1

Inženjerska geologija i geodinamički procesi

GEOHAZARDI

Snježana Mihalić

Uvod

• Inženjerski radovi i geodinamički procesi međusobno utječu jedni na druge na 2 načina:

1) prirodni procesi utječu na projektiranje, izvođenje i funkcioniranje građevine;

2) pogodnost lokacije za gradnju, tj. projektiranje i cijena sam građevine ovise o prirodnim procesima

2

PrimjerKoliko je potrebno udaljiti građevine od ruba klizišta ili strme obale ovisi o tome kako proces obalne erozije može utjecati na samu lokaciju?

3

osim toga…

• građevine i urbanistički razvoj mogu prouzročiti nepovoljne promjene prirodnih procesa

• Primjer: promjene vodostaja rijeke/potoka kao posljedica građenja

Role of Base Level in Controlling Longitudinal Profile of Rivers

Fig. 13.17

4

Effects of Building a DamOriginal Profile Graded to Regional Base

Level

Fig. 13.18a

Effects of Building a DamDam Forms New Local Base Level

Fig. 13.18b

5

Effects of Building a DamDeposition Upstream

and Erosion Downstream

Fig. 13.18c

Primarna odgovornost inženjerskog geologa

• procjeniti KAKO PRIRODNI PROCES MOŽE UTJECATI na odre đeni projekt?

• kod inženjerskih radova bez geoloških informacija postoji opasnost da će:

- koštati više nego što bi trebali;- neće optimalno funkcionirati- doći će do sloma (npr. Kupska)To ne znači da su geološki faktori jedini relevantni faktori za lociranje, projektiranje i izvođenje

inženjerskih radova!!!

6

SIGURNOST, RIZIK I GEOLOŠKO PREDVIĐANJE

• Predviđanje interakcije inženjerskih radova i geodinamičkih procesa neophodno je da se postigne SIGURNOST i POUZDANOST.

• Biti siguran ili bez rizika ne znači da se radi o apsolutnoj sigurnosti, već o određenom stupnju.

• Kod predviđanja je potrebno osigurati da je stupanj rizika prihvatljiv, što uključuje 2 komponente: (1) ‘mjerenje’ rizika; (2) procjenu koliki rizik je prihvatljiv

7

Procjena rizika

• procjena rizika geoloških procesa zasniva se na znanju o tim procesima i principima procjene

• određivanje prihvatljivosti (procijenjenog) rizika uglavnom ovisi o socijalnim, političkim i ekonomskim kriterijima

• zadatak inženjerskog geologa je sudjelovanje u formuliranju javne politike upravljanja rizicima

KLIZANJE =

pokreti na padinama

(Cruden, 1991).

HAZARD =

vjerojatnost pojavljivanja potencijalno štetnih prirodnih pojava

(Varnes, 1984).

RIZIK =očekivani stupanj gubitka kod pojavljivanja hazarda

(Varnes, 1984).

8

HAZARD = vjerojatnost pojavljivanja potencijalno štetnih prirodnihpojava (Varnes, 1984).

klizanja

vulkani

poplave

potresi GEOHAZARDI(prirodni hazardi)

procjena hazarda i rizika klizanja: KOMPONENTE

1. TIP KLIZANJA?

2. GDJE?

3. KADA?

4. DOKLE?

5. KOGA?

ŠTO?KAKO?

6. KOLIKA ŠTETA?

1. poznavanje mehanizma klizanja?

3. istraživanje događaja kojipokreću klizišta (oborine, itd.)?

4. mogućnostinapredovanjaklizišta?

5. moguće štete?

6. vrijednosti?

2. kartiranje klizišta?

CIJENA

RANJIVOST

HAZARD*

*

= RIZIK

9

procjena hazarda klizanja

1. TIP KLIZANJA?

2. GDJE?

3. KADA?

4. DOKLE?

1. poznavanje mehanizma klizanja?

3. istraživanje događaja kojipokreću klizišta (oborine, itd.)?

4. mogućnostinapredovanjaklizišta?

2. kartiranje klizišta?

