ΖΩΝΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΤΙΚΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΣΤΟΝ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΧΩΡΟ. ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΜΕ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ.

Transcript

1 ΕΥΡΙΠΙΔΗΣ Απ. ΒΑΣΙΛΕΙΑΔΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ ΖΩΝΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΤΙΚΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΣΤΟΝ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΧΩΡΟ. ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΜΕ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ. ΔΙΔ ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΟ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΠΑΤΡΑ, 2010

2 Στον Μανωλάκη

3 ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Μέλη της Τριμελούς Εξεταστικής Επιτροπής: Επιβλέπων Καθηγητής: Γ. Κούκης Ν. Σαμπατακάκης Ν. Λαμπράκης Καθηγητής Τμήματος Γεωλογίας Πανεπιστημίου Πατρών Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήματος Γεωλογίας Πανεπιστημίου Πατρών Καθηγητής Τμήματος Γεωλογίας Πανεπιστημίου Πατρών Στην Επταμελή Εξεταστική Επιτροπή συμμετείχαν επίσης: Αβρ. Ζεληλίδης Ι. Κουκουβέλας Γ. Παπαθεοδώρου Δ. Ρόζος Καθηγητής Τμήματος Γεωλογίας Πανεπιστημίου Πατρών Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήματος Γεωλογίας Πανεπιστημίου Πατρών Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήματος Γεωλογίας Πανεπιστημίου Πατρών Επίκουρος Καθηγητής Τμήματος Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών Ε.Μ.Π. i

4 ΠΡΟΛΟΓΟΣ - ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ο σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η συγκριτική έρευνα του κινδύνου των κατολισθήσεων και η δημιουργία ενός μοντέλου εκτίμησης του κινδύνου των κατολισθήσεων για τον ελλαδικό χώρο. Η έρευνα έγινε με παράλληλη εφαρμογή μεθοδολογιών πληροφορικής και υπολογιστικής μηχανικής, που εξυπηρετούν την κατανόηση και αντιμετώπιση του φαινομένου των κατολισθήσεων. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν οι τεχνολογίες των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών και των βάσεων δεδομένων, στις οποίες εισήχθησαν όλα τα ψηφιακά γεωγραφικά δεδομένα. Στη συνέχεια, συνδυάστηκαν ως δεδομένα εισόδου στην ανάλυση, ώστε να προκύψει το μοντέλο εκτίμησης του κινδύνου εμφάνισης κατολίσθησης. Τέλος, τα δεδομένα που προέκυψαν από την εμφάνιση του μοντέλου επικινδυνότητας, επαληθεύτηκαν με μετρήσεις και δεδομένα της ήδη υπάρχουσας επιστημονικής εμπειρίας και της βιβλιογραφίας. Η εφαρμογή των Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων (ΓΠΣ) θεωρείται σημαντική, καθώς αποτέλεσαν το περιβάλλον διεπαφής και επικοινωνίας των μεθοδολογιών πληροφορικής και προσέφεραν τα απαραίτητα εργαλεία για την υποδοχή των επεξεργασμένων ψηφιακών γεωγραφικών δεδομένων και των αναλυτικών μεθόδων για τη δημιουργία χαρτών εκτίμησης κινδύνου κατολισθήσεων. Η παρούσα διατριβή αποτελείται από επτά κεφάλαια: Στο πρώτο γίνεται μία γενική εισαγωγή του φυσικού φαινομένου των κατολισθήσεων, η ταξινόμησή τους, τα περιγραφικά τους χαρακτηριστικά και αναλύονται οι παράγοντες που συμβάλλουν στην εκδήλωση κατολισθήσεων. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται η περιοχή έρευνας, ολόκληρος ο ελλαδικός χώρος με την περιγραφή του αναγλύφου, της γεωμορφολογικής εξέλιξης, τις γεωτεκτονικές ζώνες και τεχνικογεωλογικές συνθήκες. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι μεθοδολογίες των γεωγραφικών πληροφοριακών συστημάτων, των βάσεων δεδομένων και η συμβολή τους, καθώς και τα πρωτογενή γεωγραφικά δεδομένα αναφοράς. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται η καταγραφή των δεδομένων των κατολισθήσεων, οι μεταβλητές που εισήχθησαν στη βάση δεδομένων, η ανάπτυξη της ψηφιακής βάσης δεδομένων και η παρουσίαση των πρωτογενών χαρτών των δέκα μεταβλητών. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναφέρονται οι μέθοδοι και τα αποτελέσματα της στατιστικής επεξεργασίας των δεδομένων, και παρουσιάζονται οι ψηφιακοί χάρτες των δέκα μεταβλητών με υπέρθεση των καταγεγραμμένων περιπτώσεων κατολισθήσεων. Στο έκτο κεφάλαιο περιγράφονται οι μέθοδοι εκτίμησης κινδύνου κατολισθήσεων και το πρώτο σημαντικό βήμα του μοντέλου εκτίμησης της επικινδυνότητας των κατολισθήσεων, που είναι η στάθμιση της κάθε μεταβλητής και η σύνταξη των αντίστοιχων χαρτών για κάθε μία από τις δέκα μεταβλητές. Στη συνέχεια περιγράφονται τα μοντέλα εκτίμησης του κινδύνου κατολισθήσεων, το μοντέλο που δημιουργήθηκε από αυτή τη διατριβή, καθώς και η διακρίβωση της πιστότητάς του με 397 νέες κατολισθήσεις της περιόδου απο 1998 μέχρι Στο έβδομο κεφάλαιο γίνεται μία σύντομη ανακεφαλαίωση και τα τελικά συμπεράσματα. ii

5 Με την ολοκλήρωση της διατριβής αυτής θα ήθελα να εκφράσω τις θερμές ευχαριστίες και σε όλους εκείνους που συνέβαλαν ποικιλοτρόπως στην πραγματοποίησή της και ιδιαίτερα: Στον Επιβλέποντα Καθηγητή κ. Γεώργιο Κούκη, για το θέμα που μου εμπιστεύθηκε, καθώς και για την πολυετή συνεργασία που δημιουργήθηκε μέσα από την επίβλεψη της διατριβής μου. Στον Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Νικόλαο Σαμπατακάκη, για την κατανόηση και την άοκνη προσπάθειά του για την ολοκλήρωση της έρευνας αυτής. Στον Καθηγητή κ. Ν Λαμπράκη για τη συμμετοχή του στην τριμελή συμβουλευτική επιτροπή και τις χρήσιμες παρατηρήσεις του. Στα υπόλοιπα μέλη της επιτροπής Καθηγητή κ. Αβρ. Ζεληλίδη, Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Ι. Κουκουβέλα, Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Γ. Παπαθεοδώρου και Επίκουρο Καθηγητή κ. Δ. Ρόζο για τη συμμετοχή τους στην επταμελή εξεταστική επιτροπή και τις πολύ χρήσιμες παρατηρήσεις τους. Στον κ. Αλέξανδρο Δημητριάδη, για τη βοήθειά του στη συμπλήρωση, έλεγχο και παραμετροποίηση της βάσης των κατολισθήσεων και τη στήριξή του στα αρχικά και τελικά στάδια της διατριβής. Στον Δρ. Γεωλόγο κ. Κωνσταντίνο Λουπασάκη, για τις εποικοδομητικές παρατηρήσεις και τις χρήσιμες συμβουλές και οδηγίες του. Στον κ. Δημήτριο Σγούρο (άξιο συνεργάτη στο Γραφείο Στατιστικής Επεξεργασίας της Δ/νσης Γεωχημείας του ΙΓΜΕ και όχι μόνο) για την άμεση ανταπόκρισή του σε ότι κατά καιρούς του ζήτησα. Στην κ. Φωτεινή Μιχαλαίου για τη σχεδίαση (σε διαφάνεια κλίμακας 1: ) των πρωτότυπων χαρτών που απαιτήθηκαν. Τέλος, στην οικογένειά μου και όλους τους φίλους, οι οποίοι μου συμπαραστάθηκαν ηθικά και με παρότρυναν για την περάτωση της διατριβής. iii

