de comisia de îndrumare și Consiliul Școlii Doctorale la ședința din data de ______________ 2017 REFERAT ȘTIINȚIFIC II AL STUDENTULUI -DOCTORAND… [624287]
Școala Doctorală
Inginerie Civilă
Aprobat
de comisia de îndrumare și Consiliul Școlii Doctorale
la ședința din data de ______________ 2017
REFERAT ȘTIINȚIFIC II
AL STUDENT: [anonimizat] : Științe inginerești și tehnologii
Specialitatea: 211.02. “Materiale de construcții elemente și edificii”
Conducător științific : conf. univ., dr. Polcanov Vladimir
Conducător de doctorat
conf. univ., dr . Polcanov Vladimir
___________________
(semnătura)
Student – doctorand: [anonimizat]. univ. Lucașenco Nicolae
___________________
(semnătura)
CHIȘINĂU, 2017
1. TITLUL TEZEI DE DOCTORAT
„Dezvoltarea tehnologiilor efective contra alunecărilor de teren cu utilizarea cercetărilor
geoinformaționale”
Cuvinte cheie :
Alunec ări de teren , hazard, pantă, consolidare, eroziune.
2. REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT
Procesele geologice periculoase reprezintă o provocare prioritară cu care se confruntă
construcțiile de -a lungul timpului. Printre procesele geologice periculoase putem mențion
alunecările de teren, inundațiile, cutremurele de pămînt, tasările de terenuri, eroziunil e.
Alunecările de teren reprezintă deplasări ale rocilor care formează versanții unor munți,
dealuri, lucrări de hidroameliorații sau alte rambleuri construite de oameni. O alunecare de
teren, indiferent dacă se produce pe un versant sau pe un taluz, repre zintă un fenomen extrem
de greu de cuantificat și previzionat. Studiul alunecărilor de teren și al consecințelor acestora
a devenit un subiect multidisciplinar, în care aspectele geografice, pedologice și de planificare
urbanistică sunt importante. Aspecte le inginerești ale problematicii se concentrează pe
determinarea declanșării și propagării alunecărilor de teren. Studierea declanșării alunecărilor
de teren este importantă atât pentru a afla cauzele producerii acestora, dar și pentru prevenirea
eventuale lor alunecări viitoare. În ceea ce privește studierea propagării alunecărilor, o dată
declanșate, este important a se cunoaște viteza curgerii, la ce distanță pot ajunge și care este
traseul de propagare urmat. În acest fel, se pot propune strategii de apă rare bazate pe
direcționarea maselor alunecătoare sau structuri de protecție. Instrumentele de determinare a
comportării alunecărilor sunt bazate pe modele matematice și constitutive pentru care există
extrem de puține soluții analitice, fiind astfel neces ară folosirea modelelor numerice (cum ar
fi metoda elementului finit) pentru a obține rezultate coerente.
Problema analizării alunecărilor de teren are o vechime considerabilă, inclusiv în Republica
Moldova. Teritoriul Republicii Moldova este amplasat în tr-o zonă climaterică și
hidrogeologică destul de complicată. Întreg teritoriul e amplasat în zona sesimică cu
intensitatea 6 -8 grade dupa scara Richter. Majotritatea teritoriului este supus proceselor
geologice periculoase ca alunecări, tasări de terenuri , inundații, subinundații. Alunecările se
pot produce atât în zone cu condiții naturale de teren, cât și în situația unor amplasamente ce
au suferit intervenții antropice. Pot fi afectate pante naturale, inclusiv versanți ai lacurilor de
acumulare, taluzur i ale unor construcții hidrotehnice, construcții de infrastructura (căi ferate,
drumuri), cariere, iazuri de decantare, etc.
Deoarece abordarea inginerească de investigare este punctuală, concentrată pe foraje și
instrumentare in -situ, dezvoltarea unei met ode de cartarea a zonelor cu potențial de
instabilitate la scară mare este imperios necesară. Monitorizarea deplasărilor folosind senzori
instalați pe sateliți poate reprezenta soluția la aceste probleme, metoda fiind încă la stadiu de
validare și calibrar e a rezultatelor obținute prin măsurătorile satelitare în comparație cu datele
obținute din măsurătorile in situ.
Evaluarea stabilității teritoriilor pentru proiectarea rațională a măsurilor de prevenire a
proceselor geologice periculoase trebuie să se b azeze pe o cercetare geologică detaliată și
completă. Este necesar să se studieze structura geologică a zonei, caracteristicile rocilor și
condițiile hidrogeologice.
Cuprins
Introducere
Capitolul 1. Caracteristicile inginero -geologice ale zonei studiate .
1.1 Caracteristicile inginero -geologice ale traseului Giurgiulești -Chișinău.
1.2 Influența proceselor geologice periculoase, capabile să amenințe drumurile
rutiere .
1.3 Condițiile de dezvoltare, caracteristicile construcțiilor și mecanismul de
dezvoltare a alunecării de teren pe sectorul de drum “ocolirea satului Porumbrei”.
Concluzii pentru capitolul 1.
Capitolul 2. Studierea alunecărilor de teren cu ajutorul sistemelor GIS.
2.1 Suportul tehnic al sistemului de monitorizare a versanților alunecători.
2.2 Utilizarea GIS în evaluarea pericolelor de alunecări de teren.
2.3 Rezultatele observațiilor în teren .
Concluzii pentru capitolul 2 .
Capitolul 3. Metode de stabilizare a alunecărilor de teren în Moldova
3.1 Analiza cauzelor și factorilor, care determină dezvoltarea proceselor de alunecări
de teren în Moldova.
3.2 Clasificarea generală a metodelor de protecție contra alunecărilo r de teren.
3.3 Elaborarea unui set de măsuri de protecție eficiente contra alunecărilor de teren.
Concluzii pentru capitolul 3.
Concluzii generale
Literatura
INTRODUCERE
Importanța și necesitatea temei de cercetare.
Procesele geologice periculoase se produc după o anumită legitate spațială și temporală, cu o
periodicitate ciclică. Teritoriul Republicii Moldova este supus unui șir de fenomene și procese
(cutremure de pămînt, inundații, alunecări de teren, tasări terenu rilor, prăbușiri de roci etc.), care
sunt o amenințare pentru construcțiile inginerești și viețile umane.
Fenomenul natural de "alunecare de teren" reprezintă deplasarea în lungul unei pante, sub
influența gravitației, a unei mase de pământ, rocă sau mater ial antrenat, pusă în mișcare datorită
unor cauze precum ploile intense și prelungite, topirea rapidă a zăpezii, acțiuni seismice sau
datorită activităților antropice (o cauză frecventă și actuală) . După cutremurele de pămînt,
acestea ocupă locul doi după gradul de risc. Caracterul și intensitatea apariției alunecărilor de
teren depind de configurația versanților, care determină starea lui de încărcare, și proprietățile
rocilor.
Conform statisticilor populația Europei a ajuns de la 408 milioane de locuitori în anul 1900, la
aproximativ 711 milioane în anul 2017. În același timp populația Republicii Moldova a avut o
creștere de la 2 milioane de locuitori (anul 1900) la 3,553 milioane în anul 2016. Creșterea
populației și d ezvoltarea economică a Repub licii Moldova, în special a ramurii construcțiilor , a
facut ca, de -a lungul timpului, amplasamentele considerate propice fund ării să fie din ce în ce
mai pu ține. De asemenea îmbunătățirea calității vieții este direct proporțională cu calitatea
rețelelor de comunicații, în special a drumurilor, căilor ferate. Exploatarea teritoriilor populate,
rata accelerată a dezvoltării urbane a indus o expansiune a ariilor construite în afara granițelor
tradiționale ale orașelor, spre zon e afectate de diferite hazarde, precum alunecările de teren . Ca
rezultat , prognozarea acestui tip de fenomen natural a devenit o preocupare continuă a politicilor
de mediu ale Europei și de asemeni ale Republicii Moldova.
Manifestările catastrofale ale alunecărilor de teren se fesfășoară cu o legitate obiectivă și
spațială stabilită. Necesitatea studierii acestora a devenit importantă atît în Europa cît și în fosta
URSS încă în secolul trecut. Sfîrșitul secolului XX și începutul secolului XXI se caracterizează
printr -o mulțime de catastro fe naturale și tehnogene de diferite proporții. Printre cele mai grave
catastrofe din ultimii ani putem enumera a lunecarea de teren d in provincia afgană Badakhshan,
alunecările de teren din India (anii 2010, 2012, 2013), China, Brazilia, Mexic, SUA, soldat e cu
importante pierderi umane și pagube materiale.
Studierea alunecărilor de teren trebuie să se bazeze pe o cercetare geologică detaliată și
completă , necesară atît pentru aflarea cauzelor producerii acestora cît și pentru prevenirea lor. De
asemenea e important a se cunoaște viteza curgerii maselor alunecătoare, distanța la care pot
ajunge și ce traseu vor urma. Catastrofele cunoscute legate de apariția acestor procese de cele
mai multe ori este legată de insuficiența cercetărilor inginero -geologice pe sectoarele susceptibile
alunecărilor de teren, proiectarea și construcția pe aceste terenuri fără a lua în calcul dezvoltarea
și apariția pe aceste teritorii a pro ceselor geologice periculoase. Cu toate că metodele de protecție
a teritoriilor și edificiilor împotriva acestor procese sînt cunoscute, dar evaluarea măsurilor de
protecție împotriva acestora la altitudinea complexă asupra soluționării problemelor, pînă în
prezent lipsesc. Măsurile constructive de protecție au deseori un caracter lo cal și nu sunt
eficiente la reducerea riscului de alunecare pe arii largi. În rîndul localităților urbane și rurale se
atestă o creștere a pericolului de producere a alunecărilor de teren , strîns legată și de planificarea
social -economică proastă a teritor iului, care practic nu se efectuează . În prezent situația
economică a Republicii Moldova nu este capabilă sa atragă investiții menite să creeze măsuri de
protecție la scară largă împotriva acestor fenomene naturale.
Ca rezultat, este primordială elaborar ea unor măsuri de prevenire , dar și a unor reglementări
privind utilizarea terenurilor menite să evite proiectele costisitoare de combatere a consecințelor
proceselor geologice periculoase. Pentru aceasta concomitent cu prospectările de adîncime, s unt
necesare execut area lucrări lor de cartare topografică și geologică . Măsurile date implică o
studierea detaliată a fenomenului, analiza unei multitudini de date, calibrarea modelelor de
analiză de hazard și de risc. În același este importantă și implicarea funcțiilor statului prin
elaborarea programelor naționale și regionale de dezvoltare social -economică a teritoriilor.
Scopul lucrării de cercetare .
Alunecările de teren sunt cauzate de schimbări în starea de eforturi efective, variații ale
proprietăților materialului sau schimbarea geometriei. Schimbările în starea de eforturi efective
poate fi indusă fie direct, ca o consecință a variației forțelor exterioare (cutremure, acțiuni
antropice) sau indirect prin variația presiunii apei din pori (efectul ploilo r). Variațiile
proprietăților materialului pot fi provocate de procese de degradare. Schimbarea geometriei
poate fi produsă de cauze naturale (eroziune) sau acțiuni antropice (excavații, construcții,
schimbarea unghiului pantelor, etc.)
Avînd în vedere ga ma largă de parametri caracteristici dar și strînsa legătură cu celelalte
procese naturale periculoase, nu există o metodă unică, specifică de determinare a hazardului de
producere a alunecărilor de teren. În domeniul hazardelor naturale, indiferent de tip ul acestora,
produsele cartografice sunt menite pentru a arăta unde s -au produs evenimente sau de a le
prognoza în viitor. Acestea sunt deosebit de importante în selectarea terenurilor pentru viitoarele
construcții sau alegerea variantei optime în proiecta rea drumurilor. În pre zent normele de
proiectare a drumurilor în condiții le geologice periculoase ale Republicii Moldova, inclusiv pe
sectoarele cu pericol de alunecare, cu părere de rău nu sunt argumentate. Această situație duce la
apariția dificultăților în alegerea soluțiilor de proiectare. Prin urmare au loc greșeli enorme, care
ulterior pot duce la urmări catastrofale.
