Original paper

Regional prediction of landslides in the Tramuntana Range (Majorca) using probability analysis of intense rainfall

Mateos, Rosa; María Azañón, Jose; Miguel Morales, Raquel López-Chicano

Abstract

The Tramuntana Range on the Island of Majorca has suffered numerous, damaging episodes caused by landslides. The historical inventory of these movements shows a clear correlation between landslide occurrence and intense rainfall. Most of the slides have occurred after short intense storms. The slope movements are mainly shallow failures, debris flows, debris slides and soil slips. Regional hazard assessment is carried out by combining the probability of the landslide rainfall threshold with the landslide susceptibility in the area. The correlation of the known dates of historical landslides since 1956 with rainfall data provided by the rain gauges nearest to the location of the slides, reveals that most of the movements take place when maximum 24-hour rainfall values are around 130 mm or above. This is the triggering threshold considered in the present work. A statistical analysis of intense rainfall has been carried out in the area, using the Gumbel probability distribution function, which allows us to obtain the maximum 24-hour rainfall values that are to be expected for return periods of 5, 10, 25 and 100 years and to locate the areas where the rainfall threshold is exceeded. In order to predict medium-term hazard, we have considered the probability of the occurrence of episodes of intense rainfall, exceeding 130 mm in 24 hours, for a period of 25 years. Prior to this work, a susceptibility study was made on the area, based on the inventory of the movements and the analysis of the different conditioning factors of the instability. A susceptibility map at 1 : 25,000 scale was designed which provides information on the spatial probability of occurrence of the landslides predicted in the area. As our objective was to determine the degree of hazard in the study area, we performed a spatial-temporal superposition on the general map of susceptibility and the probability map of intense rainfall exceeding 130 mm, for a return period of 25 years. This methodology allows us to obtain a hazard map which constitutes a feasible tool for regional hazard assessment.

Résumé

Le Massif de la Tramuntana sur l'île de Majorque a subi de nombreux épisodes dévastateurs du fait de glissements de terrain. L'historique de ces mouvements indique une forte corrélation entre la survenue d'un glissement de terrain et de fortes chutes de pluie. La plupart de ces glissements de terrain sont ainsi survenus à la suite d'intenses orages de courte durée. Les mouvements des versants sont principalement constitués d'effondrements de terrains, avalanches ou glissements de débris, ainsi que d'éboulement des sols. L'une des méthodes d'évaluation des risques régionaux consiste à combiner la probabilité du seuil de chute de pluie avec la sensibilité aux glissements de terrain dans la région. La corrélation entre les dates connues des glissements de terrain historiques depuis 1956 avec les données de chutes de pluie fournies par les pluviomètres situés à proximité des sites des glissements de terrain démontre que la plupart des mouvements ont lieu lorsque les valeurs maximales de chutes de pluie sur une période de 24 heures sont supérieures ou égales à 130 mm. C'est là le seuil de déclenchement pris en compte par la présente étude. Une analyse statistique des fortes chutes de pluie a été menée dans la région, à l'aide de la fonction de distribution de probabilité de Gumbel, qui permet de déterminer les valeurs maximales de chutes de pluie sur une période de 24 heures, à prévoir pour des périodes de récurrence de 5, 10, 25 et 100 ans et permet de localiser les zones où le seuil de chutes de pluie est dépassé. Afin de prévenir le risque pour une zone, sur une période moyenne de temps, nous avons considéré la probabilité de la survenue d'épisodes de fortes chutes de pluie, au-delà de 130 mm en 24 heures, sur une période de 25 ans. Préalablement à la présente étude, une étude de sensibilité a été menée dans cette zone, fondée sur l'inventaire des mouvements et de l'analyse des différents facteurs qui conditionnent l'instabilité. Une carte de sensibilité au 1 : 25.000 a ainsi été conçue, afin de fournir des informations sur la probabilité spatiale de survenue de glissements de terrain dans la région. Dans la mesure où notre objectif était de déterminer le degré de risque dans la zone d'étude, nous avons réalisé une superposition spatio-temporelle sur une carte générale de sensibilité et sur la carte de probabilité de fortes chutes de pluie dépassant les 130 mm, sur une période de récurrence de 25 ans. Cette méthodologie nous permet d'obtenir une carte de risque, qui constitue un outil réalisable d'évaluation des risques dans une zone régionale.