Analiza Susceptibilitătii la Alunecări de Teren în Arealul Breaza

UNIVERSITATEA DIN BUCUREȘTI

FACULTATEA DE GEOGRAFIE

Domeniul: Geografie

Specializarea: Geomorfologie și cartografie cu elemente de cadastru

Programul de studiu: Master

Analiza susceptibilității la alunecări de teren în arealul Breaza

Coordonator științific:

Conf.Dr.Traian Demeter

Absolvent: Moiceanu

Nicoleta Luciana

București

2016

Cuprins

Abstract

Introducere………………………………………………………………………………………..4

1. Arealul de studiu…………………………………………………………………………….5

2. Metodologie…………………………………………………………………………………….9

3. Morfometria………………………………………………………………………………….13

4. Analiza susceptibilității la alunecări de teren…………………………………….23

4.1. Factorii care conduc la apariția alunecarilor de teren. Efectele alunecărilor. Metode de combatere…………………………………………………………………………34

4.2. Istoricul alunecărilor de teren înregistrate în arealul Breaza.Observații de teren…………………………………………………………………………………………………..38

4.3 Impactul alunecărilor asupra spațiului construit……………………………….43

5. Rezultate și discuții…………………………………………………………………………..45

Concluzii……………………………………………………………………………………………..46

Bibliografie…………………………………………………………………………………………..47

Abstract

Evaluarea susceptibilității la alunecări de teren necesită înțelegerea distribuției spațiale ale factorilor care conduc la instabilitatea pantei. Se cunoaște faptul că comportamentul alunecărilor de teren este dificil de analizat și evaluat din cauza diferiților factori care determină deplasările de teren. (Chițu, 2009).

Principalii factori utilizați pentru a analiza susceptibilitatea la alunecări de teren sunt compuși din parametrii morfometrici, cum ar fi: panta, orientarea, în combinație cu geologia, utilizarea terenului, tipurile și proprietățile solului.

Arealul de studiu este reprezentat de zona administrativă a orașului Breaza, care se întinde pe aproximativ 51 kmp, situată de-a lungul râului Prahova în Subcarpații Prahovei. Acest areal este afectat de alunecări de teren, aproximativ 60 % din areal este susceptibil mediu/mare la acest proces geomorfologic.

Cuvinte cheie: susceptibilitate, alunecări de teren, factori, Breaza

Introducere

Procesele de instabilitate ale versanților denumite și deplasări de teren sau alunecări de teren sunt unele dintre cele mai diversificate și complexe hazarde naturale (Guzzetti, 2005).

România este de asemenea afectată de alunecări de teren, alături de inundații reprezintă 57 % din pierderile datorate hazardelor naturale.

Prin geologie, orientarea versanților, utilizarea terenului și condițiile climatice, zona subcarpatică este una dintre cele mai expuse la riscul de apariție a alunecărilor de teren.

În ultimii ani au avut loc schimbări climatice majore, furtuni, anotimpuri calde și uscate, astfel și-au făcut apariția riscurile naturale în zonele subcarpatice (Bălteanu et al, 2010). Furtunile puternice din 1997, dar și din 2005, 2010, au declanșat numeroase alunecări de teren în zona Breaza și satele învecinate.

Scopul lucrării este de a realiza o analiză a susceptibilității la alunecări de teren în arealul Breaza, acestea fiind un hazard și reprezintă o amenințare pentru comunitate prin efectele distructive ale acestora.

Motivația alegerii temei acesteia provine din dorința de a analiza și a gestiona procesele de alunecare care pot influența activitățile umane și economice.

Există numeroase studii referitoare la alunecările de teren având informații cu privire la mecanismele proceselor de alunecare și rolul lor în modelarea versanților. Aceste lucrări care conțin hărți elaborate sunt următoarele: (Mihăilescu 1939; Martiniuc 1954; Grigore M., Ielenicz M., 1970,1972. Un aspect mult mai dezvoltat a fost cel al stabilirii zonelor susceptibile la alunecări (Ichim, 1979; Mac, 1986; Surdeanu, !987).