Datele disponibile în prezent sunt insuficiente pentru stabilirea gradului de stabilitate al
versanților susceptibili procesului de alunecare și schimbarea stării acestora în timp. Lipsesc
datele necesare pentru stabilirea mecanismului procesului de alunecare, alegerea schemei de
calcul și evaluarea eficienței posibilelor măsuri de protecție contra alunecărilor de teren.
De asemenea în proiecte nu sunt folosite cercetările inginero -geologice efectuate anterior,
hărțile geologice, practic nu se studiază condițiile hidrogeologice. Secțiunile geologice sunt
efectuate formal și nu posedă informații destule pentru studierea mecanismului dezv oltării
alunecărilor de teren. Ca rezultat nu există un studiu al eficienței măsurilor de protecție propuse.
În general sporirea nejustificată a măsurilor de protecție duce la mărirea costului lucrărilor de
construție. Din contra, minimizarea măsurilor de consolidare contribuie la reducerea nivelului de
calitate a soluțiilor constructive adoptate și la apariția problemelor sau riscurilor în timpul
exploatării.
În ultimii ani s-au colectat o mulțime de informații ce vizează cunoașterea în profunzime a
proces ului de alunecare, informații bazate pe studii interdisciplinare, utilizate în elaborarea a
numeroase strategii referitoare la prognoza fenomenului și stabilirea zonelor susceptibile la
alunecări de teren, studii justificate de marea amploare a catastrofel or naturale pe Glob, unele
dintre ele fiind influențate într -o pondere din ce în ce mai mare de impactul antropic.
Metodele obișnuite de investigare a alunecărilor de teren sunt bazate pe foraje și cercetări in -tu.
De aceea o necesitate actuală este elabor area hărților de susceptibilitate privind alunecările de
teren, aceasta reprezentând rezultatul unor analize cantitative și calitative ale arealului studiat,
reclasificarea și interpretarea rezultatelor . Monitorizarea deplasărilor cu ajutorul senzori lor
instalați pe sateliți poa te reprezenta soluția la aceste probleme, metoda fiind încă la stadiu de
validare și ca librare a rezultatelor obținute prin măsurătorile satelitare în comparație cu datele
obținute din măsurătorile in -situ.
Lucrarea dată își prop une:
– elaborarea unor principii teoretice și studii practice privind alunecările de teren;
– elaborarea unui sistem de calcul pentru stabilizarea versanților alunecători ;
– elaborarea unei h ărții de hazard a alunecărilor de teren pe traseul de drum „Chiș inău-
Giurgiulești ”;
În aceast ă lucrare vor fi prezentate hărți de hazard la alunecări de teren și modele create la
scări care variază de la nivel local de reprezentare (scară mare), la cel regional (scară mică).
De asemenea lucrarea își propune o abordare complexă a fenomenului alunecărilor de teren
pornind de la identificarea zonelor cu pericol de producere a alunecărilor de teren, identificarea
zonelor active prin intermediul monitorizării satelitare, c ompara rea informațiile cartogr afice
obținute din evaluările de hazard din secolul trecut în vederea unor analize de similitudine dar și
a evidențierii punctelor critice și incertitudinilor generate .
Rezultatele prezentate și recomandările enunțate sunt ca urmare a cercetărilor privind
hazardul la alunecări de teren pe sectorul de drum “Chișinău -Giurgiulești” . Acestea sunt generale
și aplicabile în alte zone din Republica Moldova sau chiar din alte țări care se confruntă cu
același pericol .
Structura lucrării .
Lucrarea dată are un conținut structurat în 3 capitole .
Capitolul 1 prezintă aspecte teoretice privind procesele geologice periculoase și în special
alunecările de teren, descrieri ale fenomenului, clasificarea acestora, influența asupra
construcțiilor inginerești și modul de monitorizare a acestora din prezent. De asemene a este
prezentat specificul condițiilor inginero -geologice pe traseul “Chișinău -Giurgiulești”,
mecanismul de dezvoltare a alunecări lor de teren pe sectorul de drum “ocolirea satului
Porumbrei” , sunt formulate măsurile necesare de protecție. Cercetările pre zintă un caracter
general, iar rezultatele acestora pot fi aplicate la proiectarea și construcția altor drumuri în
condiții asemenătoare.
…………………………………………………………………………………………………………….. ………………….
……………………………………………………………………………………………… …………………………………
…………………………………………………………………………………………………………….. ………………….
………………………………………………………….. …………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………….. ………………….
………………………. ………………………………………………………………………………………………………..
Capitolul 2 prezintă metode de monitorizare și cartare a alunecărilor de teren utilizate în
practică. Evaluarea hazardului se realizează prin diferite metode calitative și cantitative . Lucrarea
face o expunere a acestor metode utilizate la scară largă și de asemenea o detaliere a metodei
bazate pe cercetările geoinformaționale. Ca studiu de caz au fost alese unele porțiuni cu
potențial de alunecare de pe traseul „Chișinău -Giurgiulești”, prezentîdu -se rezultatele obținute în
urma monitorizării satelitare.
…………………………………………………………………………………………………………….. ……….. ………..
…………………………………………………………………………………………………………….. ………………….
…………………………………………………………………………………………………………….. ………………….
……………………………………………………………………………………………… …………………………………
…………………………………………………………………………………………………………….. ………………….
………………………………………………………….. …………………………………………………………………….
Capitolul 3 conține o prezentare generală a metodelor de protecție contra alunecărilor de
teren, rezultatele cercetărilor executate pentru elaborarea variantelor optime de prot ecție…..
…………………………………………………………………………………………………………….. ………………….
……………………………………………………………………………………. …………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………….. ………………….
………………………………………………… ………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………….. ………………….
…………….. …………………………………………………………………………………………………………….. …..
Capitolul 1. Caracteristicile inginero -geologice ale zonei studiate .
O defini ție foarte fundamentală, dar larg acceptată și foarte utiliz ată pentru alunecările de
teren a fost dată de Cruden (1991) și Varnes (1996) definește o alunecare de teren ca "mișcarea
unei mase de roci, resturi sau pământ pe o pantă" . Definiția dată descrie tot felul de mișcări de
masă și nu se limitează la solul granular ( ca teren ) sau un proces de mișcare alunecător.
Fenomenul de instabilitate a pămîntului are loc sub acțiunea gravitației ca urmare a perturbării
stării de echilibru dinamic în care se află versanții, echilibru menținut, pe de o parte de acțiunea
factorilor de mediu (forțe active), iar pe de altă parte, de opoziția masivului la acesta acțiune
(forțe rezistive) . Gravitatea afectează toate obiectele de pe Pământ. De la cei mai mari munți
până la cele mai mici granule de nisip, gravitația trage totul într -o direcție spre centrul planetei
(Nagel, 2004). Miscările în masă sunt rezultatul tensiunilor de forfecare pe pante (cauzate de
gravitație, greutatea apei și a solului), depășind rezistența inerentă a mate rialelor (compusă din
proprietățile coeziunii particulelor de pante ș i frecare internă) (Hart, 1986) .
În general, oamenii de știință folosesc mai mulți termeni pentru acest fenomen, cum ar fi
"alunecări de teren", "fenomene de alunecare de teren", "mișcări de masă", "mișcări
gravit aționale" și "mișcări de pante" (Terzaghi, 1950; Coates, 1977; Varnes, 1978).
Conform clasificării facute de I.V. Popov și I.S. Rogozin, pe teritoriul Republicii Moldova
alunecări străvechi și cont emporane. Cele contemporane, la rîndul lor, pot fi active și neactive. În
total pe teritoriul republicii exist ă risc de apariție a alunecărilor de teren pe o suprafață de
670.00 0 ha. Suprafața alunecărilor pa sive cuprinde 93 450 ha, în timp ce cele active – 14 400 ha.
Alunecările active sunt răspîndite pe tot teritoriul țării și formeaza aproximativ 2332 zone.
Cele mai mari suprafețe pe care sunt răspîndite alunecările de teren se afla în zona central
(raionul Călărași, Hîncești, Strășeni, Nisporeni). La mo mentul actuat 1043 (aproximativ 64%)
din localitățile rurale sunt amplasate pe teritoriile cu risc de alunecări de teren. Sunt de
notorietate alunecările de teren din satul Leușeni, raionul Hîncești (anul 1998).
În lunile februarie -martie 1998 s -au activiz at considerabil procesele alunecărilor de teren în
mun. Chișinău și a 17 sectoare ale republicii. Cele mai expuse acestui fenomen au fost
sectoarele: Hâncești, Călărași, Ialoveni, Ungheni. Alunecări catastrofale au avut loc în satul
Leușeni, județul Hânce ști în perioada 25 februarie -14 martie. În zona alunecărilor au nimerit
357 gospodării în care locuiau 1400 persoane, inclusiv 431 copii. În urma alunecărilor au fost
distruse 214 case de locuit, iar 137 au fost avariate. Paguba materială a constituit a proximativ 30
mln. lei. Paguba materială totală în urma alunecărilor din republică a constituit aproximativ 44,3
mln. lei.
În lunile februarie -martie 1999 s -au intensificat procesele alunecărilor de teren în mun.
Chișinău și în 8 județe ale republicii. Au fost înregistrate 197 sectoare afectate de alunecări de
teren. Cel mai mult au fost expuse acestui fenomen județele: Bălți, Ungheni, Lăpușna, Soroca.
Alunecări catastrofale au avut loc în satul Ghiliceni, județul Bălți (sectorul Telenești), în
perioada 7 -12 martie 1999. Suprafața alunecărilor de teren a constituit 51 ha. În zona lor au
nimerit 104 gospodării în care locuiau 247 persoane, inclusiv 70 copii. În urma alunecărilor au
fost distruse 61 case de locuit, 43 au fost avariate. Au fost distruse 2,2 5 km drumuri auto, 4,7
linii de rețele electrice și 0,7 km linii de comunicații. Paguba materială totală suferită în urma
alunecărilor de teren a constituit pe republică circa 44,065 mln, lei.
Caracterul regional în Moldova al acestor procese după I.V. Popov este cauzat de prezența
anumitor formațiuni geologice și formațiuni tectonice care formează structurile geologice
moderne. Majoritatea alunecărilor de teren primare sunt dezvoltate în sedimente sarmațiene
reprezentate de straturi macro -omogene de nis ip și argilă, în care este predominat de rocile
argiloase. Premisele pentru dezvoltarea unor alunecări de teren în aceste roci pot fi considerate
prezența unei multitudini de zone slăbite, cu soluri cu rezistență relativ scăzute apărute în
procesele epigen etice și cele ulterioare.
1.1 Caracteristicile inginero -geologice ale traseului Giurgiulești -Chișinău.
Drumul național M3 ce face obiectul prezentei teze de do ctorat leagă localitățile Chiși nău și
Giurgiulești. Obiectivul dat se află din punct de vedere geografic în partea sudică a Republicii
Moldova și anume pe Podisul Moldovei de sud. Drumul are funcția de asigurare a circulației
rutiere locale, deservind localitățile pe care le traversează și cele din zona de influență . Prin acest
drum se asigură conectarea locuitorilor la rețeaua de drumuri publice locală și națională,
respectiv deplasările deplasările în scop profesional, social și turistic. Regiunea destinat ă
cercetării din satul Porumbrei, este reprezentat un teren denivelat , terenul este acoperit cu
crescaturi ierboase de mici dimensiuni.
Pe terenul cerecetat au fost observate care va procese geologice periculoase a șa ca
alunec ări de teren, surp ări și prabusiri de roci care ar afect ează constructia planificat ă. Sunt
prezente pe terenul dat urme de erod ări plane și liniare de mic ă amploare.
Traseul de drum are o structură rutieră parțial asfaltică, parțial din plăci de beton . Procese
geologice in intravilanul satului ca re ar putea afecta structura drumului sunt depistate.
Unul dintre cele mai periculoase sectoare de pe traseul dat este sectorul Răzeni –
Mihailovca . Pe această porțiune, drumul intersectează granița dintre Podișul Bîcului de Sud și
Cîmpia Cogîlnicului de Sud, unde în contextul structurii tectonice formate sunt ridicate
sedimente de pături cuaternare. Aceste zone geomorfologice ale Moldovei se deosebesc printr -o
activitate ridicată a alunecărilor de teren. Alunecările active potențial periculoase ocupă
aproximativ 40% din teritoriu .
