Πρόληψη και ιαχείριση των Φυσικών Καταστροφών. Ο Ρόλος του Αγρονόµου και Τοπογράφου Μηχανικού

Transcript

1 Πρόληψη και ιαχείριση των Φυσικών Καταστροφών. Ο Ρόλος του Αγρονόµου και Τοπογράφου Μηχανικού Ε Ι Ι Κ Ο Σ Τ Ο Μ Ο Σ Στη µνήµη του Πέτρου Βυθούλκα Κέντρο Εκτίµησης Φυσικών Κινδύνων και Προληπτικού Σχεδιασµού Ε.Μ.Π. 1

2 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ & ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΕΝΤΡΟ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΙΝ ΥΝΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΛΗΠΤΙΚΟΥ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ Πρόληψη και ιαχείριση των Φυσικών Καταστροφών. Ο Ρόλος του Αγρονόµου και Τοπογράφου Μηχανικού Ε Ι Ι Κ Ο Σ Τ Ο Μ Ο Σ Στη µνήµη του Πέτρου Βυθούλκα Επιµέλεια: Γ. Τσακίρης Αθήνα,

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Αντιπληµµυρική Προστασία στις Παράκτιες Περιοχές: Συστηµική Προσέγγιση Γ. Τσακίρης Ο Κίνδυνος των Κατολισθήσεων και ο Προσδιορισµός του µε µεθόδους Γεωπληροφορικής Μ. Σακελλαρίου, Μ. Φερεντίνου, Σ. Χαραλάµπους Φυσικές Καταστροφές και Παράκτια Ζώνη Ε. ουκάκης Ο Πολεοδοµικός Σχεδιασµός, η Πρόληψη και Αντιµετώπιση των Φυσικών Κίνδυνων (Σεισµοί, Πληµµύρες, Πυρκαγιές) Α. Σιόλας,. Περπερίδου Ολοκληρωµένα Συστήµατα ιαχείρισης Κρίσεων - Μελέτη Περίπτωσης ασικών Πυρκαγιών Β. Βεσκούκης Ανάλυση Σεναρίων για τη ιαχείριση της Αβεβαιότητας στο Σχεδιασµό Αντιµετώπισης Φυσικών Κινδύνων στην Περιοχή του Βεζούβιου - Νάπολη Μ. Γιαουτζή και Α. Στρατηγέα Χωρικές και δοµικές επιπτώσεις των σεισµών στην πόλη. Η περίπτωση της Αθήνας. Κ. ηµόπουλος, Κ. Τίγκα, Ι. Π. Σαγιάς Συστήµατα ιαχείρισης Φυσικών Καταστροφών - Το σύστηµα SyNaRMa Β. Ν. Γρηγοριάδης, Ι.. Παπαδοπούλου, Π. Σπυριδάκη, Ι. ούκας, Η. Ν. Τζιαβός, Π. Σαββαΐδης ιασπορά επικίνδυνων υλικών εξ αιτίας φυσικών καταστροφών και επιπτώσεις στην ποιότητα των υδατικών και εδαφικών πόρων. Πιθανές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Αλεξάκης Προς τη δυναµική διαχείριση και τον έλεγχο δικτύων µεταφορών για την αποτελεσµατική αντιµετώπιση εκτάκτων συµβάντων Κ. Αντωνίου Ανάπτυξη Συστήµατος ιαχείρισης Σεισµικής Επικινδυνότητας Έ. ηµοπούλου, Χ. Σπυρόπουλος, Π. Ζεντέλης Αποτύπωση ασικών Οδών µε Χρήση ορυφορικού και Αδρανειακού Εντοπισµού Α. Καραµάνου, Κ. Παπαζήση,. Παραδείσης, Β. Ψαριανός Σελίδα

4 Αντί Προλόγου Ο τόµος αυτός περιλαµβάνει κυρίως επιλεγµένες εργασίες που ανακοινώθηκαν στην Ηµερίδα «Πρόληψη και ιαχείριση των Φυσικών Καταστροφών. Ο Ρόλος του Αγρονόµου και Τοπογράφου Μηχανικού» που οργανώθηκε από το Κέντρο Εκτίµησης Φυσικών Κινδύνων και Προληπτικού Σχεδιασµού της Σχολής Αγρονόµων και Τοπογράφων Μηχανικών του Ε.Μ.Π. σε συνεργασία µε τον Σύλλογο ιπλωµατούχων Αγρονόµων και Τοπογράφων Μηχανικών, στο Ε.Μ.Π. στις 11 εκεµβρίου Στον τόµο συµπεριλήφθηκαν και εργασίες των µελών της Σχολής που δεν ανακοινώθηκαν στην παραπάνω ηµερίδα. Ο τόµος αυτός εκδίδεται ως εκδήλωση τιµής στη µνήµη του συναδέλφου µας Πέτρου Βυθούλκα που τόσο γρήγορα έφυγε. Εκτός από δάσκαλος και ερευνητής στη Σχολή µας ο Πέτρος υπήρξε και ενεργό µέλος του.σ. του Κέντρου κυρίως κατά την πρώτη περίοδο της οργάνωσής του. Παραδίδοντας αυτόν τον τόµο στον Επιστηµονικό κόσµο της χώρας αισθάνοµαι ότι συµβάλλουµε στη δηµιουργία και διάδοση γνώσης που εδραιώνει την ανάλυση των φυσικών κινδύνων σε επιστηµονικές στέρεες και πρωτότυπες για την Ελλάδα βάσεις. Καθηγητής Γ. Τσακίρης ιευθυντής του ΚΕΦΚ 4

5 Αντιπληµµυρική Προστασία στις Παράκτιες Περιοχές: Συστηµική Προσέγγιση Γ. Τσακίρης Κέντρο Εκτίµησης Φυσικών Κινδύνων & Προληπτικού Σχεδιασµού, Σχολή Αγρονόµων και Τοπογράφων Μηχανικών, Ε.Μ.Π. Περίληψη: Στην εργασία παρουσιάζεται η νέα συστηµική προσέγγιση στην αντιπληµµυρική προστασία των παράκτιων περιοχών που στηρίζεται στη διαχείριση της πληµµυρικής διακινδύνευσης. Το πληµµυρικό φαινόµενο αντιµετωπίζεται ως ένας φυσικός κίνδυνος που απειλεί τις πεδινές παράκτιες περιοχές. Από τα διάφορα είδη πληµµύρας εξετάζεται η πληµµύρα που προκαλείται στην ορεινή ζώνη και εξελίσσεται στο χώρο και το χρόνο στην πεδινή ζώνη. Η εκτίµηση του κόστους των ζηµιών εξαρτάται εκτός από το µέγεθος της πληµµύρας (παροχή, όγκος) και από την τρωτότητα του συστήµατος, που εκτίθεται στον κίνδυνο πληµµύρας. Η µεθοδολογία που προτείνεται για την ιεράρχηση των περιοχών που απειλούνται από πληµµύρες είναι αυτή της ετησιοποιηµένης διακινδύνευσης, που προέρχεται από τη γνώση των ζηµιών που προκαλούνται για τα διάφορα σενάρια πληµµύρας µε συγκεκριµένες περιόδους επαναφοράς. Στην εργασία δίνεται επίσης έµφαση στις βασικές διατάξεις της νέας Οδηγίας της ΕΕ 2007/60 και εξετάζονται οι δυνατότητες και οι περιορισµοί στην εφαρµογή της από τις χώρες µέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Τέλος, παρουσιάζεται ένα παράδειγµα εφαρµογής στην παράκτια περιοχή του Μαραθώνα Αττικής και σχολιάζονται ορισµένες διατάξεις της Οδηγίας µε στόχο την αποδοτικότερη αντιπληµµυρική προστασία των πεδινών παράκτιων εκτάσεων. Λέξεις-Κλειδιά: Πληµµυρικός κίνδυνος, αντιπληµµυρική προστασία, συστηµική προσέγγιση, εκτίµηση ζηµιών, Οδηγία ΕΕ 2007/ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι πληµµύρες ήταν πάντα ένας υπαρκτός κίνδυνος για τις παράκτιες περιοχές. Περιοχές µε χαµηλό υψόµετρο, δίπλα ή κοντά σε ρέµατα, ποταµούς ή λίµνες θεωρούνται πιο ευάλωτες στον κίνδυνο πληµµύρας σε σχέση µε περιοχές µε υψηλότερα υψόµετρα. Γενικά, ο κίνδυνος κατάκλυσης µιας παράκτιας περιοχής προέρχεται από πληµµύρες δηλαδή υπερχειλίσεις ποταµών και χειµάρρων, υπερχειλίσεις φυσικών ή τεχνητών λιµνών (ή ταµιευτήρων) που µε τη σειρά τους οφείλονται σε έντονες βροχοπτώσεις (µεγάλη ένταση ή µεγάλος όγκος ή και τα δύο) που συµβαίνουν στα ανάντη της παράκτιας ζώνης, δηλαδή στην ορεινή ζώνη. Η κατάκλυση των παράκτιων περιοχών µπορεί να προέλθει και από έντονες ή λιγότερο έντονες βροχοπτώσεις στην παράκτια ζώνη, που λόγω της µετατροπής της σε σχετικά αδιαπέρατη ζώνη δηµιουργεί υψηλό περίσσευµα βροχής, που είναι η γενεσιουργός αιτία της πληµµύρας. Η συνεχής επέκταση της δόµησης στην παράκτια ζώνη κάτω από την πίεση της αύξησης του πληθυσµού και της συσσώρευσης δραστηριοτήτων σ αυτή τη ζώνη δηµιουργεί συνθήκες άµεσης πρόκλησης πληµµύρων, που είναι γνωστές ως απότοµες πληµµύρες (flash floods), οι οποίες λόγω του µικρού χρόνου εκδήλωσης σε σχέση µε την έναρξη της βροχής είναι δύσκολο να προβλεφθούν, αλλά κυρίως δύσκολο να αντιµετωπισθούν. Μια ακόµη κατηγορία πληµµύρων της παράκτιας ζώνης προέρχεται από αέρα και θάλασσα µε την εκδήλωση µεγάλων κυµάτων, που προέρχονται από µεγάλες διαταραχές της ατµόσφαιρας όπως οι τροπικές καταιγίδες ή οι τυφώνες, που µε τεράστια ύψη βροχής και µεγάλες ταχύτητες ανέµων εφορµούν στην παράκτια ζώνη. Οι καταστροφές από τέτοια ακραία γεγονότα είναι γνωστές στο ευρύ κοινό µε πιο χαρακτηριστικά παραδείγµατα της Νέας Ορλεάνης από τον τυφώνα Κατρίνα, που κόστισε τη ζωή σε τουλάχιστον 1200 άτοµα (Pistrika and Jonkman, 2009), και των τυφώνων στον κόλπο της Βεγγάλης Μπαγκλαντές και Μιανµάρ µε εκατοντάδες χιλιάδες θύµατα και µεγάλες καταστροφές. Μια άλλη κατηγορία πληµµύρων είναι αυτή που προέρχεται από την εκδήλωση µεγάλων κυµάτων που προέρχονται από κάποιο σεισµό ή υποθαλάσσια κατολίσθηση. Τα κύµατα αυτής της προέλευσης είναι γνωστά ως tsunamis. Η πιο πρόσφατη µεγάλη καταστροφή από tsunamis είναι αυτή που προήλθε από σεισµό (στη νοτιοανατολική Ασία) και είχε ως αποτέλεσµα το θάνατο εκατοντάδων χιλιάδων ανθρώπων στις παράκτιες περιοχές της νοτιοανατολικής Ασίας. 5