Pe plan mondial este o vastă literatură despre procesele de versant, elaborate dupa anul 1970, spre exemplu lucrarea lui Corson și Kirly.

Utilizarea sistemelor GIS a permis dezvoltarea tehnicilor de cartografiere a susceptibilității la alunecări de teren, bazate pe relațiile statistice dintre factorii pregătitori și alunecările inventariate.

1. Arealul de studiu

Zona administrativă a orașului Breaza din județul Prahova, este situată pe valea râului Prahova, în Subcarpații Prahovei. Este localizată în zona central-nordică a județului având ca vecinătăți:

N – Comarnic

E – Adunați, Provița de Sus

S – Câmpina, Provița de Jos

V – Cornu

Fig.1 Localizarea arealului Breaza

Fig. 2 Fotografie 7 mai 2008, fotografiată de la N la S,

la o înălțime a zborului de 1000 m. A. Râul Prahova, B. Breaza, C. Nistorești(sursa: Landslide inventory for the administrative area of Breaza, Curvature Subcarpathians, România Ionut Șandric & Zenaida Chitu)

Din punct de vedere administrativ orașul Breaza este format din cartierele Breaza de Sus, Breaza de Jos, Frăsinet, Podu Corbului, Nistorești, Gura Beliei, Irimești, Podu Vadului, Surdești, V. Târsei etc.

Arealul este caracterizat printr-un relief fragmentat înconjurat de dealuri ce depășesc 700 m altitudine.

Orașul se înscrie prin așezare și prin caracteristicile morfometrice și morfografice în tipul de relief de alternanță a dealurilor și a culoarelor de vale, fiind așezat într-o regiune de interferență a dealului cu muntele.

Din punct de vedere geologic, terasa este alcătuită din depozite miocene de gresii și pachete de gipsuri, conglomerate, marne compacte, calcaroase, argile. La partea inferioară a gipsurilor apar gresiile și conglomeratele care alcătuiesc stiva numită „conglomeratele de Brebu”.

Zona deluroasă este formată la suprafață din roci moi: argile, marne, luturi și nisipuri alternante cu marne și gresii, conglomerate.

Diferitele unități litostratigrafice sunt afectate de alunecările de teren. Eterogenitatea acestora sunt un factor declanșator pentru deplasările în masă (Damian et al., 2003).

Fig. 3 Geologia (după Harta geologică a României 1:200000,

foaia Târgoviște, 1968, Institutul Geologic al României)

Distribuția claselor și tipurilor de sol este foarte diversificată. Sunt prezente solurile care aparțin claselor următoare: cernisoluri, luvisoluri, cambisoluri, protisoluri, hidrisoluri.

Fig. 4 Harta solurilor

(dupa Harta solurilor a României, scara 1:200000)

Caracteristicile climatice și regimul precipitațiilor: datorită așezării, clima este temperat-continentală. Temperatura medie anuală este 9,3̊ C. Precipitațiile se înscriu în intervalul 800-1100mm/an.

Rețeaua hidrografică.

Zona administrativă a orașului Breaza se află situată din punct de vedere hidrografic în Bazinul Hidrografic Ialomița. principalul curs hidrografic care drenează arealul Breaza, este râul Prahova, străbate orașul de la N la S.

Activitățile umane au un impact negativ asupra acestui areal, cu o densitate a populației de 50-75 loc/kmp

2. Metodologie

În literatura științică s-au realizat un număr foarte mare de lucrări care au ca temă analiza susceptibilității la alunecări de teren. (Guzzetti, 2005, Brunsden et al., 1975, Dahal, 2008).

Metodologia realizării studiului a fost facută în 3 etape majore:etapa documentării bibliografice, etapa de teren și etapa de laborator.

În etapa documentării bibliografice, au fost consultate articole, lucrări de specialitate, teze de doctorat. Există numeroase lucrări care au ca subiect de studiu procesele de alunecare din bazinul Prahova, arealul Breaza.