6 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο σκοπός της διατριβής ήταν η συγκριτική έρευνα του κινδύνου των κατολισθήσεων και η δημιουργία ενός μοντέλου εκτίμησής του για τον ελλαδικό χώρο, καθώς και η δημιουργία χαρτών επικινδυνότητας. Για το σκοπό αυτό δημιουργήθηκε η ψηφιακή βάση δεδομένων από καταγεγραμμένες κατολισθήσεις για την περίοδο και ψηφιοποιήθηκαν όλες οι αναγκαίες γεωπληροφορίες, όπως τοπογραφικά ανάγλυφα, τεχνικογεωλογικός χάρτης, γεωτεκτονικοί χάρτες κ.ά. Οι κύριοι παράγοντες που προκαλούν κατολισθήσεις είναι ως γνωστόν οι κλίσεις του πρανούς, τα φαινόμενα διάβρωσης, οι ανθρωπογενείς παρεμβάσεις (π.χ. η κατασκευή οδικού δικτύου), τα κλιματικά χαρακτηριστικά και οι βροχοπτώσεις, τα γεωλογικά και γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά των σχηματισμών, τα φυσικά φαινόμενα, όπως οι σεισμοί κ.λπ. Επιλέχθηκαν δέκα (10) παράγοντες-μεταβλητές και διερευνήθηκαν τα γεωγραφικά χαρακτηριστικά της κάθε μεταβλητής με την προβολή της σε πλέγμα 1x1 km. Στη συνέχεια, έγινε η στάθμιση του κινδύνου κατολίσθησης για κάθε μία μεταβλητή, χρησιμοποιώντας τη συχνότητα εμφάνισης σύμφωνα με τις καταγεγραμμένες περιπτώσεις και την έκταση που καταλαμβάνει σε κάθε κατηγορία της μεταβλητής. Αυτή ήταν η πρώτη καινοτόμος ενέργεια της έρευνας. Το επόμενο βήμα ήταν η δημιουργία ένός λογικού αναλυτικού μοντέλου, όπου ο κίνδυνος εκφράζεται από μια εξίσωση, στην οποία οι δέκα μεταβλητές συνδέονται με βάρη, που εξαρτώνται από την επιρροή που ασκεί η κάθε μεταβλητή. Η ημι-ποσοτική αυτή μέθοδος ανάλυσης κινδύνου αποτελεί προσέγγιση σταθμισμένων γραμμικών συνδυασμών (weighted linear combination - WLC) των δεδομένων εισαγωγής και βασίζεται στις τεχνολογίες των συστημάτων γεωγραφικών πληροφοριών (ΓΣΠ). Τα βάρη εξήχθηκαν αντικειμενικά μέσω της παραγοντικής ανάλυσης των δεδομένων και ο τρόπος εφαρμογής τους ήταν η δεύτερη και καθοριστική ενέργεια της έρευνας, που δίνει ένα πρακτικά εφαρμόσιμο τρόπο εκτίμησης της επικινδυνότητας των κατολισθήσεων, ο οποίος μπορεί να εκσυγχρονίζεται με την εισαγωγή νέων πληροφοριών στην υπάρχουσα βάση δεδομένων. Τα αποτελέσματα επικυρώθηκαν αρχικά χρησιμοποιώντας την προϋπάρχουσα βάση δεδομένων των καταγεγραμμένων κατολισθήσεων, για την οποία δημιουργήθηκε περιβάλλον διεπαφής στο λογισμικό ΓΣΠ. Η επικύρωση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η ενσωμάτωση της μεθόδου WLC και των ΓΣΠ αποτελούν τεχνικές που μπορούν να υποστηρίξουν τεχνικογεωλογικές μελέτες, σχετικά με την επικινδυνότητα των κατολισθήσεων σε ευρύτερη περιοχή. Στη συνέχεια, επιβεβαιώθηκε η αξιοπιστία του μοντέλου επικινδυνότητας και ζωνοποίησης του κινδύνου κατολισθήσεων με την υπέρθεση 397 νέων περιπτώσεων κατολισθήσεων που καταγράφηκαν την περίοδο Συμπερασματικά, από τα αποτελέσματα της διατριβής, προκύπτει ότι τα ΓΣΠ και οι ψηφιακές βάσεις δεδομένων είναι απολύτως αναγκαία μέσα για τη διαχείριση της γεωλογικής, γεωτεχνικής, σεισμικής, βροχομετρικής, οικιστικής κ.λπ. πληροφορίας. Επιπλέον, παρέχουν τη δυνατότητα ολοκληρωμένης ανάλυσης, η οποία διατίθεται από τα συγκεκριμένα εργαλεία χωρικής ανάλυσης, με την επεξεργασία των δεδομένων εισόδου των αναλύσεων και την αξιοποίηση των αποτελεσμάτων, για τη δημιουργία χαρτών εκτίμησης του βαθμού κινδύνου έναντι κατολίσθησης σε μια περιοχή έρευνας. iv

7 SUMMARY The objective of this thesis was the comparative study of landslide hazard and the development of a landslide hazard assessment model for the Hellenic territory, and the production of landslide hazards maps. A digital database in a GIS environment was, therefore, developed for the recorded landslides from 1903 to 1998, as well as the digitisation of all necessary geo-information, such as topography, engineering geology map, geotectonic zones, etc. The major factors that may cause landslides are altitude, slope, existence of rivers, road construction, climatic features and rainfall, geological and geomorphological features, natural phenomena, such as earthquakes, but also human activities. Hence, these ten variables were selected for further treatment, i.e., rainfall, climatic zone, elevation, lithology, slope gradient, seismic activity (seismic zone), drainage, land use, density of road network, and population density. To begin with, the geographical characteristics of each variable were studied by plotting the primary maps of each variable, as well as the geotectonic map of Greece and the engineering geological map of Greece. Then for each of the ten variables thematic maps were plotted by projecting the data to a 1x1 km grid. Subsequently, each data set was levelled, using the frequency of occurrence and the area that is covered by each category of each variable. This was the one of the innovative actions of this thesis. The second step involved the development of a logical-analytical model, where the hazard is estimated by an expression, where the ten variables are connected with weights, which depend on the area influence exerted by each variable. The semi-quantitative hazard analysis method is an approached of weighted linear combination (WLC) of input data, and it is based on technologies of geographical information systems (GIS). The weights were extracted objectively by factor analysis, and the manner with which they were applied was another and definitive innovation of this study, which offers a practical applicable approach to landslide hazard assessment that can be updated with the entry of new information and data in the existing database. The results of this approach were first verified using the existing landslide database, for which an interface environment within a GIS software was developed. The verification showed that the integration of the WLC method and GIS could support engineering geological studies on the vulnerability of landslides in hazardous areas. The next step was the verification of the landslide hazard and zonation model by the superposition of 397 new landslides covering the period This thesis comprises of seven chapters. The first chapter makes a general introduction of the physical phenomenon of landslides, their classification, and their descriptive characteristics and describes the factors that contribute in the development of landslides. The second chapter describes the study area, which comprises the whole Hellenic territory, its geomorphological evolution, its geotectonic zones and engineering geological conditions. v

8 The third chapter presents the methodologies of geographical information systems, the development of databases and their contribution, as well as a description of the primary reference geographical data. The fourth chapter describes the recording of landslide data, the variables entered in the database, the development of the digital database and the presentation of primary data of the ten variables on maps. The fifth chapter discusses the methods and results of the statistical treatment of the data, and digital maps using a grid of 1x1 km are presented for each of the ten variables with the superposition of the recorded 1238 landslides. The sixth chapter describes the methods of landslide hazard assessment, i.e., (a) using the Poisson distribution to predict the occurrence of landslides over a period of 25 years, and (b) the first innovative step of the development of new landslide hazard assessment model by weighting each variable and the compilation to begin with of weighted maps for each of the ten variables, and then the compilation of a combined Landslide Hazard Assessment Map. The procedure includes the following steps: The data of each variable were classified into categories, according to international experience and expertise. Using the 1238 recorded landslides in the Hellenic territory the frequency corresponding to each category was estimated (F c ). The area in square kilometres that corresponds to each category was estimated (A c ). The frequency of landslides of each category is divided by the corresponding area (F c /A c = F ckm ). The relative frequency was then estimated for each category (R% = [(F ckm /Total F ckm ) x 100], giving the value of weighing hazard, and the development of Thematic Maps of Weighting the Landslide Hazard for each of the ten variables. Factor analysis was used for the extraction of coefficients that were used in the development of the equation of Landslide Hazard, E, at a site, i.e., Landslide Hazard at a site, Ε = {( x Rainfall) + ( x Climatic Zone) + ( x Elevation in metres) + ( x Land use) + ( x Lithology) + ( x Drainage density) + ( x Seis mic Risk) + ( x Density of road network) + ( x Slope gradient) + ( x Population density)} The final result for each pixel of 1x1 km (n= ) is expressed as a percentage, giving, therefore, the Probability of Landslide hazard at a site, i.e., Probability of occurrence of a landslide at a site, P = (Ε / ) x 100 Where, Ε is the value of Landslide hazard at a site Whereas the is the maximum for Ε Finally, the combined weighted landslide hazard map was compiled using the digital thematic maps of each variable, and reclassifying the classes into new ones, based on the unit relative frequency. vi

9 On this Landslide Hazard Assessment Map, the 1238 landslides were superimposed in order to test the validity of the model. The coincidence of the recorded landslides with the defined landslide hazard zones is comparatively quite good. It can be said that this was expected, since the derived model used the 1238 landslides. The Landslide Hazard Assessment Model was, however, verified by using 397 new landslides recorded during the period from 1998 to The coincidence with the defined Landslide Hazard Zones is unbelievably very good, proving that the methodology used is viable. The seventh chapter summarises the results of the thesis, and includes the final conclusions. Finally, according to the results stemming from this thesis, GIS and digital databases proved to be indispensable tools for managing geological, geotechnical, seismic and climatic information. Moreover, they offer the potential of a complete analysis, using tools of spatial analysis, as well as the implemented algorithms in order to produce landslide hazard assessment models. vii