6 Τέλος, πληµµύρα στην πεδινή παράκτια ζώνη µπορεί να προκληθεί και από θραύση ή γενικότερα αστοχία ενός έργου αποθήκευσης νερού (φράγµατος ή αναχώµατος), που έχει ως αποτέλεσµα την απελευθέρωση µεγάλου συσσωρευµένου όγκου νερού και τη δηµιουργία κύµατος νερού που κατακλύζει την κατάντη πεδινή περιοχή. Η εργασία αυτή έχει ως αντικείµενο µελέτης τις πληµµύρες στην παράκτια ζώνη της πρώτης κατηγορίας, που προέρχονται από την υπερχείλιση επιφανειακών υδροφορέων από έντονες βροχοπτώσεις κυρίως στην ορεινή ζώνη των λεκανών απορροής. Κύριος στόχος της εργασίας είναι να µελετήσει αυτό το είδος των πληµµύρων ως αντικείµενο εκτίµησης του φυσικού κινδύνου και να προσεγγίσει το ύψος του διακυβεύµατος (ή των πιθανών καταστροφών) µέσα από τη θεωρία εκτίµησης της πληµµυρικής διακινδύνευσης. Στο πλαίσιο αυτό γίνεται ιδιαίτερη αναφορά στην Οδηγία 2007/60 της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τη διαχείριση της διακινδύνευσης της πληµµύρας. 2. ΟΙ ΠΛΗΜΜΥΡΕΣ ΩΣ ΦΥΣΙΚΟΣ ΚΙΝ ΥΝΟΣ Σύµφωνα µε την υδρολογική τυποποίηση, µια γεωγραφική έκταση χωρίζεται σε γεωγραφικές µονάδες, τις λεκάνες απορροής ποταµού, στις οποίες µπορεί να µελετηθεί το τµήµα του υδρολογικού κύκλου που αναφέρεται στη ροή του νερού της βροχής πάνω στο έδαφος µέχρι τη θάλασσα. Η λεκάνη απορροής διευκολύνει τη δηµιουργία υδατικού ισοζυγίου, ώστε να µπορεί να µελετηθεί και να αξιοποιηθεί κατάλληλα. Το πιο ευαίσθητο τµήµα της λεκάνης απορροής αποτελεί η παράκτια ζώνη, που λόγω της εγγύτητας µε τον τελικό αποδέκτη (τη θάλασσα) εκτίθεται σε πολλούς κινδύνους που προέρχονται και από την ξηρά και από τη θάλασσα. Στην Οδηγία 2000/60 αναφέρονται ιδιαίτερα και τα «Μεταβατικά ύδατα» και τα «Παράκτια ύδατα». Τα Μεταβατικά ως τα συστήµατα κοντά στην έξοδο των ποταµών που είναι εν µέρει αλµυρά λόγω της γειτνίασής τους µε τα παράκτια ύδατα επηρεάζονται ουσιαστικά κυρίως από τα ρεύµατα γλυκού νερού. Επίσης τα παράκτια ύδατα αναφέρονται ως τα επιφανειακά ύδατα σε ζώνη ενός ναυτικού µιλίου στην πλευρά της ξηράς. Είναι συνεπώς κατανοητό ότι η παράκτια πεδινή ζώνη είναι το πιο ευάλωτο τµήµα της λεκάνης απορροής. ιευρύνοντας χωρικά την παράκτια ζώνη στην ευρύτερη πεδινή ζώνη της λεκάνης απορροής ο µεγαλύτερος ίσως κίνδυνος προέρχεται από τις πληµµύρες που προκαλούνται από ραγδαίες βροχές στο ορεινό τµήµα της λεκάνης. Όπως κάθε φυσικός κίνδυνος, έτσι και οι πληµµύρες αυτού του τύπου µελετώνται καλύτερα αν η ανάλυσή τους βασιστεί στην µελέτη τριών διαφορετικών εννοιών που συνδέονται µεταξύ τους και καταλήγουν στην εκτίµηση της πραγµατικής διακινδύνευσης της περιοχής. Στη σχέση κίνδυνος τρωτότητα διακινδύνευση οι πληµµύρες της κατηγορίας που µελετούµε µπορούν να αντιστοιχηθούν και να περιγραφούν όπως ακολούθως: Κίνδυνος (hazard) είναι µια πηγή ή κατάσταση που µπορεί να προκαλέσει δυνητικά βλάβη ή καταστροφή σε ένα φυσικό, τροποποιηµένο ή ανθρώπινο σύστηµα. Ο κίνδυνος µπορεί επιστηµονικά να περιγραφεί µε διάφορους τρόπους όπως η πιθανότητα εκδήλωσης τέτοιων φαινοµένων, το διακύβευµα σε περίπτωση που ένα τέτοιο γεγονός συµβεί ή και τα δύο (Tsakiris, 2007, Thywissen, 2006). Στην περίπτωση των πληµµύρων που προέρχονται από την ορεινή ζώνη, η περιγραφή του κινδύνου µπορεί να αναφέρεται στην ποσοτικοποιηµένη περιγραφή της πληµµύρας (π.χ. υδρογράφηµα εισροής στην πεδινή/παράκτια ζώνη) µε παράλληλη εκτίµηση της πιθανότητας δηµιουργίας τέτοιας πληµµύρας. Πρέπει να τονιστεί ότι όλα τα φαινόµενα πληµµύρας δεν οφείλονται µόνο σε φυσικούς λόγους, όπως η έντονη διαταραχή της ατµόσφαιρας, που προκαλεί ραγδαίες βροχές. Πολλές φορές ανθρωπογενείς λόγοι (που δεν περιγράφονται από πιθανότητες) αποτελούν δυνητικούς κινδύνους πληµµύρας. Στις περιπτώσεις αυτές η ανάλυση του κινδύνου δεν πρέπει να γίνεται µε τον υπολογισµό 6

