Spatio-temporal patterns of landslides and erosion in tropical andean catchments

• Vanacker, Veerle ^[1] ; Guns, Marie ^[1] ; Clapuyt, Francois ^[1] ; Balthazar, Vincent ^[1] ; Tenorio, Gustavo ^[2] ; Molina, Armando ^[3]
  1. [1] Earth and Life Institute, George Lemaître Center for Earth and Climate Research, Université Catholique de Louvain
  2. [2] Facultad de Ciencias Agropecuarias, Campus Yanuncay, Universidad de Cuenca - Department of Earth and Environmental Sciences, KU Leuven,
  3. [3] Programa para el Manejo del Agua y del Suelo (PROMAS), Facultad de Ingeniería Civil, Universidad de Cuenca - Department of Earth and Environmental Sciences, KU Leuven

  Mostrar afiliaciones +
• Localización: Pirineos, ISSN 0373-2568, Nº. 175, 2020, págs. 1-14
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Distribución espacio-temporal de los deslizamientos y erosión hídrica en una cuenca Andina tropical
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Las cadenas montañosas en las regiones tropicales se caracterizan por las altas tasas de erosión debido a los eventos de lluvia intensa, terrenos escarpados y al alto grado de meteorización del material parental. Los deslizamientos son fenómenos recurrentes, y son considerados como los procesos más importantes de erosión en las zonas montañosas y las principales fuentes de sedimentos en el sistema fluvial. Con el objetivo de cuantificar la contribución de sedimentos provenientes de los deslizamientos al sistema fluvial, se realizó un estudio de caso en la Cuenca del Río Pangór, Ecuador. En este estudio, se cuantificó las tasas de erosión a escala de cuenca por medio de información derivada de estaciones de aforo de caudales e inventarios de isótopos cosmogénicos en sedimentos fluviales. Después, se evaluó la fiabilidad y validez de la información obtenida con el objetivo de cuantificar la carga de sedimento transportado por el río en regiones montañosas. Finalmente, se analizó la fracción de la carga total de sedimento proveniente de deslizamientos en las laderas. La cuenca del Río Pangór fue seleccionada por su extensa serie de tiempo de datos hidrometeorológicos (1974-2009). La carga de sedimento en el Río Pangór fue estimada por medio de un análisis de magnitudfrecuencia de la información recolectada en una estación hidrométrica y datos de concentración de sedimentos en suspensión. Los resultados muestran un valor de un orden de magnitud menor que la tasa de erosión calculada en función de los inventarios de isótopos cosmogénicos. Esta diferencia se explica por (i) la dificultad de extrapolar la información sobre la frecuencia temporal de los caudales y la carga de sedimento en regímenes hidrológicos no estacionarios, y (ii) el submuestreo de eventos extremos. Bajo estas condiciones, la cuantificación de las tasas de erosión derivadas de los isótopos cosmogénicos proporcionan una metodología alternativa para la cuantificación de la carga total de sedimentos en el sistema fluvial. Un inventario multitemporal (1963-2010) de deslizamientos fue desarrollado a partir de imágenes de satélite y fotografías aéreas. Mediante trabajo de campo se generó información sobre la geometría de los deslizamientos para la cuantificación de volúmenes de sedimento producido por los deslizamientos. En la cuenca del Río Pangór las altas tasas de erosión producida por los deslizamientos varían entre 1688+901−326 y 630+300−108 t.km2.y-1, valores que son similares a las tasas de erosión derivadas de isotopos cosmogénicos. Los resultados indican que los deslizamientos son las principales fuentes de sedimento en esta cuenca montañosa.

  • English

    Tropical mountain regions are prone to high erosion rates, due to the occurrence of heavy rainfall events and intensely weathered steep terrain. Landslides are a recurrent phenomenon, and often considered as the dominant erosion process on the hillslopes and the main source of sediment. Quantifying the contribution of landslide-derived sediment to the overall sediment load remains a challenge. In this study, we derived catchment-average erosion rates from sediment gauging data and cosmogenic radionuclides (CRN), and examined their reliability and validity for constraining sediment yields in tectonically active regions. Then, we analysed the relationship between catchment-average erosion rates and landslide-derived sediment fluxes.

    The Pangor catchment, located in the western Andean mountain front, was selected for this study given its exceptionally long time series of hydrometeorological data (1974-2009). When including magnitude-frequency analyses of the sediment yields at the measurement site, the corrected gauging-based sediment yields remain one order of magnitude lower than the CRN-derived erosion rates. The underestimation of catchment-average erosion rates from gauging data points to the difficulty of extrapolating flow frequency and sediment rating data in non-stationary hydrological regimes, and severe undersampling of extreme events. In such conditions, erosion rates derived from cosmogenic radionuclides are a reliable alternative method for the quantification of catchment-average sediment yield. Landslide inventories from remote sensing data (1963-2010) and field measurements of landslide geometries are the input data for the derivation of landslide-derived sediment fluxes. The landslide-related erosion rates of 1688+901−326 and 630+300−108 t.km2.y-1 are similar to the CRN-derived erosion rates, likely indicating that landslides are the main source of sediment in this mountainous catchment.