Patrones espaciales de exposición a flujos cargados de sedimento en un abanico aluvial experimental

Resumen

Los flujos cargados de sedimentos con cantidades significativas de madera de gran tamaño pueden afectar a los abanicos aluviales y dañar seriamente la infraestructura y la propiedad expuesta, lo que hace que un conocimiento profundo de la exposición sea un requisito esencial para la mitigación del riesgo. Para investigar su variabilidad espacial, ejecutamos experimentos en un modelo físico simplificado y evaluamos el proceso espacial observado y los patrones de exposición cuantificando índices sintéticos y analizando geoestadísticamente las probabilidades espaciales de ocurrencia. Variamos sistemáticamente las condiciones de carga, es decir, el volumen de flujo total, la fracción sólida y la potencia de la corriente, y repetimos cada configuración experimental ocho veces. Se consideraron dos diseños de abanicos aluviales, uno equipado con un canal guía y un puente y otro con el canal guía solamente. En primer lugar, contrastamos la hipótesis de que un régimen de mayor potencia de la corriente del flujo cargado de sedimentos está asociado con una mayor exposición y una menor incertidumbre espacial de la exposición en comparación con flujos generados con una menor potencia de la corriente. En segundo lugar, probamos si un mayor volumen de flujo está asociado con una mayor exposición en el abanico aluvial y con una menor incertidumbre espacial. Ninguna de las hipótesis antes mencionadas se verifica para todo el conjunto de condiciones de flujo. La primera hipótesis se rechaza en la mayoría de las condiciones consideradas. La segunda hipótesis se corrobora predominantemente cuando se consideran las áreas expuestas tanto por sedimentos como por agua. En cambio, cuando se consideran sólo las áreas de depósito de sedimentos, esta hipótesis se corrobora predominantemente en el abanico aluvial que presenta el puente. Proporcionamos mapas de probabilidad de exposición para todas las condiciones experimentales y presentamos la variabilidad de la exposición mediante elipses de desviación estándar. Aunque los resultados cuantitativos de este estudio son concluyentes solamente para los diseños de abanicos aluviales adoptados, ellos, en general, indican que una variación de los parámetros de carga conduce a cambios notables en los patrones de probabilidad de exposición y los parámetros de las elipses de desviación estándar. A la luz de los resultados obtenidos, los tomadores de decisiones deberían tomar en cuenta la variabilidad potencial de las respuestas geomórficas en los abanicos aluviales en sus prácticas de gestión de riesgos para evitar subestimar los impactos en el entorno construido.