Επιδεκτικότητα κατολίσθησης πρανών της οδού Σερρών - Λαϊλιά

7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής Μηχανικής, Αθήνα, Νο. P123 Επιδεκτικότητα κατολίσθησης πρανών της οδού Σερρών - Λαϊλιά Landslide susceptibility along the Serres-Lailias road ΑΛΕΞΟΥ Η, Μ.Ν. ρ. Πολιτικός Μηχανικός, Πανεπιστήµιο Μακεδονίας ΠΑΠΑΛΙΑΓΚΑΣ, Θ.Θ. ρ. Πολιτικός Μηχανικός, Καθηγητής, ΑΤΕΙ Θεσ-νίκης ΚΑΤΑΒΑΤΗΣ, Χ. Β. MSc. Μηχανολόγος Μηχανικός, ΑΤΕΙ Θεσ-νίκης ΒΟΣΝΙΑΚΟΣ, Κ.Φ ρ. Μηχ. Γεωτεχν. & Περιβάλλοντος ΤΕ, ΑΤΕΙ Θεσ-νίκης ΜΑΝΩΛΟΠΟΥΛΟΥ, Σ.Β. ρ. Πολιτικός Μηχανικός, Επίκ. Καθηγήτρια, Α.Π.Θ ΠΑΠΑΘΕΟ ΩΡΟΥ, Κ.Α. ρ. Γεωλόγος, Αν. Καθηγητής, ΤΕΙ Κεντρικής Μακεδονίας ΤΣΑΠΑΝΟΣ, Θ.Μ. ρ. Γεωλόγος, Καθηγητής, Τµήµα Γεωλογίας, Α.Π.Θ ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Η παρούσα έρευνα επικεντρώνεται στον χωρικό προσδιορισµό του κινδύνου κατολίσθησης των βραχωδών πρανών σε µια ζώνη πλάτους 50m εκατέρωθεν του οδικού άξονα Σερρών-Λαϊλιά, όπως αυτός εκφράζεται από τον συντελεστή ασφαλείας έναντι ολίσθησης, κατά µήκος της διεπιφάνειας µεταξύ του εδαφικού µανδύα αποσάθρωσης και του βραχώδους υποβάθρου, για στατική, υδραυλική και σεισµική φόρτιση. Μελετήθηκαν σε περιβάλλον GIS, 14 διαφορετικοί συνδυασµοί σεισµικής φόρτισης και ύψους στάθµης ύδατος του εδαφικού µανδύα µε βάση διαθέσιµα τοπογραφικά, γεωλογικά και γεωτεχνικά δεδοµένα. ABSTRACT : The purpose of this study is to determine the spatial distribution of landslide hazard, in a 50 m buffer zone extending on both sides of the Serres-Lailias road, using limit equilibrium methods of analyses for the evaluation of the factor of safety against failure along the weathered zone-rock interface. Fourteen scenarios were examined taking into account static, hydraulic and earthquake loadings, in a GIS environment, using available topographical, geological and geotechnical data. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι κατολισθήσεις συνδέονται µε άµεσες και έµµεσες επιπτώσεις στον κοινωνικό ιστό της περιοχής καθώς και µε απώλειες σε ανθρώπινες ζωές, εκτεταµένες ζηµίες σε ιδιοκτησίες και σηµαντικό οικονοµικό κόστος για την πληγείσα περιοχή. Η εκτίµηση της πιθανότητας εκδήλωσης κατολισθήσεων εµπεριέχει σηµαντικές αβεβαιότητες λόγω γεωλογικών (π.χ. ασυνέχειες µε δυσµενή προσανατολισµό και σεισµικά ρήγµατα) και µορφολογικών παραγόντων (π.χ. έντονη κλίση του πρανούς, διάβρωση κ.α.). Με δεδοµένους τους περιορισµένους κρατικούς πόρους, τους τεχνικούς και χρονικούς περιορισµούς που τίθενται συχνά από την πολιτεία και τους φορείς της που δεν επιτρέπουν εκτεταµένες έρευνες σε περιοχές επιδεκτικές σε κατολισθήσεις,