HAZARD

U DOMENI INU DOMENI INŽŽENJERSKE GEOLOGIJE!!!ENJERSKE GEOLOGIJE!!!

ZONIRANJE PO OPASNOSTI OD KLIZANJA:

hazard i rizik

10

REZULTATI ISTRAREZULTATI ISTRAREZULTATI ISTRAREZULTATI ISTRAREZULTATI ISTRAREZULTATI ISTRAREZULTATI ISTRAREZULTATI ISTRAŽŽŽŽŽŽŽŽIVANJA:IVANJA:IVANJA:IVANJA:IVANJA:IVANJA:IVANJA:IVANJA:istraistraistraistraistraistraistraistražžžžžžžživanje pojedinaivanje pojedinaivanje pojedinaivanje pojedinaivanje pojedinaivanje pojedinaivanje pojedinaivanje pojedinaččnih lokacijanih lokacijanih lokacijanih lokacijanih lokacijanih lokacijanih lokacijanih lokacija

KLIZANJE = pokreti na padinama (Cruden, 1991).

ODRONJAVANJE (eng. Fall)

0 m

20 m

3 m0

PREVRTANJE (eng. Topple) KLIZANJE (eng. Slide)

20 m

0 m

TEČENJE (eng. Flow)

0 m

20 m

BOČNO RAZMICANJE (eng. Lateral spreading)

500 m0

11

KARTE HAZARDA KLIZANJA

Metode za procjenu hazarda klizanja koje odgovaraj u na pitanje: GDJE je vjerojatno da će se dogoditi klizanje?

Područje izvanzone rizika

Područja u kojima jeF<1.5.

F=1.25

F=1.5

1:10

ZONA AZONA B

Područja u kojima je F>1.5, ali s površinom iznad linije1:10. Inicijalno klizanje u ZONI A može prouzročitiretrogresivno klizanje u ZONI B.

Zaravnjenapodručja izgrađenaod gline.

zona ugrožena klizanjem

Hansen (1984) Carrara (1984)

IZRAVNO KARTIRANJE

NEIZRAVNOKARTIRANJE

GEOMORFOLOGEOMORFOLOŠŠKIKI

EMPIRIJSKIEMPIRIJSKI

STATISTISTATISTIČČKIKI

Pristupi procjeni hazarda klizanja• procjena relativnog utjecaja faktora klizanja na nestabilnost• klasifikacija područja s obzirom na stupanj hazarda (zone

hazarda klizanja)

12

Hansen (1984) Carrara (1984)

IZRAVNO KARTIRANJE

NEIZRAVNOKARTIRANJE

GEOMORFOLOGEOMORFOLOŠŠKIKI

EMPIRIJSKIEMPIRIJSKI

STATISTISTATISTIČČKIKI

Pristupi procjeni hazarda klizanja

13

REZULTATI ISTRAŽIVANJA:regionalno istraživanje

karta osjetljivosti na klizanjekarta osjetljivosti na klizanjekarta osjetljivosti na klizanjekarta osjetljivosti na klizanjekarta osjetljivosti na klizanjekarta osjetljivosti na klizanjekarta osjetljivosti na klizanjekarta osjetljivosti na klizanje

mjerilo: 1:5.000

primjena: urbanizam

namjena: detaljni plan uređenja Grada Slatine

sadržaj karte: kategorizacija prema stabilnosti padina

Hansen (1984) Carrara (1984)