7 πιθανοτήτων αλλά µε το διακύβευµα. Χαρακτηριστικό παράδειγµα στην περιοχή αυτή αποτελεί η ενδεχόµενη θραύση ενός φράγµατος ανάντη της πεδινής ζώνης. Στην περίπτωση αυτή η εφαρµογή των πιθανοτήτων µπορεί να λειτουργήσει αποπροσανατολιστικά στην εξασφάλιση ασφαλών συνθηκών διαβίωσης στην πεδινή ζώνη. Ένας πολύ σηµαντικός όρος στη διαδικασία εκτίµησης της διακινδύνευσης της πεδινής/παράκτιας ζώνης είναι η Τρωτότητα (Vulnerability). Ως τρωτότητα ενός συστήµατος εννοείται ο βαθµός που δείχνει πόσο ευάλωτο είναι το σύστηµα κατά την έκθεσή του στον φυσικό κίνδυνο. Σύµφωνα µε τις εργασίες του Κέντρου Εκτίµησης Φυσικών Κινδύνων και Προληπτικού Σχεδιασµού του Ε. Μ. Πολυτεχνείου, η τρωτότητα µπορεί µαθηµατικά να αποτυπωθεί ως µια συνάρτηση µεταξύ 0 και 1 εξαρτώµενη από µια σειρά παραγόντων που συνοπτικά είναι (Tsakiris, 2007): (α) η κατάσταση του συστήµατος (β) το µέγεθος του φαινοµένου (γ) ο κοινωνικός παράγοντας (επίπεδο µόρφωσης και διαθέσεις του κοινού) (δ) η αλληλεξάρτηση των επιµέρους παραγόντων του συστήµατος Συναφής όρος είναι επίσης η έκθεση (exposure) του συστήµατος στον κίνδυνο που µπορεί να αυξήσει ή να περιορίσει τις επιπτώσεις από ένα ακραίο γεγονός. Τέλος, η ιακινδύνευση (risk) ορίζεται ως ο πραγµατικός κίνδυνος για ένα σύστηµα (ζωές, περιουσίες, υποδοµές, περιβάλλον, οικονοµικές δραστηριότητες) που προκύπτει µε βάση τον κίνδυνο (hazard), την τρωτότητα και την έκθεση του συστήµατος σ αυτόν τον κίνδυνο. Η διακινδύνευση µπορεί να αναφέρεται χωρίς ή µε χρονικό όριο. 3. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΙΑΚΙΝ ΥΝΕΥΣΗΣ Για κάθε σενάριο πληµµύρας (δεδοµένης περιόδου επαναφοράς) προκύπτει µια επιφάνεια που κατακλύζεται και εποµένως ένα ύψος ζηµιών που εξαρτάται από τις χρήσεις γης, τις οικονοµικές δραστηριότητες, τη δόµηση, κ.λπ. Σύµφωνα λοιπόν µε την Οδηγία, για διαφορετικά σενάρια θα προκύψουν διαφορετικά βάθη νερού και ύψη ζηµιών. Οι χάρτες µε τα βάθη κατάκλυσης αποτελούν τους χάρτες κινδύνου, ενώ οι χάρτες που αποτυπώνουν το ύψος των ζηµιών αποτελούν τους χάρτες διακινδύνευσης. Ως προς το ύψος των ζηµιών πρέπει να τονισθεί ότι αυτές διακρίνονται σε άµεσες και έµµεσες. Οι άµεσες έχουν σχέση µε τη φυσική επίδραση του νερού ενώ οι έµµεσες δεν έχουν απόλυτη σχέση µε το νερό. Οι άµεσες διακρίνονται επίσης σε µετρήσιµες (tangible) και µη µετρήσιµες (intangible). Οι µετρήσιµες αναφέρονται στα κτήρια, στις υποδοµές, στη γεωργική παραγωγή και στα κεφαλαιουχικά αγαθά (κινητά και ακίνητα). Οι µη µετρήσιµες αναφέρονται στην απώλεια ζωών, στις βλάβες στην υγεία, στις επιπτώσεις στο περιβάλλον και στις επιπτώσεις στα µνηµεία πολιτιστικής κληρονοµιάς. Με τον τρόπο αυτό για κάθε σενάριο θα έχουµε διαφορετικά αποτελέσµατα και εποµένως, αν θέλουµε να ιεραρχήσουµε τις περιοχές µε τη µεγαλύτερη διακινδύνευση δεν έχουµε ένα και µοναδικό τρόπο. Την «κάπως θολή» πλευρά αυτής της προσέγγισης µπορούµε να υπερβούµε µε την έννοια της ετησιοποιηµένης διακινδύνευσης που αποτελεί το πιο αντιπροσωπευτικό µέγεθος που περιλαµβάνει και τα διάφορα σενάρια πληµµύρας (διάφορες περιόδους επαναφοράς) και τις αντίστοιχες ζηµιές. Η µέθοδος αυτή που δεν αναφέρεται αλλά µπορεί να ενσωµατωθεί στην Οδηγία, µπορεί σύντοµα να εξηγηθεί µε τη µορφή ενός παραδείγµατος εφαρµογής: Ας θεωρηθεί ότι για µια πεδινή-παράκτια περιοχή πληµµύρες µε περίοδο επαναφοράς Τ = 2, 10, 50, 100 και 1000 έτη προκαλούν ζηµιές µε κόστος 0, 0, 720, 1112 και 2910Μ αντίστοιχα. Τότε το αναµενόµενο µέσο ετήσιο κόστος ζηµιών (που αποτελεί την ετησιοποιηµένη διακινδύνευση) είναι: 7

8 n xi + xi+ 1 R( D) = ( F( xi+ 1 ) F( xi )) = Μ /y (1) 1 2 όπου x i το ύψος ζηµιών της i περιόδου επαναφοράς και F(x i ) η αθροιστική πιθανότητα του i th µεγέθους πληµµύρας. ηλαδή για την κλάση µεταξύ Τ = 50 και Τ = 100 έτη η πιθανότητα είναι και το µέσο κόστος ζηµιών είναι. 2 Με βάση αυτό το µέγεθος µπορεί να γίνει η ιεράρχηση των περιοχών που κινδυνεύουν από πληµµύρες. 4. ΚΥΡΙΑ ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΣΤΑ ΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΗΣ Ο ΗΓΙΑΣ 2007/60 Η Οδηγία για τις πληµµύρες η Οδηγία 2007/60 µπήκε σε εφαρµογή το Νοέµβριο του Η Οδηγία αποτελεί συµπλήρωµα της Οδηγίας πλαισίου 2000/60 και έχει στόχο τη µείωση της πληµµυρικής διακινδύνευσης στις χώρες µέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Κύρια αιτία της ανάληψης πρωτοβουλίας από την Ευρωπαϊκή Ένωση για τις πληµµύρες αποτελούν οι καταστροφικές πληµµύρες στο ούναβη και τον Έλβα στο διάστηµα µε 700 νεκρούς και µισό εκατοµµύριο εκτοπισµένους πολίτες και περί τα 25 δις. ευρώ οικονοµικές ζηµιές. Η Οδηγία που αναφέρεται σε όλα τα είδη πληµµύρων (ποταµών, λιµνών, απότοµων (flash floods), αστικών και παράκτιων) απαιτεί από τις χώρες µέλη να αντιµετωπίσουν το θέµα των πληµµύρων µε τη µεθοδολογία της εκτίµησης και της διαχείρισης της πληµµυρικής διακινδύνευσης. Η Οδηγία διακρίνει τρία στάδια εφαρµογής: (1) Μέχρι το 2011 οι χώρες µέλη πρέπει να έχουν ολοκληρώσει το προκαταρκτικό στάδιο εκτίµησης των περιοχών που είναι εκτεθειµένες στον πληµµυρικό κίνδυνο, να έχουν προσδιορίσει τις περιοχές όπου υπάρχει ή θα υπάρξει διακινδύνευση. (2) Στις περιοχές που εκτίθενται σε πληµµύρες, οι χώρες µέλη πρέπει να κατασκευάσουν χάρτες κινδύνου και διακινδύνευσης µέχρι το Οι χάρτες κινδύνου θα δείχνουν πιθανά βάθη κατάκλυσης σε γεγονότα µε πιθανότητα (τουλάχιστον 1:100 έτη) αλλά και σε γεγονότα µικρότερης πιθανότητας. Στις περιοχές αυτές θα πρέπει να γίνει αποτύπωση των περιοχών αυτών, απογραφή των κατοίκων, των οικονοµικών δραστηριοτήτων και καταγραφή των συνθηκών περιβάλλοντος που βρίσκονται σε δυνητικό κίνδυνο. (3) Μέχρι το 2015 πρέπει οι χώρες µέλη να έχουν διαµορφώσει Σχέδια ιαχείρισης της ιακινδύνευσης που θα περιλαµβάνουν τρόπους µείωσης της διακινδύνευσης σε δύο άξονες: της πρόληψης (prevention) και της προετοιµασίας (preparedness). Τα βήµατα αυτά πρέπει να επαναλαµβάνονται κάθε 6 έτη συγχρονισµένα µε τα βήµατα της Οδηγίας 2000/60 µε αρχή το Το αµέσως επόµενο έτος πρέπει να έχουν οριστεί οι Αρχές που θα υλοποιήσουν την Οδηγία (European Council, 2007, Tsakiris et al. 2008). Τα κυριότερα σηµεία της Οδηγίας 2007/60 είναι: - Θεσπίζεται πλαίσιο για την αξιολόγηση και τη διαχείριση της πληµµυρικής διακινδύνευσης. - Η Οδηγία στηρίζεται σε ορισµούς, µεθοδολογίες και προτάσεις που περιλαµβάνονται και στην Οδηγία-πλαίσιο 2000/60. - Προβλέπει προκαταρκτικό στάδιο για τον αρχικό προσδιορισµό των εκτάσεων που είναι ευάλωτες σε πληµµύρες. 8

9 - Απαιτεί λεπτοµερή χαρτογραφική απεικόνιση των περιοχών που κινδυνεύουν (ψηφιακά υπόβαθρα, Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών). - Καταγράφει οικονοµικές δραστηριότητες, πληθυσµούς, χρήσεις γης, ώστε να υπάρχει εικόνα για το διακύβευµα. - Απαιτεί την κατάρτιση χαρτών τρωτότητας για πληµµύρες χαµηλής πιθανότητας, µέσης πιθανότητας (περίοδος επαναφοράς 100 έτη) και υψηλής πιθανότητας. - Αφήνει στα κράτη µέλη να θέσουν τους στόχους για τη διαµόρφωση σχεδίων διαχείρισης της διακινδύνευσης, ώστε να εξασφαλίζεται η µείωση των δυνητικών αρνητικών συνεπειών που οι πληµµύρες έχουν για την ανθρώπινη υγεία, το περιβάλλον, την πολιτιστική κληρονοµιά και την οικονοµική δραστηριότητα. - Η διαχείριση της διακινδύνευσης περιλαµβάνει πάσης φύσεως µέτρα και έργα στη λεκάνη απορροής που έχουν ως στόχο τη µείωση των παροχών αλλά και τις µικρότερες δυνατόν απώλειες και ζηµιές. - Κύριο µέληµα της οδηγίας αποτελεί η πρόληψη των πληµµύρων (και εποµένως η προετοιµασία για την αντιµετώπισή της). Εποµένως εκτός των µέτρων προστασίας έµφαση δίνεται και στα συστήµατα πρόγνωσης και έγκαιρης προειδοποίησης ανάλογα µε τα χαρακτηριστικά κάθε λεκάνης. - Αναφέρεται ιδιαίτερα στην ανάγκη διαµόρφωσης ενιαίου σχεδίου για τη διαχείριση της πληµµυρικής διακινδύνευσης στις περιπτώσεις των διασυνοριακών λεκανών και προτείνει ένα τρόπο διαµεσολάβησης στην περίπτωση που δεν είναι δυνατόν να υπάρξει συµφωνία µεταξύ των κρατών, στην επικράτεια των οποίων ανήκει από κοινοί η διασυνοριακή λεκάνη απορροής. 5. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Η περιοχή εφαρµογής για την εκτίµηση του πληµµυρικού κινδύνου και της διακινδύνευσης είναι η λεκάνη απορροής της Ραπεντώσσας, της οποίας το κύριο ρέµα (Ρέµα Βρανά) εκβάλει στον όρµο του Μαραθώνα. Η λεκάνη απορροής έχει έκταση 35 km 2 και ιστορικά έχουν παρατηρηθεί πληµµύρες στο πεδινό τµήµα µε τελευταία την πληµµύρα του Νοεµβρίου Πρόσφατα έχει κατασκευαστεί στην ορεινή ζώνη της λεκάνης ένα φράγµα αντιπληµµυρικής προστασίας για την παροδική συγκράτηση των νερών της πληµµύρας. Η εκτίµηση του κινδύνου και της διακινδύνευσης έγινε στο πλαίσιο του προγράµµατος DISMA του Κέντρου Εκτίµησης Φυσικών Κινδύνων και Προληπτικού Σχεδιασµού του ΕΜΠ που ολοκληρώθηκε το Για την εκτίµηση της έκτασης κατάκλυσης αλλά και των βαθών του νερού στα διάφορα σηµεία της λεκάνης µε βάση σενάρια ραγδαίων βροχών διάφορων περιόδων επαναφοράς χρησιµοποιήθηκαν ψηφιακά υπόβαθρα υψηλής ανάλυσης που προέκυψαν από έγχρωµες αεροφωτογραφίες της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (ΓΥΣ) που λήφθηκαν τον Σεπτέµβριο του 2005 µε κλίµακα 1: Ο κάνναβος των σηµείων του ψηφιακού υποβάθρου έχει πυκνότητα 25 m. Για την παραγωγή του ψηφιακού υποβάθρου χρησιµοποιήθηκαν 14 αεροφωτογραφίες σε τρεις επικαλυπτόµενες λωρίδες. Με φωτοερµηνεία διακρίθηκαν επτά κατηγορίες χρήσης γης: 1. οµηµένες περιοχές 2. Θερµοκήπια 3. Σύνθετα συστήµατα καλλιέργειας 4. ενδρώδεις καλλιέργειες 5. ασικές περιοχές 6. Ακάλυπτες εκτάσεις βραχώδεις εκτάσεις 7. ρόµοι Η εκτίµηση του κόστους των πληµµυρικών ζηµιών που ακολουθεί, έγινε µε βάση τις τέσσερις πρώτες κατηγορίες χρήσης γης. Οι εργασίες αυτές έγιναν από τα Εργαστήρια Φωτογραµµετρίας και 9