Formarea principalelor caracteristici ale reliefului aparținînd zonei descrise este legată de
acumulările aluviale ale cîmpiei din perioada pliocenul ui mijlociu , și ridicate î n faza plierii
alpine . Ridicarea acestora a intensificat dezvoltarea proceselor erozionale și prin urmare a
alunecărilor de teren.
La începutul perioadei cuaternare a apărut o nouă intensificare a activității neotectonice,
care s -a manifestat prin mișcări intense și diferențiate, schimbul direcției de deplasare,
intensificarea mai multor rupturi tectonice de o vîrstă mai veche. În cele din urmă cea mai mare
dezvoltare au avut -o rupturile tectonice.
Structura faliat ă, se caracterizeaz ă prin existen ța unor rupturi ale scoar ței, care
separ ă compartimente cobor îte sau înălțate, numite horsturi și grabene . Horsturile, reprezint ă
munți bloc încadra ți de dou ă sau mai multe falii. Grabenele, reprezint ă bazine sau fose de intens ă
scufundare, de acumulare a depozitelor detritice pe grosimi mari și de convergen ță a rețelei
hidrografice. Respectiv, suprafețele nivelate pe sectoarele ridicate au cote cuprinse între 225 -250
m, pe sectoarele coborîte – 190-200 m. Rămășițele cîmpiei primare în timpul de față s -au păstrat
pe secțiuni mai înalte ale bazinelor hidrografice , inclusiv în regiunea satelor Sagaidac și
Mihailovca. Depozitele sedimentare continentale, prezentate, în general, prin argile nisipoase
brune, argile compacte și nisipuri, se întîlnesc pe suprafațele difuze ale sedimentelor din peri oada
sarmațiană, meoțiană și badeniană.
Cel mai mare rîu, care intersectează traseul, este rîul Botna. Valea rîului a re o structură
caracteristitică denivelată în trepte, deoarece ea este așezată pe ruptura tectonică regională.
Mișcările neotectonice sunt argumentate prin sectoarele … din profilul longitudinal al rîului.
Doar pe sectoare izolate s -au păstrat sedimente ale elemente lor inginero -geologice (EIG) III și
IV din perioada pliocenului mijlociu (QII1 și Q II2), depozitate pe sedimentele depuse …..
Valea riului Botna se caracterizeaz ă printr -o asimetrie dreaptă. P antele de pe malul stâng
sunt superficiale , părțile lor inferioare sunt alcătuite din acumulări provenite din alunecări de
teren. Pantele de pe maul drept sunt abrupte, manifestă pe alocuri alunecări active . Alunecările
de teren în sedimentele superioare sunt destul de rare și sunt cauzate, de cele mai multe ori, de
factori antropogeni. Profilele transversale ale versanților, de regulă, sunt convexe, ce confirmă
procesul continuu de formare a lor.
În satul Răzeni drumul intersectează afluentul drept al rîului Botna – rîul Botnișoara, care
are și o ruptură în profilul longitudinal în apropierea satul ui Mileștii Noi. Ruptura e cauzată de
mișcările neotectonice ș i e reprezentată prin coborîrea bruscă a văii și măririi adîncimii tăieturii
pînă la 2 m. Pantele văii rîului Botnișoara, care au trăsături convexe în partea superioară, în
partea inferioară se uniformizează, devin drepte, pe unele sectoare chiar devin concave.
De-a lungul rupturilor fix urilor și rupturilor tectonice se formează o rețea de ravene.
Astfel poate fi explicată diferența de adîncime a rupturilor erozionale și profilul în trepte a
ravenelor, în special – în limitele pădurii din Răzeni.
În acest fel, așezarea și formarea versan ților a avut loc și are loc în condiții de avtivitate
tectonică și este strîns legată de dezvoltarea proceselor erozionale și alunecărilor de teren.
Figura1.1 Drumul Chișinău -Giurgiulești.
Figura1.2 Teritoriul de studiu .
1.2 Influența proceselor geologice periculoase, capabile să amenințe drumurile
rutiere
Încă din cele mai vechi timpuri omenirea a încercat să stabilească o cauzalitate a
fenomenelor ce se petrec în lumea înconjurătoare, să găsească soluții și răspunsuri. În
antichitatea romană sa u greacă totul era pus pe seama zeilor, iar tot ce nu putea fi explicat era
considerat a proveni de la zei și a fi un hazard. În zilele noastre cauzalitatea fenomenelor nu mai
este considerată un parametru de referința în definirea hazardatelor, ci accentu l s-a mutat pe
incertitudinea momentului de apariție, a modului de manifestare a unui fenomen. Plecând de la o
abordare istorică, care deduce succesiuni de evenimente ce au stat la baza edificării fizionomiei
actuale a suprafeței terestre, se conturează în prezent o abordare funcțională, care cuantifică
procesele contemporane și comportamentul substratului și transpune înțelegerea proceselor în
analize detaliate, cu aplicabilitate practică în folosul populației.
Riscurile se pot clasifica fie după modul de manifestare (lente sau rapide), fie după cauză
(naturale sau antropice). Acestea produc pagube mai mici sau mai mari în funcție de
amplitudinea acestora și de factorii favorizanți în locul sau regiunea în care se manifestă, uneori
îmbrăcând un aspect cata strofal: produc încetarea sau perturbarea gravă a funcționarii societății
și victime omenești, mari pagube și distrugeri ale mediului.
Ca urmare a acțiunilor omului, uneori necontrolate și nechibzuite, alteori firești, impuse
de necesitatea dezvoltării ec onomice și sociale, planeta noastră a cunoscut, în anumite regiuni
sau zone, o degradare accentuată, în unele cazuri iremediabilă. Riscurile pot fi: a) fenomene
naturale distructive de origine geologică sau meteorologică, produse în mod brusc, ca fenomene
de masă. În această categorie sunt cuprinse: cutremurele, alunecările și prăbușirile de teren,
inundațiile și fenomenele meteorologice periculoase; b) evenimente cu urmări deosebit de grave,
asupra mediului înconjurător, provocate de accidente. În această categorie sunt cuprinse:
accidentele în subteran, avarii la construcțiile hidrotehnice sau conducte magistrale, incendiile de
masă și exploziile, accidentele majore la utilaje și instalații tehnologice periculoase, căderile de
obiecte cosmice, accidente ma jore și avarii mari la rețelele de instalații și telecomunicații.
Conform terminologiei adoptate de OCHA/ONU (Internationally agreed glossary of basic terms
related to disaster management, UN, IDNDR, Geneva, 1992), riscurile pot crea dezastre (similar
catastrofe) care pot întrerupe funcționarea unei societăți, generând pierderi umane, materiale sau
modificări nefaste ale mediului, care nu pot fi refăcute prin resursele acesteia. O altă formă de a
defini riscul este formula următoare: Riscurile = Vulnerabili tăți + Hazard Termenii formulei au
următoarele semnificații: Vulnerabilități = urbanizare, degradarea mediului, lipsa de educație,
creșterea populației, fragilitatea economiei, sărăcie, structuri de urgență birocratice etc.
Hazard = fenomen rar sau extrem de natură umană sau naturală care afectează viața,
proprietățile și activitatea umană iar a cărui extindere poate duce la dezastre; hazarde :
geologice (cutremure, erupții vulcanice, alunecări de teren, prăbușiri, surpări);
climatice (cicloane, inundați i, secetă);
de mediu (poluarea mediului, epizootii, deșertificare, defrișare păduri);
epidemii și accidente industriale;
războiul (inclusiv terorismul)
1.2.1 Evaluarea Riscurilor
Evaluarea riscurilor este un proces de aplicare a unor metodologii de evaluare a riscurilor
așa cum au fost definite, probabilitatea, frecvența de manifestare a unui risc și expunerea
oamenilor dar și a bunurilor lor la acțiunea acestuia, ca și consecințele expunerii respective.
Există trei pași în evaluarea riscului: identi ficarea riscului, analiza și evaluarea vulnerabilității.
Pentru identificarea riscului trebuie mai întâi identificate riscurile care apar, existând o serie de
metodologii de identificare și evaluare a riscurilor. Fiecare dintre aceste metodologii ia în
considerare parametri precum frecvența, durata, severitatea, impactul pe termen lung sau scurt,
pagubele. O a doua etapă și anume cea de analiză a riscului estimează probabilitățile și
consecințele așteptate pentru un risc identificat sau expunerile și efecte le. Consecințele vor varia
în funcție de magnitudinea evenimentului și de vulnerabilitatea elementelor afectate. În analiza
riscului există câteva considerații care nu trebuie omise. Acestea includ: investigarea frecvenței
tipurilor specifice de risc, dete rminarea gradului de predictibilitate a riscului, analizarea vitezei
de apariție a unui risc, determinarea gradului de avertizare, estimarea duratei, identificarea
consecințelor. Scopul evaluării riscurilor îl constituie obținerea unor standarde măsurabile prin
care riscul poate fi comparat cu altele estimate similar. Evaluarea vulnerabilității reprezintă
rezultatul analizei riscului. Este totalitatea riscurilor implicate de un eveniment extrem și poate fi
considerată ca și însumarea tuturor riscurilor iden tificate. Aceasta poate fi internă sau externă.
1.2.2 Riscuri Naturale
Sunt manifestări extreme ale unor fenomene naturale, precum cutremurele, furtunile,
inundațiile, seceta care au o influență directă asupra vieții fiecărei persoane, asupra societății și a
mediului înconjurător, în ansamblu. Cunoașterea acestor fenomene permite luarea unor măsuri
adecvate pentru limitarea efectelor – pierderi de vieți omenești, pagube materiale și distrugeri ale
mediului și pentru reconstrucția regiunilor afectate. Riscurile (hazardele) naturale pot fi
clasificate în funcție de diferite criterii, cum ar fi: modul de formare (geneza), durata de
manifestare, arealul afectat etc. În funcție de geneză, riscurile naturale se diferențiază în: riscuri
endogene și riscuri exogen e. Riscurile ENDOGENE sunt generate de energia provenită din
interiorul planetei, în această categorie fiind incluse erupțiile vulcanice și cutremurele. Riscurile
EXOGENE sunt generate de factorii climatici, geologici, hidrologici, biologici etc., de unde
categoriile de: hazarde geomorfologice, hazarde climatice, hazarde hidrologice, hazarde
biologice naturale. Riscurile GEOMORFOLOGICE cuprind o gamă variată de procese, cum sunt
prăbușirile, tasările sau alunecările de teren, avalanșele. Riscurile CLIMATICE cuprind o gamă
variată de fenomene și procese atmosferice care pot genera pierderi de vieți omenești, mari
pagube și distrugeri ale mediului înconjurător. Cele mai întâlnite manifestări tip risc sunt
furtunile care definesc o stare de instabilitate a atmo sferei ce se desfășoară sub forma unor
perturbații câteodată foarte violente. Riscurile HIDROGRAFICE (inundațiile) cuprind
fenomenele generate de revărsarea râurilor, de ploile abundente, ruperea barajelor și digurilor.
Inundațiile au o largă răspândire pe Terra, acestea produc mari pagube materiale și pierderi de
vieți omenești. Sunt procese de scurgere și revărsare a apei din albiile râurilor în lunci, unde
ocupă suprafețe întinse, utilizate de om pentru agricultură, habitat, căi de comunicație, etc.
Prod ucerea inundațiilor este datorată pătrunderii în albii a unor cantități mari de apă provenită
din ploi, din topirea bruscă a zăpezii și a ghețarilor montani, precum și din pânzele subterane de
apă. Despăduririle favorizează scurgerea rapidă a apei pe versa nți și producerea unor inundații
puternice. În țara noastră, în ultimii ani, inundațiile au afectat o mare parte a teritoriilor
amplasate in luncile cursurilor de apă. O mare parte din pagubele înregistrate a fost datorată
extinderii necontrolate a localit ăților în luncile râurilor și despăduririlor excesive.