10 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελ. ΕΞΕΤΑΣΤΙΙΚΗ ΕΠΙΙΤΡΟΠΗ...i ΠΡΟΛΟΓΟΣ -- ΕΥΧΑΡΙΙΣΤΙΙΕΣ...ii ΠΕΡΙΙΛΗΨΗ... iv SUMMARY...v ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΕΥΣΕΩΝ...x ΕΙΣΑΓΩΓΗ...1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΕΙΣ Ορολογία Ταξινόμηση Ονοματολογία Ταξινόμηση Παραγόντων Εκδήλωσης Κατολισθήσεων...8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ Ανάγλυφο και Γεωτεκτονική Δομή του Ελληνικού Χώρου Τοπογραφικό Ανάγλυφο Γεωτεκτονική και Γεωμορφολογική Εξέλιξη του Ελληνικού Χώρου κατά Ζώνες Τεχνικογεωλογικές Συνθήκες Τεταρτογενείς Σχηματισμοί Νεογενείς Σχηματισμοί Μολασσικές αποθέσεις Φλύσχης Ανθρακικά Πετρώματα Σχιστοκερατολιθική Διάπλαση Μεταμορφωμένα Πετρώματα Εκρηξιγενή Πετρώματα...29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Μεθοδολογίες Αναφοράς Βασικές αρχές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών Πρωτογενή Ψηφιακά Γεωγραφικά Δεδομένα Βασικές Αρχές για Ψηφιακά Γεωγραφικά Δεδομένα της Έρευνας...40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Γενικά Βασικές αρχές βάσεων δεδομένων Δημιουργία Βάσης Δεδομένων Κατολισθήσεων και Ανάπτυξη Εφαρμογής στο Περιβάλλον του Λογισμικού ΓΣΠ Συγκέντρωση Πληροφοριών και Δημιουργία Βάσης Δεδομένων Κατολισθήσεων Ανάπτυξη Εφαρμογής Ανάκτησης- Παρουσίασης των Καταγεγραμμένων Περιπτώσεων Κατολισθήσεων στο Περιβάλλον του Λογισμικού ΓΣΠ Συλλογή και Επεξεργασία Ψηφιακών Γεωγραφικών Δεδομένων Έρευνας...62 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Γενικά Ψηφιακός Χάρτης Πλέγματος Υψομέτρου (DEM) Ψηφιακός Χάρτης Πλέγματος Ύψους Βροχής viii

11 5.4 Ψηφιακός Χάρτης Πλέγματος Ζωνών Κλίματος Ψηφιακός Χάρτης Πλέγματος Λιθολογικής Σύστασης Ψηφιακός Χάρτης Πλέγματος Κλίσεων Πρανούς Ψηφιακός Χάρτης Πλέγματος Πυκνότητας Υδρογραφικού Δικτύου Ψηφιακός Χάρτης Πλέγματος Σεισμικών Ζωνών Ψηφιακός Χάρτης Πλέγματος Χρήσεων Γης Ψηφιακός Χάρτης Πλέγματος Πυκνότητας Οδικού Δικτύου Ψηφιακός Χάρτης Πλέγματος Πυκνότητας Πληθυσμού Ψηφιακός Χάρτης Συχνότητας Κατολισθήσεων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΚΙΝΔΥΝΟΥ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΕΩΝ Βασικές Αρχές Προσδιορισμού Κινδύνου με Έμφαση στη Χαρτογράφηση και τη Ζωνοποίηση Μεθοδολογίες Εκτίμησης Κινδύνου Γενικές Αρχές Ζωνοποίησης του Κινδύνου Έναντι Κατολισθήσεων Παρουσίαση Μεθόδων Ανασκόπηση Βιβλιογραφίας Δημιουργία και Προσαρμογή Επιπέδων Θεματικής Χωρικής Ανάλυσης με τα Επεξεργασμένα Ψηφιακά Δεδομένα Δημιουργία Θεματικών Χαρτών Στάθμισης Κινδύνου Κατολισθήσεων Στάθμιση Κινδύνου Κατολισθήσεων βάσει του Υψομέτρου Στάθμιση Κινδύνου Κατολισθήσεων βάσει του Ύψους Βροχής Στάθμιση Κινδύνου Κατολισθήσεων βάσει των Ζωνών Κλίματος Στάθμιση Κινδύνου Κατολισθήσεων βάσει της Λιθολογίας Στάθμιση Κινδύνου Κατολισθήσεων βάσει της Κλίσης Πρανούς Στάθμιση Κινδύνου Κατολισθήσεων βάσει της πυκνότητας του Υδρογραφικού Δικτύου Στάθμιση Κινδύνου Κατολισθήσεων βάσει των Σεισμικών Ζωνών Στάθμιση Κινδύνου Κατολισθήσεων βάσει των Χρήσεων Γης Στάθμιση Κινδύνου Κατολισθήσεων βάσει της πυκνότητας του Οδικού Δικτύου Στάθμιση Κινδύνου Κατολισθήσεων βάσει της πυκνότητας του Πληθυσμού Εμπειρικός Χάρτης Κατανομής του Κινδύνου Εκδήλωσης Κατολίσθησης Απόδοση Συντελεστών Βαρύτητας σε Κάθε Παράμετρο Θεματικός Χάρτης Εκτίμησης της Επικινδυνότητας Εκδήλωσης Κατολισθήσεων Παραγοντική ανάλυση για την εξαγωγή συντελεστών Διακρίβωση του μοντέλου Εκτίμησης της Επικινδυνότητας Εκδήλωσης Κατολισθήσεων Σύνοψη της Διαδικασίας Εκτίμησης της Επικινδυνότητας των Κατολισθήσεων και Διακρίβωσης του Μοντέλου ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Ανακεφαλαίωση Συζήτηση και Συμπεράσματα Θέματα τα Οποία Προσφέρονται για Περαιτέρω Έρευνα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8: ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1: ΛΟΓΙΣΜΙΚΑ ix

12 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΕΥΣΕΩΝ ΓΣΠ (GIS) : Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών ΣΠΓ : Σύστημα Πληροφοριών Γης ΒΔ (DB) : Βάση Δεδομένων ΣΔΒΔ (DBMS) : Σύστημα Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων (Data Base Management System) ΣΣΔΒΔ(RBMS) : Σχεσιακά Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (Relational DataBase Management Systems) SQL : Δομημένη Γλώσσα Ερωτημάτων (Structured Query Language) ΕΓΣΑ87 : Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς DTM ή DEM : Ψηφιακά Μοντέλα Εδάφους (Αναγλύφου) ή Ψηφιακά Υψομετρικά Μοντέλα ΓΥΣ : Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού ALT : Υψόμετρο AZI : Προσανατολισμός του πρανούς LHET : Landslide hazard estimation tool LHZ : Ζωνοποίηση Επικινδυνότητας Κατολίσθησης MLP : Multi- layer perception WLC : Weighted Linear Combination VBA : Visual Basic for Applications x

13 Εισαγωγή ΕΙΣΑΓΩΓΗ Αντικείμενo της διατριβής αποτέλεσε η βασική συγκέντρωση, επεξεργασία και αξιολόγηση με τη δημιουργία βάσης δεδομένων όλων των διαθέσιμων κατολισθητικών δεδομένων του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών (ΙΓΜΕ) από το 1903 έως το Ο συνολικός αριθμός των θέσεων των καταγεγραμμένων κατολισθήσεων σε ολόκληρο τον ελλαδικό χώρο ήταν και σε 425 απ αυτές υπήρξαν επαναληπτικά κατολισθητικά φαινόμενα. Η αρχική βάση δημιουργήθηκε από τον Ζιούρκα (1989), η οποία συμπληρώθηκε στη συνέχεια από τις Λαλιώτη και Σπανού (2001). Επειδή η επεξεργασία και η αξιολόγηση των κατολισθητικών φαινομένων για τη ζωνοποίηση της επικινδυνότητας θα γινόταν με Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (ΓΣΠ), έγινε έλεγχος των θέσεων και συμπληρώθηκαν ορισμένα πεδία παρατηρήσεων, όπως π.χ. της λιθολογίας, της γεωτεκτονικής ζώνης, της κλιματικής ζώνης και της βροχόπτωσης. Επίσης, από τις 425 θέσεις με πληροφορίες επανάληψης του κατολισθητικού φαινομένου, επιλέχθηκαν εκείνες με τις περισσότερες παρατηρήσεις. Έτσι, με τη βοήθεια του λογισμικού Excel της Microsoft, αλλά και με διάφορα άλλα λογισμικά που δημιουργήθηκαν αποκλειστικά στα πλαίσια της διατριβής, η βάση κατολισθητικών φαινομένων σχεδιάστηκε εκ νέου. Με τη στατιστική επεξεργασία των στοιχείων της βάσης διερευνήθηκαν οι κατανομές συχνότητας κατολισθήσεων στα διάφορα έτη, οι βαθμίδες υψομέτρου, τα ύψη βροχής, οι κλίσεις των πρανών, τα αίτια εκδήλωσής τους, οι επιπτώσεις τους κ.λπ. Ενώ, για την εξαγωγή ολοκληρωμένων συμπερασμάτων χρησιμοποιήθηκαν μέθοδοι ανάλυσης πολυμεταβλητών συστημάτων δεδομένων (παραγοντική ανάλυση). Έτσι, δόθηκε ποσοτική πλέον έκφραση του φαινομένου, καταδείχτηκε και αριθμητικά η πολυμεταβλητότητα του συστήματος και εξηγήθηκε γιατί ακόμα και χαμηλές τιμές των παραμέτρων που υπεισέρχονται στην εκδήλωση των κατολισθήσεων, είναι δυνατό κάτω από συνδυασμένη δράση, να συμβάλλουν στην ανάπτυξη κατολισθητικών φαινομένων. Τέλος, τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ) συνέβαλαν καθοριστικά στη γεωγραφική απεικόνιση όλων των σημαντικών παραμέτρων, που συμμετέχουν στην εκδήλωση των κατολισθήσεων, καθώς και στο σχεδιασμό ζωνών επικινδυνότητας, που είναι και το τελικό αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής. Κλείνοντας αυτή τη σύντομη εισαγωγή, αξίζει να γίνει μία αναφορά στο Hutchinson (1995) για τα κατολισθητικά φαινόμενα: «Η επιφάνεια της γης αποτελεί μέρος ενός δυναμικού συστήματος, το οποίο αναπτύσσεται, τόσο προοδευτικά όσο και επεισοδιακά, μέσω της δράσης γεωλογικών, γεωμορφολογικών και μετεωρολογικών διαδικασιών. Οι κατολισθήσεις αποτελούν μία όψη αυτής της εξέλιξης...». 1