Etapa de teren a fost realizată în luna aprilie, în această etapă fiind analizate zonele afectate de alunecări. Acestea se pot observa și prin utilizarea imaginilor satelitare, regăsite cu ajutorul Google Maps sau Google Earth.

Etapa de laborator a constat în utilizarea programului GIS, au fost realizate analize morfometrice, în final rezultând produsele cartografice.

Baze de date

Bazele de date alcătuite pentru realizarea analizei propuse sunt reprezentate de date spațiale în format vector, organizate în straturi tematice cu scopul de a reda, pe rând, o caracteristică a reliefului în arealul de studiu. Acestea sunt folosite individual, dar și suprapuse cu scopul de a ajuta înțelegerea condițiilor care duc la producerea alunecărilor de teren care modeleaza suprafața terestră.

Tabel.1 Baze de date utilizate

Metodologia realizării studiului de față a fost executată prin aplicarea a 2 metode: Weighted Overlay (suprapunere ponderata) și metoda ratei de frecvență (frequency ratio-model). Aceste metode au fost reprezentate cu ajutorul programul Arc Gis 10.1.

Metoda suprapunere ponderată (engl. weighted overlay) este o metodă calitativă bazată pe aprecierea expertului pentru cartografierea susceptibilității la alunecări de teren. Pentru această metoda am folosit 3 strate: geologia, pantele și utilizarea terenului. Aceste straturi au fost reclasificate astfel:

Tabel. 2 Ponderile acordate factorilor pentru analiza susceptibilității la alunecări de teren

Fig. 5 Realizarea metodei weighted overlay

cu ajutorul extensiei Model Builder

Suprapunerea celor trei strate tematice (litologie, utilizarea terenurilor și pante) cărora li s-au acordat ponderile amintite mai sus, a dus la realizarea hărții de susceptibilitate tip expert la alunecări de teren clasificată în 3 clase: susceptibilitate mare, medie și mică.

Metoda ratei de frecvență (frequency ratio-model)

A doua metodă de analiză a susceptibilității este cea a ratei de frecvență. Rata de frecvență reprezintă raportul dintre procentul suprafețelor ocupate de alunecări de teren pe fiecare factor și procentul suprafeței totale corespunzător fiecărui factor.

Pentru a determina probabilitatea de apariție a alunecărilor de teren s-a calculat rata de frecvență a acestora, în funcție de cinci factori: panta, orientarea versanților, utilizarea terenurilor, geologie, energia de relief.

Pentru a realiza harta susceptibilității terenului s-a aplicat următoarea formulă; (Bălteanu, D., Chendeș, V., Sima, M., Enciu. P., 2010):

S = [asp(15)+er(5)+li(35)+sl(20)+lu(25)]/100

S- susceptibilitatea

Asp-orientarea versanților

Er-energia de relief

Li-geologia

Sl-pante

Lu-utilizarea terenului

În urma utilizării acestei formule a rezultat harta susceptibilității clasificată în 3 clase: mică, medie și mare.

Aceste metode folosite au condus la reprezentarea susceptibilității la alunecări de teren și reprezintă metodele cele mai utilizate în vederea obținerii unor rezultate bune.

3. Morfometria

Caracteristicile morofometrice arată intensitatea proceselor ce au loc într-o regiune și ajută la înțelegerea aspectelor genetice ale reliefului. Morfometria ajută la înțelegerea legăturilor stabilite între caracteristicile reliefului și eventualele riscuri pentru societate

Arealul Breaza este situat în Subcarpații Prahovei. Zona este caracterizată prin relief destul de fragmentat, înconjurat de dealuri de peste 700 m altitudine (Lazului, Gurga-743 m alt).

Breaza se regăsește prin localizare și caracteristici în tipul de relief, alternanța dealurilor și a culoarelor de vale.

În ceea ce privește hipsometria, Breaza are altitudinea maximă de 920 m, în partea N-E, iar cea minimă de 440 m. Se poate spune că dispunerea treptelor altitudinale este de la N(cele mai înalte) la S(cele mai joase) .