IZRAVNO KARTIRANJE

NEIZRAVNOKARTIRANJE

GEOMORFOLOGEOMORFOLOŠŠKIKI

EMPIRIJSKIEMPIRIJSKI

STATISTISTATISTIČČKIKI

Pristupi procjeni hazarda klizanja

14

Inženjerskogeološka kartografija:TRENDOVI

• METODE NEIZRAVNOG KARTIRANJA

• IZVORI PODATAKA

• PRIMJENA REZULTATA

15

KORIŠTENJE ZEMLJIŠTA

GEOMORFOLOGIJA

UDALJENOST OD RASJEDA

VRSTA TLA

pijesaklaporglina

KARTA KLIZIŠTA

KORIŠTENJE ZEMLJIŠTA

GEOMORFOLOGIJA

UDALJENOST OD RASJEDA

VRSTA TLA

KLASA TEŽINA

pijesak

lapor

glina

-0.406

-2.620

+0.381

• FAKTORIKLIZANJA

prosjek

klase

%

•KLIZIŠTA

•težinefaktora

TEŽINA: korištenje zemljišta

TEŽINA: geomorfologija

TEŽINA: udaljenost od rasjeda

TEŽINA: vrsta tla

-2.620-0.406+0.381

KARTAKARTAKARTAKARTAHAZARDAHAZARDAHAZARDAHAZARDA

VISOK

SREDNJI

NIZAK

ANALIZA HAZARDAstatistička metoda

(metodauvjetne vjerojatnosti

na jedinicama

jedinstvenih uvjeta)

detaljno mjerilo 1:5.000

KADA je vjerojatno da će se dogoditi klizanje?

PROCJENA HAZARDA KLIZANJA

UVJETI NA PADINI

GEOMORFOLOŠKI PROCESI

FIZIČKI PROCESI

ANTROPOGENI UTJECAJ

INICIJALNI PROCESI

PREDUVJETIKLIZANJA

vrsta stijene koja izgra đuje padinu;značajke stijena (strukturne, mehani čke,hidrogeološke)

padinu čine osjetljivom na klizanje, s time da ga ne iniciraju; zbog njih je padina u stanju granične ravnoteže

iniciraju klizanje. Padinu iz stanja granične ravnoteže dovode u aktivno nestabilno stanje

procesi koji uzrokuju morfološkepromjene padine (tektonska zbivanja irazni oblici erozije)

ekstremni hidrološki doga đaji(obilna oborina), potresi

oprere ćenja padina, navodnjavanje,uklanjanje vegetacije

16

.

Ulazni podaci za analize hazardaklizanja

• rasprostranjenostklizišta i

• podaci potrebni zaodređivanje uvjeta i uzroka klizanja

• geološki (litologija, strukturna obilježja, neotektonika)

• inženjerskogeološki• geotehnički

• geomorfološki• hidrogeološki• klimatski• hidrološki• podaci o vegetaciji i

korištenju zemljišta

17

Σ = 270 KLIZIŠTA 1,09 km2 = 8,91% POVRŠINE SLIVA

trenutačno neaktivno

privremeno umireno

trajno umireno

WorkingWorking PartyParty forforWorld World LandslideLandslideInventoryInventory::

UPUTE ZA OPIS UPUTE ZA OPIS KLIZIKLIZIŠŠTATA

18

MORFOLOŠKI FAKTORI

Digitlani model reljefa

19

�15 razreda nagiba: po 5o od 0-60, ostali po 10o.

ANTROPOGENI FAKTORI

�12 klasa pokrova zemljišta prema CORINE nomenklaturi.

20

(3) VISOK HAZARD / uvjetna vjerojatnost >10.67%

nestabilno podru čje

(2) SREDNJI HAZARD / uvjetna vjerojatnost = 3.56-10.67%

upitno stabilno podru čje

(1) NIZAK HAZARD / uvjetna vjerojatnost <3.56%

stabilno podru čje

KARTA HAZARDA KLIZANJA:

prosječna gustoća klizanja 7.11%

21

karta hazarda klizanjakarta hazarda klizanja

• karta hazarda klizanja sastavni dio prostornog plana- prikazuje zone/kategorije stabilnosti padina na osnovi kojih se određuje opseg geotehničkih istraživanja

•• PROSTORNO PROSTORNO PLANIRANJEPLANIRANJE

•• GEOTEHNIGEOTEHNIČČKO KO ISTRAISTRAŽŽIVANJE IVANJE KLIZIKLIZI ŠŠTATA

karta hazarda klizanja

• I. kat: Stabilni tereni su područja stabilna u prirodnim uvjetima...

• II. kat: Uvjetno stabilne padine su područja stabilna...

• III. kat: Uvjetno nestabilne padine su područja...

• IV. kat: Nestabilne padine su područja zahvaćena klizanjem...