14 1. Κατολισθήσεις ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΕΙΣ 1.1 Ορολογία Ο γενικευμένος όρος «κατολίσθηση» περιλαμβάνει όλες τις προς τα κάτω κινήσεις κατά μήκος ενός εδαφικού ή βραχώδους πρανούς, οι οποίες λαμβάνουν χώρα κυρίως ως αποτέλεσμα διατμητικής αστοχίας στα όρια της κατολισθαίνουσας μάζας (Skempton & Hutchinson, 1969). Άλλοι ορισμοί για το φαινόμενο των κατολισθήσεων έχουν προταθεί από τους Terzaghi (1950), Zaruba & Mencl (1969), Varnes (1978) και Schuster (1979). Σύμφωνα με τον Cruden (1991) ορίζεται ως η προς τα κάτω και έξω κίνηση μιας μάζας βράχου, κορρημάτων ή γαιών σε ένα πρανές. Ο τελευταίος ορισμός έχει υιοθετηθεί από την Ομάδα Εργασίας για την Παγκόσμια Καταγραφή των Κατολισθήσεων (Working Party on the World Landslide Inventory - WP/WLI 1991). Σύμφωνα με τον Varnes (1978) οι καθιζήσεις, οι καταπτώσεις και οι θραύσεις του εδάφους, όπως επίσης και οι κατολισθήσεις οι οποίες έχουν τη μορφή και την ταχύτητα χιονοστιβάδας, δεν καλύπτονται από τον τελευταίο ορισμό γι αυτό και εξαιρούνται. Έχει επικρατήσει, μεταξύ των γεωλόγων και των μηχανικών, η χρήση του όρου «κατολίσθηση» για την περιγραφή του φαινομένου της κίνησης πετρωμάτων με διάφορη ταχύτητα, από μια υψηλότερη θέση μιας κλιτύος προς μια χαμηλότερη με την επίδραση της βαρύτητας, αφού έχει διαταραχθεί προηγουμένως η κατάσταση ισορροπίας της κλιτύος. Αν εξετάσουμε τα πρανή των κλιτύων από γεωλογική άποψη, θα παρατηρήσουμε ότι ποτέ αυτά δεν μπορούν να θεωρηθούν στερεά. Με την επίδραση της βαρύτητας και των εξωγενών δυνάμεων, δημιουργούνται στις κλιτύες μετακινήσεις πετρωμάτων με διαφορετική μορφή. Οι μετακινήσεις αυτές συνήθως είναι πολύ μικρές και μόλις που μπορούν να παρατηρηθούν. Όταν όμως οι δυνάμεις αυτές εξακολουθούν να δρουν για μεγάλο χρονικό διάστημα, τότε αρχίζουν να γίνονται αρκετά σημαντικές. Απέναντι στις αργές αυτές κινήσεις παρουσιάζονται ξαφνικά κινήσεις μαζών με καταστρεπτικό μέγεθος, ιδιαίτερα όταν η κίνηση αυτή γίνεται πολύ γρήγορα. Οι κατολισθήσεις παρουσιάζονται τόσο στα σχετικά χαλαρά γεωλογικά υλικά (όπως κώνοι κορρημάτων, άμμοι, αργιλικά στρώματα κ.ά.), όσο και στα στερεά πετρώματα. Οι αιτίες που προκαλούν τη διατάραξη της ισορροπίας των πρανών είναι πολλαπλές. Μπορούν να παρουσιαστούν διάφοροι συνδυασμοί μεταξύ των μεμονωμένων παραγόντων που προκαλούν αυτές τις κινήσεις, έτσι ώστε οι μετακινήσεις των πρανών να είναι πολυσχιδείς. 1.2 Ταξινόμηση Κατά καιρούς, έχουν προταθεί διάφορες ταξινομήσεις των κατολισθήσεων, οι οποίες στηρίζονται σε ποικίλα κριτήρια, με αποτέλεσμα τη διαφοροποίηση των συστημάτων ταξινόμησης. Οι Κούκης & Σαμπατακάκης (2007) περιγράφουν με μεγάλη λεπτομέρεια την ιστορική εξέλιξη της ταξινόμησης των κατολισθήσεων. Στην παρούσα εργασία γίνεται μία σύντομη αναφορά. 2

15 1. Κατολισθήσεις Ανάλογα με το είδος της κίνησης, οι κατολισθήσεις διαχωρίζονται σε 5 κατηγορίες: πτώσεις (falls) Σχήμα 1.1(α), ανατροπές (topplings) Σχήμα 1.1(β), ολισθήσεις (slides) Σχήμα 1.2, εξαπλώσεις (spreads) Σχήμα 1.3 και ροές (flows ) Σχήμα 1.4. Ανάλογα με το υλικό, η μάζα η οποία κατολισθαίνει μπορεί να είναι: βράχος έδαφος Ανάλογα με το στάδιο εξέλιξης, οι κατολισθήσεις χαρακτηρίζονται ως: ενεργείς επανενεργοποιημένες αδρανείς ανενεργείς και αρχαίες ή απολιθωμένες. (α) (β) Σχήμα 1.1. (α) Πτώση βράχου και (β) ανατροπή λόγω κάμψης (Goodman and Bray 1976). 3

16 1. Κατολισθήσεις Ψαμμίτης Σχιστόλιθος Σχήμα 1.2. Περιστροφική ολίσθηση βράχου (Varnes 1978). Σχήμα 1.3. Εξαπλώσεις βράχων χωρίς καλώς ορισμένη επιφάνεια διάτμησης ή ζώνης πλαστικής ροής (Varnes 1978). Άμμος Ιλύς Άμμος Σχήμα 1.4. Ροή ξηρής άμμου (Varnes (1978). Οι Ζaruba & Mencl (1976) ταξινομούν τα κατολισθητικά φαινόμενα σε τέσσερις κύριες κατηγορίες, οι οποίες υποδιαιρούνται σε είδη ανάλογα με το χαρακτήρα των πετρωμάτων και κυρίως τον τύπο της μετακίνησης (Πίνακας 1.1). 4

17 1. Κατολισθήσεις Πίνακας 1.1. Ταξινόµηση κατολισθήσεων κατά Zaruba & Μencl (1976) (από Κούκη & Σαμπατακάκη 2007). Κατηγορία Μετακινήσεις επιφανειακών αποθέσεων Μετακινήσεις στα αργιλικά εδάφη και πετρώματα Μετακινήσεις συμπαγών πετρωμάτων Ειδικοί τύποι μετακίνησης Είδος Ερπυσμός κορημάτων και κάμψη της κεφαλής των στρωμάτων Ολισθήσεις κορημάτων και μανδύα αποσάθρωσης Ροές γαιών Ολισθήσεις κατά μήκος κυλινδρικών επιφανειών ολίσθησης Ολισθήσεις κατά μήκος σύνθετων επιφανειών ολίσθησης Μετακίνηση πρανών από σύνθλιψη μαλακών πετρωμάτων Ολισθήσεις βράχων κατά μήκος προκαθορισμένων επιφανειών Ολισθήσεις βαρύτητας (μακροχρόνιες παραμορφώσεις πρανών) Πτώσεις βράχων Εδαφική ροή λόγω παγετού Ολισθήσεις σε ευαίσθητες αργίλους Υποθαλάσσιες ολισθήσεις Αργότερα ο Varnes (1978) πρότεινε ένα άλλο σύστημα ταξινόμησης των κατολισθητικών φαινομένων (Σχήμα 1.5), το οποίο έχει γίνει πλέον διεθνώς αποδεκτό και χρησιμοποιείται ευρύτατα για την περιγραφή όλων των εδαφικών μετακινήσεων, εκτός βέβαια των καθιζήσεων, καθώς είναι αρκετά ευέλικτο και προσαρμόζεται εύκολα στις εκάστοτε συνθήκες (Πίνακας 1.2). Σχήµα 1.5. Ιδεατό σχέδιο και ονοµατολογία µιας περιστροφικής ολίσθησης κατά Varnes (1978) (από Κούκη & Σαμπατακάκη 2007). 5