Definiții pentru fenomene naturale distructive, de origine geologică
alunecare de teren – deplasare a rocilor care formează versanții unor munți sau dealuri,
pantele unor lucrări de hidroameliorații sa u a altor lucrări de îmbunătățiri funciare;
o caracteristici generale: prezintă mai multe forme de manifestare sau pot apare
ca efecte secundare ale altor tipuri de dezastre (cutremur, fenomene
meteorologice periculoase, erupții vulcanice, etc.), fiind considerat cel mai
răspândit fenomen geologic.
o predictibilitate: după frecvența de apariție, extinderea fenomenului și
consecințele generate de acesta, pot fi estimate zonele de risc, prin studiul
zonei geografice.
o factori de vulnerabilitate: clădiri const ruite pe versanții dealurilor și munților,
drumuri și linii de comunicații în zone muntoase, clădiri cu fundații slabe,
conducte aeriene sau îngropate.
o efecte: distrugeri materiale, blocarea drumurilor, distrugerea liniilor de
comunicație sau a cursurilor de apă, reducerea producției agricole sau
forestiere; pierderi umane.
o măsuri de reducere a riscului: realizarea hărților cu zone de risc, realizarea
unei legislații în domeniu, asigurarea bunurilor și persoanelor.
o măsuri de pregătire specifice: educarea comunității posibil a fi efectuată,
realizarea unui sistem de monitorizare, înștiințare și evacuare.
o măsuri post -dezastru: căutare -salvare, asistență medicală, adăpostirea de
urgență a persoanelor sinistrat.
o instrumente de evaluare a impactului: echipe de experții.
cutremur – ruptură brutală a rocilor din scoarța terestră, datorită mișcării plăcilor
tectonice, care generează o mișcare vibratoare a solului ce poate duce la victime umane și
distrugeri materiale;
o caracteristici generale: mișcare vibratoare gen erată de undele seismice care pot
genera prăbușiri de teren, replici seismice, tsunami, lichefieri ale terenului și
alunecări de teren.
o predictibilitate: se pot realiza prognoze pe termen lung și mediu cu o mare
probabilitate de reușită. Pe termen scurt prognozele au o probabilitate de reușită
redusă. Predictibilitatea se bazează pe monitorizarea activității seismice, istoricul
acesteia și observații în teren.
o factori de vulnerabilitate: construirea de localități în zone cu risc seismic ridicat;
clădiri cu structuri de rezistență antiseismică neadecvate (defecte de proiectare
sau executare); densitate mare de locuințe și populație pe suprafețe reduse;
informarea redusă (în special a populației) despre cutremure.
o efecte: distrugeri materiale (distrugerea s au avarierea unor clădiri sau a altor tipuri
de infrastructură, incendii, accidente hidrotehnice, alunecări de teren etc.);
pierderi umane ( procent ridicat mai ales în zonele des populate sau pentru
clădirile prost conformate antiseismic); sănătate public ă (număr ridicat de
persoane ce necesită intervenții chirurgicale, contaminarea apei potabile și
probleme de asigurare a condițiilor sanitare minime de supraviețuire).
o măsuri de reducere a riscului: proiectarea lucrărilor de investiții conform
normelor de zonare seismice; informarea, pregătirea și antrenarea populației
privind normele de comportament în caz de cutremur.
o măsuri de pregătire specifice: înștiințarea populației, întocmirea și exersarea
măsurilor cuprinse în planurile de protecție și intervenție.
o măsuri post -dezastru: evaluarea distrugerilor și pierderilor, căutare -salvare,
asistență medicală de urgență, reabilitarea facilităților economico sociale afectate,
distribuirea de ajutoare.
o instrumente de evaluare a impactului: scările de ev aluare a efectelor generate de
cutremur (Mercalli, MSK, japoneză, etc.).
inundații – acoperirea terenului cu un strat de apă în stagnare sau mișcare, care prin
mărimea și durata sa provoacă victime umane și distrugeri materiale ce dereglează buna
desfășura re a activităților social -economice din zona afectată.
o caracteristici generale: viteza de deplasare a viiturii, înălțimea viiturii, durata și
frecvența acesteia.
o predictibilitate: prognoze meteo pe termen lung, mediu și scurt, în funcție de
nivelul tehnic al sistemului de monitorizare al vremii și al cursurilor de apă.
o factori de vulnerabilitate: clădiri construite în zona inundabilă, lipsa sistemului de
avertizare a populației, capacitate redusă de absorbție a solului, clădiri și fundații
cu capacitate de rezistență slabă, stocuri de alimente neprotejate.
o efecte: distrugeri materiale, pierderi umane și contaminarea surselor de apă.
o măsuri de reducere a riscului: lucrări de apărare și amenajare a digurilor.
o măsuri de pregătire specifice: sisteme de detecție și alarmare, educarea și
participarea comunității, planificarea executării lucrărilor de apărare.
o măsuri post -dezastru: evaluarea efectelor dezastrului, căutare -salvare, asistență
medicală.
o instrumente de evaluare a impactului: monitorizarea efectelor.
Eroziunea in suprafața si ravenarea. Eroziunea in suprafața – procesul de desprindere și
transport ale particulelor de sol sub acțiunea apei care se scurge pe versant sub forma
de pânza sau de șiroaie instabile. Scurgerea apei pe versant sub forma unor șiro aie
instabile determina formarea unor mici canale numite rigole, a căror adâncime ajunge
la 30 -40 cm. Prin adâncirea rigolelor se formează ogașele (0,5 – 2m adâncime) si
ravenele, când adâncimile depășesc 2m. Aceste forme de eroziune in adâncime aduc
mari p agube, contribuind la scoaterea din circuitul economic a unor suprafețe întinse.
o caracteristici generale: deplasări de roca, modificare parțială a reliefului, durata și
frecvența acesteia.
o predictibilitate: după frecvența de apariție, extinderea fenomenul ui și consecințele
generate de acesta, pot fi estimate zonele de risc, prin studiul zonei geografice, în
funcție de nivelul tehnic al sistemului de monitorizare al vremii și al cursurilor de
apă.
o factori de vulnerabilitate: clădiri construite pe suprafețe erodabile, clădiri și
fundații cu capacitate de rezistență slabă, provocarea alunecărilor de teren.
o efecte: distrugeri materiale, blocarea drumurilor, reducerea suprafețelor de
construcție si agricole.
o măsuri de reducere a riscului: lucrări de drenarea a a pelor de șiroire, amenajare
scurgerilor si canalelor de scurgere.
o măsuri de pregătire specifice: realizarea unui sistem de monitorizare, educarea și
participarea comunității.
o măsuri post -dezastru: evaluarea efectelor dezastrului, căutare -salvare, asistență
medicală, aprovizionarea pe termen scurt cu apă și alimente, purificarea apei și
adăpostire temporară.
o instrumente de evaluare a impactului: monitorizarea efectelor, echipe de experți.
1.2.3 Identificarea riscurilor naturale
Identificarea terenurilor riscante, zonarea fi evaluarea preventivi a zonelor riscante in
limitele localităților se efectuează pe baza prospecțiunilor tehnico -geologice și
geomorfologice vizuale și utilizării materialelor cercetărilor precedente. Executarea acestor
lucrări va per mite evaluarea riscului actual și prognozarea impactului lucrărilor de
construcție asupra stabilității terenurilor în legătură cu elaborarea schemelor de protecție a
localităților contra proceselor geologice periculoase, în special contra alunecărilor de t eren.
Soluționarea acestei probleme poate fi obținută prin:
– selectarea materialelor din dosarele cercetărilor precedente;
– examinarea acestor materiale și tipizarea teritoriilor din punct de vedere ai dezvoltării diferitor
combinații a factorilor determin anți (PGP) ai riscului;
– prognozarea impactului eventualelor construcții asupra stabilității terenurilor;
– elaborarea programei cercetărilor vizuale ale teritoriilor localităților și executarea ei după
anumite etape.
Trebuie de menționat, că prospecțiunile vizuale, privind identificarea și evaluarea
terenurilor riscante, trebuie să fie executate de sau sub conducerea specialistului geolog în
domeniul proceselor geologice periculoase.
Acest specialist va fi responsabil de zonarea teritoriilor riscante la for marea schemelor
de protecție a localităților.
Lucrările de examinare a teritoriilor localităților și zonarea lor după caracterul riscului și
factorii determinanți pot fi executate în trei etape;
– etapa de pregătire;
– etapa lucrărilor de câmp (la fața locului);
– etapa generalizării materialelor acumulate în primele două etape; tipizarea terenurilor riscante și
zonarea teritoriului examinat.
Etapa de pregătire prevede planificarea prospecțiunilor vizuale, conform sarcin ii,
care conține;
– argumentarea necesității și scopul lucrărilor;
– informația despre situația și amploarea teritoriului de cercetare;
– precizarea scărilor materialelor grafice (hărților, schemelor, profilelor geologice) anexate la
darea de seamă;
– stabilir ea termenilor prezentării rezultatelor;
– stabilirea gradului de minuțiozitate a cercetărilor,
– unificarea criteriilor zonării teritoriilor;
– stabilirea formei prezentării materialului final;
– enumerarea anexelor recomandabile.
La elaborarea sarcinii prospecțiunilor este necesar de a folosi materialele publicate și
dosarele cercetărilor precedente geologice, tehnico -geologice, hidrogeologice etc. caracteristice
pentru teritoriul corespunzător.
Pregătirea metodologică a cercetărilor cuprinde examinarea gradului studieri teritoriului,
formularea chestiunilor care urmează a fi soluționate și stabilirea metodelor rezolvării și se
execută în ordinea următoare:
-se studiază și se analizează literatura, materialele din arhive și hărțile care ilustrează
situați a din teritoriul cercetărilor în conformitate cu conținutul sarcinii, se fac extrase și copii
care sunt arătate pe hărțile topografice în scara respectivă;
se descifrează fotografiile din aer,
se elaborează profite geologice schematice;
se elaborează schem a preventivă a condițiilor inginer -geologice și profile
geologice;
se selectează date despre proprietățile fizico -mecanice ale pământurilor și date despre
apele subterane.
Organizarea și pregătirea tehnică a lucrărilor de câmp se începe cu elaborarea progr amei de
lucru care cuprinde trei compartimente:
geologo -metodologic (caracteristica fizico -geografică generală inginer -geologică,
caracteristica sarcinii, formularea chestiunilor care urmează a fi rezolvate și cerințele față
de darea de seamă);
executarea (metodologia și tehnica executării, volumul lucrărilor, utilajul și transportul
necesar, personalul și programul de lucru);
devizul (cheltuielile necesare pentru executarea lucrărilor).
Identificarea și evaluarea terenurilor riscante prin prospecțiuni vizuale au un caracter
preventiv și vor servi pentru zonarea teritoriilor riscante și formarea schemelor de protecție a
localităților și edificiilor. Pentru soluționarea protecția, ulterior, se vor executa suplimentar
prospecțiuni de adâncime pentru proiec tarea măsurilor de protecție și ameliorarea terenurilor
riscante. Proiectarea și executarea măsurilor de stabilizare a terenurilor de un risc minor pot fi
executate pe baza prospecțiunilor vizuale.
Personalul echipei de prospectori se formează în dependenț ă de tipurile terenurilor riscante
și metodele care urmează a fi aplicate. În echipa prospectorilor poate fi încorporat reprezentantul
instituției de proiectare care ulterior a proiecta măsurile de stabilizare și ameliorare a terenurilor
riscante.
Anchetar ea si fișarea terenurilor riscante.
Identificarea și zonarea terenurilor riscante se efectuează în conformitate cu metodologia
expusa mai sus. Pentru prima etapă a lucrărilor de câmp se prevede o privire generală asupra
teritoriului localității cu scopul e vidențierii terenurilor care vor fi supuse corectărilor detailate în
funcție de gradul dezvoltării proceselor geologice periculoase.
Cercetările detailate au caracter de fixare a situației la momentul dat, de prognozarea
evoluției riscului și se execută în formă de anchetare și fișare a terenului..
Evaluarea versanților deplasanți trebuie efectuată prin examinări și anchetări vizuale,
recurgând la prospecțiuni în adâncime prin foraje și celor geofizice numai în cazuri
excepționale, pentru confirmarea sau v erificarea informațiilor obținute pe căi economice
(vizuale). Sursele pentru examinarea preventivă a stabilității pot fi selectate din:
informațiile cu specific geologic, geomorfologic și hidrogeologic extrase din dosarele
studiilor precedente;
lucrările de informație sau expertize pentru examinarea vizuali a terenurilor,
culegeri de informații de la primării, specialiștii localnici, populație;
Pentru identificarea și evaluarea gradului de risc a terenurilor deplasante, în special a celor
afectate sau dis puse degradării prin alunecări, se recomandă o eventuală fișare a următoarelor
elemente:
A. Însemnări cu privire la condiții geologice, geomorfologice și climaterice ale versantului și la
folosința lui:
– natura și stratificația rocilor în masa mișcătoare și masivul în loc; descrierea microreliefului
versanților, regimul apelor subterane și de suprafață (inclusiv bazinul probabil de alimentare;
regimul precipitațiilor, expoziția versanților, folosința vers anților, sau tipul de vegetație naturală
(pentru versanții fără o utilizare sistematică);
B. Informații cu privire la comportarea versanților și la modul de manifestare a alunecărilor de
teren;
C. Starea stabilității versanților:
– versanți instabili: al unecări active; alunecări incipiente și potențiale;
– versanți stabili: alunecări stabilizate (vechi); versanți fără indicii de alunecări vechi sau
potențiale.