10 Φωτοερµηνείας και Τηλεπισκόπισης του Ε.Μ.Π, που συµµετέχουν στο Κέντρο Εκτίµησης Φυσικών Κινδύνων και Προληπτικού Σχεδιασµού. Οι υδραυλικοί υπολογισµοί έγιναν για τρία σενάρια πληµµύρας µε περιόδους επαναφοράς 25, 50 και 100 έτη. Για κάθε σενάριο έγιναν οι ακόλουθες εργασίες (Pistrika and Tsakiris, 2007): 1. Πληµµυρογράφηµα σχεδιασµού 2. ιόδευση πληµµύρας µέσω ταµιευτήρα 3. Μη µόνιµη διόδευση πληµµύρας µέσω τµήµατος ποταµού 4. Χάρτης έκτασης περιβάλλουσας πληµµύρας σε περιβάλλον GIS Τα αποτελέσµατα σε σχέση µε την περιβάλλουσα πληµµύρας αλλά και τα µέγιστα βάθη κατάκλυσης παρουσιάζονται στο Σχ. 1, που αναφέρεται στο σενάριο µε περίοδο επαναφοράς 100 έτη. Τέλος, όσον αφορά στην εκτίµηση των ζηµιών χρησιµοποιήθηκε το εργαλείο Flood Hazard Estimation του προγράµµατος DISMA, το οποίο χρησιµοποιεί συναρτήσεις κόστους-ζηµιών µε ανεξάρτητη µεταβλητή το µέγιστο βάθος κατάκλυσης. Το εργαλείο εκτίµησης πληµµυρικών ζηµιών στηρίζεται σε διαφορετικές συναρτήσεις ανάλογα µε τη χρήση γης. Κριτήριο - κατώφλι βάθους για τις διάφορες ζηµιές χρησιµοποιήθηκε το βάθος των 30 cm. Ιδιαίτερα για τη γεωργία χρησιµοποιήθηκαν διαφορετικές συναρτήσεις για τις κατηγορίες: α) Κηπευτικά/ξηρικές καλλιέργειες, β) ενδρώδεις καλλιέργειες, γ) Θερµοκήπια. Οι συναρτήσεις προέκυψαν από εκτεταµένες συζητήσεις µε ειδικούς επιστήµονες και ανθρώπους της περιοχής. Οι κατηγορίες οικονοµικών ζηµιών αναφέρονται στην οικονοµική αποτίµηση των απευθείας µετρήσιµων ζηµιών. Συνεπώς υπάρχουν πολλές άλλες δυνητικές επιπτώσεις οι οποίες δεν προσµετρήθηκαν. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι σε κάθε φυσική καταστροφή υπάρχουν οι έµµεσες ζηµιές (µετρήσιµες ή µη) οι οποίες είναι δύσκολο να εκτιµηθούν και υπάρχουν και οι άµεσες ζηµιές οι οποίες όµως δεν είναι πάντα µετρήσιµες (π.χ. βλάβη σε χώρους πολιτιστικής κληρονοµιάς). Επίσης το ύψος κατάκλυσης ως µοναδική µεταβλητή φαίνεται να µην επαρκεί για την αξιόπιστη εκτίµηση των ζηµιών. Όπως έχει αποδειχθεί σε πρόσφατες εργασίες το γινόµενο βάθος κατάκλυσης επί ταχύτητα ροής αποτελεί ασφαλέστερη µεταβλητή για την εκτίµηση των ζηµιών. Συµπερασµατικά λοιπόν η εκτίµηση των ζηµιών συνήθως υποεκτιµά τα µεγέθη και λειτουργεί στην κατεύθυνση της µη λήψης ριζικών αποφάσεων για τη µείωση των αρνητικών επιπτώσεων από τις πληµµύρες. 10

11 Σχήµα 1. Η περιβάλλουσα των εκτάσεων κατάκλυσης στην πεδινή παράκτια ζώνη του Μαραθώνα στην Αττική µε βάση το σενάριο περιόδου επαναφοράς 100 ετών Πίνακας 1. Εκτιµώµενο κόστος ζηµιών (σε Μ ) από πληµµύρες στην πεδινή περιοχή του Μαραθώνα Αττικής για τα τρία σενάρια µε και χωρίς το Φράγµα αντιπληµµυρικής προστασίας. Χωρίς το Φράγµα Με το Φράγµα Σενάρια/ Χρήσεις Γης Τ = 25 Τ = 50 Τ = 100 Τ = 25 Τ = 50 Τ = 100 έτη έτη έτη έτη έτη έτη Καλλιεργούµενες εκτάσεις ενδρώδεις καλλιέργειες Θερµοκήπια οµηµένες εκτάσεις Σύνολο Πλήρης ανάλυση της εκτίµησης των ζηµιών περιλαµβάνεται σε άλλες εργασίες, όπως Pistrika and Tsakiris (2007) και Τσακίρης κ.α (2007) και στην Τελική Έκθεση του προγράµµατος DISMA. Στον Πίνακα 1 παρουσιάζεται σε Μ το κόστος των ζηµιών από τις πληµµύρες στην παράκτια πεδινή περιοχή για τα τρία σενάρια περιόδων επαναφοράς 25, 50 και 100 ετών. Στον Πίνακα 1 παρουσιάζεται η σύγκριση µεταξύ δύο επιλογών: α) χωρίς φράγµα, β) µε το υπάρχον φράγµα αντιπληµµυρικής προστασίας. Από τα αποτελέσµατα προκύπτει ότι η συµβολή του φράγµατος είναι οριακά θετική. Με βάση την παραπάνω ανάπτυξη είναι προφανές ότι για την εκτίµηση της διακινδύνευσης στις πεδινές παράκτιες περιοχές, η οδηγία 2007/60/EC δηµιουργεί µεγάλες απαιτήσεις σε γεωγραφικό υπόβαθρο, οικονοµικά, δηµογραφικά στοιχεία και στοιχεία άλλων δραστηριοτήτων. 6. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η νέα προσέγγιση στην αντιπληµµυρική προστασία των πεδινών παράκτιων περιοχών, που προτείνεται µε την Οδηγία 2007/60, στηρίζεται στη διαχείριση της πληµµυρικής διακινδύνευσης. Με βάση το επίπεδο διακινδύνευσης, που καθορίζεται από την πιθανότητα αλλά και το διακύβευµα, οι αποφάσεις για λήψη µέτρων και έργων αντιπληµµυρικής προστασίας (ή άλλων έργων στη λεκάνη απορροής που επηρεάζουν τη διακινδύνευση) γίνεται µε ορθολογικά κριτήρια. Εντούτοις η εφαρµογή τέτοιων µεθοδολογιών σε ένα µεγάλο αριθµό λεκανών και εκτάσεων που κινδυνεύουν (ή θα κινδυνεύσουν) από πληµµύρες είναι ιδιαίτερα απαιτητική σε χαρτογραφικά υπόβαθρα µεγάλης ακρίβειας καθώς και σε απογραφικές διαδικασίες που αφορούν τους κατοίκους, τις οικονοµικές δραστηριότητες, τις χρήσεις γης και την κατάσταση του περιβάλλοντος. Η χώρα µας ως µια λιγότερο οργανωµένη χώρα σε σχέση µε τις βόρειες χώρες της Ευρώπης κινδυνεύει για µια ακόµα φορά να µείνει πίσω στις διαδικασίες που επιβάλλουν οι Οδηγίες µε τις γνωστές ή τις λιγότερες γνωστές συνέπειες. Η συνέχιση υλοποίησης αποσπασµατικών και αναποτελεσµατικών έργων αντιπληµµυρικής προστασίας χωρίς ορθολογική επιλογή και ιεράρχηση θα έχει ακόµα περισσότερο δυσµενή αποτελέσµατα για δύο κυρίως λόγους: α) το διακύβευµα στις περισσότερες πεδινές παράκτιες περιοχές θα µεγαλώνει, β) οι κλιµατικές αλλά και οι ανθρωπογενείς αλλαγές θα δηµιουργούν εντονότερες και συχνότερες πληµµύρες. 11