Se poate observa în imaginea de mai jos (Fig. 7) că harta a fost clasificată în 5 intervale. Primul interval este de 400-500 m și corespunde culoarelor de vale ( Prahova, Târsa). Acest interval deține o pondere de 14 %.

Al doilea interval este cuprins între 500-600 m altitudine și corespunde suprafețelor de terasă. Ponderea acestui interval este de 34 %. Al treilea interval este cuprins între 600-700 m și corespunde dealurilor subcarpatice. Altitudinile de 700-800 m sunt caracteristice dealurilor înalte. Au o pondere de 18 %. Altitudinile de peste 800 m se regăsesc în partea NE a arealului și dețin o pondere de 7 %.

Fig. 6 Ponderea treptelor hipsometrice, Breaza

Fig. 7 Harta hipsometrică a arealului Breaza

(sursa: Harta topografică 1:25000, proiecția Stereo 70)

Pantele

Pantele sunt un parametru geomorfologic important, care determină stabilirea potențialului morfodinamic a unei regiuni analizate.

“Una dintre cauzele de fond ale caracteristicilor declivității reliefului dintr-o regiune o constituie raporturile dinamice extrem de multiple și variabile care, se stabilesc între densitatea și adâncimea fragmentării reliefului, pe de o parte, și procesul de evoluție al suprafețelor morfologice cu diferite grade de înclinare, pe de altă parte. Rezultă, deci, ca analiza suprafețelor morfologice înclinate face parte integrantă din cerințele cercetării fundamentale și aplicative a reliefului. Fiind unul dintre factorii potențiali de care depinde geneza, dinamica și evoluția numeroaselor procese geomorfologice, panta constituie o reflectare veridică a specificului condițiilor în care se desfășoară modelarea reliefului, în strânsă legătură cu factorii de ordin climatic, hidrologic, pedofitogeografic, geologic, antropic etc. Sectoarele de versanți, suprafețe de racord și alte părți componente ale reliefului care au pante caracterizate printr-o anumită expoziție, formă și extindere, concentrează în cadrul unor condiții morfoclimatice, morfodinamice, ecologice și domeniu de utilizare specifice.”

Pantele din cadrul arealului Breaza prezintă un potențial ridicat pentru dezvoltarea proceselor.

Comănescu, 2004, a precizat: “cauzele care duc la diferențierile pantelor sunt: structura geologică, alternanța roci moi și roci dure, adâncirea diferențiată a rețelei hidrografice”.

În figura de mai jos (Fig.9) sunt reprezentate pantele. Se poate observa că acestea au fost clasificate în 6 intervale.

Primul interval este cuprins între valorile 0-5 grade, cuprinde un procentaj de 19 % și caracterizează podurile de terasă, luncile văilor, dar și interfluviile cvasiorizontale. Pe aceste pante nu se produc procese de alunecare.

Al doilea interval este cuprins între 5-10 grade, cu un procentaj de 23 % și este întâlnit la partea superioara a versanților. Al treilea interval este de 10-15 grade, aceste valori fiind întâlnite pe versanți, modelarea reliefului fiind intensă.

Al patrulea interval este cuprins între 15-20 grade. Al cincilea este cuprins între 20-25 grade, iar ultimul interval cuprinde valori ale pantelor de peste 25 grade, cu un procentaj de 4 %. Aici procesele de alunecare sunt prezente în număr mare, aceasta pantă fiind favorabila producerii alunecărilor, proceselor geomorfologice.

Fig. 8 Ponderea distribuției pantelor din arealul Breaza

În imaginea de mai sus sunt reprezentate ponderile pantelor din arealul Breaza.

Fig. 9 Harta pantelor din arealul Breaza

Expoziția versanților

Expoziția versanților reprezintă un factor pasiv în declanșarea alunecărilor de teren, dar condiționează repatiția regimului termic, precipitațiile, durata și grosimea stratului de zăpadă, umiditatea solului, toate au consecințe directe asupra intensității proceselor morfodinamice. (Ene, 2004).

