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SDM22v1.0Utilizando observaciones geodésicas registradas desde 1992 hasta finales de 2022 (ca. de 30 años de datos), la cátedra GGenLUZ desarrolló un modelo de predicción de deformación del terreno para las áreas de subsidencia de la COLM, Edo. Zulia, Venezuela.
El modelo llamado SDM22v1.0: Subsidence Deformation Model 2022, version 1.0, integra mediciones altimétricas satelitales multimisión (radar y laser, tanto en zonas lacustres como terrestres) combinadas con datos GNSS/nivelación sobre BMs locales, interferometría satelital SAR, modelos digitales de terreno SRTM y AW3D, y un geoide local de ultra-alta-resolución (30x30m, especialmente calculado para la COLM), para entonces estimar mediante LSP (Least Squares Prediction) la deformación del terreno en cualquier época de interés.
Un ejemplo de los resultados de SDM22v1.0 se muestra en la Figura 1 (a, b, c).
(1a)
(1b)
(1c)
Figura 1. Deformación del terreno por subsidencia en Lagunillas-COLM, para la época 2023.0 (01.01.2023, 00hUTC) según GGenLUZ_SDM22v1.0 [Acuña, 2023]; (1a) utilizando datos multi-técnica sin filtraje; (1b) utilizando datos multi-técnica con filtraje de 1-km; (1c) utilizando sólo datos de nivelación convencional, controlados con GNSS y geoide, y filtraje de 1-km.
La figura corresponde a la predicción de SDM22v1.0 en la zona de Lagunillas para valores de altura de terreno en metros respecto al nivel del Lago de Maracaibo, época 2023.0 (i.e., 01.01.2023, 00hUTC). Para tal fecha, como puede observarse en los gráficos (1b) y (1c), luego de reducir el ruido de alta-frecuencia con filtraje Boxcar de 1-km, ver (1a), el modelo de GGenLUZ indica alturas de terreno negativas debidas al fenómeno de subsidencia de hasta -12.5m por debajo del nivel medio actual del lago. Los resultados multi-técnica y aquellos de sólo la nivelación convencional con control GNSS coinciden bastante bien en identificar la zona general afectada por la subsidencia en Lagunillas así como los principales focos de mayor hundimiento. En esa zona, el hundimiento del terreno que reportan las mediciones geodésicas registradas en la región desde 1992 alcanza en las áreas críticas más de -3m (en 30 años) siendo estimado con calidad de unos pocos cm.
La Figura 2 presenta otro ejemplo de resultados SDM22v1.0.
Figura 2. Desplazamiento vertical 2012-2023 en BMs PDVSA de Lagunillas-COLM según GGenLUZ_SDM22v1.0 [Acuña, 2023].
La figura muestra el desplazamiento vertical estimado con SDM22v1.0 para la posición de los BMs PDVSA de control de subsidencia en Lagunillas, entre las épocas 2012 y 2023. De acuerdo con estos resultados, durante los últimos 10 años, las cotas de los casi 700 BMs indicados descendieron por efecto de la subsidencia, en general, ca. de -30cm, aunque en la zona de mayor afectación el descenso aumentó a ca. de -70cm con algunos focos mayores a -2.5 m.
SDM22v1.0 produce también animaciones de las series de tiempo de sus predicciones. Por ejemplo, la Figura 3 exhibe una animación de la deformación del terreno por subsidencia en Lagunillas entre los años 1992 y 2023 con resolución anual; se aprecia el aumento progresivo de la deformación en la zona durante los pasados 30 años con tasas anuales (velocidades verticales) en el orden de los -10cm/año.
Figura 3. Animación según SDM22v1.0 de la deformación por subsidencia en Lagunillas-COLM entre los años 1992-2023.
Para finalizar, la Figura 4 ofrece un ejemplo de la contribución de los datos altimétricos satelitales al modelo de deformación SDM22v1.0. En el gráfico se muestra el desplazamiento vertical total por subsidencia registrado en Lagunillas utilizando datos "on-land" de la misión altimétrica radar CRYOSAT-2, correspondientes al paso no. 557, entre los ciclos 004 (Jul2010) y 166 (Feb2023). Los datos empleados son alturas elipsoidales corregidas de superficie (CorSSHs), cuidadosamente seleccionadas y reprocesadas para garantizar su validez en tierra, libres de correcciones por mareas y barómetro inverso, con resolución "along-track" de 20Hz (~300m), y transformadas a elevaciones de terreno sobre el nivel medio del lago utilizando el geoide gravimétrico SGM22v1.0 [Acuña, 2023] de 30x30m asociado al modelo de deformación. Como puede observarse en la figura, la altimetría satelital captura eficientemente gran parte de la deformación por subsidencia ocurrida entre las épocas 2010.5 y 2023.1 en Lagunillas, indicando en general desplazamientos verticales entre -0.1 y -1.4 m. Esto ratifica el potencial de la altimetría como excelente herramienta para la detección y seguimiento remoto de la subsidencia en la COLM.
Figura 4. Altimetría satelital para subsidencia en Lagunillas-COLM; desplazamiento vertical total registrado por la misión radar CRYOSAT-2, paso 557, entre las épocas Julio2010 y Febrero2023.
Para más información sobre esta nota técnica consulte la siguiente publicación:
Acuña, G. (2023): Modelo actual de deformación del terreno multi-técnica para zonas de subsidencia en la COLM, Venezuela. Tópicos de Geodesia Geométrica. Marzo 5-11, 2023. Cátedra Geodesia Geométrica (GGenLUZ). Dpto. de Geodesia Superior. Esc. de Ingeniería Geodésica. Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela.
OBSERVACIÓN: los anteriores resultados son PREDICCIONES de un software de SIMULACIÓN (SDM22v1.0) creado por GGenLUZ con fines de investigación; éstos no sustituyen a las mediciones geodésicas directas que puedan realizarse para el monitoreo formal de la subsidencia en la COLM. Por tanto, su posible uso en la generación de conclusiones sobre el desarrollo de tal fenómeno regional debe ser cuidadoso, teniendo en cuenta las características de la información.