12 Με την ανανέωση των σχεδίων διαχείρισης της πληµµυρικής διακινδύνευσης ανά 6ετία εκτιµάται ότι οι µεταβαλλόµενες συνθήκες θα αποτυπώνονται σε τακτά διαστήµατα, ώστε οι οποιεσδήποτε αποφάσεις να αναφέρονται σε πραγµατικές συνθήκες. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Οι βασικές µεθοδολογίες, αλλά κυρίως οι εφαρµογές που αναφέρονται σ αυτήν την εργασία, προέρχονται από το Ερευνητικό Πρόγραµµα DISMA (Disaster Management GIS with emphasis on cultural sites), που εκπονήθηκε από το Κέντρο Εκτίµησης Φυσικών Κινδύνων και Προληπτικού Σχεδιασµού του ΕΜΠ. Ευχαριστίες εκφράζονται σε όλα τα µέλη της ερευνητικής οµάδας του DISMA. Μια πρώτη έκδοση αυτής της εργασίας ανακοινώθηκε στο Πανελλήνιο Συνέδριο Λιµενικών Έργων στη Μυτιλήνη το 2008 (Τσακίρης 2008). ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ DISMA, Final Technical Report, Vol. I, Centre for the Assessment of Natural Hazards and Proactive Planning, NTUA, 202 p. European Council. (2007). EU Directive of the European Parliament and of the European Council on the assessment and management of flood risks (2007/60/EU). Pistrika A. and Jonkman S. (2009). Damage to residential buildings due to flooding of New Orleans after hurricane Katrina. Natural Hazards, DOI /s y. Pistrika, A. and Tsakiris, G. (2007). Flood Risk Assessment: A Methodological Framework. Proceedings of the International Symposium of EWRA «Water Resources Management: New Approaches and Technologies». Chania - Crete. Greece. Thywissen, K. (2006). Components of Risk. A Comparative Glossary. United Nations University Institute for Environment and Human Security. SOURCE No. 2/2006. Tsakiris, G. (2007). Practical Application of Risk and Hazard Concepts in Proactive Planning. European Water 19/20: Tsakiris, G., Nalbantis, I. & Pistrika, A. (2009) Critical Technical Issues on the EU flood directive. European Water 25/26: Tsakiris, G,., Pistrika A. and Klampanos H. (2007). Supporting Tool for the Damage Estimation due to Floods in GIS Environment (in greek) in Proceedings of 17 th Pan-Hellenic ArcGIS Users Meeting, Athens, Greece. Τσακίρης Γ. (2008). Αντιπληµµυρική Προστασία στις Παράκτιες Περιοχές. Πρακτικά Πανελλήνιου Συνεδρίου Λιµενικών Έργων, Μυτιλήνη, Σεπτεµβρίου

13 Ο Κίνδυνος των Κατολισθήσεων και ο Προσδιορισµός του µε µεθόδους Γεωπληροφορικής Μιχαήλ Σακελλαρίου, Μαρία Φερεντίνου, Στέφανος Χαραλάµπους, Βασίλης Ματζιάρης Εργαστήριο οµικής Μηχανικής & Στοιχείων Τεχνικών Έργων, Σχολή Αγρονόµων & Τοπογράφων Μηχανικών, Ε.Μ.Π. Περίληψη: Η εκδήλωση φαινοµένων αστάθειας σε φυσικά ή και διαµορφωµένα πρανή είναι αποτέλεσµα της µεταβολής των τοπικών γεωµορφολογικών, υδρολογικών, γεωλογικών και τεκτονικών συνθηκών, οι οποίες οφείλονται στη δράση του γεωδυναµικού καθεστώτος, στη σεισµική δραστηριότητα, στη συχνότητα και την ένταση του υετού, στην επίδραση της βλάστησης, σε ανθρωπογενείς διεργασίες, καθώς και σε όλους εκείνους τους παράγοντες οι οποίοι χαρακτηρίζουν ένα γεωπεριβάλλον. Κατά συνέπεια το ενδιαφέρον των Γεωλόγων και των Μηχανικών στράφηκε στην ανάπτυξη τεχνικών και µεθοδολογιών ζωνοποίησης ευρύτερων περιοχών ως προς τον πιθανό κίνδυνο εκδήλωσης κατολισθήσεων. Μεταξύ άλλων µεθόδων, χρησιµοποιήθηκαν για το σκοπό αυτό µέθοδοι υπολογιστικής νοηµοσύνης οι οποίες αναδεικνύουν την συµβολή των εµπλεκόµενων παραγόντων και προσδιορίζουν τον αναµενόµενο βαθµό κινδύνου ως αποτέλεσµα των εκάστοτε συνθηκών που επικρατούν στο υπό µελέτη γεωπεριβάλλον. Ο ρόλος του Αγρονόµου Τοπογράφου Μηχανικού είναι σηµαντικός τόσο κατά το στάδιο της εκτίµησης του κινδύνου (Hazard), όσο και κατά το στάδιο της διαχείρισης της επικινδυνότητας (Risk) και τον σχεδιασµό έργων αντιµετώπισης. Η Συµβολοµετρία INSAR, η Φωτοερµηνεία - Τηλεπισκόπιση, η Γεωδαισία, η ορυφορική Γεωδαισία και η ψηφιοποίηση µε σαρωτές laser είναι εργαλεία αναγνώρισης, αποτύπωσης και παρακολούθησης των εδαφικών κινήσεων. Τα Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών αποδεικνύεται ότι έχουν σηµαντικό ρόλο στην διαχείριση της επικινδυνότητας και στην λήψη αποφάσεων µε τη δυνατότητα διερεύνησης σεναρίων και χωρικής κατανοµής του συντελεστή ασφαλείας ως µέτρου ευστάθειας, της µόνιµης µετατόπισης που ενδεχοµένως προκαλείται λόγω σεισµού και της πρόβλεψης των τροχιών που διαγράφουν βραχοτεµάχια κατά την πτώση τους. Στην συγκεκριµένη εργασία περιγράφονται δύο µοντέλα εκτίµησης του κινδύνου τα οποία συνδυάζουν την εφαρµογή εργαλείων χωρικής ανάλυσης όπως τα γεωγραφικά συστήµατα πληροφοριών και µεθόδων υπολογιστικής νοηµοσύνης όπως τα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα. Τα προτεινόµενα εργαλεία συµβάλλουν στην κατανόηση της φύσης και του µηχανισµού εξέλιξης των κατολισθήσεων και εισάγουν ολιστικά µοντέλα εκτίµησης του κινδύνου. Γίνεται, επίσης, ειδική αναφορά στο µηχανισµό αστοχίας υπό µορφή βραχοπτώσεων και παρουσιάζεται µεθοδολογία εκτίµησης του κινδύνου και διαχείρισης της διακινδύνευσης σε περιβάλλον ΓΣΠ. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το περιβάλλον (Γεωλογία και Κλίµα) αφορά κυρίως σε µια σχέση αλληλεπίδρασης µεταξύ του ανθρώπου και του χώρου που τον περιβάλλει. Πρόκειται αφ ενός για την εκµετάλλευση από την ανθρώπινη κοινότητα του ορυκτού πλούτου, της εκµετάλλευσης των υδατικών πόρων µε την κατασκευή φραγµάτων και την κατασκευή συγκοινωνιακών υποδοµών. Εξ άλλου θέτει σε κίνδυνο την κοινωνία µέσω επιζήµιων γεωλογικών φαινοµένων δηµιουργώντας µη ευνοϊκές συνθήκες για ανάπτυξη. Οι δύο µορφές αυτών των γεωπαραγόντων οριοθετούν τις περιβαλλοντικές γεωλογικές συνθήκες µιας περιοχής οι οποίες δηµιουργούν στον άνθρωπο οφέλη ή προβλήµατα. Η επίλυση αυτών των προβληµάτων γίνεται µέσω ορθολογικής διαχείρισης µε σκοπό πάντα την προστασία του περιβάλλοντος. Η επιτυχής χρήση των νέων τεχνολογιών πληροφορικής αποτελεί σήµερα αναπόσπαστο εργαλείο για την εκτίµηση των συνθηκών που επικρατούν σε ένα γεωπεριβάλλον το οποίο απειλείται ή και καταστρέφεται, είτε από φαινόµενα ρύπανσης είτε από φαινόµενα αστάθειας. Το ενδιαφέρον των γεωεπιστηµόνων στράφηκε στην ανάπτυξη µοντέλων για την εκτίµηση της χωρικής διασποράς των γεωκινδύνων και στην συνέχεια την υιοθέτηση µέτρων θεραπείας αυτών. Οι κατολισθήσεις αποτελούν φαινόµενα µε συνέπειες καταστροφικές για το φυσικό και το δοµηµένο περιβάλλον. Η κατανόηση του µηχανισµού τους είναι σηµαντική για την πρόβλεψη και αντιµετώπιση τους, είτε µε την πλήρη αποσόβηση του κινδύνου είτε µε την κατάρτιση κατάλληλων µέτρων προστασίας και αποκατάστασης. Εντάσσονται στην κατηγορία των φυσικών καταστροφών και είναι απόρροια κατάλυσης ισορροπίας εδαφικών ή βραχωδών πρανών, φυσικών ή τεχνητών. Πρόκειται για ένα πολυµεταβλητό - πολυπαραµετρικό πρόβληµα, η επίλυση του οποίου απαιτεί την συνδροµή των επιστηµονικών κλάδων της Γεωλογίας, της Τεχνικής Γεωλογίας, της Βραχοµηχανικής, της Εδαφοµηχανικής και Εδαφοδυναµικής, σε συνδυασµό µε την εφαρµογή εργαλείων ανάλυσης χώρου, 13

