Ανάστροφη ανάλυση των βραχοπτώσεων στη Λευκάδα στο σεισμό της 14-08-2003

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία φέρει τον τίτλο «Ανάστροφη ανάλυση των Βραχοπτώσεων στη Λευκάδα στο σεισμό της 14-8-2003» και εξετάζει αφενός την δυνατότητα των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (Γ.Σ.Π.) να αποτελέσουν εργαλείο ανάλυσης και λήψης αποφάσεων στη περίπτωση βραχοπτώσεων και αφετέρου την απεικόνιση του φαινομένου στον τριδιάστατο χώρο. Ειδικότερα, η διπλωματική εργασία αποτελείται από έξι κεφάλαια: Το 1ο Κεφάλαιο έχει τον τίτλο «Κατολισθήσεις και ευστάθεια πρανών», περιέχει δε συνοπτικά όλη τη θεωρία αναφορικά με τις κατολισθήσεις (ορισμός, ταξινόμηση, κλπ.) και την ευστάθεια πρανών έναντι στατικών και σεισμικών φορτίων. Στο 2ο Κεφάλαιο, «Ανάλυση του φαινομένου των βραχοπτώσεων», περιγράφεται και αναλύεται η συγκεκριμένη μορφή κατολίσθησης. Έπειτα γίνεται αναφορά σε διάφορες μορφές μοντέλων προσομοίωσης κατάπτωσης βραχοτεμαχίου, κυρίως στα δισιάστατα και τριδιάστατα μοντέλα προσομοίωσης, ειδικότερα στα πλεονεκτήματα και στα μειονεκτήματα αυτών. Επίσης, περιγράφονται διάφορα μέτρα προστασίας για την αντιμετώπιση του φαινομένου. Στο 3ο Κεφάλαιο, που φέρει τον τίτλο «Ανάλυση της περιοχής μελέτης Άγιος Νικήτας Λευκάδας» παρουσιάζονται αναλυτικά τα στοιχεία της περιοχής και κυρίως τα γεωλογικά και γεωμορφολογικά στοιχεία της περιοχής. Επίσης, γίνεται ιδιαίτερη αναφορά στο σεισμό τις 14-08-2003. Στο 4ο Κεφάλαιο, «Αντιμετώπιση των βραχοπτώσεων με τη χρηση Γ.Σ.Π.» περιγράφεται η νέα έκδοση της εφαρμογής «Rockfall Analysis». Η εφαρμογή αποτελεί μια ολοκληρωμένη εφαρμογή στο ArcGIS, συγκεκριμένα στο ArcMap και ArcScene, η οποία υλοποιεί ένα τριδιάστατο μοντέλο προσομοίωσης κατάπτωσης βραχοτεμαχίου. Στο 5ο Κεφάλαιο, που φέρει τον τίτλο «Εφαρμογή του προγράμματος Rockfall Analysis στη περιοχή μελέτης» , παρουσιάζονται τα προβλήματα αστοχίας και οι γεωτεχνικές συνθήκες που παρατηρήθηκαν στην περιοχή έπειτα από το σεισμό τις 14-08-2003. Ακόμα, με βάση τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τα γεωλογικά και γεωτεκτονικά στοιχεία και αφού έγιναν ελεύθερα ορισμένες παραδοχές χρήσιμες στη διαδικασία της εφαρμογής, έγινε η ζητούμενη ανάλυση με χρήση του προγράμματος «Rockfall Analysis». Η παρούσα εργασία καλείται να κάνει εφαρμογή του τριδιάστατου μοντέλου προσομοίωσης βραχοπτώσεων όπως επίσης και να το αξιολογήσει. Στο 6ο και τελευταίο κεφάλαιο, «Συμπεράσματα από τη χρήση του Rockfall Analysis» παρατίθενται κάποια συμπεράσματα σχετικά με τις δυνατότητες της εφαρμογής, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτής, όπως αυτά έχουν προκύψει μέσα από τη χρήση της στις διάφορες δοκιμές. Επίσης, αναφέρονται κάποιες προτάσεις που αφορούν στη βελτίωση της εφαρμογής “Rockfall Analysis v.5_6_1” και επέκταση των εφαρμογών του προγράμματος που αναπτύσσεται στα Γ.Σ.Π, ώστε να επιτευχθεί ακόμα γενικότερη και ακριβέστερη εφαρμογή. Μαζί με το κείμενο της παρούσας εργασίας, αντί παραρτήματος, επισυνάπτεται ψηφιακός δίσκος (CD-R) εντός του οποίου βρίσκονται όλοι οι χάρτες, τα αρχεία που δημιουργήθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν, καθώς και τα σχηματικά αρχεία ‘’Shapefiles’’ των καταπτώσεων από τα προγράμματα «Rockfall Analysis».

This diploma thesis is entitled ‘‘Reverse rock-fall analysis of Lefkada during the earthquake on 14-8-2003’’ and examines the possibility of using Geographical Information Systems (G.I.S.) as a tool for analysis and decision making in the case of rock falls as well as visualizes the phenomenon in three dimensions. Specifically, the diploma thesis is composed by six chapters: The 1st Chapter, under the title ‘‘Landslides and Slope Stability’’, contains a summary of the theories concerning landslides (definition, classification, etc.) and slope stability against static and seismic loads. In the 2nd Chapter, «Analysis of the phenomenon of rock-falls», this particular type of landslide is described and analyzed. In addition, there is reference to some of the various forms of forfeiture rock fall simulation models, primarily in two dimensional and three dimensional simulation models and in particular the advantages and disadvantages of these. Also, measures of protection to confront the phenomenon. The 3rd Chapter, under the title «Study Analysis of Agios Nikitas Lefkada» presents analytically the features of the region and in particular the geotechnical and geomorphological features of the study area. Also, there is a special reference to the earthquake of 14-08-2003. The 4th Chapter, «Dealing with rock falls using GIS» describes the new version of «Rockfall Analysis». «Rockfall Analysis» is a complete application of the ArcGIS, in particular ArcMap and ArcScene, which implements a three dimensional rock fall forfeiture simulation model. Chapter 5, entitled «Application of the Rockfall Analysis in the study area», presents the problems of failure and the geotechnical conditions observed in the region following the earthquake of 14-08-2003. The requested analysis was completed using the rock fall analysis application, based on conclusions drawn from the geological and geotektonical features, after certain assumptions useful in the process of implementation were made. The present thesis aims to apply the three dimensional rock fall simulation application-model to the study area as well as to evaluate it. The 6th and final chapter, «Conclusions from the use of Rockfall Analysis» presents conclusions regarding the application’s potential, advantages and disadvantages, as they have arisen through the use of different tests. Moreover, some recommendations are suggested regarding the improvement of the "Rockfall Analysis v.5_6_1" program, and expansion of the applications of the program developed in GIS, to achieve an even more accurate and better outcome application. Along with the text of this thesis, instead of an annex, attached is a compact disc (CD-R) in which all maps an files created and used are included, as well as shapefiles of forfeitures from the " Rockfall Analysis ".