A closer look at factors governing landslide recovery time in post-seismic periods

Abstract

Les tremblements de terre augmentent la sensibilité aux glissements de terrain dans les périodes post-sismiques. Le temps nécessaire pour restaurer les niveaux de sensibilité avant le séisme est défini comme le temps de récupération des glissements de terrain. Dans l'ensemble, des tremblements de terre plus forts sont associés à des temps de récupération relativement longs dans la littérature. Cependant, l'effet sismique n'explique pas l'ensemble du processus. Cet article donne un aperçu des facteurs régissant ce processus. Nous émettons l'hypothèse que le processus dominant de glissement de terrain post-sismique (c.-à-d. les glissements de terrain nouveaux ou remobilisés), qui est régi par les interactions entre les dépôts de glissements de terrain co-sismiques et les conditions sismotectoniques, morphologiques et climatiques d'un site, est la clé pour comprendre la physique derrière le temps de récupération des glissements de terrain. Pour tester cet argument, nous analysons 11 zones touchées par le tremblement de terre associées à des variables sismiques (c.-à-d. magnitude du tremblement de terre et accélération maximale du sol) et quatre facteurs environnementaux : (1) la fraction de la zone touchée par les glissements de terrain co-sismiques (FAAL), (2) le relief local, (3) la précipitation quotidienne moyenne des événements extrêmes (mm/jour) et (4) la saisonnalité des précipitations. Nos résultats montrent que dans les zones avec des dépôts de glissements de terrain co-sismiques limités (FAAL <~1%) ou pas assez de relief local (<300 m) permettant aux matériaux co-sismiques de se déposer sur les pentes, les processus de récupération sont principalement contrôlés par de nouveaux glissements de terrain causés par la réduction de la résistance des matériaux des pentes. Cela se traduit principalement par une récupération relativement rapide (<~1 an), qui est également corrélée à la saisonnalité des précipitations. Les précipitations prolongées accélèrent le processus de récupération. Si les facteurs prédisposants créent de grands dépôts de glissements de terrain co-sismiques sur les pentes des collines (FAAL > ~1 %), la remobilisation du matériel joue le rôle du mécanisme dominant et la récupération peut prendre plus d'un an.Los terremotos aumentan la susceptibilidad a los deslizamientos de tierra en los períodos posteriores al sismo. El tiempo requerido para restaurar los niveles de susceptibilidad previos al terremoto se define como el tiempo de recuperación del deslizamiento de tierra. En general, los terremotos más fuertes se asocian con tiempos de recuperación relativamente largos en la literatura. Sin embargo, el efecto sísmico no explica todo el proceso. Este documento proporciona información sobre los factores que rigen este proceso. Planteamos la hipótesis de que el proceso de deslizamiento de tierra post-sísmico dominante (es decir, deslizamientos de tierra nuevos o removilizados), que se rige por las interacciones entre los depósitos de deslizamiento de tierra cosísmicos y las condiciones sismotectónicas, morfológicas y climáticas de un sitio, es la clave para comprender la física detrás del tiempo de recuperación del deslizamiento de tierra. Para probar este argumento, analizamos 11 áreas afectadas por terremotos asociadas con variables sísmicas (es decir, magnitud del terremoto y aceleración máxima del suelo) y cuatro factores ambientales: (1) la fracción del área afectada por deslizamientos de tierra cosísmicos (FAAL), (2) alivio local, (3) precipitación diaria promedio de eventos extremos (mm/día) y (4) estacionalidad de las precipitaciones. Nuestros hallazgos muestran que en áreas con depósitos de deslizamientos cosísmicos limitados (FAAL <~1%) o sin suficiente relieve local (<300 m) que permita que los materiales cosísmicos se depositen en las laderas, los procesos de recuperación están controlados principalmente por nuevos