14 όπως τα Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών (ΓΣΠ) και εργαλείων υπολογιστικής νοηµοσύνης όπως τα Τεχνητά Νευρωνικά ίκτυα (ΤΝ ). Στον Πίνακα 1 δίνεται παραστατικά η διαδικασία αλληλεπίδρασης των βασικών παραγόντων που υπεισέρχονται στον σχεδιασµό και την κατασκευή ενός τεχνικού έργου, ως αίτιο και ως αποτέλεσµα. Στο µητρώο το στοιχείο (1,2) (γεωλογικές συνθήκες) επηρεάζει το τεχνικό έργο, αλλά και το τεχνικό έργο επηρεάζει τις γεωλογικές συνθήκες π.χ. µε την κατασκευή ενός επιφανειακού έργου. Ο προσδιορισµός του κινδύνου έναντι κατολίσθησης αποτελεί επίσης, σύνθετο πρόβληµα λόγω της πολυπλοκότητας του φυσικού συστήµατος και της δυσκολίας προσδιορισµού όλων των απαραίτητων δεδοµένων εισόδου στα µοντέλα πρόβλεψης. Η δυσκολία κατανόησης του φαινοµένου προέρχεται τόσο από τους παράγοντες που δίνουν το έναυσµα της κίνησης (σεισµός, υετός, κ.α), όσο και από τη δοµή και τη σύνθεση του γεωυλικού το οποίο κατολισθαίνει. Η πολυπλοκότητα και πολυπαραµετρικότητα του προβλήµατος παρουσιάζεται ως µητρώο αλληλεπίδρασης (interaction matrix) στον «άτλαντα» (Πίνακας 2) που εισήγαγε ο Hudson το Στα πλαίσια της συγκεκριµένης εργασίας θα γίνει παρουσίαση µεθοδολογιών οι οποίες αναλύουν το πρόβληµα της εκτίµησης του κινδύνου κατολισθήσεων. Στόχος είναι η ζωνοποίηση του υπαίθριου χώρου σε οµοιογενείς περιοχές ανάλογα µε τον αναµενόµενο βαθµό κινδύνου. Πρόκειται για ένα χωρικό σύστηµα στήριξης λήψης αποφάσεων κατά την φάση του σχεδιασµού, τεχνικών έργων. Το αποτέλεσµα της ανάλυσης απεικονίζεται σε χάρτες εκτίµησης κινδύνου. Παρουσιάζεται ως ποσοτική έκφραση του αναµενόµενου βαθµού κινδύνου, µέσω της χωρικής διαφοροποίησης του συντελεστή ασφαλείας ή ως ποιοτική έκφραση του βαθµού κινδύνου, µέσω της χωρικής διαφοροποίησης αυτού. 2. ΜΕΘΟ ΟΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝ ΕΡΓΑΛΕΙΑ 2.1 Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών Τα Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών (ΓΣΠ), κατά τον Burrough (1998) ορίζουν «ένα» δυναµικό σύνολο από εργαλεία για τη συλλογή, αποθήκευση, µετασχηµατισµό, ενηµέρωση, διαχείριση, ανάκληση, ανάλυση και παρουσίαση χωρικών δεδοµένων από τον πραγµατικό κόσµο, για κάποιους συγκεκριµένους σκοπούς». Στην εργασία αυτή, αποσκοπώντας στην ανάδειξη της χρησιµότητας των ΓΣΠ σε θέµατα εκτίµησης της καταλληλότητας ενός γεωπεριβάλλοντος, παρουσιάζονται δύο µοντέλα προσδιορισµού κινδύνου κατολισθήσεων. Τα µοντέλα εκτίµησης κινδύνου έναντι κατολισθήσεων που αναπτύχθηκαν παρέχουν µια προκαταρκτική ένδειξη της ζώνης επιρροής µετά από δράση στατικής ή/και δυναµικής φόρτισης, λαµβάνοντας υπόψιν τους παράγοντες οι οποίοι χαρακτηρίζουν ένα συγκεκριµένο γεωπεριβάλλον. Είναι επίσης σηµαντικό να αναφερθεί η δυνατότητα ανάλυσης αλλαγών που δίνεται µέσω της χρήσης της προτεινόµενης µεθοδολογίας. Οι παράγοντες µπορούν να προστίθενται στο µοντέλο είτε ως στατικές είτε ως δυναµικές συνιστώσες, µπορεί να γίνει σύγκριση µε παλαιότερα ή µεταγενέστερα σενάρια και να προκύψουν συµπεράσµατα σχετικά µε περιοχές από τις οποίες µετακινήθηκε υλικό σε άλλες στις οποίες αποτέθηκε υλικό κατολισθαίνον. 14

15 Εικόνα 1. Κατανοµή των κατολισθήσεων στην Ελλάδα Πίνακας 1. Πίνακας αλληλεπίδρασης βασικών παραγόντων που επηρεάζουν την κατασκευή τεχνικού έργου και επηρεάζονται από αυτή. Εντοπισµός θέσης, F 1 (t) 1.1 Οι φυσικές διεργασίες µεταβάλλουν το ανάγλυφο και τη θέση Επιρροή έργου στη «θέση» 5.1 Η Γεωλογία, το ανάγλυφο και οι φυσικές διεργασίες διαφοροποιούνται από θέση σε θέση. 1.2 Γεωγραφική Πληροφορία-Φυσικό Περιβάλλον-Τοπίο, F 2 (t) Επιπτώσεις στο Περιβάλλον από Έργα Χρήσεις Γης- ραστηριότητες F 3 (t) Επιρροή έργου στο ήδη δοµηµένο περιβάλλον Σχεδιασµός Χωροθέτηση Έργου, F 4 (t) 4.4 Επιρροή έργου στην ανάπτυξη της περιοχής 5.4 Επιρροή θέσης στο Τεχνικό έργο 1.5 Επιρροή περιβάλλοντος- Φυσικοί Κίνδυνοι 2.5 Επιρροή δοµηµένου περιβάλλοντος στο έργο 3.5 Σκοπιµότητα έργου 4.5 Τεχνικό Έργο F 5 (t)

16 Είκονα 2, Μητρώο αλληλεπίδρασης Πρανών (Hudson, 1992). 2.2 Τεχνητά Νευρωνικά ίκτυα Η προσέγγιση του προβλήµατος των κατολισθήσεων µέσω των µοντέλων τεχνητών νευρωνικών δικτύων (ΤΝ ), έχει µεγάλη προοπτική εφαρµογής στο συγκεκριµένο πεδίο, λόγω της φύσης του φαινοµένου και της πολυπλοκότητας αυτού. Είναι σηµαντική η δυνατότητα ολιστικής προσέγγισης, του προβλήµατος και η ταυτόχρονη ενσωµάτωση στο µοντέλο ποιοτικών και ποσοτικών παραµέτρων. Τα ΤΝ επιδεικνύουν χαρακτηριστικά δηµιουργικής ικανότητας, αντίληψης και κρίσης. Πρόκειται για απλοποιηµένες µορφές, των βιολογικών νευρωνικών δικτύων καθώς διατηρούν αρκετές από τις λειτουργίες και την οργάνωση η οποία έχει παρατηρηθεί στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Η λέξη νευρώνας νευρώνιο - δηλαδή το θεµελιώδες νευρικό κύτταρο είναι ένας όρος δανεισµένος από την επιστήµη της βιολογίας. Κύρια χαρακτηριστικά των νευρώνων είναι ότι αντιδρούν σε ερεθίσµατα του εξωτερικού περιβάλλοντος, επεξεργάζονται και µεταφέρουν ερεθίσµατα και πληροφορίες, επικοινωνούν µε µια σειρά συνάψεων µε άλλα νευρώνια. 16