• iz PROSTORNOG PLANA GRADA ZAGREBA

22

karta hazarda klizanjakarta hazarda klizanja

•• -- na osnovi podataka o klizištima iz baze podataka moguće odrediti opseg područja geotehničkih istraživanja KLIZIŠTA

•• karta hazarda klizanja karta hazarda klizanja sastavni dio prostornog sastavni dio prostornog planaplana-- prikazuje prikazuje zone/kategorije zone/kategorije stabilnosti padina na stabilnosti padina na osnovi kojih se određuje osnovi kojih se određuje opseg geotehniopseg geotehniččkih kih istraistražživanjaivanja

•• PROSTORNO PROSTORNO PLANIRANJEPLANIRANJE

•• GEOTEHNIGEOTEHNIČČKO KO ISTRAISTRAŽŽIVANJE IVANJE KLIZIKLIZI ŠŠTATA

23

• uvjeti u kojima nastaju klizišta u slivu Starča potoka istovrsni su uvjetima u podsljemenskoj zoni (naseljena područja izgrađena od neogenskih i pliokvartarnih naslaga)

KARTE HAZARDA KLIZANJA podloga su zaKARTE RIZIKA KLIZANJA koje prikazuju:

područje i/ili populaciju koja je izložena hazardu klizanja;

"ranjivost" tog područja i/ili populacije;

očekivane posljedice na ljude i građevine, ako se klizanje dogodi.

24

KARTE RIZIKA KLIZANJADefinicije za procjenu RIZIKA (FELL, 1993):

RANJIVOST(Vulnerability - V)

stupanj gubitka pojedinog elementa (čovjek, područje i sl.) ili skupineelemenata na području zahvaćenom klizanjem. Izražava se na ljestviciod 0 (nema oštećenja) do 1 (potpuni gubitak). U slučaju kada je čovjekelement izložen riziku ranjivost je vjerojatnost da netko smrtno nastradazbog klizanja.

ELEMENTI IZLOŽENI RIZIKU

(Elements at risk - E)

populacija, dobra, ekonomske aktivnosti, uključujući javne službe itd. kojise nalaze na području utjecaja postojećeg ili potencijalnog klizanja.

SPECIFIČNI RIZIK(Specific risk - Rs)

vjerojatnost (P) x ranjivost (V) promatranog elementa.

UKUPNI RIZIK(Total risk)

Rt=Σ(ExRs)=Σ(ExPxV)

očekivani broj izgubljenih života, ozlijeđenih osoba, šteta na dobrima, šteta nastalih uslijed prekida ekonomskih aktivnosti ili šteta u okolišu. Ukupni rizik je produkt specifičnog rizika (Rs) i elemenata izloženih riziku(E) svih klizanja, postojećih i potencijalnih, na istraživanom području.

primjeri analize hazarda klizanja za različite scenarije:

25

primjeri analize hazarda klizanja za različite scenarije:

procjena hazarda i rizika klizanja: KOMPONENTE

1. TIP KLIZANJA?

2. GDJE?

3. KADA?

4. DOKLE?

5. KOGA?

ŠTO?KAKO?

6. KOLIKA ŠTETA?

1. poznavanje mehanizma klizanja?

3. istraživanje događaja kojipokreću klizišta (oborine, itd.)?

4. mogućnostinapredovanjaklizišta?

5. moguće štete?

6. vrijednosti?

2. kartiranje klizišta?

CIJENA

RANJIVOST

HAZARD*

*

= RIZIK

URBANO PLANIRANJESOCIJALNA GEOGRAFIJA

EKONOMIJA I DR.

26

MJERILOanalizehazarda

ULAZNI PODACI•vrsta podataka•metoda prikupljanja

podataka•količina i detaljnost

podataka

METODAanalizehazarda

CILJanalizehazarda

Odabir metode analize hazarda

Mjerila zoniranja hazarda klizanja

u skladu s mjerilima predloženim za izraduinženjerskogeoloških karata

- REGIONALNO MJERILO (≤≤≤≤1:100.000);

- SREDNJE MJERILO (1:25.000-1:50.000);

- VELIKO MJERILO (1:5.000-1:10.000).