Harta expoziției versanților are în vedere evidențierea gradului de însorire sau de umbrire. În acest sens, versanții cu orientare nordică sunt mai umbriți, deci mai puțin vulnerabili la eroziune, iar cei cu orientare sudică care sunt mai însoriți au o susceptibilitate mai mare la eroziune, agregatele versanților fiind mai uscate, coeziunea lor mai slabă și, deci, dislocarea lor mai facilă.

Fig. 10 Harta expoziției versanților din arealul Breaza

“Pe un versant cu expoziție sudică, cantitatea de căldură primită pe unitatea de suprafață este de 1,6 până la 2,3 ori mai mare decât pe un versant cu expoziție nordică. Aceste variații ale regimului de căldură și insolație se răsfrâng si asupra proceselor pedogenetice și umidității solului. Versanții vestici, deși sunt considerați asemănători cu cei estici din punct de vedere climatic, se deosebesc totuși de aceștia printr-un plus de precipitații, determinat de însăși expoziția în calea maselor de aer încărcate cu vapori de apă. Totodată, în zilele însorite, versanții cu expoziție vestică se caracterizează printr-un plus de căldură în comparație cu cei estici, deoarece aici insolația de după ora 12 găsește un mediu cald, pe când pe cei estici, o mare parte din energia calorică se folosește pentru evaporație.”

Fig. 11 Graficul de distribuție a suprafeței expoziției versanților

Se poate observa din graficul de mai sus că versanții estici ocupă o suprafață mare de 7,27 kmp. Cea mai mai mică suprafață o ocupă versanții cu expoziție Nord-Vestică, cu suprafața de 3,51 kmp. Versanții sudici au o suprafață de 5,01 kmp.

Energia de relief

Energia de relief reprezintă instrumentul care evidențiază reprezentarea altitudinilor relative dintr-un areal, prin diferența dintre altitudinea maximă și altitudinea minimă.

Energia de relief se poate corela foarte bine cu intensitatea proceselor geomorfologice.

Energia exprimă intensitatea sau profunzimea eroziunii lineare generată de apele curgătoare. Reprezintă amplitudinea altitudinală pe unitatea de suprafață.

În figura de mai jos (Fig. 11) este reprezentată harta energiei de relief. Aceasta a fost clasificată în 5 clase de valori.

Fig. 12 Harta energiei de relief din arealul Breaza

Se poate observa că valorile mici ale energiei sunt regăsite acolo unde apele curgătoare nu au erodat suprafețele și au valori cuprinse între 3-50 m/kmp. Suprafețele cele mai erodate și unde au loc procesele de eroziune, procesele geomorfologice au valori de peste 200 m/kmp.

Fig.13 Graficul ponderii energiei de relief

din cadrul arealului Breaza

Cele 5 clase de energie rezultate au anumite ponderi. Cel mai mare procentaj îl ocupă clasa cuprinsă între 50-100 m/kmp. Cel mai mic procentaj i se atribuie clasei cuprinsă între 3-50 m/kmp. Se poate observa că suprafețele afectate de o energie de relief puternică au o pondere de 10,3 %.

Densitatea fragmentării reliefului

Densitatea fragmentării reliefului este un parametru morfometric prin care este evidențiată lungimea întregii rețele hidrografice (permanente și temporare) dintr-un teritoriu. Din acest motiv, parametrul acesta este cunoscut sub numele de densitate de drenaj.

În imaginea de mai jos (Fig. 14) a fost realizată harta densității fragmentării reliefului. Prin adâncirea rețelei hidrografice și prin accentuarea eroziunii regresive a condus la creșterea densitătii fragmentării.

Harta a fost clasificată în 6 clase de valori. <0,9 km/kmp, 1-2 km/kmp, 2-4 km/kmp, 4-6 km/kmp, 6-8 km/kmp și > 8 km/kmp.

