Torna al blog BIM i IFC
Eines i comparatives · 2026-10-27 · 8 min
Pluja crítica per a esllavissades a partir d'un DEM i un KMZ, al navegador
Quanta pluja cal perquè falli el vessant que hi ha sobre una escola? A partir d'un model del terreny i un KMZ de l'àmbit, el navegador calcula l'escolament, la probabilitat d'esllavissades superficials i el recorregut probable d'un flux de derrubis a mesura que avança la tempesta, i dona a cada habitatge, escola, centre de salut i via la seva pluja crítica.
Maqueta 3D de la quebrada Quirio a Chosica (Perú), retallada del relleu amb parets de terra: vessants acolorits de verd a vermell fosc segons la probabilitat d'esllavissada, aigua en blau pels torrents i etiquetes dels habitatges, escoles, el centre de salut i la via exposats
On la pluja cau sobre vessants costeruts i nus damunt d'un poble, el perill no és només l'aigua. El mateix terreny cedeix, i el que comença com una petita esllavissada al vessant pot baixar per un torrent com a flux de derrubis i arribar a les cases de la seva desembocadura. Explicar-ho a qui hi viu, i a qui decideix quan avisar-los, és difícil amb un mapa estàtic.
Aquesta eina ho mostra mentre passa. Li dones l'àmbit com a KMZ, agafa el terreny del mapa i fa avançar una tempesta pas a pas: quanta pluja escola, quins vessants es tornen inestables a mesura que el sòl absorbeix la resta, per on viatjaria un flux de derrubis des d'ells i amb quina pluja acumulada queda afectat per primera vegada cada habitatge, escola, centre de salut i via.
L’essencial
- Escolament pel nombre de corba SCS, ruptura de vessants pel talús infinit amb Monte Carlo, flux de derrubis per un angle d'abast: mètodes estàndard i documentats.
- Cada element exposat del KMZ rep una pluja crítica i la seva causa: esllavissada, flux de derrubis o escolament. S'exporta en CSV i GeoJSON.
- Els vessants que fallen fins i tot sense pluja es mostren a part: cap llindar de pluja no els descriu.
- Funciona al navegador en pocs segons i no necessita cap model IFC. És orientativa: no substitueix una avaluació de riscos oficial.
Quebrada Quirio, Chosica, al final d'una tempesta de 40 mm. El relleu és real; les marques són inventades per a l'exemple.
Què necessita
- L'àmbit com a KMZ o KML: un polígon amb el seu límit (anomenat «àmbit», «límit», «conca»… o simplement el més gran) i marques per al que està exposat. Llegeix punts, línies i polígons, en carpetes o no.
- El terreny, del relleu del mapa o d'un DEM que importis (GeoTIFF o malla ASCII). Si no hi ha cap model IFC carregat, el mateix KMZ situa l'escena i el mapa s'obre a l'àmbit.
- La tempesta, dels preajustos del tauler d'inundació o dibuixada a mà com a hietograma.
- El sòl: grup hidrològic, humitat prèvia, cohesió, angle de fricció, gruix i pes unitari, amb valors per defecte editables per a sòls residuals en vessants costeruts.
Els elements exposats es reconeixen per la seva carpeta, nom, descripció o dades: «vivienda», «I.E.», «colegio», «posta», «centro de salud», «carretera», «trocha» i els seus equivalents en altres llengües. Una línia sense nom es pren com a via. Sense KMZ, les escoles, els centres de salut, els habitatges i els carrers amb nom surten d'OpenStreetMap.
Com calcula cada pas
| Pas | Mètode | Què dona |
|---|
| Escolament | Nombre de corba SCS (TR-55), CN segons la coberta d'OpenStreetMap i el grup de sòl | Quanta pluja caiguda fins ara escola i quanta s'infiltra |
| Humitat | Aigua infiltrada sobre la porositat drenable del sòl, més a les fondalades que recullen aigua de vessant amunt | La fracció saturada de la capa de sòl, cel·la a cel·la |
| Ruptura de vessants | Factor de seguretat del talús infinit, 200 mostres Monte Carlo de c′, φ′, γ i gruix del sòl | La probabilitat que el vessant falli, P(FS < 1) |
| Flux de derrubis | Màxima pendent des de les ruptures probables, aturat per un angle d'abast (12° per defecte) | Per on van els fluxos i on s'aturen |
| Pluja crítica | El primer pas en què les cel·les d'un element fallen, les travessa un flux o superen una làmina d'escolament | Un llindar de pluja per element, amb la seva causa |
El nombre de corba dona la làmina d'escolament per a la pluja acumulada fins aquell moment[tr55]. El que no escola entra al sòl i n'eleva el nivell freàtic, més de pressa a les fondalades que drenen una gran superfície per sobre. El model de talús infinit compara llavors la resistència del sòl amb el seu pes sobre la pendent, amb l'aigua reduint la fricció[hammond]. Les propietats del sòl mai no es coneixen exactament, així que cadascuna se sorteja 200 vegades al voltant del seu valor i la proporció de sortejos en què el vessant falla és la seva probabilitat.
