Published April 29, 2021
| Version v1
Publication
Open
Paraglacial Rock Slope Stability Under Changing Environmental Conditions, Safuna Lakes, Cordillera Blanca Peru
Creators
- 1. Czech Academy of Sciences, Institute of Rock Structure and Mechanics
- 2. Czech Geological Survey
- 3. Czech Hydrometeorological Institute
- 4. Czech Academy of Sciences, Global Change Research Institute
- 5. Gamma Remote Sensing (Switzerland)
- 6. University of Zurich
Description
Landslides or landslide-induced impact waves in high mountain lakes represent a high hazard for society, calling for realistic assessments of rock slope stability responsible for the process chain initiation. This task is often hampered by complex interplays of triggers, which effects on slope stability may be delayed by decades or even millennia, while historical records describing slope topography or landslide occurrences are usually shorter and incomplete. This article builds on rarely available detailed historical data describing the site of the 2002 rock avalanche in the Cordillera Blanca, Peru. It caused a dangerous impact wave in the Safuna Alta Lake resulting in a minor flood, but ongoing downstream development significantly increased the risk of a comparable event. Pre-2002 and post-2002 failure slope topography, 70 years long history of glaciation and landslide occurrences were combined with non-invasive field geological surveys and laboratory geotechnical analyses to characterize the distinct morphological parts of the failed slope with reliable engineering geological slope models. Slope stability was calculated for a series of environmental scenarios providing insights into the 2002 rock avalanche failure mechanism and dynamics as well as the role of glacier slope support for its stability. Results show that the rock slope stability is governed by discontinuous slip planes where rock bridges represent the most likely additional resisting forces. The effect of glacier support on the slope stability is limited under full-water saturation of the rocks and due to specific morpho-structural conditions. Importance of the long-term, progressive deterioration of the rock slope strength under paraglacial environment and repeated seismic shaking is illustrated by the fact that even the Little Ice Age maximum glacier extend only had minor positive effect on the pre-2002 rock avalanche slope stability. Despite of that, the slope remained without a major failure for decades or possibly even centuries. Its collapse in 2002 caused retrogressive movements of the adjacent slope, which remains highly unstable until now. Therefore the future safety of the lake would largely benefit from the implementation of a reliable slope movement monitoring system.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تمثل الانهيارات الأرضية أو موجات التأثير الناجمة عن الانهيارات الأرضية في البحيرات الجبلية العالية خطرًا كبيرًا على المجتمع، مما يدعو إلى إجراء تقييمات واقعية لاستقرار المنحدرات الصخرية المسؤولة عن بدء سلسلة العمليات. غالبًا ما تعوق هذه المهمة التداخلات المعقدة للمشغلات، والتي قد تتأخر التأثيرات على استقرار المنحدر لعقود أو حتى لآلاف السنين، في حين أن السجلات التاريخية التي تصف تضاريس المنحدر أو حدوث الانهيارات الأرضية عادة ما تكون أقصر وغير مكتملة. تعتمد هذه المقالة على البيانات التاريخية التفصيلية النادرة التي تصف موقع الانهيار الصخري لعام 2002 في كورديليرا بلانكا، بيرو. تسبب ذلك في موجة ارتطام خطيرة في بحيرة سافونا ألتا مما أدى إلى حدوث فيضان طفيف، لكن التطوير المستمر في اتجاه مجرى النهر زاد بشكل كبير من خطر وقوع حدث مماثل. تم الجمع بين تضاريس منحدر ما قبل عام 2002 وما بعد عام 2002، وتاريخ طويل من التجلد والانهيارات الأرضية دام 70 عامًا مع المسوحات الجيولوجية الميدانية غير الغازية والتحليلات الجيوتقنية المختبرية لتمييز الأجزاء المورفولوجية المتميزة للمنحدر الفاشل مع نماذج المنحدرات الجيولوجية الهندسية الموثوقة. تم حساب استقرار المنحدرات لسلسلة من السيناريوهات البيئية التي توفر رؤى حول آلية وديناميكيات فشل الانهيار الجليدي الصخري لعام 2002 بالإضافة إلى دور دعم المنحدرات الجليدية لاستقرارها. تظهر النتائج أن استقرار المنحدر الصخري تحكمه مستويات انزلاق متقطعة حيث تمثل الجسور الصخرية القوى المقاومة الإضافية الأكثر احتمالاً. يكون تأثير دعم الأنهار الجليدية على استقرار المنحدر محدودًا في ظل تشبع الصخور بالماء الكامل وبسبب الظروف الهيكلية الشكلية المحددة. تتضح أهمية التدهور التدريجي طويل الأجل لقوة المنحدر الصخري في ظل البيئة شبه الجليدية والاهتزاز الزلزالي المتكرر من حقيقة أنه حتى أقصى امتداد للجليد في العصر الجليدي الصغير لم يكن له سوى تأثير إيجابي طفيف على استقرار المنحدر الجليدي الصخري قبل عام 2002. على الرغم من ذلك، ظل المنحدر دون فشل كبير لعقود أو ربما حتى قرون. تسبب انهياره في عام 2002 في حركات تراجعية للمنحدر المجاور، والذي لا يزال غير مستقر للغاية حتى الآن. لذلك ستستفيد السلامة المستقبلية للبحيرة إلى حد كبير من تنفيذ نظام موثوق لمراقبة حركة المنحدرات.Translated Description (French)