18 1. Κατολισθήσεις Πίνακας 1.2. Ταξινόµηση µετακίνησης πρανών κατά Varnes (1978) (από Κούκη & Σαμπατακάκη 2007). Τύπος κίνησης Τύπος μετακινούμενου υλικού Κατάπτωση Βραχώδες υπόβαθρο Κατάπτωση βράχων Χονδρόκοκκο Κατάπτωση κορημάτων Μηχανικά εδάφη Λεπτόκοκκα Κατάπτωση γαιών Ανατροπή Ανατροπή βράχων Ανατροπή κορημάτων Ανατροπή γαιών Ολίσθηση Περιστροφική Μεταθετική Πλευρική Εξάπλωση Ροή Σύνθετη Περιστροφική ολίσθηση βραχώδους υποβάθρου Μεταθετική ολίσθηση βραχώδους υποβάθρου Πλευρική εξάπλωση βραχώδους υποβάθρου Ροή βραχώδους υποβάθρου (ερπυσμός) Περιστροφική ολίσθηση κορημάτων Μεταθετική ολίσθηση κορημάτων Πλευρική εξάπλωση κορημάτων Ροή κορημάτων (ερπυσμός εδάφους) Συνδυασμός δύο ή περισσότερων τύπων Περιστροφική ολίσθηση γαιών Μεταθετική ολίσθηση γαιών Πλευρική εξάπλωση γαιών Ροή γαιών 1.3 Ονοματολογία Η Διεθνής Ένωση Τεχνικής Γεωλογίας (International Association of Engineering and the environment, IAEG) αναγνωρίζοντας την ανάγκη ύπαρξης μίας ενιαίας διεθνούς ονοματολογίας των κατολισθήσεων σύστησε μία Ειδικη Διεθνή Επιτροπή (Commission on Landslides), η οποία το 1990 πρότεινε µία λεπτοµερή ονοµατολογία για τις περιστροφικές ολισθήσεις, η οποία σε γενικές γραµµές συµπληρώνει αυτήν του Varnes που αναφέρθηκε παραπάνω (Πίνακας 1.2, Σχήμα 1.5). Τα επιµέρους χαρακτηριστικά και η ονοµατολογία που προτάθηκαν, περιγράφονται αναλυτικά στη συνέχεια στους Πίνακες 1.3 & 1.4 και απεικονίζονται στο Σχήµα 1.6. Επισημαίνεται ότι, η συγκεκριµένη ονοµατολογία χρησιµοποιείται για την περιγραφή όλων των κατολισθήσεων γενικότερα (όχι µόνον των περιστροφικών) σε διεθνές πλέον επίπεδο. Σχήµα 1.6. (α) Μορφή, χαρακτηριστικά και ονοµατολογία περιστροφικής ολίσθησης (βλέπε Πίνακα 1.3 για περιγραφή), (β) Τυπικές διαστάσεις περιστροφικής ολίσθησης (βλέπε Πίνακα 1.4 για περιγραφή) (κατά IAEG Commission οn Landslides 1990) (από Κούκη & Σαμπατακάκη 2007). 6

19 1. Κατολισθήσεις Πίνακας 1.3. Περιγραφή των χαρακτηριστικών και ονοματολογίας μιας περιστροφικής κατολίσθησης σύμφωνα με την Επιτροπή Κατολισθήσεων της Διεθνούς Ένωσης Τεχνικής Γεωλογίας (IAEG Commission on Landslides 1990) (περιγραφή από Κούκη & Σαμπατακάκη 2007). Οι αριθµοί σε παρένθεση αναφέρονται στο Σχήµα 1.6(α). Α/Α Ονομασία Ορισμός 1 Στέψη (Crown) Το ανώτερο σταθερό τµήµα του φυσικού εδάφους, το πλησιέστερο προς την κύρια κατακρήµνιση (2). 2 Κύρια κατακρήμνιση ή Κύρια απότομη πλαγιά (Main scarp) Απότοµο βύθισµα της επιφάνειας του φυσικού εδάφους στο ανώτερο τµήµα της ολίσθησης (στέψη), που προκλήθηκε από την κίνηση της ολισθαίνουσας µάζας. Είναι το ορατό μέρος της επιφάνειας αστοχίας (10). 3 Κορυφή (Top) Το υψηλότερο σηµείο επαφής της µετακινούµενης µάζας (13) και της κύριας κατακρήµνισης. 4 Κεφαλή (Head) Τα ανώτερα τµήµατα της κατολίσθησης κατά µήκος της επαφής της µετακινούµενης µάζας (13) και της κύριας κατακρήµνισης (2). 5 Δευτερεύουσα κατακρίμνηση ή Δευτερεύουσα απότομη πλαγιά Δευτερεύουσα επιφάνεια θραύσης της µετακινούµενης µάζας που έχει προέλθει από διαφορικές µετακινήσεις της µάζας αυτής. (Minor scarp) 6 Κύριο σώμα (Main body) Το τµήµα της µετακινούµενης µάζας που υπέρκειται της επιφάνειας ολίσθησης (10), µεταξύ της κύριας κατακρήµνισης και της απόληξης της επιφάνειας ολίσθησης (11). 7 Πόδι (Foot) Το τµήµα της κατολίσθησης που έχει κινηθεί πέραν της απόληξης της επιφάνειας ολίσθησης (11) και το οποίο πέρκειται της αρχικής 8 Άκρο (Tip) επιφάνειας του εδάφους. Το σηµείο της απόληξης (9) που απέχει τη µε γαλύτερη απόσταση από την κορυφή της κατολίσθησης. 9 Απόληξη ή Δάκτυλο (Toe) Το κατώτερο, συνήθως κυρτό όριο της µετακινούµενης µάζας (13). Απέχει τη µεγαλύτερη απόσταση από την κύρια κατακρήµνιση. 10 Επιφάνεια ολίσθησης ή θραύσης (Surface of rupture) 11 Απόληξη της επιφάνειας ολίσθησης ή Δάκτυλο της επιφάνειας θραύσης (Toe of Surface of rupture) 12 Επιφάνεια διαχωρισμού ή αποκόλλησης (Surface of separation) 13 Μετακινούμενη ή Εκτοπισμένη μάζα (Displaced material) 14 Ζώνη απομείωσης (Zone of depletion) Η επιφάνεια που αποτελεί επέκταση της κύριας κατακρήµνισης κάτω από τη µετακινούµενη µάζα της κατολίσθησης, πάνω στην οποία έγινε η ολίσθηση. Η τομή μεταξύ του κατώτερου τμήματος της επιφάνειας ολίσθησης ή θραύσης (10) και της αρχικής επιφάνειας του φυσικου εδάφους (20). Τμήμα της αρχικής επιφάνειας του φυσικού εδάφους (20) που καλύπτεται από το πόδι (7) της κατολίσθησης. Υλικό μετατοπισμένο από την αρχική του θέση στο πρανές, λόγω της κατολίσθησης. Σχηματίζει τόσο τη μάζα βύθισης (17) όσο και τη μάζα διόγκωσης (18). Περιοχή της κατολίσθησης στην οποία το μετατοπισμένο υλικό (17, 18) βρίσκεται κάτω από την αρχική επιφάνεια του φυσικού εδάφους (20). 15 Ζώνη συσσώρευσης Περιοχή της κατολίσθησης στην οποία το μετατοπισμένο υλικό βρίσκεται πάνω από την αρχική επιφάνεια του φυσικού εδάφους (20). 16 Απομείωση (Depletion) Όγκος που περιορίζεται από την κύρια τομή της κατακρήμνισης (2), της απομειούμενης μάζας (17) και της αρχική επιφάνειας του φυσικού εδάφους (20). 17 Απομειούμενη μάζα ή Μάζα βύθισης (Depleted mass) 18 Συσσώρευσης ή Διόγκωση (Accumulation) Τμήμα του μετατοπισμένου υλικού (13), που βρίσκεται πάνω από την επιφάνεια ολίσθησης (10), αλλά κάτω από την αρχική επιφάνεια του φυσικού εδάφους (20). Τμήμα του μετατοπισμένου υλικού (13), που βρίσκεται πάνω από την αρχική επιφάνεια του φυσικού εδάφους (20). 7

