Relacion entre desastres flujo de escombros y depositos de cenizas debido a erupciones volcanicas Misión Japonesa Proyecto GENSAI Hiroshi KISA 20 de Junio 2013 CONFERENCIA SOBRE ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO Y GESTION PREVENTIVA DEL RIESGO EN LA INFRAESTRUCTURA PUBLICA: POR UNA INFRAESTRUCTURA RESILIENTE 1
Objetivo Japón está ubicado en el Pacífico, asi como El Salvador. Hay 110 volcanes activos en Japón y varios de ellos han tenido actividad en varias decadas. Se conoce que el flujo de escombros puede suceder en líneas divisoras de agua en el cual se depositan cenizas volcánicas en capas gruesas luego de erupciones, incluso en tiempos de lluvias ligeras. Puede ocurrir más frecuentemente, y el flujo de escombros puede ser mayor que de costumbre. Esta presentación muestra el mecanismo de ocurrencias como flujo de escombros volcánicos causado por los depositos de cenizas volcánicas. 2 estudios de casos de erupciones volcánicas recientes y flujos de escrombros o descargas de sedimentos en Japón. 2
Flujo de escombros volcánicos inducido por depositos de caída de cenizas Mecanismo de ocurrencia de flujo de escombros volcánicos. Dos estudios de casos de erupciones volcánicas en Japón Volcán Sakurajima Volcán Shinmoe dake en Kirishima, erupciones 2011 Conclusión Contenido 3
Flujo post erupción de escombros volcánicos y descarga de sedimentos Ejemplo de flujo de escombros volcánicos inducido por depositos de caída de cenizas Disaster by debris flow, Unzen volcano, Shimabara, Unzen Restoraion Work Office, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism http://www.qsr.mlit.go.jp/unzen/sabo/funkasaigai.html Decris flow, taken in Jul. 1985, Sakurajima Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism http://www.mlit.go.jp/river/sabo/link03021.htm Disaster by debris flow, taken in 20,Jun 1993, Unzen volcano, Shimabara, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism http://www.ktr.mlit.go.jp/tonesui/tonesui00008.html 4
Mecanismo de la disminición de capacidad de infiltración por depositos de cenizas Pre erupción: La capacidad de infiltración es alta, es difícil que ocurran escorrentías superficiales Deposito de erupción y cenizas infiltración Post erupción: La capacidad de infiltración es considerablemente baja y las escorrentías superficiales ocurren incluso con lluvias ligeras. Escorrentía superficial talud Lluvia Lluvia Riachuelo Discharge Time Rainfall Deposito de cenizas Discharge Time Rainfall Infiltración 5
Ubicación Mecanismo de flujo de escombros posterupción y descarga de sedimentos Fenomenos Erupciones volcánicas Cubierta por cenizas volcánicas Talud Lluvia Disminución considerable en la capacidad de infiltración de taludes Escorrentías superficiales, erosión superficial, incremento de zanjas arroyo Incremento en la descarga de sedimento, ocurrencias de flujo de escombros volcánicos Ocurrirán flujos de escomrbos o inundaciones hasta que se recupere la capacidad de infiltración de los taludes por medio del crecimiento de vegetación o el deslave de las cenizas de los taludes. 6
Estudio de casos 1 : Volcán Sakurajima El volcán Sakurajima, es uno de los volcanes más activos en Japón. El crater de Syowa a menudo erupta cenizas volcánicas y las deposita rapidamente en las faldas del volcán. En riachuelos en los alrededores del volcán ocurren flujos de escombros incluso en lluvias ligeras. PWRI, sitio de observación de Japón, investigó la relación de escorrentías superficiales y ocurrencias de flujo de escombros desde diciembre de 2011. KAGOSHIMA No se puede entrar Crater Showa Sitio de observación Cuenca del río Arimura 7 Kyusyu Regional Development Bureau, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism
Observación de escorrentías superficiales El talud de observación que está cubierto con cenizas volcanicas tuvo fuertes erupciones recientemente. Equipo de observación para escorrentías superficiales se muestra a continuación. Talud de observación1.8m 2 Tubería Talud de observación 1.8m 2 Escorrentía superficial y erosión de sedimentos tubería tubería Para intercepción de agua contenedor Calibrador de lluvia Cubierta del equipo Contenedor Calibrador de agua Celda de carga Agua Calibrador de agua Sedimento Válvula eléctrica Registrador de datos Cubiculo 8
Hidrograma de escorrentía superficial observado y ocurrencia de flujo de escombros Descarga de escorrentía superficial(cm 3 /10min) 28,000 24,000 20,000 16,000 12,000 8,000 4,000 0 7:00 Intensidad pluvial Escorrentía superficial 8:00 9:00 Jun. 21, 2012 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 3mm/10min 16:00 17:00 18:00 Osaka et al,2013, Journal of the Japan Society of erosion Control Engineering, Vol.65, No.6, pp46-50. 0 2 4 6 8 10 12 14 Intensidad pluvial (mm/10min) Tiempo de ocurrencia de flujo de escombros 12:56 Jun 21, 2013 Descarga pico 80m 3 /s Kyusyu Regional Development Bureau, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism 9
Total lluvias (mm) Total de descarga de escorrentías superficiales(cm 3 ) Relación entre escorrentías superficiales y ocurrencias de flujo de escombros 0 50 100 150 200 80,000 60,000 40,000 20,000 0 15-Feb 25-Feb 6-Mar 16-Mar Total de lluvias (mm) 26-Mar 5-Apr 15-Apr 25-Apr 5-May 15-May 25-May 4-Jun Ocurrencia de flujo de escombros Total de descarga de escorrentía superficial(cm 3 /10min) Feb. Sep 2012 No ocurrió flujo de escombros cuando no se observó escorrentía superficial. Cada vez que cierto nivel o más escorrentías superficiales del talud de observación, seguramente se observaba flujo de escombros en el río. La escorrentía superficial parece causar flujo de escombros en el río. 10 14-Jun 24-Jun 4-Jul 14-Jul 24-Jul 3-Aug 13-Aug Public Works Research Institution, Japan 23-Aug 2-Sep 12-Sep
Estudio de casos 2 : Volcán Shinmoe dake en Kirishima El volcán Shinmoe-dake hizo erupción el 26 de enero de 2011 y esparció una gran cantidad de cenizas volcanicas en los alrededores en los días que le siguieron. Se depositó ceniza volcánica y piedra pómez en los ríos. MIYAZAKI KAGOSHIMA Taken on Jan. 27, 2011. Kyusyu Regional Development Bureau, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism http://www.qsr.mlit.go.jp/s_top/shinmoe/heri-chousa1.27.pdf Ceniza volcánica Pómez Riachuelo en donde se depositó la ceniza Superficie original 11
Descarga de sedimento en riachuelo Afortunadamente no hubo desastres por flujo de escombros. Por otro lado, ocurrió mucha descarga de sedimento en la estación lluviosa del 2011, y la represa de Sabo recolectó el sedimento. Los depositos de sedimento eran constituidos principalmente por materiales pyroclástico de la erupción de 2011 Ejemplo de flujo pico en inundación Shimizu et al,2011, Journal of the Japan Society of erosion Control Engineering, Vol.64, No.3, pp46-56. Kisa et al,2011, Journal of the Japan Society of erosion Control Engineering, Vol.65,No.6 pp.12-21 Taken by Kyusyu Regional Development Bureau, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism 12
Rastro de escorrentías y erosiones Los rastros de las escorrentías y de las erosiones se encuentran en los taludes en donde la superficie está densamente cubierta por cenizas volcánicas y pómez. Las escorrentías parecen causar flujo de escombros al río. riachuelo Expansión de zanja Zanja Shimizu et al,2011, Journal of the Japan Society of erosion Control Engineering, Vol.64, No.3, pp46-56. 13
Conclusión Flujo de escombros puede ocurrir en ríos en donde se deposita una gran cantidad de ceniza volcánica luego de una erupción, incluso con lluvias ligeras. La capacidad de infiltración se vuelve remarcablemente baja por que el deposito de cenizas y escorrentías ocurren facilmente incluso con lluvias ligeras. Las escorrentías y la erosión que ocurren en taludes incrementan la descarga de agua y sedimento en los riachuelos. Pueden causar flujo de escombros o inundaciones. 14
MUCHAS GRACIAS 15