17 Ταυτόχρονα διατηρούν την πολυπλοκότητα του συστήµατος το οποίο µοντελοποιούν γιατί έχουν και αυτά σύνθετη οργάνωση (Cilliers, 1999). Βεβαίως δεν αποτελούν ακόµη, εναλλακτικές µεθόδους των συµβατικών αναλυτικών ή αριθµητικών µεθόδων ανάλυσης. Τα νευρωνικά δίκτυα αποτελούν συστήµατα µε ικανότητα µάθησης. Η βασική αρχή της επαγωγικής µάθησης είναι ότι η γνώση που προκύπτει υποστηρίζεται από τα παραδείγµατα. Οι µεθοδολογίες µάθησης - εκπαίδευσης που χρησιµοποιήθηκαν είναι : α) Εκπαίδευση µε εποπτεία (supervised learning) χρησιµοποιώντας µοντέλα επιβλεπόµενης µάθησης υλοποιώντας τον αλγόριθµο back-propagation (οπισθόδροµης µετάδοσης σφάλµατος), και β) εκπαίδευση χωρίς εποπτεία (unsupervised learning) υλοποιώντας τον αλγόριθµο Kohonen (Self Οrganizing Μaps, Kohonen, 1996). 3. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ - ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΚΙΝ ΥΝΟΥ Το πρόγραµµα Landslide Hazard Estimation Tool (Φερεντίνου, 2004, Χαραλάµπους, 2006, 2007a, 2007b), αποτελεί ένα ενιαίο ολοκληρωµένο εργαλείο ανεπτυγµένο σε περιβάλλον ArcGIS (Αrc/Info Workstation, ArcMap, AcScene), το οποίο εκτελεί λειτουργίες κατάλληλες για την εκτίµηση του κινδύνου των κατολισθήσεων. Στην Εικόνα 3 παρουσιάζεται το διάγραµµα ροής του προγράµµατος για την ανάπτυξη του γεωτεχνικού µοντέλου εκτίµησης του κινδύνου. Γεωλογία Γωνία εσωτερικής τριβής ΤΝ BP Παρά- µετροι αντοχής Ψηφιακό µοντέλο εδάφους Συνοχή Κλίση ΓΠΣ Μέθοδος παλινδρόµησης F / S r i Κλίση Sarma (b) k c M, r Newmark Ambraseys, Menu Srbulov, ASCE (Ambrahhamson Silva) u P(f) Ανάλυση σε στατική φόρτιση Ανάλυση σε δυναµική φόρτιση Εικόνα 3. Γεωτεχνικό µοντέλο εκτίµησης κινδύνου. Αρχικά δηµιουργείται το εξωτερικό µοντέλο της βάσης το οποίο προϋποθέτει τον καθορισµό του προβλήµατος και του αντικειµενικού σκοπού. Ως πρόβληµα θεωρούµε την εκτίµηση του κινδύνου έναντι κατολισθήσεων µέσα από τη δηµιουργία µοντέλων εκτίµησης του κινδύνου τόσο σε στατικές όσο και δυναµικές συνθήκες φόρτισης. Ο αντικειµενικός σκοπός είναι ο υπολογισµός της πιθανότητας να συµβεί µια κατολίσθηση στο µέλλον µέσω της εκτίµησης της τιµής του συντελεστή ασφαλείας, ή της πιθανότητας εκδήλωσης. Σε εννοιολογικό επίπεδο γίνεται ο προσδιορισµός των απαιτούµενων θεµατικών επιπέδων µαζί µε τα αντίστοιχά τους περιγραφικά χαρακτηριστικά, ο καθορισµός της κλίµακας µελέτης και του συστήµατος αναφοράς. Το ψηφιακό µοντέλο εδάφους της περιοχής τροφοδοτεί το πρόγραµµα για την αναπαράσταση του αναγλύφου. Το τεχνικογεωλογικό προσοµοίωµα της περιοχής ανάλογα µε τα διαθέσιµα στοιχεία και της ανάγκες της εκάστοτε µελέτης µπορεί να αφορά σε στοιχεία για το είδος : - Των γεωλογικών σχηµατισµών: - Τις οικογένειες ασυνεχειών - Τα Ρήγµατα - Το χαρακτηρισµό των υδρολογικών συνθηκών που επικρατούν. 17

18 3. 1 Εκτίµηση Συντελεστή Ασφαλείας και των Μόνιµων Μετατοπίσεων λόγω σεισµού Το στάδιο της ανάλυσης αποτελεί την κεντρική και την πιο σηµαντική λειτουργία του προγράµµατος. Αναφέρεται στην ανάλυση και επεξεργασία των δεδοµένων µε κατάλληλη διαχείριση της γεωγραφικής βάσης δεδοµένων µε σκοπό τον προσδιορισµό του κινδύνου έναντι κατολισθήσεων. Η διερεύνηση της ευστάθειας πραγµατοποιείται µέσω της εκτίµησης του συντελεστή ασφαλείας ή του καθεστώτος ευστάθειας, και δίνει τις παρακάτω δυνατότητες στο χρήστη: την εκτίµηση του συντελεστή ασφαλείας στα πρανή της περιοχής µελέτης, την εκτίµηση των αναµενόµενων µόνιµων µετατοπίσεων των πρανών της ίδιας περιοχής λόγω σεισµού. Ο Συντελεστής Ασφαλείας µπορεί να υπολογιστεί µέσω προσεγγιστικής σχέσης (1) η οποία έχει προκύψει µε τη µέθοδο ελαχίστων τετραγώνων ως µία συνάρτηση της γεωµετρίας του πρανούς καθώς και των παραµέτρων αντοχής του εδάφους ή των έντονα κατακερµατισµένων µαλακών βράχων έναντι µιας πιθανής κυκλικής επιφάνειας αστοχίας. F c' cosecβ = r u φ + γ Η ( 1 ) cotβ tan ' (1) όπου β η γωνία κλίσης του πρανούς, Η το ύψος του πρανούς, r 0 o λόγος της πίεσης των πόρων, c και φ οι ενεργές τιµές της συνοχής και της γωνίας τριβής του εδάφους αντίστοιχα και γ το ειδικό του βάρος. Στη περίπτωση εξέτασης της ευστάθειας έναντι µιας πιθανής επίπεδης επιφανείας αστοχίας (c =0), η σχέση που χρησιµοποιείται είναι η (2). F tan φ ' = tan β (2) Ο συντελεστής ασφαλείας υπολογίζεται, επίσης, µέσω ΤΝ ανάστροφης τροφοδότησης, υλοποιώντας τον αλγόριθµο ανάστροφης τροφοδότησης. Για το σκοπό αυτό κατασκευάστηκαν σε περιβάλλον Matlab, ΤΝ ανάστροφης τροφοδότησης τα οποία εκπαιδεύτηκαν στο να εκτιµούν την αναµενόµενη τιµή του συντελεστή ασφάλειας F σε ένα πρανές λόγω συγκεκριµένης γεωµετρίας και των παραµέτρων αντοχής (Φερεντίνου 2004, Sakellariou et al., 2005). Το αποτέλεσµα της εκπαίδευσης αποτελεί είσοδο για το πρόγραµµα Landslide Hazard Estimation Tool, το οποίο χρησιµοποιεί τις δυνατότητες που παρέχουν τα ΓΣΠ προκειµένου για την απεικόνιση του συντελεστή ασφαλείας στο σύνολο µιας περιοχής έρευνας. Η σεισµική φόρτιση µπορεί να επιφέρει σηµαντικές παραµορφώσεις και µετατοπίσεις, µόνιµες ή µη, στα πρανή. Η εκτίµηση των µόνιµων µετατοπίσεων όπως υλοποιείται από το συγκεκριµένο λογισµικό, λόγω της επίδρασης σεισµικής φόρτισης ακολουθεί το µοντέλο του Newmark (1965) και πραγµατοποιείται µέσω των µεθοδολογιών που προτείνονται από τους Ambraseys et al. (1988) και Ambraseys et al. (1995). Προαπαιτούµενο για τις διαδικασίες εκτίµησης των µόνιµων µετατοπίσεων αποτελεί η εκτίµηση της κρίσιµης επιτάχυνσης k c του πρανούς, η οποία εκφράζει την σεισµική επιτάχυνση ως ποσοστό της επιτάχυνσης της βαρύτητας που φέρει το πρανές σε κατάσταση οριακής ισορροπίας. Είναι θεµελιώδης παράµετρος για τον υπολογισµό των µόνιµων µετατοπίσεων και συνδέεται µε τον συντελεστή ασφαλείας του πρανούς µέσω της εξίσωσης (3). k c F 1.0 = tan β (3) 18

19 Η δεύτερη εκ των δυο µεθοδολογιών (Ambraseys et al., 1995) θεωρείται ακριβέστερη για το λόγο ότι οι εκτιµήσεις των µόνιµων µετατοπίσεων εξαρτώνται επιπλέον από το µέγεθος του σεισµού M s και από την εστιακή απόσταση r του σεισµού. Χρησιµοποιήθηκαν τα γραφήµατα τα οποία περιγράφουν την εξασθένηση των µόνιµων µετατοπίσεων που προκαλούνται από ένα σεισµό µε επιφανειακό µέγεθος M = 5.0, 6.0 και 7.0 ως συνάρτηση της εστιακής απόστασης. Για την εκτίµηση των µετατοπίσεων χρησιµοποιήθηκε η εξίσωση (4): k c k c log( u) = Ms r+ log p km k m (4) όπου u = η µετατόπιση (µέγιστη αθροιστική ολίσθηση προκληθείσα από ένα συγκεκριµένο σεισµικό γεγονός) εξ αιτίας της κίνησης σε µία κατεύθυνση, M = το µέγεθος του σεισµού (επιφανειακό µέγεθος), s r d h kc k m = ο λόγος της κρίσιµης επιτάχυνσης k c προς τη µέγιστη σεισµική επιτάχυνση σχεδιασµού k m, και p = η µεταβλητή που λαµβάνει τιµές βάσει της πιθανότητας υπέρβασης της µόνιµης µετατόπισης (p = για πιθανότητα υπέρβασης 5%). 2 2 = +, µε h = εστιακό βάθος και d = οριζόντια απόσταση της πηγής (σε km), 4. ΜΟΝΤΕΛΟ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΚΙΝ ΥΝΟΥ ΜΕΣΩ ΠΟΙΟΤΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Το µοντέλο το οποίο προτείνεται για την εκτίµηση του κινδύνου µέσω ποιοτικών παραµέτρων θα µπορούσε να χαρακτηριστεί ως black box model, σύµφωνα µε τον διαχωρισµό κατά Carrara (1990), είναι όµως δυνατό να ενταχθεί και στην κατηγορία των ποιοτικών µεθόδων σύνθεσης δεικτών παραµετρικών χαρτών. Στα πλαίσια της προτεινόµενης µεθοδολογίας χρησιµοποιούνται µέθοδοι τεχνητών νευρωνικών δικτύων και το µητρώο αλληλεπίδρασης Hudson (1992) για την απόδοση των βαρών στις εξεταζόµενες παραµέτρους (Φερεντίνου, 2004, Sakellariou et al. 2005, Φερεντίνου κ.α 2006). Μέσω αυτού του µητρώου γίνεται επίσης ανάλυση των σχέσεων αιτίου - αποτελέσµατος για το σύστηµα γεωπεριβάλλον κατασκευή τεχνικού έργου. Όπως είναι γνωστό µία κατολίσθηση σπάνια συνδέεται µε µία και µόνο αιτία. Το µεγάλο εµπόδιο στη µελέτη των κατολισθήσεων είναι η αναγνώριση όλων των παραγόντων που συντελούν στην εκδήλωση του φαινοµένου, και ο προσδιορισµός των µεταξύ τους σχέσεων. Στα πλαίσια της συγκεκριµένης διαδικασίας πραγµατοποιήθηκε ανάλυση και επεξεργασία των δεδοµένων µε µεθόδους εξερευνητικής ανάλυσης και αναδείκνύονται συστοιχίες και µη γραµµικές σχέσεις µεταξύ των παραγόντων που εξετάζονται. Χρησιµοποιήθηκαν τα εργαλεία απεικόνισης τα οποία παρέχει το SOM Toolbox προκειµένου να διερευνηθεί η εσωτερική δοµή των δεδοµένων. Για την ανάλυση µέσω του εργαλείου SOM Toolbox χρησιµοποιήθηκαν και τροποποιήθηκαν προγράµµατα scripts στο περιβάλλον προγραµµατισµού Matllab v.6.5. Η ουσιαστική προσφορά της µεθόδου είναι ότι µε την εφαρµογή της επιχειρείται η ανάδειξη συστοιχειών, δηλαδή διερευνάται η τάση των παραµέτρων ή των δεδοµένων για δηµιουργία συστοιχειών. Η διαδικασία η οποία ακολουθείται περιλαµβάνει τα παρακάτω βήµατα: Καθορισµός του συστήµατος και του αντικειµενικού σκοπού, προσδιορισµό των απαιτούµενων παραµέτρων, προσδιορισµό των απαιτούµενων θεµατικών επιπέδων, καθορισµό του συστήµατος αναφοράς, σχεδίαση ανάπτυξη βάσης δεδοµένων, υπέρθεση θεµατικών χαρτών, εφαρµογή µεθόδων 19