20 1. Κατολισθήσεις Α/Α Ονομασία Ορισμός 19 Πλευρά (Flank) Αμετακίνητο υλικό, δίπλα στις πλευρές της επιφάνειας της κατολίσθησης (20), όπως φαίνεται απο τη στέψη, και είναι προέκταση της κύριας κατακρήμνισης. Για την περιγραφή των πλευρών, προτιμώνται οι ενδείξεις της πυξίδας, διαφορετικά, περιγράφονται ως δεξί ή αριστερό έχοντας ως στάση τη στέψη (1). 20 Αρχική επιφάνεια εδάφους (Original ground surface) Επιφάνεια του αρχικού φυσικού εδάφους πριν την εκδήλωση της κατολίσθησης (20). Πίνακας 1.4. Ορισμός χαρακτηριστικών των διαστάσεων και γεωμετρικών στοιχείων μιας τυπικής περιστροφικής κατολίσθησης σύμφωνα με την Επιτροπή Κατολισθήσεων της Διεθνούς Ένωσης Τεχνικής Γεωλογίας (IAEG Commission on Landslides, 1990) (περιγραφή από Κούκη & Σαμπατακάκη, 2007). Οι αριθµοί σε παρένθεση αναφέρονται στο Σχήµα 1.6(β). Α/Α Ονομασία Ορισμός 1 Πλάτος ολισθαίνοuσας µάζας Η µέγιστη απόσταση µεταξύ των πλευρικών ορίων της ολισθαίνουσας (W d ) µάζας, κάθετα στο µήκος της (L d ). 2 Πλάτος της επιφάνειας ολίσθησης (W r ) Η µέγιστη απόσταση µεταξύ των πλευρών της κατολίσθησης, κάθετα στο µήκος της επιφάνειας ολίσθησης (Ι Γ ). 3 Μήκος ολισθαίνοuσας µάζας Η ελάχιστη απόσταση από την κορυφή στο άκρο της κατολίσθησης. (L d ) 4 Μήκος επιφάνειας ολίσθησης (L r ) Η ελάχιστη απόσταση από τη στέψη µέχρι την απόληξη της επιφάνειας ολίσθησης. 5 Βάθος της ολισθαίνοuσας µάζας (D d ) Το µέγιστο βάθος της µάζας που έχει ολισθήσει, µετρηµένο κάθετα στο επίπεδο που ορίζουν τα W d και L d. 6 Βάθος της επιφάνειας ολίσθησης (D r ) Το µέγιστο βάθος της επιφάνειας ολίσθησης από την αρχική επιφάνεια του εδάφους µετρηµένο κάθετα στο επίπεδο που ορίζουν τα W r και L r. 7 Ολικό µήκος (L) Η ελάχιστη απόσταση από τη στέψη της κατολίσθησης µέχρι το άκρο της. 8 Μήκος της κεντρικής γραµµής (L c ) Η απόσταση από τη στέψη µέχρι το άκρο της κατολίσθησης κατά µήκος των σηµείων που ισαπέχουν από τις πλευρές της κατολίσθησης και τα όρια της επιφάνειας θραύσης. Επισημαίνεται ότι, ο καθορισµός των παραπάνω γεωµετρικών χαρακτηριστικών τα οποία περιγράφουν τις διαστάσεις µιας τυπικής κατολίσθησης είναι βασικής σηµασίας για την εκτίµηση του όγκου της κατολισθαίνουσας µάζας, που αποτελεί σηµαντικό παράγοντα στο σχεδιασµό των µέτρων αποκατάστασης και αντιµετώπισης του φαινοµένου (Κούκης & Σαμπατακάκης 2007). 1.4 Ταξινόμηση Παραγόντων Εκδήλωσης Κατολισθήσεων Το φαινόμενο των κατολισθήσεων προκαλείται από τη συνδυασμένη δράση πολλών και διαφορετικών, μεταξύ τους, παραγόντων. Μερικοί από τους παράγοντες επιδρούν για μεγάλο χρονικό διάστημα, ενώ άλλοι περιοδικά και αποτελούν το έναυσμα για την εκδήλωση του φαινομένου. Για την ταξινόμηση των παραγόντων που συμβάλλουν στην εκδήλωση των κατολισθήσεων η Ομάδα Εργασίας της UNESCO (Working Party on World Landslide Inventory WP/WLI 1994) πρότεινε μία γενικότερη ταξινόμηση των αιτιών εκδήλωσης των κατολισθήσεων (Σχήμα 1.7). Τέτοιοι παράγοντες είναι (Πίνακας 1.5): 8

21 1. Κατολισθήσεις οι εδαφικές συνθήκες οι γεωμορφολογικές διεργασίες οι φυσικές διεργασίες οι ανθρωπογενείς διεργασίες. Πίνακας 1.5. Οι πλέον σημαντικοί παράγοντες εκδήλωσης κατολισθήσεων κατά WP/WLI (1994) (από Κούκη & Σαμπατακάκη 2007). 1. ΕΔΑΦΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ 1 Πλαστικό χαμηλής αντοχής υλικό 2 Ευαίσθητο υλικό 3 Υλ ικό επιρρεπές σε θραύση 4 Αποσαθρωμένο υλικό 5 Διατμημένο υλικό 6 Ρωγματωμένο ή διακλασμένο υλικό 7 Βραχομάζα με δυσμενή προσανατολισμό ασυνεχειών (στρώση, σχιστότητα, διακλάσεις) 8 Βραχομάζα με δυσμενή προσανατολισμό ασυνεχειών (ρήγματα, επιφάνειες επαφής, ασυμφωνίες) 9 Διαφοροποιήσεις στην υδροπερατότητα 10 Διαφοροποιήσεις στη δυσκαμψία (στιφρό ή πυκνό υλικό υπερκείμενο πλαστικού υλικού) 2. ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ 1 Τεκτονική ανύψωση 2 Ανύψωση λόγω ηφαιστείων 3 Επίδραση παγετώνων 4 Ποτάμια διάβρωση της βάσης του πρανούς 5 Θαλάσσια διάβρωση της βάσης του πρανούς 6 Διάβρωση της βάσης του πρανούς από παγετώνα 7 Διάβρωση των πλευρών του πρανούς 8 Εσωτερική διάβρωση 9 Φόρτιση από φυσική απόθεση υλικών στη στέψη του πρανούς 10 Απομάκρυνση φυτοκάλυψης (από πυρκαγιά, διάβρωση κ.λπ.) 3. ΦΥΣΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ 1 Έντονη, μικρής διάρκειας βροχόπτωση 2 Γρήγορο λιώσιμο χιονιού 3 Παρατεταμένη υψηλή βροχόπτωση 4 Γρήγορη πτώση στάθμης νερού μετά από πλημμύρες, παλίρροιες ή διάρρηξη φυσικών φραγμάτων 5 Σεισμοί 6 Εκρήξεις ηφαιστείων 7 Διάρρηξη λιμνών σε κρατήρες ηφαιστείων 8 Λιώσιμο παγωμένου εδάφους 9 Αποσάθρωση λόγω παγετού 10 Αποσάθρωση από διόγκωση και συρρίκνωση εδαφών 4. ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΕΙΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ 1 Εκσκαφές στη βάση (πόδι) του πρανούς 2 Φόρτιση στο μέτωπο ή πάνω από τη στέψη του πρανούς 3 Υποβιβασμός της στάθμης σε ταμιευτήρες 4 Άρδευση 5 Κακή συντήρηση αποστραγγιστικών έργων 6 Διαρροή νερών από τεχνικά έργα (δίκτυα, δεξαμενές κ.λπ.) 7 Αποψίλωση 8 Λατομεία και μεταλλεία 9 Δημιουργία χωματερών 10 Τεχνητές δονήσεις (κυκλοφορία οχημάτων, λειτουργία μηχανών, τοποθέτηση πασσάλων κ.λπ.) 9

22 1. Κατολισθήσεις (α) Σταθερό πρανές Οριακά σταθερό Ενεργά ασταθές ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ 1.0 Αποσάθρωση Έντονη βροχόπτωση Προκαταρκτικοί παράγοντες Παρατεταμένη βροχόπτωση Διάβρωση Έντονη βροχόπτωση Παράγοντες εναύσματος μετακίνησης Υπερφόρτιση ΑΣΤΟΧΙΑ ΧΡΟΝΟΣ (β) ΕΔΑΦΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΠΡΟΚΑΤΑΡΚΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΕΝΑΥΣΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΗΣ ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΕΙΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ Σχήμα 1.7. (α) Παράδειγμα μεταβολής του συντελεστή ασφάλειας ενός πρανούς με το χρόνο, (β) Ταξινόμηση των παραγόντων που συμβάλλουν στην εκδήλωση κατολισθήσεων κατά WP/WLI (1994) (από Κούκη & Σαμπατακάκη 2007). 10