Cauze probabile ale alunecărilor:
– modificarea regimului hidrologic și hidrogeologic: despăduri re, terasare, înlăturarea sau
schimbarea covorului vegetal; blocarea ieșirii apei subterane, având ca urmare favorizarea
ridicării nivelului apei subterane, apariția subpresiunilor etc.;
– modificarea echilibrului mecanic al versantului: eroziunea bazală; e roziunea areală; eroziunea
torențială; executarea de lucrări terasiere;
– modificarea condițiilor de rezistență ale pământurilor; fenomene de sufoziune și tasare;
umezirea excesivă a pământurilor, procese de contracție și fisurare profundă a terenului;
form are de goluri și caverne în versant; alte cauze;
E. Tipul probabil al mișcării de alunecare: surpare; alunecări rotaționale; alunecări de
translație; curgeri de mică adâncime; lichefierea și curgerea unui întreg masiv.
F. Modul de propagare a alunecării: alunecări deplasive (regresive, glisante); alunecări
detruzive; alunecări mixte;
G. Corespondența între masivul antrenat în mișcare și stratificata masivului în loc:
alunecări consecvente; alunecări insecvente; alunecări asecvente inclusiv curgerile;
H. Po ziția probabilă a suprafeței de alunecare: în depozitele acoperitoare; alunecări
pătrunse în roca de bază;
I. Panta generală a versantului. Se recomandă clasificarea:
– alunecări pe versanți cu înclinare redusă (până la 10°);
– alunecări pe versanți cu înclina re medie (10° – 20°);
– alunecări pe versanți cu înclinare mare (peste 20°);
J. Adâncimea maximă (H m) presupusă: alunecări de mică adâncime (sub 2 m); alunecări
de adâncime medie (2 – 5 m); alunecări de adâncime mare (5 -10 m); alunecări foarte adânci
(peste 10 m);
K. Suprafața afectată de mișcări. Se recomandă clasificarea:
– alunecări pe suprafețe reduse (sub 1 ha);
– alunecări pe suprafețe medii (1 -5 ha);
– alunecări pe suprafețe mari (5 —25 ha);
– alunecări pe suprafețe foarte mari (peste 25 ha);
L. Frecvența al unecărilor pe versanți: alunecări pe întreg versantul; alunecări grupate pe
anumite porțiuni ale versantului; alunecări izolate pe versant;
M. Amplasarea alunecărilor pe versant:
– în apropierea crestei, mușcând din ea (se va indica distanța față de firul văii);
– în apropierea firului văii (se va indica distanța față de creastă);
– cuprinde întreg versantul, din creastă până la firul văii;
– se situează pe versant între creastă și fir ul văii (se vor menționa distanțele de la alunecare la
creastă și firul văii).
În evidențierea elementelor de mai sus, principala dificultate o constituie caracterizarea
stabilității versanților pentru cazurile când nu sunt evidente nici alunecări active nici o certă
stabilitate.
Modelul cifric al riscului constă dintr -o delimitare a intervalului în care variază sau
corespondentul cifric al unor elemente determinate pentru echilibrul versanților, în cazul în
care ei sunt stabili sau instabili.
De exemplu, pentru partea centrală a Moldovei, caracterizată printr -o constituție
aproximativ omogenă a versanților, a fost stabilită valoarea pantei medii, care separă
versanții alunecați ajunși la starea stabilă de cei instabili. Profilul pantei de separare este
caracterizat prin relația dintre înălțime și proiecția orizontală.
Pentru evaluarea preventivă cu valabilitate limitată a stabilității versanților deranjați de
deplasări putem apela la coeficientul de risc K r (
),unde: h – înălțimea
versantul ui alunecat; L – proiecția versantului pe un plan orizontal. Înălțimea și proiecția
versantului pot fi apreciate prin măsurări cu ajutorul busolii geologice sau scoase de pe harta
topografică.
Prin calcule de verificare s -a constatat că Kr < 0,7 corespunde versanților stabili > 0,7
<Kr< 1,0 – în stare de echilibru și Kr> 1,0 – instabili.
Măsurile de prevenire, contracarare și stabilizare a alunecărilor de teren sunt expuse în
partea I a lucrării. Teritoriile terenurile inundabile se evidențiază și se contur ează după cotele
maxime ale nivelului apei mari a fluviilor, râurilor, pâraielor în ultimii 50 ani. Acestea, în
majoritate, coincid cu luncile fluviilor, talvegurile râurilor și pârâurilor.
Inundațiile dese ori provoacă deteriorarea șoselelor, caselor și î ntregilor localități, însoțită
de daune pentru economie și pierderi de veți omenești. Aluviul transportat de apele curgătoare
acoperă terenuri agricole și de construcție, face imposibilă exploatarea multor obiecte.
In multe cazuri terenurile inundabile măr ginesc tălpile versanților instabili. Creșterea
bruscă a nivelului apei, în timpul unei viituri, poate genera presiuni ascensionale, datorită
existenței unei intercalații nisipoase, puternic permeabile, la baza versantului. Prin
contrabalansarea greutății proprii a masivului lunecos, presiunea ascensională reduce rezistența
lui și poate provoca declanșarea alunecărilor de teren. În modul acesta terenul inundabil devine
riscant și din punct de vedere a declanșării alunecărilor.
Terenurile subinundabile se ca racterizează prin ridicarea nivelului apei freatice care poate
fi determinat prin examinarea fântânilor, izvoarelor, pâlniilor umplute cu apă. Prezența apei
freatice în apropierea suprafeței poate fi evidențiată și prin prezența plantelor iubitoare de
umez eală ca “coada calului”, podbalul, rogoz, papura, stuful etc.
Ridicarea nivelului apei freatice în limitele unui teritoriu deplasant poate influența
stabilitatea lui prin majorarea forței de împingere în urma schimbării greutății pământului și
reducerii fo rței de rezistență ca rezultat al micșorării coeziunii și frecării între componentele lui
minerale.
Subinundația influențează negativ proprietățile fizico -mecanice ale pământurilor din bazele
construcțiilor, stabilitatea clădirilor, construcțiile subterane , condițiile de păstrare a
productelor în depozitele subterane etc.
Subinundabile pot avea loc în urma construirii barajelor, curgerilor din apeducte,
efectului de barajare ale construcțiilor și altor activități umane. După mărimea amplitudei
ridicării niv elului apei freatice se deosebesc trei subzone de subinundare:
– subzona cu subinundație majoră, cu pânza apei freatice în apropierea suprafeței pământului și
formarea mlaștinilor,
– subzona subinundațiilor moderate cu adâncimea apei freatice în limitele de l a 03 – 0,7 până la
1,2 – 2,0 m;
– subzona subinundațiilor relativ mici cu adâncimea apei de la 1,2 -2,0 până la 2,0 –
3,0 m.
Pentru evaluarea riscului subinundațiilor și planificării măsurilor de asanare a teritoriilor se
elaborează harta -schemă de hidroizohipse; harta -schemă a adâncimii pânzei de apă de la
suprafața pământului și harta -schemă de izopahite.
Măsurile de bază pentru protecția teritoriilor contra inundațiilor și subinundațiilor pot
fi:
– majorarea cotelor suprafeței teritoriului prin turnături de pământ;
– îndiguirea teritoriilor riscante;
– reglarea curgerii apelor de suprafață și subterane;
– sisteme de drenare și drenaje individuale;
– amenajarea albiilor și curgerilor râurilor și torențil or,
– îndreptarea și adâncirea albiilor, curățirea și în unele cazuri închiderea lor în colectoare
subterane.
Pentru teritorii eventual subinundabile se recomandă măsuri de profilaxie ca:
– ameliorarea reliefului, amenajarea canalelor pentru scurgerea apei, drenaje rutiere;
– drenaje plate, drenă în partea exterioară a fundațiilor caselor, concomitent drenaje pentru
prevenirea efectului de barajare a fundațiilor clădirilor,
– organizarea curgerii apelor de ploaie și de la topirea zăpezii;
– prevenirea curgerilor din apeducte și canale prin construirea drenelor de însoțire.
Terenurile inundabile și subinundabile se conturează în dependență de gradul riscului
reieșind din expusele de mai sus.
Prăbușirile (surpările) de teren în limitele locali tăților au loc pe pantele mari (>35°) formate
din roci stâncoase fisurate; în malurile râpelor adânci formate din roci necoezive și în gropile
pentru fundații. Ele reprezintă risc pentru terenurile adiacente din amonte și de la talpa pantei.
Gradul de risc și limitele acestor teritorii trebuie să fie apreciate în urma cercetărilor la fața
locului. Măsurile de lichidare a riscului prăbușirilor de teren într -o măsură suficientă sunt
echivalente cu cele de contracarare ale alunecărilor de teren. Variantele lic hidării riscului
prăbușirii trebuie soluționate la fața locului, reieșind din condițiile individuale ale teritoriului și
pot fi:
– construcții de sprijin – pentru consolidarea masivelor stâncoase;
– contraforturi pentru sprijinirea masivelor stâncoase, râpel or formale din pământ necoeziv;
– construcții masive taluzate;
– pereți, șanțuri, terase, plase pentru prinderea pietrelor roslogolitare peste obiectele de la tălpile
versanților,
– profilarea versanților și taluzelor cu pante mari.
Terenuri supuse erodării de apele curgătoare ale torenților, râurilor și apelor de șiroire. O
dezvoltare amplă torenții au în zonele cu pământuri argiloase și în special cu pământuri
loessoide, unde grosimea lor ajunge până la 20 – 25 m. Eroziunea torenților și a râurilor afectează
localitățile, provocând deteriorarea caselor, șoselelor, podurilor etc. Torenții dese ori sunt
cauzele declanșării alunecărilor de teren, provocării torenților noroioși, inundațiilor și acoperirii
teritoriilor cu pământ noroios.
În procesul de anchetare a torenților (râpelor) cu atenție deosebită trebuie apreciate stadiile
dezvoltării, cotele suprafețelor de referință, înclinația patului, dimensiunile malurilor și
acoperișului vegetal; poziției patului față de suprafața de referință.
Eroziunea râurilor se manifestă cu intensități majore în perioadele viiturilor. Terenurile
riscante trebuie conturate conform cotelor nivelului maxim ale apei în perioada ultimilor 50 ani.
Fișele acestora trebuie să conțină; caracteristicile teritoriului inundabili; forma și ca racterul
malurilor erodate; structura geologică; forma și direcția dezvoltării albiei; date despre
deteriorarea caselor și altor obiecte datorită eroziunii râului.
Acțiunea de eroziune a apelor de șiroire are o intensitate neprevizibili și se manifestă în
momentul ploilor torențiale prin săparea brazdelor, rigolelor etc. în pământurile dezagregate,
necoezive. Pe pantele mari (>40°) aceste șiroaie se pot transforma în torenți noroioși cu
consecințe catastrofale.
Zonarea teritoriilor după gradul de risc și c ondiționarea utilizării lor în construcție
Pe baza generalizării datelor selecționate în urma prospecțiunilor vizuale și examinării
cercetărilor precedente se execută zonarea generală a teritoriilor localităților.
– Teritorii cu risc majorat:
– versanți deteri orați de alunecări deplasante catastrofale formate prin refulare și împingere
a pământului frământat, cu pereți înalți de rupere, un relief accidentat format din masive de
pământ răsturnate, pâlnii cu apă și vegetație de baltă;
– teritorii inundate și subin undat, îmlăștinite, în lipsa scurgerilor naturale;
– teritorii întretăiate de torenți activi în stadiul de tinerețe sau maturitate, adânci cu maluri
abrupte, formate din roci necoezive; sunt posibili torenți noroioși.
