NE, donde se observaron lomos y ensilladuras de fallas, facetas triangulares (foto 1) ubicadas hacía la vertiente izquierda del río Chama, perteneciente a la Asociación Sierra Nevada, de la cual se describieron un total de 6 afloramientos donde la litología está representada por rocas metamórficas como gneises, esquistos, que presentan un grado de fracturación (poco fracturado), indicando que existen menos de tres familias de discontinuidades en los macizos estudiados. El grado de meteorización varía entre los niveles II y III indicando alteración del macizo representados por el cambio de color y su transformación en suelo.
Hacia la vertiente derecha con respecto al río Chama se presenta un relieve muy inclinado debido al escarpe o talud de la terraza de Mérida, mientras que para el tope de la terraza se tiene un relieve plano en donde se encuentra emplazada la urbanización El Carrizal B. La vertiente izquierda con respecto al río Chama, se muestra un relieve de montaña de cuerpo ancho con pendientes moderadamente inclinadas, con tonalidades oscuras indicando la presencia de zonas con densa vegetación, lo que indica que el material rocoso es poco permeable, por ello el suelo es más húmedo, permitiendo el desarrollo de la misma. El sistema fluvial de la zona de estudio se encuentra emplazado en medio del afluente principal que corresponde al río Chama y sus tributarios más importantes son: las quebradas La Fría El Chama, La Astillera, La Matambita, El Rincón, La Resbalosa, La Negra, Carvajal y Albarregas, donde se observan acumulaciones de depósitos recientes (Qal) a su alrededor, que es producto del transporte, socavamiento y deposición de dicho afluente. El río Chama es alimentado por una red de drenajes secundario de manera transversal, lo que indica un tipo de drenaje angular que aportan cargas de sedimentos, modificando su trayectoria y dando parte, además, a la generación de abanicos aluviales, siendo estas, la geoformas más resaltantes, con desarrollo de cultivos y desarrollos urbanísticos. En el escarpe o talud de la terraza de Mérida, hay presencia de zonas críticas, producto de los procesos hidrogeomorfológicos de tipo lineal como cárcavas en forma de “V”, cárcavas con densa vegetación en su interior y surcos; movimientos de masas de tipo “areal” (rápidos) como deslizamientos activos e inactivos, derrumbes y, por último como proceso puntual, el socavamiento en la base del talud de la terraza. Otra evidencia resaltante es el alineamiento del río, que por sucesión cronológica, se observa que el mismo fue desviado en ciertos sectores por la ocurrencia de abanicos aluviales.
En el área de estudio resalta el proceso hidrogeomorfológico identificado como la cárcava del Carrizal, la cual afecta de manera directa dos de las viviendas de la urbanización La Montañita, las cuales se encuentran de manera inmediata y sin retiro prudencial con respecto al borde del talud (Figura 2), donde se puede apreciar el avance progresivo utilizando referencia las fotografías aéreas de 1979, 1996 y una imagen de satélite de SPOT V del 2009; en este lugar se hizo un descenso con rapel para conocer el nivel freático que se encuentra a 10 metros del borde del talud y a su vez observar como el proceso es acelerado por la presencia de aguas pluviales y residuales. En este chequeo de campo se pudo apreciar la verticalidad del talud, la variedad del tamaño de los clastos dispuestos de manera horizontal y la muy alta susceptibilidad a la ocurrencia de movimientos de masa.
Con respecto a los depósitos de edad cuaternaria, lo conforman depósitos aluviales y coluvioaluviales, presentando clastos de gran tamaño, desordenados que indican alta energía de transporte, soportado por matriz arenosa, los clastos van de redondeados a sub-redondeados, de igual forma, hay clastos poco transportados desde su fuente de aporte, puesto que son de baja esfericidad.
Los procesos geomorfológicos están representados en su mayoría por deslizamientos, socavamientos, desprendimientos, entallamientos, ubicados en zonas cuyas proximidades están destinadas a las actividades antrópicas ocasionando una amenaza latente. En la figura 3 se muestra el mapa de los movimientos de masa generado a partir del inventario de los procesos hidrogeomorfológicos.
Figura 2. Condiciones del talud del río Chama, inestable, húmedo, con movimientos de masa y con edificaciones en su borde. Fuente: INPRADEM.
Figura 3. Mapa de los movimientos de masa. Mapa reducido de la versión original.
Al tener el análisis cada una de las variables condicionantes, determinadas en las etapas anteriores, entre ellas los rangos de pendientes, la litología, unidades geomorfológicas, uso de la tierra y cobertura vegetal, se obtuvieron los mapas temáticos de los cuales, se analizó la correlación de cada una de ellos con los movimientos en masa en el área. En la figura 4 se puede apreciar un ejemplo de correlación entre la variable rangos de pendientes y los movimientos en masa.
Figura 4. Correlación entre el % de Rangos de Pendientes vs % de Movimientos de Masa.