Les glissements de terrain ou les vagues d'impact induites par les glissements de terrain dans les lacs de haute montagne représentent un risque élevé pour la société, nécessitant des évaluations réalistes de la stabilité des pentes rocheuses responsables de l'initiation de la chaîne de processus. Cette tâche est souvent entravée par des interactions complexes de déclencheurs, dont les effets sur la stabilité des pentes peuvent être retardés de plusieurs décennies, voire de plusieurs millénaires, tandis que les documents historiques décrivant la topographie des pentes ou les glissements de terrain sont généralement plus courts et incomplets. Cet article s'appuie sur des données historiques détaillées rarement disponibles décrivant le site de l'avalanche rocheuse de 2002 dans la Cordillère Blanche, au Pérou. Elle a provoqué une onde d'impact dangereuse dans le lac Safuna Alta, entraînant une inondation mineure, mais le développement en aval en cours a considérablement augmenté le risque d'un événement comparable. La topographie des pentes de rupture avant 2002 et après 2002, 70 ans d'histoire de glaciation et de glissements de terrain ont été combinés avec des levés géologiques non invasifs sur le terrain et des analyses géotechniques en laboratoire pour caractériser les parties morphologiques distinctes de la pente de rupture avec des modèles de pente géologiques d'ingénierie fiables. La stabilité des pentes a été calculée pour une série de scénarios environnementaux fournissant des informations sur le mécanisme et la dynamique de rupture des avalanches rocheuses de 2002 ainsi que sur le rôle du soutien des pentes des glaciers pour sa stabilité. Les résultats montrent que la stabilité de la pente rocheuse est régie par des plans de glissement discontinus où les ponts rocheux représentent les forces de résistance supplémentaires les plus probables. L'effet du support glaciaire sur la stabilité de la pente est limité en cas de saturation en pleine eau des roches et en raison de conditions morphostructurales spécifiques. L'importance de la détérioration progressive et à long terme de la résistance de la pente rocheuse dans un environnement paraglaciaire et des secousses sismiques répétées est illustrée par le fait que même l'extension maximale du glacier du petit âge glaciaire n'a eu qu'un effet positif mineur sur la stabilité de la pente des avalanches rocheuses avant 2002. Malgré cela, la pente est restée sans défaillance majeure pendant des décennies, voire des siècles. Son effondrement en 2002 a provoqué des mouvements rétrogrades de la pente adjacente, qui reste très instable jusqu'à présent. Par conséquent, la sécurité future du lac bénéficierait largement de la mise en œuvre d'un système fiable de surveillance des mouvements des pentes.Translated Description (Spanish)
Los deslizamientos de tierra o las olas de impacto inducidas por deslizamientos de tierra en lagos de alta montaña representan un alto riesgo para la sociedad, lo que exige evaluaciones realistas de la estabilidad del talud rocoso responsable del inicio de la cadena del proceso. Esta tarea a menudo se ve obstaculizada por complejas interacciones de desencadenantes, cuyos efectos sobre la estabilidad de la pendiente pueden retrasarse décadas o incluso milenios, mientras que los registros históricos que describen la topografía de la pendiente o los deslizamientos de tierra suelen ser más cortos e incompletos. Este artículo se basa en datos históricos detallados raramente disponibles que describen el sitio de la avalancha de roca de 2002 en la Cordillera Blanca, Perú. Causó una ola de impacto peligrosa en el lago Safuna Alta que resultó en una inundación menor, pero el desarrollo aguas abajo en curso aumentó significativamente el riesgo de un evento comparable. La topografía del talud de falla anterior a 2002 y posterior a 2002, 70 años de historia de ocurrencias de glaciaciones y deslizamientos de tierra se combinaron con estudios geológicos de campo no invasivos y análisis geotécnicos de laboratorio para caracterizar las distintas partes morfológicas del talud fallido con modelos de taludes geológicos de ingeniería confiables. La estabilidad del talud se calculó para una serie de escenarios ambientales que proporcionan información sobre el mecanismo y la dinámica de falla de la avalancha de rocas de 2002, así como el papel del soporte del talud del glaciar para su estabilidad. Los resultados muestran que la estabilidad de la pendiente de la