µεθοδολογίες που εντοπίζουν µε σχετική ακρίβεια περιοχές στις οποίες ενυπάρχουν πρανή επιδεκτικά σε κατολίσθηση, είναι ιδιαίτερα επίκαιρες και σηµαντικές. Στην παρούσα έρευνα, η εκτίµηση του κινδύνου κατολίσθησης πραγµατοποιήθηκε αιτιοκρατικά, µε προσδιορισµό του συντελεστή ασφαλείας κατά µήκος της διεπιφάνειας µεταξύ του εδαφικού µανδύα αποσάθρωσης και του βραχώδους υποβάθρου, σε µια ζώνη πλάτους 50m εκατέρωθεν του οδικού άξονα Σερρών- Λαϊλιά, για διάφορους συνδυασµούς της σεισµικής φόρτισης και του ύψους της στάθµης ύδατος της εδαφικής ζώνης. Οι αναλύσεις βασίστηκαν σε διαθέσιµα τοπογραφικά, γεωλογικά και γεωτεχνικά δεδοµένα της περιοχής έρευνας καθώς και σε αποτελέσµατα εργαστηριακών δοκιµών και επιτόπου µετρήσεων. Η εκτίµηση της σεισµικής επικινδυνότητας της περιοχής πραγµατοποιήθηκε πιθανολογικά µετά την επιλογή των σεισµικών ζωνών που επηρεάζουν την ευρύτερη περιοχή ενώ χρησιµοποιήθηκαν διάφορες τιµές (από 0% ως 100%) του σχετικού ύψους στάθµης ύδατος m (m=ύψος στάθµης ύδατος εδαφικής ζώνης/πάχος εδαφικής ζώνης). Λαµβάνοντας υπόψη τοπογραφικά στοιχεία κλίµακας 1:5.000 καθώς και γεωλογικούς και υδρολογικούς χάρτες κλίµακας 1:50.000, δηµιουργήθηκε το ψηφιακό µοντέλο εδάφους της περιοχής µελέτης, διακριτοποιήθηκε η υπό εξέταση περιοχή σε εικονοστοιχεία (pixels) διαστάσεων 2m x 2m και για καθένα από αυτά εκτιµήθηκε η επιδεκτικότητα σε κατολίσθηση (χαµηλή, µεσαία, υψηλή). Ο υπολογισµός της επιδεκτικότητας κάθε εικονοστοιχείου πραγµατοποιήθηκε µέσω του υπολογισµού του συντελεστή ασφαλείας µε την µέθοδο της οριακής ισορροπίας για αστοχία κατά µήκος της διεπιφάνειας µεταξύ του µανδύα αποσάθρωσης και του βραχώδους υποβάθρου στις περιοχές που εντοπίστηκαν βραχώδεις σχηµατισµοί. Συνολικά, εξετάστηκαν 14 σενάρια λαµβάνοντας υπόψη 3 περιόδους επαναφοράς σεισµού (50, 100 και 475 έτη) και 5 διαφορετικές τιµές του σχετικού ύψους στάθµης ύδατος του εδαφικού µανδύα της υπό κατολίσθηση ζώνης (m: 0, 33, 50, 67 και 100%). Για όλα τα παραπάνω σενάρια εντοπίστηκαν χωρικά τα εικονοστοιχεία και γενικότερα οι περιοχές των πρανών που χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης σχετικά µε την επιδεκτικότητα τους σε κατολίσθηση. Τα αποτελέσµατα των αναλύσεων πινακοποιήθηκαν και απεικονίστηκαν σε περιβάλλον Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών (GIS) µε την χρήση του ArcGIS 9.3. 2. ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΥ ΕΠΙ ΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ 2.1 Χαρακτηριστικά της περιοχής µελέτης Η υπό µελέτη περιοχή από την οποία διέρχεται ο οδικός άξονας Σερρών-Λαϊλιά, έχει έντονο ανάγλυφο, χαµηλές θερµοκρασίες και σηµαντικές χιονοπτώσεις. Το χιονοδροµικό κέντρο του Λαϊλιά (αρχή του υπό µελέτη δρόµου) κυρίως κατά την περίοδο του χειµώνα, αποτελεί σηµαντικό τουριστικό πόλο έλξης