Figura 5. Correlación entre el % de nivel de susceptibilidad y el % de Movimientos de Masa.
A partir de la superposición de los mapas temáticos de los factores condicionantes, se obtiene el mapa de zonificación de los niveles susceptibilidad a procesos hidrogeomorfológicos del área de estudio a través de la aplicación del método AHP, mediante su base matemática, con el cálculo de los parámetros para la realización del mapa de zonificación de las áreas susceptibles de este proyecto. Las capas de información cartográfica establecidas como condicionantes tienen una base de datos que describe las características físicas de estas variables para el análisis de susceptibilidad a procesos hidrogeomorfológicos, en el cual se usaron cinco niveles de susceptibilidad (muy alto, alto, moderado, bajo y muy bajo), que son asignados a cada variable de acuerdo a sus características físicas. Tomando como referencia la Escala AHP de comparaciones entre dos factores o variables, Saaty (1980), en la cual fueron atribuidos los criterios de importancia para cada mapa, según los pesos obtenidos anteriormente, donde la razón de consistencia final fue de 0,043 < 0,10, lo que indica que se tiene un razonable nivel de consistencia en el AHP, obteniendo un área total de 11.991.369,04 m², con niveles de susceptibilidad entre muy alto, alto, moderado, bajo y muy bajo. En la figura 5, se muestra la correlación entre el porcentaje de nivel de susceptibilidad versus el porcentaje de los movimientos de masa. Finalmente, integrando las variables evaluadas en este estudio, en la figura 6 se muestra el mapa de los niveles de susceptibilidad obtenido.
Figura 6. Mapa de Niveles de susceptibilidad del área en estudio.
Conclusiones
El análisis fotogeológico entre los sectores Santa Juana y La Punta, permitió corroborar gran parte del trabajo realizado en campo, así como la considerable influencia antropogénica que ha sido una variable que afecta la ocurrencia de los procesos hidrogeomorfológicos ,debido a construcciones civiles ubicadas en zonas alarmantes como el borde del talud de la terraza de Mérida y zonas aledañas a los ríos y quebradas que representan una situación de amenaza para los habitantes de dichos sectores.
Para el año 1952 en el área de estudio no existía un desarrollo poblacional considerable, por ende, la variable antropogénica no era un factor relevante para la ocurrencia de los procesos hidrogeomorfológicos, mientras que en la actualidad la actividad antropogénica para que se originen dichos procesos es significativa.
El área de estudio se caracteriza por presentar un relieve montañoso y áreas con topografías sin desniveles ni irregularidades, cabe resaltar en tan solo el 4,16 % de la superficie total del área de estudio predominan el 38,52 % de los movimientos de masa inventariados, es decir, un área muy pequeña de rangos de pendientes mayores a 45° (> 100 %) ubicados en el borde del talud o escarpe de la terraza de Mérida y en zonas muy inclinadas de la Asociación Sierra Nevada.
La unidad geomorfológica definida por el talud o escarpe para el mapa de Geología, ocupa solo el 18,57 % de la superficie del área de estudio, donde se interpretó el 97,64% de los movimientos de masa, caracterizado por ser un sector muy dinámico influenciado por las lluvias, efectos antropogénicos y actividad sísmica.
El uso de la tierra y cobertura vegetal predominante en la zona, corresponde a bosque intervenido por uso agrícola, gramíneas, matorrales y bosque medio – ralo intervenido arbustal, ocupando el 58,87 % de la superficie, causando el 89,01 % de los movimientos de masa. Este valor representa casi en su totalidad la ocurrencia de estos procesos.
De acuerdo a la zonificación obtenida en el área bajo estudio, los niveles de susceptibilidad muy alto y alto, presentan el 75,29 % de los movimientos de masa inventariados, representados en una superficie de tan solo 18,53 % del área total, lo que permite validar los resultados obtenidos, así como también la metodología utilizada. En su mayoría son zonas de relieve muy inclinado de material poco consolidado y rocas blandas poco resistentes del talud de la terraza de Mérida, de actividad antropogénica considerable que interviene significativamente en la dinámica de los procesos hidrogeomorfológicos.
Referencias
Duran, M., Silva, A. (2017). Análisis de los controles geomorfológicos en la microcuenca del río Aracay, para generar una zonificación preliminar de amenaza hidrogeomorfológica, municipio Cardenal Quintero, estado Mérida-Venezuela (Trabajo final de grado). Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela.
González de Vallejo, L., Ferrer, M., Ortuño, L., Oteo, C. (2002). Ingeniería Geológica. Madrid; Pearson Educación.
Nichols, G. (2009). Sedimentology and stratigraphy. John Wiley & Sons.
Saaty, T. L. (1980). The Analytic Hierarchy Process. McGraw-Hill, New York.
Salas, G., Contreras, A. (2018). Zonificación de amenaza hidrogeomorfológica de la población de Mucuruba, municipio Rangel, Mérida- estado Mérida (Trabajo final de grado). Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela.
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