roca se rige por planos de deslizamiento discontinuos donde los puentes de roca representan las fuerzas de resistencia adicionales más probables. El efecto del soporte del glaciar sobre la estabilidad del talud está limitado bajo la saturación total de las rocas y debido a condiciones morfoestructurales específicas. La importancia del deterioro progresivo a largo plazo de la resistencia de la pendiente de la roca en un entorno paraglacial y la agitación sísmica repetida se ilustra por el hecho de que incluso la extensión máxima del glaciar de la Pequeña Edad de Hielo solo tuvo un efecto positivo menor en la estabilidad de la pendiente de la avalancha de roca anterior a 2002. A pesar de ello, el talud se mantuvo sin un fallo importante durante décadas o posiblemente incluso siglos. Su derrumbe en 2002 provocó movimientos regresivos del talud adyacente, que sigue siendo muy inestable hasta ahora. Por lo tanto, la seguridad futura del lago se beneficiaría en gran medida de la implementación de un sistema confiable de monitoreo del movimiento de los taludes.Files
pdf.pdf
Files
(7.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:8247247f057b724b6e9ee64391beb683
|
7.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- استقرار منحدر الصخور الجليدية في ظل الظروف البيئية المتغيرة، بحيرات سافونا، كورديليرا بلانكا بيرو
- Translated title (French)
- Stabilité du talus rocheux paraglaciaire dans des conditions environnementales changeantes, lacs Safuna, Cordillera Blanca Pérou
- Translated title (Spanish)
- Estabilidad de taludes rocosos paraglaciales bajo condiciones ambientales cambiantes, lagos Safuna, Cordillera Blanca Perú
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3157126312
- DOI
- 10.3389/feart.2021.607277
References
- https://openalex.org/W1502765847
- https://openalex.org/W1867005924
- https://openalex.org/W1929725744
- https://openalex.org/W195529091
- https://openalex.org/W1960580372
- https://openalex.org/W1963803704
- https://openalex.org/W1974179332
- https://openalex.org/W1975014117
- https://openalex.org/W1975844245
- https://openalex.org/W1975924406
- https://openalex.org/W1987452857
- https://openalex.org/W1988206613
- https://openalex.org/W1988705811
- https://openalex.org/W1992750681
- https://openalex.org/W2008152451
- https://openalex.org/W2014024619
- https://openalex.org/W2020143766
- https://openalex.org/W2020654081
- https://openalex.org/W2020697772
- https://openalex.org/W2027029024
- https://openalex.org/W2027254180
- https://openalex.org/W2029011225
- https://openalex.org/W2048111997
- https://openalex.org/W2055468246
- https://openalex.org/W2062193207
- https://openalex.org/W2063022684
- https://openalex.org/W2067480104
- https://openalex.org/W2069527243
- https://openalex.org/W2075371124
- https://openalex.org/W2075992373
- https://openalex.org/W2083356817
- https://openalex.org/W2111373900
- https://openalex.org/W2115535975
- https://openalex.org/W2118849770
- https://openalex.org/W2120150512
- https://openalex.org/W2131437845
- https://openalex.org/W2132265034
- https://openalex.org/W2141610684
- https://openalex.org/W2174996858
- https://openalex.org/W2177693790
- https://openalex.org/W2246609153
- https://openalex.org/W2258774478
- https://openalex.org/W2261374814
- https://openalex.org/W2262796163
- https://openalex.org/W2292800964
- https://openalex.org/W2345258855
- https://openalex.org/W2463277573
- https://openalex.org/W2475745914
- https://openalex.org/W2476778668
- https://openalex.org/W2478023020
- https://openalex.org/W2501020537
- https://openalex.org/W2518403210
- https://openalex.org/W2528506985
- https://openalex.org/W2563576598
- https://openalex.org/W2596991500
- https://openalex.org/W2607775561
- https://openalex.org/W2751076023
- https://openalex.org/W2767552424
- https://openalex.org/W2770684159
- https://openalex.org/W2772493264
- https://openalex.org/W2801995776
- https://openalex.org/W2805666342
- https://openalex.org/W2885440605
- https://openalex.org/W2896226023
- https://openalex.org/W2901031506
- https://openalex.org/W2901731485
- https://openalex.org/W2902056256
- https://openalex.org/W2916064933
- https://openalex.org/W2956633441
- https://openalex.org/W2969784173
- https://openalex.org/W2969843439
- https://openalex.org/W2974272795
- https://openalex.org/W2996063513
- https://openalex.org/W3002573102
- https://openalex.org/W3028196141
- https://openalex.org/W3033323431
- https://openalex.org/W3205870152
- https://openalex.org/W34584153
- https://openalex.org/W4230053259
- https://openalex.org/W4236798763
- https://openalex.org/W4249081547
- https://openalex.org/W4756713
- https://openalex.org/W837418807