Aceste teritorii, după a amenajare tehnică, după un proiect special, se recomandă a fi
plantate cu arbori și arbuști.
– Teritorii riscante:
– versanți cu deplasări, în general suspendate și alunecări secundare separate active cu relief
accidentat care tinde spre atingerea profilului stabil. E ste dezvoltată eroziunea apelor de șiroire
(de panta) și a torenților.
Pentru utilizarea în construcție este necesară amenajarea tehnică preventivă a întregului
teritoriu.
Pentru alunecările active sunt necesare măsuri de stabilizare individuale.
– Teritorii cu risc moderat, utile în construcție:
– teritorii degradate de alunecări vechi și străvechi, epuizate care nu și -au atins profilul
stabil definitiv. În proiectele construcțiilor trebuie prevăzute elemente pentru ameliorarea sau
menținerea stabi lității terenului. Se admit toate tipurile de construcții cu excepția lacurilor și
bazinelor de apă.
– Teritorii predispuse riscului, utile în construcție:
– teritorii cu panta mai mare de 5°, nedeplasate sau cu simptoame ale alunecărilor vechi și
străvechi, care si -au atins profilul stabil. La amplasarea construcțiilor trebuie excluse excavațiile
și încărcările terenurilor cu pământ și deșeuri care pot provoca instabilitatea lor; trebuie
executate lucrări contra eventualelor inundații și subinundații. Se adm it toate tipurile de
construcții.
– Teritorii neriscante:
– teritorii neaccidentate cu suprafață plane și înclinații mai mici de 5°; procesele geologice
periculoase lipsesc. Condițiile de construcție sunt favorabile. Proiectarea și construirea
obiectelor se efectuează conform datelor primite în urma prospecțiunilo r geotehnice de
adâncime.
P.S. Pentru toate teritoriile evidențiate se execută fișe cu caracteristice detailate.
1.3 Condițiile de dezvoltare, caracteristicile construcțiilor și mecanismul
de dezvoltare a alunecării de teren pe sectorul de drum “oco lirea satului
Porumbrei”.
Concluzii pentru capitolul 1.
3. CAPITOLUL II .
Studierea alunecărilor de teren cu ajutorul sistemelor GIS.
2.1 Descrierea softului ArcGIS
ArcGIS este un produs al companiei ESRI, poate cel mai utilizat dintre softurile
GIS la nivel mondial la ora actuală. Compania a fost fondată in 1969 (Environmental
Systems Research Institute), având sediul in Redlands, California, USA. Inițial compania
este centrată pe principiul organizării și analizei informațiilor geografice, realizând
proiecte în special de reconstrucție a unor orașe, pe măsura trecerii timpului dezvoltându –
se tot mai mult în direcția dezvoltării unui set de aplicații care să poată fi utilizat într -un
mediu computerizat pentru a crea un sistem informațional geografic (GIS sau SIG).
Aceasta este ceea ce azi se numește tehnologia GIS, compania având ~2700 de angajați și
utilizatori în peste 150 de țări, fiind în continuă dezvoltare.
Principala diferență dintre o hartă GIS și una statică, de hârtie sau digitală e că
prima are calitatea de a fi dinamică. Pe hărțile statice se pot observa elementele
componente ale hărții, se pot face măsurători aproximative, însă nu se pot face analize
compl exe, respectiv nu se poate realiza legătura cu o bază de date spațială, ca în cazul
hărților realizate cu un GIS.
ArcGIS este numele unei familii de produse oferite de firma ESRI. ArcGIS
include 3 nivele de licență: ArcView, ArcEditor, ArcInfo, toate au a ceeași interfață,
lucrează la fel, ceea ce diferă este cât de mult pot oferi în analiza datelor geografice,
astfel cea mai completă, cu mai multe facilități decât celelalte este ArcInfo, urmează
ArcEditor, apoi ArcView – Fiura2.1.
Figura 2.1 Tipuri de li cență a programului ArcGIS.
Fiecare produs ArcGIS Desktop include 2 aplicații: ArcMap și Arc Catalog.
ArcMap este aplicația utilizată pentru a afișa și edita date geografice, realiza analize
geografice și crea rapoarte, grafice și hărți de calitate profes ionale. ArcCatalog este
specific pentru căutare, management și documentație legată de datele geografice.
Interfața aplicației ArcMap este formată dintr -o casetă de afișare a layerelor (Table
of contents), aria în care se afișează harta, formată din layere le curente (map display
area), bara cu meniuri, bara standard, respectiv alte aplicații vizibile în funcție de
necesitatea utilizatorului ( Edit, Spatial Analyst, Georeferencing etc.), bara pentru
desenare și bara cu uneltele de bază pentru zoom, măsurare distanțe, accesare informații
despre elementele din hartă, găsirea unor elemente etc.
Aplicația ArcCatalog este specializată pentru căutare, management și
documentare. Reprezintă o fereastră în cadrul bazei de date GIS. Prin ArcCatalog se pot
accesa date stocate în calculator, în alte rețele, inclusiv de pe Internet. Pentru a accesa
datele se poate crea o conexiune cu locația acestora. Colectiv, conexiunile create de
utilizator se numesc Catalog. ArcCatalog se accesează făcând click pe iconul din
bara st andard.
2.2. Structuri de date
GIS stochează si utilizează date în trei modele de date spațiale: vector,raster și
TIN. De asemenea se pot importa date tabelare externe care urmează a fi relaționate cu
datele atribut asociate cu straturile vectoriale.
Structuri de date vectoriale Reprezentarea realității se poate realiza prin date
vectoriale (puncte, linii si poligoane). Această modalitate de reprezentare este denumită
în mod generic model vector. Punctele reprezintă perechi de coordonate x si y. Liniil e
sunt seturi de coordonate care definesc o formă. Poligoanele sunt seturi de coordonate
care definesc limitele unei suprafețe plane. Coordonatele sunt cel mai adesea perechi (x,
y) sau triplete (x,y,z -unde z reprezintă o valoare cum ar fi elevația).
Stru cturi de date raster
Modelul raster conține două entități: celula si imaginea. Realitatea este
reprezentată ca si suprafață care este divizată într -o rețea regulată de celule. Poziția
celulei este definită prin număr de linie si număr de coloană într -o imagine si numai una.
Fiecare imagine este definită de tema sa si de un număr de imagine. Teritoriul care
conține această imagine este definit de coordonate si de extensie. Aceste caracteristici
conțin si unitatea de măsură si valoarea fiecărei celule.
Imag ini
Imaginile percepute în GIS sunt de regulă preluate prin teledetecție. O imagine
digitală constă dintr -o matrice de numere ce înfățișează o distribuție spațială a unor
parametrii. Aceștia pot fi: reflectanta radiației electromagnetice (albedoul), emisivitatea,
temperatura, topografia, sau orice alt parametru cantitativ.
Structura tip GRID
Presupune stocarea modelului numeric altimetric al terenului sub forma unei grile
de puncte egal distanțate (Fig. 1. dreapta). Astfel se obține o matrice cu L l inii (egal cu
numărul de puncte al modelului pe axa Y) și C coloane (egal cu numărul de puncte al
modelului pe axa X). Fiecare celulă a matricei conține altitudinea (Z) punctului respectiv
precum și coordonatele (X,Y – în cazul unui sistem cartezian de coo rdonate sau , – în
cazul unui sistem geografic de coordonate) ale acestuia. Alte informații necesare sunt
distanțele (pasul) pe X și Y dintre două celule vecine. Daca valorile celor două distanțe
sunt egale vom avea o matrice cu celule pătrate (cazul cel m ai des întâlnit). Majoritatea
formatelor de fișiere tip GRID conțin un header cu informații legate de dimensiunea unei
celule, coordonatele unuia din colțuri (de regulă cel din stânga -jos), sistemul de
coordonate, numărul de linii și de coloane, deplasare est/vest (dacă e cazul) etc.; urmat de
valorile tuturor punctelor. O eroare des întâlnită în cazul acestui tip de format este
incorecta corelare a celulelor cu coordonatele corespunzătoare, de regulă datorită
neprecizării modului înregistrare a coordonatel or pentru fiecare celulă. Astfel în cazul
unui model numeric altimetric al terenului o celulă ocupa o anumită suprafață și este
important de știut cărui punct din celulă îi corespund coordonatele. De regulă este vorba
colțul din stânga sus sau de punctul c entral (Figura 2.2.).
Figura 2.2 Situații întâlnite la înregistrarea spațială a informațiilor tip grilă.
Avantajele formatului GRID sunt date de modul (structura) simplu de stocare a
datelor, ușurința în parcurgerea datelor și calculul diverșilor parametrilor morfometrici,
spațiul mic ocupat. Dezavantajul major îl reprezintă pierdea diversității locale datori tă
dimensiunii celulei și subevaluarea anumitor parametri morfometrici.
Structura tip TIN
Este ceva mai complexă decât cea GRID și presupune conectarea (interpolarea)
cotelor altimetrice după anumite reguli (Fig. 4) rezultând o rețea de triunghiuri dispu se
neregulat. Înclinarea terenului este considerată constantă pe fiecare triunghi.
Dimensiunea triunghiurilor variază în funcție de aspectul terenului. Astfel în zonele cu
variații mici ale terenului apar triunghiuri mari iar in cele cu energie mare dimens iunea
triunghiurilor scade pentru a reda cât mai fidel forma terenului. Structura de date a unei
rețele de tip TIN cuprinde puncte, muchii, triunghiuri și informații geometrice (ex:
coordonatele X, Y a punctelor) și topologice (referitoare la punctele, muchiile sau
triunghiurile vecine). Ținând cont de cele spuse mai sus se poate concluziona că
principalul avantaj al utilizării acestei structuri pentru stocarea/vizualizarea/interpretarea
MNAT -urilor constă în posibilitatea utilizării unei baze de puncte cu densitate variabilă
(puncte dese în zonele cu energie mare de relief; densitate mică de puncte în zonele cu o
variație mică a altitudinii).
Alte avantaje ar fi posibilitatea construirii de structuri TIN utilizând informație
altimetrică stocată în mai m ulte fișiere, fișiere care pot fi atât de tip liniar cât și punctual;
posibilitatea actualizării unei anumite zone fără a fi necesară regridarea întregului model;
în cazul utilizării curbelor de nivel ca date de intrare, algoritmul de interpolare poate fi
forțat sa creeze rețele închise de triunghiuri între două curbe de nivel vecine.
Dezavantajul major este modul greoi de reprezentare (adresare) a componentelor primare
a rețelei TIN (puncte, muchii, triunghiuri) în memoria internă a calculatorului. Creșter ea
accentuată din ultimul timp a puterii de calcul și a capacității de memorare a
calculatoarelor face viabilă utilizarea de rețele TIN cu un număr tot mai mare de puncte.
Date tabelare
Tipul de format intern al datelor tabelare este stabilit de fiecare produs GIS. În
ceea ce privește softul utilizat menționăm faptul că, există două categorii de tabele si
anume ceea ce se numește tabel atribut (Atribute Table) si fișiere oarecare în formate
diferite (ASCII, dbf sau formate proprii), care pot fi asociate c u aceasta Tabelele atribut
se creează odată cu fișierul spațial si sunt intrinsec legate de acesta.
2.3. Geodatabase (baze de date geografice)
Geodatabase reprezintă un nou concept ce permite integrarea topologică a claselor
de entități grafice similare modelului coverage. Geodatabase oferă un cadru generic
pentru informația geografică. Acest cadru poate fi utilizat pentru a defini si prelucra o
mare varietate de aplicații utilizator. Geodatabase suportă date vectoriale si raster
orientate obiect. În ace st model entitățile sunt reprezentate ca obiecte cu proprietăți,
comportament si relații.
Entități grafice în cadrul geodatabase
Deoarece se pot crea obiecte personalizate, numărul de clase potențiale de obiecte
este nelimitat. Formele de bază pentru clasele de obiecte geodatabase sunt punct, linii,
poligoane alături de derivate ale acestora cum ar fi multipoint si multipatch. De asemenea
se pot crea si obiecte cu geometrii noi. Toate clasele de obiecte sunt caracterizate de
coordonatele x, y; putând s ă dețină în plus valoarea z sau z si m (z reprezentând elevația
iar m reprezintă valori de distanțe sau costuri).