20 εξερευνητικής ανάλυσης, απόδοση βαρών σε κάθε παράµετρο και δηµιουργία χάρτη ο οποίος αποδίδει τον βαθµό κινδύνου. 5. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ - ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΚΥΡΙΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Στη συνέχεια παρουσιάζονται εφαρµογές της προτεινόµενης µεθοδολογίας σε περιοχές έρευνας οι οποίες επιδεικνύουν υψηλή συχνότητα κατολισθήσεων. Περιοχή στο Ν. Ευρυτανίας: Η συγκεκριµένη περιοχή επιλέχθηκε λόγω της αυξηµένης συχνότητας συµβάντων κατολισθήσεων. Τα πρωτογενή στοιχεία για την διεξαγωγή της παρούσας έρευνας αντλούνται από τον (Ζιούρκας 1989). Από τις δεκατέσσερις παραµέτρους οι οποίες µελετήθηκαν και περιγράφουν το συγκεκριµένο γεωπεριβάλλον προέκυψε ότι: Οι παράµετροι: - υψόµετρο, µέσο ετήσιο ύψος βροχής και το είδος µορφολογικού αναγλύφου είναι ισχυρές. Η πλέον κυρίαρχη παράµετρος είναι το υψόµετρο, και το µέσο ετήσιο ύψος βροχής, το πάχος του µανδύα αποσάθρωσης και ο βαθµός ανθρωπογενούς επίδρασης στη βλάστηση ενώ ως παράµετρος λιγότερο κυρίαρχη ιεραρχείται η κλίση. Η παράµετρος η οποία έχει τη µεγαλύτερη ένταση αλληλεπίδρασης µε το σύστηµα είναι η ανθρωπογενής επίδραση στη βλάστηση. Ο χάρτης εκτίµησης κινδύνου όπως προέκυψε για την περιοχή που εξετάσθηκε στον Ν. Ευρυτανίας φαίνεται στην Εικόνα 4. Μετά από σύγκριση του χάρτη βαθµού κινδύνου και του χάρτη αναγνώρισης κατολισθήσεων (Ζιούρκας 1989) στην περιοχή µελέτης προέκυψε ότι η πλειοψηφία των τµηµάτων του µορφολογικού αναγλύφου στα οποία εκδηλώθηκαν κατολισθήσεις ανήκουν στην κατηγορία χαµηλού έως υψηλού βαθµού κινδύνου, σύµφωνα µε την εκτίµηση του µοντέλου που προτάθηκε, για την περιοχή έρευνας. Στον Πίνακα 2 που ακολουθεί παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα µετά από τη σύγκριση του χάρτη αναγνώρισης κατολισθήσεων όπως συντάχθηκε από τον Ζιούρκα (1989), και του χάρτη εκτίµησης του βαθµού κινδύνου όπως προέκυψε από το µοντέλο. Εικόνα 4. Χάρτης εκτίµησης κινδύνου σε περιοχή του Νοµού Ευρυτανίας 20

21 Πίνακας 3.Συγκριτικά αποτελέσµατα χάρτη εκτίµησης επικινδυνότητας και χάρτη αναγνώρισης κατολισθήσεων. Κατηγορία κινδύνου Εµβαδό (km 2 ) Αριθµός πολυγώνων στα οποία Πυκνότητα κατολισθήσεων απαντούν κατολισθήσεις Πολύ χαµηλός Χαµηλός Μέτριος Υψηλός Πολύ υψηλός Περιοχή Παναγοπούλας: Η συγκεκριµένη περιοχή επιλέχθηκε για να εφαρµοστεί η προτεινόµενη µεθοδολογία σε κλίµακα τεχνικού έργου, σε µια περιοχή η οποία έχει κατολισθήσει κατά το παρελθόν, µελετάται και παρακολουθείται επί σειρά ετών, και σήµερα έχουν υλοποιηθεί έργα σταθεροποίησης. Σύµφωνα µε την ανάλυση αναδείχθηκαν δύο περιοχές οι οποίες επιδεικνύουν υψηλό βαθµό κινδύνου. Η µία ζώνη βρίσκεται στα Β της περιοχής και µετρήσεις αποκλισιοµέτρων επιβεβαιώνουν αυτό τον υπολογισµό, και η δεύτερη στο κέντρο της περιοχής εκεί που σηµειώθηκε η παλαιά κατολίσθηση. Στην (Εικόνα 5) παρουσιάζεται ο χάρτης εκτίµησης κινδύνου. Εικόνα 5. Χάρτης εκτίµησης βαθµού κινδύνου στην περιοχή κατολίσθησης της Παναγοπούλας. 21

22 Εικόνα 6. Χάρτης εκτίµησης βαθµού κινδύνου στο χωριό Κερασιά. - Περιοχή στο Ν. Καρδίτσας χωριό Κερασιά. Η περιοχή βρίσκεται στο χωριό Κερασιά του Ν. Καρδίτσας, και πρόκειται για ένα οικισµό ο οποίος απειλείται από κατολισθήσεις τα τελευταία 100 χρόνια. Μετά από επί τόπου επισκέψεις και παρατηρήσεις υπαίθρου χαρτογραφήθηκαν και αποτυπώθηκαν δύο ενεργές κατολισθήσεις. Η προτεινόµενη µεθοδολογία εφαρµόστηκε στη συγκεκριµένη θέση για λόγους επικύρωσης και αξιολόγησης του µοντέλου σε µεγάλη κλίµακα και σε θέσεις ενεργών κατολισθήσεων. Επίσης σε συνδυασµό µε την επίλυση ανάδροµων αναλύσεων, προσδιορίστηκαν οι παράµετροι αντοχής των γεωυλικών που κατολισθαίνουν, µε σκοπό µέσω την εκτίµηση µελλοντικών κινήσεων στην «γειτονιά» των υφιστάµενων (Matziaris et al., 2007). Στην (Εικόνα 6) παρουσιάζεται ο αναµενόµενος βαθµός κινδύνου. 6. ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΚΙΝ ΥΝΟΥ ΕΝΑΝΤΙ ΒΡΑΧΟΠΤΩΣΕΩΝ Μέσω της εφαρµογής η οποία αφορά στην τριδιάστατη προσοµοίωση της κίνησης των βραχοτεµαχίων κατά το φαινόµενο των βραχοπτώσεων προσοµοιώνεται πλέον πλήθος καταπτώσεων, και όχι µια µοναδική κατάπτωση, επιτρέπεται η προσθήκη φρακτών και έχουν γίνει βελτιώσεις στο περιβάλλον της εφαρµογής. Τέλος, έχει βελτιωθεί η τριδιάστατη προσοµοίωση (animation) των βραχοπτώσεων, η οποία παρουσιάζει τα βραχοτεµάχια να ξεκινούν την πτώση τους από το σηµείο εκκίνησης (βάσει των αρχικών δεδοµένων), να κινούνται εκτελώντας τα διάφορα είδη κίνησης που ενδεχοµένως θα λάβουν χώρα, στο αντίστοιχό τους χρονικό διάστηµα, και τελικά να σταµατάνε στο τελικό σηµείο της κατάπτωσης (Εικόνα 7). Οι καταπτώσεις βραχοτεµαχίων, ή βραχοπτώσεις, αποτελούν µια πολύ συνηθισµένη γεωµορφολογική διαδικασία µε µεγάλο, όµως, βαθµό επικινδυνότητας κυρίως στις ορεινές περιοχές και κατά µήκος τεχνητών πρανών, όπου µπορεί ενδεχοµένως να απειλήσει ανθρώπινες ζωές, συγκοινωνιακά δίκτυα, οικισµούς, εξοπλισµούς και εγκαταστάσεις Είναι η συχνότερη µορφή κατολισθήσεων και η συχνότερη µορφή αστοχίας η οποία προκαλείται λόγω ενός σεισµού στην Ελλάδα. Η εκτίµηση του κινδύνου και της διακινδύνευσης βραχόπτωσης είναι απαραίτητη τόσο για την εξασφάλιση της ασφάλειας, µε τη λήψη προστατευτικών µέτρων, όσο και για θέµατα χωροθέτησης σε υπό ανάπτυξη ορεινές περιοχές. Παρουσιάζεται ένα τριδιάστατο µοντέλο προσοµοίωσης βραχοπτώσεων ανεπτυγµένο σε περιβάλλον Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών ΓΣΠ, ως ένα εργαλείο εκτίµησης της επικινδυνότητας µιας περιοχής έναντι βραχοπτώσεων σε τοπική ή ακόµα και 22