ενώ η ευρύτερη περιοχή του Λαϊλιά αποτελεί τµήµα της λεκάνης απορροής του ποταµού Κρουσοβίτη και των χειµάρρων Καµενικίων και Αγίων Αναργύρων. Από τις αρχές του περασµένου αιώνα µέχρι σήµερα δεν έχει παρατηρηθεί κανένας ισχυρός σεισµός στην Ελληνική επικράτεια και βάσει του Ελληνικού Αντισεισµικού Κανονισµού η σεισµικότητά της χαρακτηρίζεται ως χαµηλή-µέτρια (a i =0.16g). ώδεκα (12) κύριοι εδαφικοί σχηµατισµοί (Σχήµα 1) εντοπίστηκαν στην περιοχή του υπό µελέτη οδικού άξονα, µετά από λεπτοµερή γεωλογική έρευνα και αξιοποίηση όλων των διαθέσιµων γεωλογικών στοιχείων. 2.2 Μελέτη σεισµικής επικινδυνότητας Η µελέτη της σεισµικής επικινδυνότητας για την εκτίµηση των σεισµικών φορτίων (δυναµικές φορτίσεις) τα οποία ενδέχεται να ασκηθούν στα πρανή εκατέρωθεν του υπό µελέτη οδικού άξονα πραγµατοποιήθηκε πιθανοτικά για 3 περιόδους

επανάληψης σεισµού (50, 100 και 475 έτη) και βασίστηκε στην σεισµοτεκτονική ζωνοποίηση της Ελλάδας (ζώνες 30, 31, 32, 33). Η σεισµικότητα της περιοχής περιγράφηκε µε το µοντέλο Poisson και η επιλογή των παραµέτρων σεισµικότητας (Πίνακας 1) των ζωνών βασίστηκε στην έρευνα των Papaioannou & Papazachos (2000). Ως σχέση εξασθένησης για την εκτίµηση της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (PGΑ) επιλέχθηκε η προταθείσα από τους Skarlatoudis et al (2003). ύο κατηγορίες εδαφικών σχηµατισµών διακρίθηκαν στην περιοχή µελέτης: «σκληρό έδαφος» και «βράχος» ανάλογα µε την ταχύτητα των διατµητικών κυµάτων V S,30 (Ambraseys N.N et al, 1996) αξιοποιώντας τις διαθέσιµες γεωλογικές πληροφορίες, τις επιτόπου δοκιµές και τα αποτελέσµατα από τις εργαστηριακές µετρήσεις των φυσικών, µηχανικών και δυναµικών ιδιοτήτων των εδαφικών σχηµατισµών. Ο κάνναβος που χρησιµοποιήθηκε είναι 500m x 500m. gn,mr Ptl,s Pt.t2 γ1 Ng.s Ng.l1 ol ΥΠΟΜΝΗΜΑ Αδροκρυσταλλικοί παραγνεύσιοι µε ενστρώσεις µαρµάρων Ποταµοχειµάρριες αποθέσεις: λατύπες και ογκόλιθοι διαφόρων διαστάσεων από γρανοδιορίτη-µονζονίτη καθώς και λατύπες και κροκάλες από κρυσταλλοσχιστώδη Κατώτερο σύστηµα αναβαθµίδων (ποταµοχειµάρριες αποθέσεις): λεπτόκοκκες άµµοι, άργιλοι, χάλικες, καστανοκόκκινοι πηλοί, ερυθρογαίες (Φύλλο Αχλαδοχώριον) Νησίδες γρανοδιορίτη γρανίτη που περιβάλλονται από ιζήµατα του νεογενούς Θαλάσσια στρώµατα Μετοχίου Αγίου Γεωργίου: Ιζήµατα µε υφάλµυρη και θαλάσσια πανίδα Ανώτερα λεπτοµερή λιγνιτοφόρα στρώµατα λιµναίας φάσης: στρώµατα αργιλικά, αµµώδη ή αργιλοαµµώδη, ψαµµίτες, ιλύτες, πηλίτες Ολισθοστρώµατα και ολισθόλιθοι, µεγάλοι όγκοι µαρµάρου και λατυποπαγείς σχηµατισµοι ισχυρά συγκολληµένοι στα ανώτερα σηµεία µε ασβεσστιτικό συνδετικό Ng tv mk Λιµνοχειµάριος σχηµατισµός Σκάλας: εναλλαγές και πλευρικές µεταβάσεις µεταξύ µαργαϊκών και τραβερτινοειδών