23 2. Γενικά Χαρακτηριστικά του Ελληνικού Χώρου ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ Η περιοχή έρευνας καλύπτει όλο τον ελληνικό χώρο και στο κεφάλαιο αυτό περιγράφεται σε συντομία το τοπογραφικό ανάγλυφο, η γεωλογική και η γεωτεκτονική εξέλιξη του ελληνικού χώρου και ολοκληρώνεται με την περιγραφή των σχηματισμών του Τεχνικογεωλογικού Χάρτη. 2.1 Ανάγλυφο και Γεωτεκτονική Δομή του Ελληνικού Χώρου Τοπογραφικό Ανάγλυφο Η μορφολογική εικόνα του ελληνικού χώρου είναι πολύπλοκη και οφείλεται στον οριζόντιο και κατακόρυφο διαμελισμό που έχει υποστεί από τις επάλληλες ορογενετικές κινήσεις, οι οποίες έλαβαν χώρα στη γεωλογική του ιστορία (Χάρτης 2.1). Την εικόνα αυτή συνθέτει η ηπειρωτική χώρα και τα πολλά νησιά (μικρής κυρίως έκτασης), που περιβάλλουν τον ηπειρωτικό χώρο ή εκτείνονται αρκετά μακριά από αυτόν. Πρωτεύοντα ρόλο στη διαμόρφωση των ορεινών συγκροτημάτων (ειδικότερα εκείνων με διεύθυνση ΒΒΔ-ΝΝΑ) έπαιξε η αλπική ορογένεση, ενώ για τους μεγάλους κόλπους, τις ακτές, τα νησιά και τις πεδιάδες πρωταρχικής σημασίας ήταν οι κατακόρυφες μετακινήσεις, που έλαβαν χώρα στη διάρκεια του Νεογενούς (δημιουργία μεγάλων τεκτονικών τάφρων) και τις οποίες ακολούθησαν οι πρόσφατες μετακινήσεις του Τεταρτογενούς. Αναλυτικότερα, ο ελληνικός χώρος παρουσιάζει έντονο ορεινό χαρακτήρα. Οι πεδινές περιοχές με υψόμετρο μικρότερο των 200 m, στις οποίες κύρια βρίσκονται οι καλλιεργήσιμες εκτάσεις και το κατοικημένο τμήμα της χώρας, περιορίζονται στο 34,6% της συνολικής έκτασης (οι πραγματικά πεδινές περιοχές φτάνουν μόνο στο 25%), ενώ το ορεινό μέρος της χώρας καταλαμβάνει το 64,4% (Kotoulas 1972). Την ορεινή ζώνη αντιπροσωπεύουν κυρίως οι πτυχωσιγενείς και σχεδόν συνεχείς Ελληνίδες οροσειρές, οι οποίες εκτείνονται σε όλη τη Δυτική και Κεντρική Ελλάδα με διεύθυνση ΒΒΔ-ΝΝΑ και διακόπτονται από την Κορινθιακή τάφρο. Στην Πελοπόννησο συνεχίζονται με την ίδια διεύθυνση και εμφανίζονται εκ νέου στην Κρήτη με διεύθυνση Δ-Α, ενώ πέρα από αυτήν συνεχίζονται με διεύθυνση ΝΔ-ΒΑ στα νησιά Κάσος, Κάρπαθος, Ρόδος και ενώνονται με τις Ταυρίδες στο χώρο της Μικράς Ασίας. Στο χώρο της Ανατολικής Ελλάδας οι ορεινοί όγκοι (Όσσα, Πήλιο, Όρθρυς, Οίτη, Γεράνεια, κ.λπ.) διατάσσονται κυρίως παράλληλα προς τις νεότερες ρηξιγενείς γραμμές, που τέμνουν εγκάρσια τους κύριους άξονες των αλπικών πτυχώσεων. Οι κατά διάφορες διευθύνσεις εκτεινόμενες παραπάνω οροσειρές, αλλού μεν διασταυρώνονται και σχηματίζουν μεταξύ τους λεκάνες, ενώ αλλού αποκλίνουν και δημιουργούν μακρές κοιλάδες τριγωνικής κάτοψης ή/και εκτείνονται παράλληλα, διαμορφώνοντας μεταξύ τους ανάλογης διεύθυνσης κοιλάδες. Επίσης, ιδιαίτερα σημαντική είναι και η συμβολή των εξωγενών παραγόντων στη διαμόρφωση του αναγλύφου της χώρας. Σε πολλά από τα ελληνικά βουνά (Πίνδος, Παρνασ- 11

24 2. Γενικά Χαρακτηριστικά του Ελληνικού Χώρου Χάρτης 2.1. Τοπογραφικός χάρτης της Ελλάδας (ψηφιακό μοντέλο εδάφους). 12

25 2. Γενικά Χαρακτηριστικά του Ελληνικού Χώρου σός, Όλυμπος, Χελμός, Ταΰγετος, κ.λπ.) έμειναν φανερά τα σημάδια της δράσης των παγετώνων κατά το Πλειστόκαινο, χωρίς όμως να παίζουν ιδιαίτερα μεγάλη σημασία στη γενική μορφολογική εικόνα της χώρας. Η διαβρωτική ενέργεια των επιφανειακών νερών, καθώς και η συνεχής δράση των κυμάτων της θάλασσας προκαλούν σημαντική επίδραση στις τεκτονικές μορφές. Πέραν από την αρχική συμβολή τους στη διαμόρφωση του τοπογραφικού αναγλύφου επιδρούν και στην εξέλιξή του, γιατί διαβρώνεται επιλεκτικά από το νερό που απορρέει. Έτσι, είναι περισσότερο ευαίσθητες στη διάβρωση οι περιοχές των αξόνων των αντικλίνων λόγω των ρωγμών εφελκυσμού με την άσκηση των αντίστοιχων τάσεων, που διαδέχτηκαν το στάδιο συμπίεσης των σχηματισμών (Αστάρας 1980). Τα ρήγματα προσφέρονται συχνά ως οδοί του επιφανειακού νερού, με αποτέλεσμα να αναπτύσσονται παράλληλα προς αυτά οι κύριοι άξονες των υδρογραφικών δικτύων ή/και να συμπίπτουν σχεδόν τέλεια, γεγονός που δηλώνει άμεση γενετική συσχέτιση της διάνοιξης των κοιλάδων με τα προϋπάρχοντα ρήγματα. Η μορφογένεση, όμως, επηρεάζεται άμεσα και από την ενεργό τεκτονική δράση, ώστε οι ανοδικές κινήσεις να προκαλούν ανύψωση του βασικού επιπέδου του υδρογραφικού δικτύου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να εντείνεται η δράση των εξωγενών παραγόντων, έτσι οι περιοχές που αναμένονταν ήδη στο στάδιο του γήρατος, παρουσιάζουν γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά (έντονο ανάγλυφο, κορυφές λόφων αποστρογγυλεμένες, κοιλάδες ασύμμετρες με κλιτύες σχετικά απότομες που σκάπτονται από πολλά ρέματα και χειμάρρους), που τις κατατάσσουν σε ένα μεταβατικό στάδιο μεταξύ νεότητας και ωριμότητας του κύκλου απογύμνωσης του μορφολογικού αναγλύφου. Αντίθετα στα ανώτερα τμήματα των υψηλών ορέων επικρατούν αβαθείς και ευρείες κοιλάδες, καθώς και ομαλότερες κλιτύες, λόγω του ότι αυτά είναι συνήθως λείψανα παλιάς επιφάνειας, που διαμορφώθηκε σε εποχή, όπου το βασικό επίπεδο διάβρωσης ήταν διαφορετικό του σημερινού. Επίσης, η μακροχρόνια έκθεσή τους στους εξωγενείς παράγοντες οδήγησε στο να αμβλυνθούν ή και να απαλειφθούν οι μεγάλες ανωμαλίες. Σήμερα, οι εξωγενείς παράγοντες που επηρεάζουν κατά κύριο λόγο τη διαμόρφωση του τοπογραφικού αναγλύφου είναι οι επιφανειακές υδάτινες απορροές, οι οποίες παρουσιάζουν έντονο χειμαρρικό χαρακτήρα. Τα χαρακτηριστικά τους γνωρίσματα είναι: Η ανώμαλη κυκλοφορία του νερού που δημιουργείται από ξαφνικές πλημμύρες, καθώς και έντονες παρατεταμένες βροχοπτώσεις. Οι περιορισμένες παροχές κατά την ξηρά περίοδο του έτους ή ακόμα και η παντελής έλλειψη νερού κατά τους θερινούς μήνες. Η απόσπαση από τα ορεινά, η μεταφορά και η απόθεση στα πεδινά φερτών υλικών Γεωτεκτονική και Γεωμορφολογική Εξέλιξη του Ελληνικού Χώρου κατά Ζώνες Η σημερινή μορφολοφία και γεωλογική δομή του ελληνικού χώρου είναι αποτέλεσμα βασικά της έντονης τεκτονικής εξέλιξης που έχει υποστεί και ιδιαίτερα στον κύκλο της αλπικής ορογένεσης. Ο τεκτονισμός αυτός είχε ως αποτέλεσμα τον οριζόντιο και κατακόρυφο διαμελισμό και την έντονη πτύχωση των Ελληνίδων. Στη διαμόρφωση αυτή συνέβαλαν αποφασιστικά και οι πρόσφατες κατακόρυφες μετακινήσεις του Τεταρτογενούς, 13

26 2. Γενικά Χαρακτηριστικά του Ελληνικού Χώρου με τη δημιουργία απότομων ακτών και την περαιτέρω εξέλιξη των τεκτονικών τάφρων του Νεογενούς, με τις οποίες άλλωστε συνδέεται άμεσα και η έντονη σεισμικότητα των περιοχών αυτών. Οι γεωλογικοί σχηματισμοί, που δομούν τις επιμέρους οροσειρές (Διναρίδες, Ελληνίδες, Ταυρίδες, Ιρανίδες, Αφγανίδες), της ορογενετικής αλυσίδας των Άλπεων, σε σχέση με την Αλπική ορογένεση, μπορούν να διακριθούν σε προαλπικούς, αλπικούς και μεταλπικούς. Η ανάγκη ομαδοποίησης ομοειδών σχηματισμών οδήγησε στη διάκριση ενοτήτων με κοινά χαρακτηριστικά και σημαντική γεωγραφική εξάπλωση. Ο ελληνικός χώρος διακρίνεται σε διάφορες γεωτεκτονικές ζώνες-ενότητες, που απεικονίζονται στο γεωτεκτονικό χάρτη (Χάρτης 2.2) και οι οποίες είναι οι εξής (από τις Εσωτερικές προς τις Εξωτερικές): Ροδοπική, Σερβομακεδονική, Περιροδοπική, Αξιού (η οποία περιλαμβάνει της ζώνες Παιονίας, Πάϊκου και Αλμωπίας), Πελαγονική, Αττικοκυκλαδική, Υποπελαγονική, Παρνασσού (-Γκιώνας) Πίνδου Γαβρόβου (-Τρίπολης), Ιόνιος και Παξών (ή Προαπούλια) Ροδοπική Ζώνη Γεωγραφικά, η Ροδοπική Ζώνη καταλαμβάνει το βορειοανατολικό μέρος της ηπειρωτικής Ελλάδας και βρίσκεται ανατολικά του ποταμού Στρυμώνα. Διακρίνεται για το ηπιώτερο, συγκριτικά με τις άλλες ζώνες ανάγλυφο και καταλαμβάνεται από ισχυρά μεταμορφωμένα και ημιμεταμορφωμένα πετρώματα, που έχουν υποστεί την επίδραση των παλαιότερων ορογενετικών κινήσεων και περιφερειακά τον επίλογο των αλπικών πτυχώσεων. Σημαντική, επίσης, είναι η παρουσία αλπικών και προαλπικών όξινων μαγματικών πετρωμάτων, πλουτώνιων και ηφαιστειακών. Τεκτονικά η ζώνη αυτή, που συμπεριφέρθηκε κατά τις αλπικές πτυχώσεις στο μεγαλύτερο τμήμα της ως άκαμπτη μάζα, χαρακτηρίζεται από ευρέα αντίκλινα και έντονη διάρρηξη. 14