Topologia în cadrul geodatabase
În tehnologiile GIS topologia este un model utilizat pentru a descrie modul în care
entitățile grafice parta jează geometria, dar si un mecanism pentru stabilirea si gestionarea
relațiilor topologice între entități grafice. Softul utilizat în această lucrare implementează
topologia prin intermediul unor reguli de validare care definesc modul în care entitățile
grafice pot partaja spațiul geografic, dar si printr -un set de instrumente de editare care
lucrează cu entitățile grafice ce partajează geometria într -o anumită manieră integrată.
Totalitatea relațiilor spațiale în cadrul unui singur strat sau între mai mult e straturi
vectoriale, indiferent de tipul de structură (punct, polilinie, poligon ) sunt gestionate în
geodatabase prin intermediul unei asocieri numită topologie.
Subtipuri si domenii ale atributelor
Geodatabase oferă mecanismul care asigură că datele stocate în geodatabase sunt
consistente în conformitate cu modelul de date. Geodatabase are câteva proprietăți
importante privitoare la managementul si integritatea datelor incluzând reguli de validare,
clase de relații, rețele geometrice ș.a.m.d. Fiecare din aceste capabilități si modul în care
se folosesc sunt decisive. Există două tipuri diferite de domenii ale atributelor: domenii
interval (range domains) si domenii de valori codificate (coded value domains). Fiecare
domeniu are un nume, o descriere si un tip de atribut specific pe care se aplică.
Clase de relații
Adesea sistemele din lumea reală au anumite asociații cu alte obiecte din baza de
date. Aceste feluri de asociații între obiectele din geodatabase se numesc relații
(relationships). Relațiile pot exista între obiecte spațiale (entități grafice din cadrul
claselor de entități grafice), obiecte nespațiale (rânduri în cadrul tabelelor) sau între
obiecte spațiale si nespațiale. Obiectele nespațiale sunt stocate în cadrul geodatabase în
clase de en tități grafice, obiectele nespațiale sunt stocate în tabele, iar relațiile sunt
stocate în clase de relații.
2.4. Servicii geosp ațiale web
WMS (Web Map Service)
WMS produce hărți georeferențiate, în format digital (raster: PNG, GIF, JPEG sau
vector: SVG, WebCGM). Acestea pot fi vizualizate sau interogate în diferite contexte.
Prin utilizarea formatelor vectoriale sau a celor raster ce suportă transparență (GIF, PN G)
este posibilă combinarea mai multor seturi de date pentru a forma o singură hartă.
Principala carență a WMS este dată de imposibilitatea editării datelor. Pentru a suplini
acest minus, OGC a dezvoltat standardul complementar Web Feature Service (WFS).
Serverele WMS interacționează cu clienții prin intermediul protocolului HTTP.
Aplicația client poate fi o distribuție GIS deskto p sau o aplicație de webmapping
2.5. Operatori si funcții în analiza spațială
Generarea de suprafețe
Suprafețele sunt rezultatul unui proces de interpolare ( în cazul rasterelor) sau
triangulație. Aceste metode sunt utilizate pentru generarea modelelor digitale de elevație,
fie de tip GRID, fie de tip TIN, în cazurile în care se folosesc date culese de pe diferite
produse cartografice clasice . În acest capitol intenționăm să descriem metodele de
interpolare si triangulație care au fost utilizate pentru obținerea DEM -urilor folosite în
studiu. Cu toate că aceste metode sunt foarte diferite între ele, procesul de obținere a
modelelor digitale de elevație în sine, cuprinde anumite etape comune, ele fiind descrise
pe scurt în rândurile de mai jos. În continuare vom prezenta metodele de interpolare,
ajustare si triangulație folosite
Metoda IDW (Distanța Inversă Ponderată – Indirect Distance Weighting) .
Metoda IDW (Distanța Inversă Ponderată) se bazează pe ipoteza că influența
valorii unui anumit punct asupra valorii unui alt punct scade invers proporțional cu
distanța dintre ele.
Metoda Spline.
Spline este o metodă de interp olare deterministă, local stohastică (Eckstein 1989,
Hutchinson si Gessler 1994, citați de Hartkamp et al. 1999 ) metodă care poate fi
considerată ca echivalentul matematic al potrivirii unei suprafețe bidimensionale flexibilă
pe mai multe puncte cu o dist ribuție neregulată.
Metoda Kriging IDW si Spline sunt numite metode de interpolare deterministe
deoarece ele se bazează pe formule precise în determinarea valorilor interpolate. O a
doua familie de metode sunt cele geostatistice, care se bazează pe metode statistice ce
includ autocorelația (corelația statistică dintre punctele măsurate). Din această cauză
aceste tehnici de generare a suprafeței pot furniza si o anumită măsură a incertitudinii sau
acurateței predicției. Metoda de interpolare Kriging este si milară cu IDW în care
ponderile sunt deduse pentru a prezice măsurarea într -o locație.
Metoda Topogrid.
Topogrid este o metoda de interpolare special dezvoltată pentru a crea modele
digitale de elevație corecte din punct de vedere hidrologic folosind date referitoare la
elevație si rețea hidrografică. Algoritmul se bazează pe un program dezvoltat de
Hutchinson (1988, 198 9), denumit ANUDEM (Australian National University Digital
Elevation Model). Pentru mai multe informații în legătură cu acest program vezi
Hutchinson & Dowling (1991) si Hutchinson (1993).
Metoda de interpolare a fost concepută în așa fel încât să fie uti lizabilă cu tipurile
de date cele mai frecvente (hărți topografice digitizate) si să țină cont de caracteristicile
suprafețelor topografice. Metoda este o variantă discretizată a metodei spline fiind
modificată în așa fel încât să poată reda variațiile bru ște care pot să apară în suprafețele
de teren (ex. culmi interfluviale, funduri de vale, etc.)
Funcții Spațiale
Funcțiile asociate cu modelarea cartografică bazată pe celule raster pot fi împărțite
în 4 tipuri: – Funcții orientate pe o singură celulă (lo cal functions). – Funcții orientate pe
un grup de celule dintr -o vecinătate (focal functions). – Funcții orientate pe toate celulele
din setul de date raster (global functions). – Funcții care execută aplicații specifice
(application functions). Fiecare fun cție din aceste categorii este influențată sau este
bazată pe reprezentarea spațială sau geometrică a datelor nu doar prin atributele pe care le
conține. De exemplu, o funcție care adună două straturi – si care lucrează pe o singură
celulă – este dependent ă de locația si de valoarea corespunzătoare din celălalt strat.
Operatori si funcții matematice
Operatorii si funcțiile evaluează expresii doar pentru celulele din input care
coincid spațial cu cele din output. Operatorii matematici execută operații pe v alorile a
două sau mai multe rastere. Există trei grupuri de operatori în Raster Calculator:
Aritmetic, Boolean si Relațional
Clasificarea datelor
Clasificarea reprezintă operațiunea prin care mai multe valori apropiate sunt tratate
ca una singură si fiecărui grup i se asociază un simbol unic. Modul de stabilire a claselor
– determinarea pragurilor minime si maxime ale fiecǎrei clase – determinǎ modul în care
sunt atribuite valorile fiecǎrei clase si deci felul în care va arata harta. Prin schimbarea
claselor se creazǎ hǎrți cu aspect foarte diferit. În general se urmǎrește ca valori similare
sǎ fie în aceeași clasǎ.
Reclasificarea
Reclasificarea are ca scop principal prelucrarea combinată a unor straturi de date
care nu pot fi comparate direct. Prin reclasificare înțelegem înlocuirea valorilor celulelor
din input cu altele, rezultând un alt raster în output. Datele de intrare pot fi în orice format
raster. Dacă avem un raster multibandă, doar prima bandă va fi folosită pentru
reclasificare.
2.6. Surs ele de date altitudinale
Sunt cele care provin din măsurarea altitudinii suprafeței terestre. În prezent există
cinci surse principale de date altitudinale [Hengl et al., 2003]:
ridicări topografice;
aerofotograme;
hărți, planuri topografice deja existente;
scanare laser din avion;
imagini satelitare sterescopice sau radar.
Dintre acestea, datele furnizate de scanarea laser din avion prezintă cea mai mare
acuratețe. De asemenea, se pot obține atât altitudinea suprafeței topografice, cât și cea a
obiectelor de pe aceasta, clădiri, linii de înaltă tensiune putându ‐se astfel determina
volumele obiectelor. Imaginile satelitare obținute prin intermediul radarului sunt a doua
sursă foarte precisă. Poate fi dat ca exemplu programul SRTM ( Shuttle RADAR
Topography Mission ), care în februarie 2000 a determinat altitudinea pentru aproximativ
80% din suprafața terestră, furnizând astfel primul set global de date altitudinale,
continue, la rezoluții spațiale bune: 1 arc ‐secundă (aproximativ 30 m), disponibile gr atuit
pentru SUA și contra cost pentru restul lumii, distribuite de NASA, și 3 arc ‐secunde
(aproximativ 60 m la latitudinea României), disponibile gratuit pe siteul USGS*.
Versiunea actuală a acestor date oferă o acuratețe verticală de 20 metri și orizonta lă de 16
metri (față de 80 m acuratețea verticală a primelor versiuni.). În Tabelul 2.1 sunt
prezentate succint principalele caracteristici ale metodelor de achiziție a datelor de
altitudine.
Tabelul 2.1 Comparație între diferite sisteme de achiziție a da telor de altitudine
Metoda de
colectare Descriere Exemple de sisteme
utilizate Acuratețea tipică
a DEM -urilor
Ridicare
topografică – cea mai mare acuratețe;
– densitate mică a punctelor de
prelevare;
– costuri foarte mari -sistemele DGPS;
-tahimetrie cu stație
totală;
-sisteme de nivelment < 1 m
1 mm – 1m
1mm
Imagistică
stereoscopic
ă – densitate mare a punctelor de
prelevare;
-poate fi parțial sau complet
automatizată;
-pot apărea erori induse de vegetație -fotografii aeriene;
-imagini satelitare
(SPOT, ASTER) 0,1 – 1 m
10 m (20 m)
Scanare
laser -scanerul laser este montat în avion, care
este dotat cu sistem de navigare prin
GPS;
-datele brute necesită filtrare și
resampling înainte de a putea fi folosite;
-poate penetra frunzișul vegetal
măsurând atât suprafața vegetală. cât și a
terenului scanare laser din avion
(LIDAR) 0.2 – 1 m
Imagistică
radar -cel mai mic cost pe kmp;
-necesită puncte terestre de control;
-procesare complexă -SAR (Synthetic
Aperture Radar),
aeropurtat;
-din sateliți 0.5 – 2 m
10m (20 m)
Față de acestea, care furnizează datele într ‐o reprezentare spațială continuă, practic
direct ca DEM ‐uri, hărțile rezultate în urma ridicărilor topografice sunt o sursă mai
accesibilă, însă au dezavantajul că suprafața terestră este reprezentată discontinuu, prin
curbe de nivel și cote. Cu alte cuvinte altitudinea este măsurată în puncte de prelevare. Și,
în plus, conțin deja o serie de erori de reprezentare a altitudinii, provenite fie din erori de
măsurare, în etapa de ridicare topografică, sau din generalizarea suprafeței. Dar ca
avantaj, oferă un control mai mare asupra modului de realizare a modelului , utilizatorul
având la dispoziție algoritmi diferiți de interpolare și posibilitatea de a ‐l modifica.
Parcursul tipic, urmărit și în lucrarea de față, de la relieful pe baza de curbe de
nivel la modelul numeric altitudinal digital presupune interpolarea punctelor de
prelevare: în urma acestei operații se obține modelul numeric altitudinal, ca formă de
reprezentare s pațială continuă a topografiei.
2.7. Metoda de interpolare
Există diverse metode de interpolare disponibile în diferite pachete software,
aplicabile diferitelor tipuri de date, precum: natural neighbour, nearest neighbour,
polynomial regression, kriging, inverse distance, spline, triangulation, minimum
curvature, etc. Acestea se clasifică în funcție de efectul de netezire (smoothing effect) sau
după efectul de proximitate (proximity effect) [Hengl et al., 2003]. După efectul de
netezire interpolarea poate fi:
– exactă: dacă păstrează valorile în punctele de prelevare. Metodele kriging (dacă
parametrul nugget effect se setează la valoarea 0), sp line, nearest neighbour, triangulation
sunt exemple de astfel de metode;
– aproximativă: în care valorile în punctele de prelevare nu sunt conservate, în
metode precum kriging (cu nugget effect), polynomial regression, natural neighbour.