ασβεστολίθων. µν1 Μυλωνιτιωµένος Χαλαζιακός µονζονίτης - γρανίτης. Pl c, st Λιµναίες ποταµοχερσαίες αποθέσεις της Κάτω Σπηλιάς: εναλλαγές κροκαλοπαγών, ψαµµιτών, κροκαλοψαµµιτών, αµµούχων αργίλων, αργίλων, πηλών, χαλαρών κροκαλών Ms c, st Κατώτερα µέλη ποταχειµάρρειων αποθέσεων από εναλλαγές κροκαλοαγών, gn-µν κροκαλολατυποπαγών, άµµων, χαλαρών κροκαλών, πηλών και αργίλων Γνευσιοειδής γρανοδιορίτης-χαλαζιακός µονζονίτης ΚΛΙΜΑΚΑ Σχήµα 1 Γεωλογικοί σχηµατισµοί της περιοχής µελέτης Figure 1 Geological formations of the study area Πίνακας 1 Παράµετροι σεισµικότητας για τις σεισµικές ζώνες επιφανειακών σεισµών (Papazachos & Papaioannou, 2000) Table 1 Seismicity parameters of seismic source zones of near surface earthquakes Νο Ονοµασία ζώνης b a Περιοχή A, km 2 M max Συχν. (M 5) 30 Philipoupolis 0,79 3,23 14,315 6,9 0,187 83,0 0,81 31 Kresna 0,83 3,44 20,078 7,2 0,196 80,0 0,81 32 Drama 0,81 3,22 17,305 7,0 0,158 83,0 0,92 33 Serres 0,82 3,54 9,271 7,0 0,271 70,0 0,74 Οι εκτιµώµενες µέγιστες εδαφικές επιταχύνσεις (PGA) κυµαίνονται για την περίπτωση των σεισµικών ζωνών µεταξύ 0,16-0,19g (περίπτωση 50 ετών), µεταξύ 0,20-0,24g (περίπτωση 100 ετών), µεταξύ 0,29-0,35g (περίπτωση 475 ετών). Στο Σχήµα 2α ενδεικτικά παρουσιάζεται η χωρική κατανοµή της PGA (gal) σε GIS, για την περίπτωση περιόδου επαναφοράς σεισµού 100 ετών. 2.3 Εκτίµηση της επιδεκτικότητας σε κατολίσθηση µε GIS ζ ε

Η εκτίµηση της επιδεκτικότητας σε κατολίσθηση σε µια περιοχή 50m εκατέρωθεν του οδικού άξονα, πραγµατοποιήθηκε αιτιοκρατικά (via GIS) βάσει του υπολογισµού του συντελεστή ασφαλείας (Σ.Α. = Fs) όπως ορίστηκε από τους Van Westen & Terlien (1996), για την περίπτωση ολίσθησης εδάφους πάνω σε βραχώδη σχηµατισµό για 257175 εικονοστοιχεία διαστάσεων 2,0 x 2,0 m, λαµβάνοντας υπόψη την επίδραση: α) του Ι.Β και του νερού, β) του ΙΒ & του νερού & του σεισµού. a) Περίπτωση στατικής και υδραυλικής φόρτισης: c ' + ( γ mγ ) z cos 2 βtanφ ' Fs= w (1) γz sinβ cosβ b) Περίπτωση στατικής, υδραυλικής και σεισµικής φόρτισης: όπου: c : η ενεργός συνοχή του εδαφικού υλικού (Ν/m 2 ), γ: το ειδικό βάρος εδαφικού υλικού (N/m 3 ), z: βάθος εξεταζόµενης ζώνης = πάχος εδαφικού µανδύα αποσάθρωσης, z w : ύψος ύδατος πάνω από την επιφάνεια ολίσθησης, m: σχετικό ύψος στάθµης ύδατος (=z w /z), γ w : το ειδικό βάρος του νερού (N/m 3 ), β: η γωνία του πρανούς (º), φ': η ενεργός γωνία τριβής (º), α: η εδαφική επιτάχυνση (m/s 2 ), ρ: η πυκνότητα εδάφους (kg/m 3 ),. (2) α) β) Σχήµα 2 α) Χωρική κατανοµή της µέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (Σχέση: Skarlatoudis et al, 2003, Είδος εδάφους: απλοποιηµένη γεωτεχνική ζωνοποίηση, Πιθανολογική προσέγγιση, Σεισµικές ζώνες, Σεισµικό σενάριο: 100 έτη περίοδος