27 2. Γενικά Χαρακτηριστικά του Ελληνικού Χώρου Τα γεωτεχνικά προβλήματα, περιορίζονται σε αποκολλήσεις και καταπτώσεις έντονα διερρηγμένων βραχωδών μαζών, καθώς και θραύσεις, ολισθήσεις στη ζώνη χαλάρωσης και το μανδύα αποσάθρωσης των σχηματισμών Σερβομακεδονική Ζώνη Στις περιοχές που καταλαμβάνονται από τους σχηματισμούς της Σερβομακεδονικής μάζας, το ανάγλυφο είναι επίσης ήπιο. Τη βάση της στρωματογραφικής στήλης συνιστούν μεταμορφωμένα πετρώματα Ερκύνιας ηλικίας. Πάνω από αυτά, βρίσκεται μια ηφαιστειοϊζηματογενής σειρά και ακολουθούν ασβεστόλιθοι του Τριαδικού. Όσον αφορά τη μεταμόρφωση, πιστεύεται ότι πραγματοποιήθηκε σε δύο περιόδους, η πρώτη κατά το Παλαιοζωϊκό σε συνθήκες αμφιβολιτικής φάσης και η δεύτερη, πιθανό κατά το Κάτω-Μέσο Κρητιδικό, σε συνθήκες πρασινοσχιστολιθικής φάσης (ανάδρομη μεταμόρφωση). Οι διάφορες μαγματικές εκδηλώσεις έδωσαν τους μεγάλους όγκους των αντίστοιχων πετρωμάτων, τα οποία αποδίδονται σε τέσσερις φάσεις μαγματισμού και διακόπτουν τη συνέχεια των μεταμορφωμένων πετρωμάτων. Τεκτονικά η Σερβομακεδονική ζώνη χαρακτηρίζεται από αντίκλινα μεγάλης ακτίνας καμπυλότητας και έντονη διάρρηξη. Τα γεωτεχνικά προβλήματα, τα οποία είναι περιορισμένου βαθμού και έκτασης, συνιστούν κυρίως αποκολλήσεις-καταπτώσεις βραχωδών μαζών, όπου τα πρανή έχουν μεγάλες κλίσεις και η διάρρηξη είναι έντονη. Επίσης, παρατηρούνται θραύσεις-ολισθήσεις των νεογενών-μολασσικών ιζημάτων και της ζώνης κερματισμού και αποσάθρωσης των παλαιότερων σχηματισμών Περιροδοπική Ζώνη Αποτελείται από επιμέρους ενότητες με κοινά λιθοφασικά χαρακτηριστικά και μέτριο έως μικρό βαθμό μεταμόρφωσης. Τη βάση της στρωματογραφικής στήλης κατέχουν ηπειρωτικά ιζήματα (Άνω Πέρμιο), ακολουθούν ηφαιστειοϊζηματογενείς σχηματισμοί (Τριαδικό), ανθρακικά ιζήματα (Άνω Τριαδικό) και κλαστικά ιζήματα με οφιολίθους και τοπικά πελαγικούς ασβεστολίθους και τόφφους (Ιουρασικό). Απαντούν επίσης και οφιολιθικά πετρώματα, τα οποία συνιστούν ένα τυπικό οφιολιθικό σύμπλεγμα. Ο φλύσχης, τέλος, αποτελείται από τουρβιδιτικές εναλλαγές μεταϊζημάτων, μέσα, στα οποία συχνά παρατηρούνται ολισθόλιθοι Τριαδικών μαρμάρων. Τόσο τα τεκτονικά, όσο και τα τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά της Περιροδοπικής Ζώνης είναι όμοια με εκείνα των δύο προηγουμένων ζωνών. 15

28 2. Γενικά Χαρακτηριστικά του Ελληνικού Χώρου Χάρτης 2.2. Γεωτεκτονικές Ζώνες της Ελλάδας (Μουντράκης 1986). 16

29 2. Γενικά Χαρακτηριστικά του Ελληνικού Χώρου Ζώνη Αξιού Η γεωτεκτονική εξέλιξη της Ζώνης Αξιού της προσδίδει ποικίλο μορφολογικό ανάγλυφο. Αν εξεταστεί Παλαιογεωγραφικά, μπορεί να χωριστεί σε τρεις υποζώνες από τα ανατολικά προς τα δυτικά: Παιονίας, που αντιπροσωπεύει αύλακα, Πάϊκου, που αντιπροσωπεύει ύβωμα και Αλμωπίας, που αντιπροσωπεύει αύλακα. Το προαλπικό της υπόβαθρο συνιστούν κρυσταλλικά πετρώματα του μεταμορφωμένουημιμεταμορφωμένου συστήματος. Τα αλπικά ιζήματά της αποτελούν ποικιλία πετρωμάτων από ημικρυσταλλικούς ασβεστολίθους και σχιστολίθους, οφιολίθους, ψαμμίτες, ασβεστολίθους και κλαστικά ιζήματα. Από τεκτονικής πλευράς η Ζώνη Αξιού χαρακτηρίζεται από ενδιάμεση τεκτονική. Δηλαδή, υπάρχουν ευρέα αντίκλινα κυρίως στο υπόβαθρό της, πλην όμως, τα ευκίνητα και πλαστικά ιζήματά της στους υψηλότερους ορίζοντες, δημιουργούν διαδοχικά λέπια κατακεκλιμένα το ένα στο άλλο. Στη ζώνη αυτή διαγράφονται ασταθείς συνθήκες στους νεότερους αλπικούς σχηματισμούς με ιδιαίτερη συχνότητα στο δυτικό της τμήμα. Όσον αφορά τους μεταλπικούς σχηματισμούς, τα γεωτεχνικά προβλήματα εντοπίζονται κυρίως στα νεογενή, στα κορήματα κλιτύων, καθώς και στη ζώνη κερματισμού και αποσάθρωσης των παλαιότερων σχηματισμών και κυρίως των οφιολίθων Πελαγονική Ζώνη Χαρακτηρίζεται από τους ίδιους με την Υποπελαγονική ζώνη μορφολογικούς χαρακτήρες (βλέπε παρακάτω) και την ακαμψία του προαλπικού υποβάθρου, με αποτέλεσμα τα αλπικά ιζήματα να εμφανίζονται λιγότερο πτυχωμένα σχετικά με τους σχηματισμούς παρακείμενων ζωνών. Το υπόβαθρο συνιστούν το ισχυρώς μεταμορφωμένο σύστημα (γνεύσιοι, μάρμαρα, σχιστόλιθοι) και το επικείμενο ημιμεταμορφωμένο από φυλλίτες, γραουβάκες και σχιστολίθους. Το Μεσοζωϊκό συνίσταται από ασβεστολίθους, σχιστολίθους ή πυριτολίθους και διεισδύσεις μεγάλων οφιολιθικών σωμάτων, καθώς και φλύσχη. Η γεωτεκτονική αυτή εξέλιξη της ζώνης έδωσε κατά τον αλπικό κύκλο ορογένεσης, πτυχές μεγάλης ακτίνας καμπυλότητας, πολύ συχνά διαρρηγμένες. Το συμπαγές προαλπικό υπόβαθρο περιορίζει τις ασταθείς συνθήκες, κυρίως στους νεότερους αλπικούς σχηματισμούς και ιδιαίτερα αυτούς της σχιστοκερατολιθικής διάπλασης και το φλύσχη. Σχετικά με τα μολασσικά ιζήματα, τα οποία καλύπτουν το χώρο της Μεσοελληνικής Αύλακας, τα προβλήματα είναι σε πολύ μικρότερη έκταση και σοβαρότητα, δεδομένου ότι αυτά είναι συνεκτικά και αποτελούνται από εναλλαγές φάσεων μεγάλου πάχους με επικράτηση κυρίως της αδρομερούς (συνεκτικά κροκαλοπαγή) και των μαργαϊκών ασβεστολίθων, ενώ η θέση τους στο χώρο είναι συχνά ευνοϊκή σε σχέση με αυτή των φυσικών πρανών. 17