Rainfall thresholds for shallow landslides based on physical models: application in a sub-basin of the Valle de Aburrá (Colombia)•

Umbrales de lluvia para deslizamientos superficiales basados en modelos físicos: aplicación en una subcuenca del Valle de Aburrá (Colombia)

An analysis of the rainfall conditions and the influence of the infiltration processes on the slope stability are important in tropical mountain terrains due to the wide occurrence of rainfall-induced landslides. Distributed physical-based models can be coupled with techniques that relate the factor of safety with rainfall thresholds associated with the occurrence of this phenomenon. This study presents a methodology that determines the thresholds of rainfall intensity and duration, for the prediction of shallow landslides, using a distributed physical model called TRIGRS. In the analysis, it is used a percentage of the critical area of failure defined for a study area. The conditions of mean intensity and duration of rain that induce this failing area to be reached are adjusted to a potential equation, within certain ranges of duration and intensity. The model is used in a sub-basin of the Valle de Aburrá (Colombia) and the results are compared with rainfall thresholds defined with another distributed physical model. The obtained results reaffirm that the conditions of rainfall intensity and duration that trigger landslides in a region exhibit scaling properties determined by relationships of potential equations, like those obtained by other researchers in different places of the world.

El análisis de las condiciones de lluvia y la influencia del proceso de infiltración en la estabilidad de laderas tiene relevancia en terrenos montañosos tropicales debido a la abundante ocurrencia de movimientos en masa inducidos por lluvia. Los modelos físicos distribuidos se pueden integrar con técnicas que se basan en el cálculo del factor de seguridad para la definición de umbrales de lluvia asociados a la ocurrencia de este fenómeno. En este estudio se presenta una metodología que determina umbrales de intensidad y duración de lluvia para la predicción de deslizamientos superficiales, utilizando el modelo físico distribuido TRIGRS. Para esto se utiliza un porcentaje de área crítica de falla definido para una zona de estudio. Las condiciones de intensidad promedio y duración de lluvia crítica se ajustan a una ecuación potencial, dentro de ciertos rangos de duración e intensidad. El modelo se aplica a una subcuenca del Valle de Aburrá (Colombia) y se compara con umbrales de lluvia definidos con otro modelo físico distribuido. Los resultados señalan que las condiciones de intensidad y duración de lluvia que desencadenan deslizamientos en una región exhiben propiedades de invariancia en la escala determinadas por relaciones de ecuaciones potenciales, similares a las obtenidas por otros investigadores en diferentes sitios del mundo.