Els fluxos de derrubis neixen on la pluja ha fet fallar el vessant i segueixen el camí de màxima pendent. S'aturen on la línia des del seu origen fins al seu front es torna més planera que l'angle d'abast: la relació empírica entre desnivell i distància que assoleixen els fluxos de derrubis[corominas].
La tempesta, pas a pas
La línia de temps reprodueix la tempesta pas a pas. En els primers mil·límetres només destaquen unes poques taques; al final de la tempesta les cares costerudes sobre el torrent són taronges i vermelles, i els recorreguts dels fluxos de derrubis baixen des d'elles fins al fons de la vall. Les etiquetes dels elements exposats es tornen vermelles en el pas que els afecta.
Primer pas de la tempesta. Morat: terreny que falla fins i tot sense pluja.
Després de 250 mm acumulats. Les etiquetes es tornen vermelles quan la pluja arriba al seu valor crític.
Dues capes més mostren les parts de la cadena. Escolament acoloreix el terreny segons el que ha escolat fins ara i deixa veure la xarxa de drenatge. Derrubis mostra per on viatgen els fluxos de les ruptures probables (marró clar) i on s'aturen (marró fosc).
Escolament amb uns 120 mm acumulats: destaca la xarxa de drenatge.
Recorreguts i dipòsits de derrubis després de tota la pluja provada.
Vessants que fallen sense pluja
A l'exemple, amb el sòl per defecte, 13,6 ha fallen abans que caigui una gota: cares massa costerudes per a un sòl d'aquella resistència, normalment roca o cingles en la realitat. El model no els pot donar una pluja crítica, perquè no cal cap pluja, i comptar-les donaria a cada element sota un cingle un llindar de gairebé zero. Es mostren en morat, no fixen llindar ni generen fluxos de derrubis, i un element situat a sobre queda assenyalat. És la classe «incondicionalment inestable» de SHALSTAB[shalstab]. On importin, els paràmetres del sòl han de sortir del treball de camp.
La taula de pluja crítica
La taula llista tots els elements exposats, del més exposat al menys: la pluja amb què queden afectats i per què. A l'exemple, amb els paràmetres per defecte:
| Element | Pluja crítica | Causa |
|---|
| Carretera Central (tram) | 1 mm | Flux de derrubis |
| I.E. Inicial 520 | 7 mm | Esllavissada |
| I.E. N° 1201 | 70 mm | Esllavissada |
| Puesto de salud Quirio | 90 mm | Escolament |
| Habitatges (tres grups) | 140 mm | Escolament |
Una via afectada amb 1 mm no és una previsió que un mil·límetre la tallarà: diu que les cel·les que travessa són sota vessants al límit de l'equilibri en aquest model, la classe més susceptible. Aquest és el valor de la taula: un ordre del que cal vigilar primer. Calibrats amb esdeveniments passats i sòls locals, valors com aquests són la base dels llindars d'alerta primerenca. La taula s'exporta en CSV i en GeoJSON, que s'obre a QGIS o Google Earth.
El que no fa
- No preveu la pluja ni diu quan fallarà un vessant. Diu quanta pluja aguanta cada lloc amb els paràmetres donats.
- Fa servir un únic sòl per a tota la zona, amb incertesa, no un mapa geològic. Afloraments rocosos, col·luvions i reblerts li semblen iguals.
- La infiltració i l'aigua subterrània estan simplificades: sense flux lateral en el temps ni drenatge entre tempestes.
- El relleu global (uns 30 m) suavitza els torrents petits i les cares costerudes. Un DEM local dona millors pendents.
- No substitueix una avaluació de riscos oficial, l'estudi de camp ni el calibratge propi d'un sistema d'alerta primerenca.
Referències
- Urban Hydrology for Small Watersheds (Technical Release 55) — USDA Natural Resources Conservation Service. El mètode del nombre de corba i les seves taules de CN per coberta del sòl i grup hidrològic.
- Level I Stability Analysis (LISA) Documentation for Version 2.0 — Hammond, Hall, Miller & Swetik, USDA Forest Service. El factor de seguretat del talús infinit amb paràmetres del sòl incerts, avaluat per Monte Carlo.
- A physically based model for the topographic control on shallow landsliding — Montgomery & Dietrich, Water Resources Research 30(4). Pluja crítica a partir de la topografia i el talús infinit; la classe «incondicionalment inestable».
- The angle of reach as a mobility index for small and large landslides — Corominas, Canadian Geotechnical Journal 33(2). Angles d'abast (H/L) de fluxos de derrubis i altres esllavissades.
Pluja crítica per a esllavissades a partir d'un DEM i un KMZ, al navegador