επαναφοράς σεισµού), β) Χάρτης µορφολογικών κλίσεων. Figure 2 a) Spatial distribution of peak ground acceleration (Attenuation relation: Skarlatoudis et al, 2003; Soil categorization: simplified geotechnical zonation, Probabilistic approach, Seismic zones, Seismic scenario: 100y earthquake return period, b) Inclination map. Οι τιµές που εισήχθησαν στις παραπάνω σχέσεις για την εδαφική επιτάχυνση (α) υπολογίστηκαν στη µελέτη σεισµικής επικινδυνότητας για 50, 100 και 475 έτη περίοδο επαναφοράς σεισµού. Οι κλίσεις της επιφάνειας του εδάφους -Σχήµα 2β- και τελικά οι γωνίες κλίσης των πρανών (βº) προσδιορίστηκαν από το Ψηφιακό Μοντέλο

Εδάφους (DΤΜ) που δηµιουργήθηκε από τα αντίστοιχα τοπογραφικά διαγράµµατα της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (Γ.Υ.Σ) κλίµακας 1:5000 (ισοδιάσταση 4 m). Οι παράµετροι διατµητικής αντοχής του βραχώδους υποβάθρου (c', φ ) καθορίστηκαν µε βάση αποτελέσµατα από εργαστηριακές δοκιµές, επιτόπου µετρήσεις και βιβλιογραφικά στοιχεία. Ο Πίνακας 2 παρουσιάζει την ενεργό συνοχή (c ) και την ενεργό γωνία τριβής (φ ) για τους κυριότερους γεωλογικούς σχηµατισµούς της περιοχής µελέτης. Για το σχετικό ύψος της στάθµης ύδατος m επιλέχθηκαν 5 τιµές (m=0%, m=33%, m=50%, m=67% και m=100%).το βάθος της εξεταζόµενης ζώνης που αστοχεί z (πάχος του εδαφικού µανδύα), καθορίστηκε µε βάση το είδος του γεωλογικού σχηµατισµού και τη γωνία του πρανούς (βº) ως εξής: Για β < 30 0 z = 1,5 m, για 30 0 <β < 60 0 z = 2,5 0,033a (a: η µορφολογική κλίση σε µοίρες) και για β > 60 0 z = 0,5 m, σύµφωνα µε βιβλιογραφικά στοιχεία, παρατηρήσεις και µετρήσεις που έχουν γίνει στην περιοχή. Παράλληλα, ορίστηκε: ρ= 1600 kg/m 3, γ w = 10 kn/m 3, γ= 16 kn/m 3 για ξηρά εδάφη, γ= 17,98 kn/m 3 όταν m= 33%, γ= 19 kn/m 3 όταν m= 50%, γ= 20,02 kn/m 3 όταν m= 67%, και γ= 22.00 kn/m 3 όταν m= 100%. Πίνακας 2 Ενεργός συνοχή (c') και ενεργός γωνία τριβής (φ ) ανά είδος εδαφικού σχηµατισµού Table 2 Effective cohesion (c') and effective friction angle (φ ) per soil formation Περιγραφή εδαφικών σχηµατισµών c (kν/m 2 ) φ ( ο ) Ποταµοχειµάρριες αποθέσεις: λατύπες και ογκόλιθοι διαφόρων διαστάσεων από γρανοδιορίτη- µονζονίτη 5 39 Ολισθοστρώµατα και ολισθόλιθοι, µεγάλοι όγκοι µαρµάρου και λατυποπαγείς σχηµατισµοί 25 40 Γνευσιοειδής γρανοδιορίτης- χαλαζιακός µονζονίτης 0 55 Ανώτερα λεπτοµερή λιγνιτοφόρα στρώµατα λιµναίας φάσης: στρώµατα αργιλικά, αµµώδη ή αργιλοαµµώδη 8 30 Για τα 14 σενάρια (Πίνακας 3) υπολογίστηκαν οι συντελεστές ασφάλειας (Σ.Α) που συγκρίθηκαν µε συγκεκριµένες τιµές όπως αυτές προσδιορίστηκαν στον Πίνακα 4 προκειµένου να διακριθεί σε τρία επίπεδα (χαµηλή, µεσαία, υψηλή) η επιδεκτικότητα έναντι κατολίσθησης. Πίνακας 3. Σενάρια ανάλυσης Table 3. Scenarios of analyses Σενάριο Ι.Β Νερό 33% Νερό 50% Νερό 67% Νερό (100%) Σεισµός SSZ (50 έτη) Σεισµός SSZ (100 έτη) Σεισµός SSZ (475 έτη) 1 - - - - - - - 2 - - - - - - 3 - - - - - - 4 - - - - - - 5 - - - - - - 6 - - - - - - 7 - - - - - 8 - - - - - 9 - - - - - - 10 - - - - - 11 - - - - - 12 - - - - - - 13 - - - - -