După efectul de proximitate pot fi:
– metode locale, în care interpolarea se face local, pe un subset al punctelor de
prelevare: natural neighbour, nearest neighbour, krigging;
– globale, în care pentru estimarea unei valori se includ în calcul valorile tuturor
punctelor de prelevare: polynomial regression, spline.
O altă clasificare împarte metodele în [Sárközy, 1998]:
– metode bazate pe vecinătatea geometrică, considerând divizarea spațiului în
celule Voronoy
– metode statistice bazate pe media ponderată, ca re estimează o valoare aplicând o
medie ponderată asupra valorilor din apropiere. Metode locale, acestea diferă după modul
de calcul al coeficientului de ponderare precum și numărul valorilor considerate
– metode care utilizează funcții elementare, utile în analiza tendinței dintr ‐un set de
date. Sunt metodele globale menționate anterior;
– metode care utilizează rețele neurale artificiale pentru predicția valorilor
necunoscute. Acestea au fost recent aplicate în analiza spațială, inițial în clasificarea
pixelilor din imaginile satelitare multispectrale, și apoi în estimarea unor variabile,
precum cantitatea de precipitații.
Pentru studiul de față s ‐a folosit un algoritm de interpolare denumit ANUDEM și
dezvoltat de Centrul pentru Resurse și Studii de Me diu , Universitatea Națională
Australiană, Canberra, Australia, și implementat în programul ArcGIS 9.2, prin
intermediul uneltei Topo to Raster. Aceasta este o metodă de interpolare optimizată
pentru a avea eficiența de calcul a metodelor locale, fără a pi erde continuitatea suprafeței,
asigurată de metodele globale, fiind concepută pentru modelele numerice altitudinale
destinate modelării hidrologice. Este o metodă prin care se propune să se țină cont de
particularitățile seturilor de date spațiale, precum: [Hutchinson, 1993]
– numărul mare de puncte de prelevare. Tehnicile de interpolare globală, precum
plate splines, în care fiecare punct interpolat depinde explicit de toate punctele de
prelevare, devin astfel foarte greu de folosit din cauza timpilor mar i de calcul. De cealaltă
parte, tehnicile de interpolare locală au o eficiență de calcul sporită datorită împărțirii
suprafeței în areale de dimensiuni mai mici, și aplicarea unor funcții simple pe fiecare
areal în parte, însă acestea sunt restricții arbit rare care pot avea consecințe de nedorit,
precum prezența unor efecte de terasare;
– întrucât, de cele mai multe ori, punctele de prelevare a altitudinilor sunt obținute
din hărțile topografice, acestea se caracterizează printr ‐o acuratețe mare (ele cores pund
exact curbelor de nivel de pe harta topografică; dacă aceasta prezintă erori de
reprezentare, acestea vor apărea în aceeași proporție și în DEMul final), iar suprafața
topografică este rareori netedă. Aceste aspecte nu sunt surprinse de metodele de
interpolare care descriu tendința unei suprafețe;
– suprafața topografică prezintă numeroase vârfuri și puține microdepresiuni care
nu sunt considerate în metodele de interpolare generală;
– datele de altitudine nu sunt prelevate aleatoriu: ele sunt fie pu ncte deosebite,
vârfuri aliniate pe o cumpănă de ape, sau puncte în talvegul râurilor, fie sunt puncte de pe
curbe de nivel. Un algoritm de interpolare a altitudinilor ar trebui să țină cont de aceasta:
dacă toate cotele vârfurilor au fost prelevate, algor itmul ar trebui să nu genereze maxime
locale prea depărtate de acestea, iar inflexiunile curbelor de nivel, ce descriu fie cursuri
fie cumpene de apă, ar trebui considerate de asemenea;
– rețeaua hidrografică extrasă de pe harta topografică (care nu repre zintă, în fapt,
date de altitudine) ar trebui folosită ca mijloc de constrângere a DEM ‐ului astfel încât
altitudinile să descrească uniform în lungul fiecărui curs de apă și existe o ruptură de
pantă în dreptul talvegului, în profilurile transversale ale v ăilor;
– în zonele cu pantă mică, unde curbele de nivel sunt distanțate determinând
scăderea densității punctelor de prelevare, algoritmul ar trebui să se mențină stabil și să
nu genereze forme de relief aberante; în special,integritatea drenajului trebui e menținută,
prin includerea vectorilor ce descriu rețeaua hidrografică.
2.8. Parametrii morfometrici ai terenului
Panta
Este percepută în mod curent ca mărimea creșterii altitudinii cu distanța, în direcția
în care această este cea mai mare, și se calculează de regulă prin raportarea la o distanță
fixă, 100 de metri, de exemplu. Dacă se consideră distanța în plan, raportul dintre
diferența de altitudine și distanța parcursă este tangenta unghiului dintre suprafața terestră
și orizontala locului. Dac ă se consideră distanța pe suprafața terestră, panta devine
sinusul aceluiași unghi. Diferența dintre cele două nu este semnificativă pentru o
suprafață puțin înclinată, însă e foarte mare pentru suprafețele foarte înclinate.
În programele de GIS, se folo sește valoarea tangentei și se exprimă ca atare,
valoarea raportului (calculată pentru o distanță de 100 de metri, și exprimată în procente),
fie prin valoarea unghiului suprafeței cu orizontala.
Petru o suprafață continuă, analitică, F(X,Y) = Z panta rep rezintă derivata de
ordinul întâi a funcției F, astfel [Smith et al., 2008]:
Această formulă presupune posibilitatea determinării variației altitudinii pe
distanțe foarte mici, infinitezimale. Într -un sistem informatic geografic, însă, suprafețele
nu sun t analitice ci sunt modelate prin rețele triangulare neregulate sau matrici
rectangulare, cu o rezoluție finită. De aceea formulele de calcul implementate în diverse
aplicații GIS sunt aproximări ale acesteia, care se aplică pe griduri.
În ArcGIS, panta s e calculează după un algoritm ce ține cont de toate cele 8 puncte
dintr -o vecinătate de 3×3 pixeli, din jurului punctului în care se dorește calculul. Aceasta
este metoda diferențelor finite (finite diference, FD). De exemplu, pentru pixelul P din
figura a lăturată, panta se va calcula aplicând formula de mai jos, dar considerând:
unde Z este valoarea de altitudine, iar ΔXși ΔYsunt rezoluțiile pe axele X și Y.
Figura 2.3 O vecinătate de 3×3 pixeli pentru pixelul P
Altă variantă, implementată aplicații precum Surfer și Idrisi, folosește o formulă
mai simplă, considerând doar valorile pixelilor V, P și E pentru variația pantei în direcția
X și valorile pixelilor N, P, S, pentru variația pantei în direcția Y.
O altă abordare pentru calculul pantei pe un m odel de date tip grid este metoda D8
care consideră cea mai mare pantă către unul din cei 8 pixeli vecini, în sensul către vale.
Aceasta însă oferă rezultate în medie mai mici decât metoda diferențelor finite, dar mai
precise în cazul pantei talvegului râu rilor, care prin metoda FD, este influențată de
valorile mari de altitudine din jur [Gallant, Wilson, 2000]. Metoda FD este preferată
pentru că pe ansamblu, oferă o acuratețe mai mare, iar dintre cele două variante, cea
folosită de ArcGIS este mai potrivit ă pentru suprafețe foarte fragmentate [Smith et al.,
2008].
Aplicând acest algoritm cu unealta Slope a aplicației ArcGIS 10.2. s -a obținut
harta din Fig.3.41, în care valorile pantei, în grade sexagesimale, sunt clasificate în cinci
intervale și reprezent ate în culori diferite. O aplicație imediată a unui GIS este
posibilitatea generării histogramei pentru clasele respective de pantă. Se oferă astfel
informație cantitativă utilă în analiză.
Panta este indicatorul care estimează cel mai bine acțiunea gravi tației, fiind
mijlocul prin care aceasta controlează scurgerea apei și mobilitatea materialelor. Este
așadar deosebit de importantă pentru procesele geomorfologice, care se pot accelera sau
estompa în funcție de anumite valori de prag ale pantei. De asemen ea, panta controlează
și gradientul hidraulic, putând fi astfel determinantă în procesele hidrogeologice.
3. METODELE DE LUCRU
3.1 Etapele de lucru
Pentru redactarea hărții de hazard la alunecări de teren este necesară parcurgerea
următoarelor etape:
a. estimarea valorii și a distribuției geografice a coeficienților de risc Ki pe baza
criteriilor din anexa 1 la prezentele norme metodologice, în domeniul de variație specific:
litologic (Ka), geomorfologic (Kb), structural (Kc), hidrologic și climatic (K d),
hidrogeologic (Ke), seismic (Kf), silvic (Kg), antropic (Kh). Influența fiecărui factor
asupra stării de echilibru a versantului se exprimă printr -un coeficient i K (i = a … h), a
cărui valoare se înscrie între 0 și 1. Factorii de influență luați în co nsiderare nu acționează
cu aceeași intensitate asupra stabilității versanților. Dintre aceștia, doi sunt considerați ca
având un rol determinant: factorul litologic a K și factorul geomorfologic b K , ceilalți 6
factori având o influență secundară.
b. sta bilirea gradelor de potențial (scăzut, mediu, ridicat) cărora le corespunde o
anumită probabilitate de producere a alunecărilor (practic zero, redusă, medie,
mediemare, mare și foarte mare);
c. împărțirea arealului pe care se dorește întocmirea hărții de hazard la alunecări de
teren în suprafețe poligonale delimitate astfel încât să reprezinte depozite cât mai
omogene litologic și structural;
d. evaluarea, pentru fiecare suprafață poligonală, a coeficienților de risc Ka, h;
e. calcularea factorului de in stabilitate Km, corespunzător fiecărei suprafețe
poligonale analizate, cu relația:
f. întocmirea hărții cu distribuția geografică a coeficientului mediu de hazard Km.
În legătură cu măsura instabilității la alunecare, exprimată prin coeficientul m K , se fac
următoarele precizări:
Factorul de instabilități m K reprezintă o formă de estimare a potențialului de
producere a alunecării, ale cărui valori nu rezultă dintr -un calcul matematic probabilistic
bazat pe prelucrări statistice de date, ci pe baza ana lizelor calitative și interpretării
acțiunii factorilor naturali și antropici care influențează starea de echilibru a versanților.
Acuratețea și gradul de încredere al valorilor care se atribuie coeficienților de influență a
h K
K sunt dependente de nivel ul de pregătire și experiența specialiștilor care
elaborează astfel de documentații cartografice.
Estimarea valorică a factorului de instabilități m K pentru un versant se înscrie
într-o plajă de aproximare mult mai largă decât în cazul unui taluz excava t sau al unui
taluz aferent unui rambleu. Extinderea alunecărilor de teren pe versanți, măsurată pe linia
de cea mai mare pantă, poate ajunge la zeci și sute de metri, uneori chiar kilometri. De
regulă, aceste alunecări se extind “pas cu pas” iar evoluția fenomenului de alunecare este
în directă legătură cu factorul timp, factor care încă nu este inclus în formulele uzuale
pentru calculul stabilității la alunecare a taluzurilor și versanților. În aceste condiții,
pentru estimarea factorului de stabilități l a alunecare a versanților, experiența
specialiștilor încă mai are o pondere semnificativă.
Pentru obținerea informației geospațiale despre factorii litologic, structural și
hidrogeologic au fost scanate hărțile forajelor din rapoartele geologice prezente la Secția
sistematizare a cercetărilor geodezice si geologice inginerești pentru infrastructura
tehnico -edilitara și construcții a primăriei Chișinău. Imaginile obținute necesitau
introducerea și georeferențierea în softul de lucru pentru a putea opera cu datele
atributive ale for ajelor cu datele altor straturi.
CONCLUZII Capitolul II
5. CAPITOLUL III DIN TEZA DE DOCTORAT
6. CONCLUZII
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: de comisia de îndrumare și Consiliul Școlii Doctorale la ședința din data de ______________ 2017 REFERAT ȘTIINȚIFIC II AL STUDENTULUI -DOCTORAND… [624287] (ID: 624287)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.