deslizamientos de tierra causados por la reducción de la resistencia de los materiales de las laderas. Esto se traduce principalmente en una recuperación relativamente rápida (<~1 año), que también se correlaciona con la estacionalidad de las precipitaciones. La precipitación prolongada hace que el proceso de recuperación se acelere. Si los factores predisponentes crean grandes depósitos de deslizamientos cosísmicos en las laderas (FAAL > ~1%), entonces la removilización del material asume el papel del mecanismo dominante y la recuperación puede tardar más de un año.Earthquakes increase landslide susceptibility in post-seismic periods. The time required for restoring pre-earthquake susceptibility levels is defined as landslide recovery time. Overall, stronger earthquakes are associated with relatively long recovery times in the literature. However, the seismic effect does not explain the whole process. This paper provides insight into factors governing this process. We hypothesize that the dominant post-seismic landsliding process (i.e., new or remobilized landslides), which is governed by the interactions between co-seismic landslide deposits and seismotectonic, morphologic and climatic conditions of a site, is the key to understand the physics behind the landslide recovery time. To test this argument, we analyze 11 earthquake-affected areas associated with seismic variables (i.e., earthquake magnitude and peak ground acceleration) and four environmental factors: (1) the fraction of area affected by co-seismic landslides (FAAL), (2) local relief, (3) average daily precipitation of extreme events (mm/day) and (4) rainfall seasonality. Our findings show that in areas with limited co-seismic landslide deposits (FAAL <~1%) or not enough local relief (<300 m) allowing co-seismic materials to be deposited on hillslopes, then the recovery processes are mostly controlled by new landslides caused by strength reduction of hillslope materials. This mostly results in a relatively quick recovery (<~1 year), which is also correlated with the seasonality of precipitation. The prolonged precipitation makes the recovery process quicken. If the predisposing factors create large co-seismic landslide deposits on hillslopes (FAAL > ~1%), then remobilization of material takes the role of the dominant mechanism and recovery may take longer than a year.تزيد الزلازل من قابلية الانهيارات الأرضية في فترات ما بعد الزلازل. يتم تعريف الوقت اللازم لاستعادة مستويات الحساسية قبل الزلزال على أنه وقت التعافي من الانهيارات الأرضية. بشكل عام، ترتبط الزلازل الأقوى بأوقات التعافي الطويلة نسبيًا في الأدبيات. ومع ذلك، فإن التأثير الزلزالي لا يفسر العملية برمتها. تقدم هذه الورقة نظرة ثاقبة للعوامل التي تحكم هذه العملية. نفترض أن عملية الانهيارات الأرضية السائدة بعد الزلازل (أي الانهيارات الأرضية الجديدة أو المعاد تعبئتها)، والتي تحكمها التفاعلات بين رواسب الانهيارات الأرضية الزلزالية المشتركة والظروف الزلزالية والمورفولوجية والمناخية للموقع، هي المفتاح لفهم الفيزياء الكامنة وراء وقت التعافي من الانهيارات الأرضية. لاختبار هذه الحجة، نقوم بتحليل 11 منطقة متأثرة بالزلازل مرتبطة بالمتغيرات الزلزالية (أي حجم الزلزال وتسارع ذروة الأرض) وأربعة عوامل بيئية: (1) جزء المنطقة المتأثرة بالانهيارات الأرضية الزلزالية المشتركة (FAAL)، (2) الإغاثة المحلية، (3) متوسط هطول الأمطار اليومي للأحداث المتطرفة (مم/يوم) و (4) موسمية هطول الأمطار. تظهر النتائج التي توصلنا إليها أنه في المناطق ذات الرواسب الزلزالية المشتركة المحدودة (FAAL <~ 1 ٪) أو التي لا يوجد فيها ما يكفي من الإغاثة المحلية (<300 م) مما يسمح بترسب المواد الزلزالية المشتركة على سفوح التلال، يتم التحكم في عمليات الاسترداد في الغالب عن طريق الانهيارات الأرضية الجديدة الناجمة عن تقليل قوة مواد منحدرات التلال. يؤدي هذا في الغالب إلى انتعاش سريع نسبيًا (<~1 سنة)، والذي يرتبط أيضًا بموسمية هطول الأمطار. هطول الأمطار لفترات طويلة يجعل عملية الاسترداد تتسارع. إذا كانت العوامل المهيئة تخلق رواسب انهيارات أرضية زلزالية مشتركة كبيرة على سفوح التلال (FAAL > ~1 ٪)، فإن إعادة تعبئة المواد تأخذ دور الآلية المهيمنة وقد يستغرق التعافي أكثر من عام.