14 - - - - - Παρατήρηση: Ι.Β: Ίδιο Βάρος Πίνακας 4. Συντελεστές ασφαλείας για την κατηγοριοποίηση της επιδεκτικότητας σε ολίσθηση πρανών Table 4. Safety factors for the categorization of landslide susceptibility Σενάριο Χαµηλή επιδεκτικότητα Μεσαία επιδεκτικότητα Υψηλή επιδεκτικότητα Ι.Β Σ.Α. 1,30 1,00 < Σ.Α. < 1,30 Σ.Α. 1,00 Ι.Β & Νερό Σ.Α. 1,20 1,00 < Σ.Α. < 1,20 Σ.Α. 1,00 Ι.Β & Νερό & Σεισµός Σ.Α. 1,00 Σ.Α. =1,00 Σ.Α. 1,00 2.4 Αποτελέσµατα Στον Πίνακα 5 παρουσιάζεται ο αριθµός των εικονοστοιχείων ανά επίπεδο επιδεκτικότητας σε κατολίσθηση. Συγκεκριµένα, στα κελιά µε πράσινο, πορτοκαλί και κόκκινο χρώµα προσδιορίζεται ο αριθµός των εικονοστοιχείων που παρουσιάζουν «χαµηλή», «µεσαία» και «υψηλή» επιδεκτικότητα έναντι κατολίσθησης. Στις περιοχές µε περισσότερα pixels «υψηλής επιδεκτικότητας» υπάρχουν πρανή που παρουσιάζουν µεγαλύτερη πιθανότητα να αστοχήσουν σε σχέση µε τις υπόλοιπες περιοχές. Με δεδοµένο ότι υπάρχει πολύ υψηλή διακριτική ικανότητα των εικονοστοιχείων (2 x 2m) και είναι διαθέσιµο το ψηφιακό µοντέλο εδάφους, υπάρχει η δυνατότητα εντοπισµού συγκεκριµένων µεµονωµένων πρανών πλησίον του οδικού άξονα για τα οποία θα πρέπει να γίνει πιο εµπεριστατωµένη µελέτη προκειµένου να εντοπιστούν εάν αυτά βρίσκονται σε κατάσταση οριακής ισορροπίας (ευστάθεια υπό προϋποθέσεις) ή αναµένεται να αστοχήσουν ώστε να ληφθούν τα κατάλληλα προληπτικά µέτρα. Πίνακας 5. Αριθµός κελιών µε % κατανοµή ανά επίπεδο επιδεκτικότητας Table 5. Cell number and % distribution per failure mode Σενάριο 1 2 3 4 5 6 7 Αριθµός pixels 256910 251216 244082 236918 233362 269219 262478 264 5956 13084 19668 13743 16290 18937 1 3 9 589 10070 158 4252 99,90 97,68 94,91 92,12 90,74 94,24 91,88 0,10 2,32 5,09 7,65 5,34 5,70 6,63 Ποσοστιαία κατανοµή(%) ανά επίπεδο επιδεκτικότητας 0 0 0 0,23 3,92 0,06 1,49 Σενάριο 8 9 10 11 12 13 14 Αριθµός 258932 263434 260224 252055 259223 240178 229176 pixels 13747 21492 15158 13733 16946 23081 33261 12988 741 10285 19879 9498 22408 23230 Ποσοστιαία 90,64 92,22 91,09 88,23 90,74 84,08 80,23 κατανοµή(%) ανά επίπεδο επιδεκτικότητας 4,81 4,55 7,52 0,26 5,31 3,60 4,81 6,96 5,93 3,33 8,08 7,84 11,64 8,13 Από την παραπάνω επεξεργασία των αποτελεσµάτων, προέκυψε ότι για την περίπτωση των Σεναρίων 1, 2, 3, 4, 6 και 9 δηλαδή για την περίπτωση φορτίσεων µε ΙΒ, ΙΒ & Νερό (33%, 50%, 67%), ΙΒ & Σεισµός (50 και 100 έτη) το ποσοστό των εικονοστοιχείων για το επίπεδο της «υψηλής επιδεκτικότητας» έναντι κατολίσθησης είναι µηδενικό οπότε δεν υπάρχουν πρανή που µε «µεγάλη βεβαιότητα» αναµένεται

να αστοχήσουν. Το παραπάνω αποτέλεσµα αποδεικνύει ότι ακόµα και σε περίπτωση σηµαντικών βροχοπτώσεων, «ασθενούς» ή ακόµη και «µέτριου σεισµού» δεν αναµένεται κάποια σηµαντική αστοχία ή κάποιος πιθανός αποκλεισµός του οδικού άξονα. Στην περίπτωση των Σεναρίων 11, 13 και 14 δηλαδή στην περίπτωση που υπάρχει είτε m >50% και «µέτριος σεισµός» ή σεισµός µε περίοδο επαναφοράς 475 έτη και m>33%, υπάρχει ένας σηµαντικός αριθµός περιοχών που θα πρέπει να διερευνηθούν λεπτοµερέστερα ως προς την πιθανότητα αστοχίας των πρανών πλησίον του οδικού άξονα. Επίσης, η επίδραση του ύψους της στάθµης του ύδατος (Σενάριο 10: ΙΒ & Νερό 33% & Σεισµός µε 100 έτη περίοδο επαναφοράς) είναι παρόµοια καθότι δίνει ίδια αποτελέσµατα (σε απόλυτο αριθµό) µε την περίπτωση που το έδαφος είναι ξηρό και συµβεί σεισµός µε περίοδο επαναφοράς 475 έτη (Σενάριο 13). Παρόµοια αποτελέσµατα (σε απόλυτους αριθµούς), υπάρχουν και στην περίπτωση του Σεναρίου 5 συγκρινόµενο µε το Σενάριο 8 (ΙΒ & Νερό 50% & Σεισµός µε 50 έτη περίοδο επαναφοράς). Συγκρίνοντας τα αποτελέσµατα µεταξύ των Σεναρίων 12, 13 και 14 διαπιστώνεται ότι η ύπαρξη του νερού οδηγεί σε αύξηση των περιοχών αστοχίας κατά 2,5 φορές ανεξάρτητα από το σχετικό ύψος της στάθµης ύδατος (33% ή 50%) σε περίπτωση σεισµού µε περίοδο επαναφοράς 475 έτη, ενώ για 100 έτη η αύξηση είναι περίπου ίδια για µεταβολή του παραπάνω λόγου µεταξύ 0-33% και 33-50% (Σενάρια 9, 10, 11). Ενδεικτικά, παρουσιάζονται 4 χάρτες επιδεκτικότητας (Σχήµα 3) σε κατολίσθηση για 4 σενάρια (Σενάριο 5: ΙΒ & m=100%, Σενάριο 7: ΙΒ & m= 33% & 50 έτη περίοδος επαναφοράς σεισµού, Σενάριο 11: ΙΒ & m= 33% & 100 έτη περίοδος επαναφοράς σεισµού, Σενάριο 12: ΙΒ & 475 έτη περίοδος επαναφοράς σεισµού) τα οποία και παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον. α) β) γ) δ) Σχήµα 3. Χωρική κατανοµή των επιδεκτικών σε κατολίσθηση περιοχών α) Σενάριο 5, β) Σενάριο 7, γ) Σενάριο 11, δ) Σενάριο 12 Figure 3. Spatial distribution of landslide susceptible areas : a) Scenario 5,

b) Scenario 7, c) Scenario 11, d) Scenario 12. Για τα εν λόγω σενάρια επιλέχθηκαν οι θέσεις 15 και 16 που βρίσκονται περίπου στο µέσο της διαδροµής Σέρρες- Λαϊλιάς και ταυτόχρονα έχουν έντονο µορφολογικό ανάγλυφο. Συγκεκριµένα, σε περιόδους έντονων βροχοπτώσεων (Σχήµα 3α) υπάρχουν αρκετά πρανή πλησίον του οδικού άξονα που χρήζουν ειδικής διερεύνησης καθότι είναι πολύ πιθανόν να αστοχήσουν και να είναι αναγκαία η λήψη προληπτικών µέτρων. Παράλληλα, η σηµαντικότητα της επίδρασης της στάθµης του ύδατος (Σενάριο 5) στην επιδεκτικότητα των πρανών έναντι κατολίσθησης διαφαίνεται ιδιαίτερα όταν ο σεισµός είναι «ασθενής» (Σενάριο 7) και παράλληλα αναδεικνύεται και από την σύγκριση των Σεναρίων 11 και 12. 3. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Είναι αναγκαίο να αναφερθεί ότι η συγκεκριµένη µεθοδολογία που χρησιµοποιήθηκε είναι χρήσιµη στο στάδιο του σχεδιασµού και της λήψης απόφασης καθώς αποτελεί µια πρώτη προσέγγιση της επιδεκτικότητας έναντι κατολίσθησης που έχει ως στόχο να οδηγήσει σε πιο αναλυτικές µεθόδους εκτίµησης της ευστάθειας των πρανών σε συγκεκριµένες περιοχές που έχουν χαρακτηριστεί ως «υψηλής επιδεκτικότητας». Συγκεκριµένα, προτείνεται σε αυτές τις περιοχές, να εντοπιστούν τα µεµονωµένα πρανή στα οποία θα πρέπει να επικεντρωθούν οι αναλύσεις, οι επιτόπου και εργαστηριακές δοκιµές λαµβάνοντας υπόψη τους οικονοµικούς, τεχνικούς και χρονικούς περιορισµούς που απαιτούνται. Περιορισµός της µεθοδολογίας που εφαρµόστηκε είναι ότι η αστοχία κατά µήκος της διεπιφάνειας εδαφικού µανδύαβραχώδους υποστρώµατος δεν αποτελεί το µοναδικό µηχανισµό κατολισθήσεων, ιδιαίτερα σε περιοχές βραχωδών πρανών καθώς ο αξιόπιστος προσδιορισµός των «επιδεκτικών έναντι κατολίσθησης περιοχών» απαιτεί µεταξύ άλλων και την ενσωµάτωση αλγορίθµων αντίστοιχων προς τον επικρατέστερο µηχανισµό αστοχίας. 4. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα έρευνα πραγµατοποιήθηκε στα πλαίσια του έργου «Risk Management of Natural and Anthropogenic Landslides in the Greek Bulgarian Cross-Border Area» στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράµµατος «Ευρωπαϊκή Εδαφική Συνεργασία Ελλάδα Βουλγαρία 2007-2013», που συγχρηµατοδοτήθηκε από το Ευρωπαϊκό Ταµείο Περιφερειακής Ανάπτυξης και από Εθνικούς Πόρους. 5. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Ambraseys N.N., Simpson K.A, Bommer J.J (1996), Prediction of horizontal response spectra in Europe. Publ. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 25, pp. 371-400. Van Westen, C. J. & Terlien, M.T.J. (1996) An approach towards deterministic landslide hazard analysis in GIS : a case study from Manizales, Colombia. In: Earth surface processes and landforms: the journal of the British geomorphological research group, 21 (1996)9, pp. 853-868. Papaioannou, Ch. and Papazachos B. (2000), Time- Independent and Time- Dependent Seismic Hazard in Greece Based on Seismogenic Sources Bull. Seismol. Soc. Am., Vol. 90(1), pp. 22-33. Skarlatoudis A.A, Papazachos C.B, Margaris B.N, Theodulidis N, Papaioannou Ch, Kalogeras I, Scordilis E.M, Karakostas V (2003) Empirical Peak Ground- Motion Predictive Relations for Shallow Earthquakes in Greece Bulletin of Seismological Society of America, Vol. 93, No.6, pp.2591-2603.