Fig.14 Harta densității fragmentării reliefului din arealul Breaza

Valorile cele mai mari ale densității fragmentării reliefului de >8 km/kmp se regăsesc în partea de Sud, Sud-Vest și Vest. Aici eroziunea râurilor a afectat suprafața de teren, dezvoltându-se procesele geomorfologice.

Trăsătura esențială care rezultă și caracterizează în ansamblu fragmentarea orizontală a reliefului se caracterizează prin alternanța culoarelor de vale cu spațiile interfluviale. (M.Grigore, 1979)

4. Analiza susceptibilității la alunecări de teren

Evaluarea susceptibilității la alunecări de teren necesită înțelegerea distribuției spațiale ale factorilor care conduc la instabilitatea pantei. Se cunoaște faptul că comportamentul alunecărilor de teren este dificil de analizat și evaluat din cauza diferiților factori care determină deplasările de teren. (Chițu, 2009).

Hazardul geomorfologic este definit de Gares (Gares et al., 1994) ca fiind o amenințare sau o succesiune de amenințări pentru comunitatea umană, rezultate din trăsăturile de instabilitate ale suprafeței terestre.

Guzzeti susține că “susceptibilitatea reprezintă o stabilitate sau instabilitate a mediului și se evaluează printr-o analiză asupra spațiului”.

Alunecările de teren sunt procese gravitaționale care modelează terenurile în pantă. Alunecările reprezintă atât procesul de deplasare a rocilor de pe versant, dar și forma de relief în sine.

Alunecarea fiind o formă de relief are următoarele componente: râpa de desprindere, corpul alunecării, fruntea alunecării și suprafața de alunecare (Grecu, F., 2008)

Fig.15 Elementele alunecării de teren

(sursa: Grecu, F., Hazarde și riscuri, 2008, București)

Fig. 16 Harta alunecărilor de teren din arealul Breaza

Se poate observa că la nivelul arealului Breaza alunecările de teren sunt prezente în număr mare, fie ele active, stabilizate, sau fosile.

Analiza susceptibilității la alunecări de teren s-a realizat prin 2 metode: Weighted Overlay (suprapunere ponderata) și metoda ratei de frecvență (frequency ratio-model).

Metoda suprapunere ponderată (engl. weighted overlay) este o metodă calitativă bazată pe aprecierea expertului pentru cartografierea susceptibilității la alunecări de teren.

Pentru această metoda am folosit 3 strate: geologia, pantele și utilizarea terenului. Aceste straturi au fost reclasificate, (vezi Tabel 2 Ponderile acordate factorilor pentru analiza susceptibilității la alunecări de teren, pag.10)

Suprapunerea celor trei strate tematice (litologie, utilizarea terenurilor și pante) cărora li s-au acordat anumite ponderi, a dus la obținerea hărții de susceptibilitate la alunecări de teren cu trei clase: mică, medie și mare.

Fig. 17 Harta susceptibilității la alunecări de teren

Se poate observa că susceptibilitatea mică se regăsește pe suprafețele cvasiorizontale din lunca râurilor și terase și pe porțiunile unde sunt prezente rocile mai dure.

Susceptibilitatea medie se identifică aproape în majoritatea arealului, aceasta fiind dată de modul de utilizare al terenurilor (livezi, terenuri agricole etc).

Susceptibilitatea mare se află pe formațiunile argiloase, mărnoase, pe pantele cu valori ridicate.

Fig. 18 Harta susceptibilității la alunecări de teren realizată prin metoda Weighted Overlay

Metoda ratei de frecvență (frequency ratio-model)

A doua metodă de analiză a susceptibilității este cea a ratei de frecvență. Rata de frecvență reprezintă raportul dintre procentul suprafețelor ocupate de alunecări de teren pe fiecare factor și procentul suprafeței totale corespunzător fiecărui factor.

Pentru a determina probabilitatea de apariție a alunecărilor de teren s-a calculat rata de frecvență a acestora, în funcție de cinci factori: panta, orientarea versanților, utilizarea terenurilor, geologie, energia de relief.

Fig. 19 Harta susceptibilității la alunecări de teren realizată prin metoda ratei de frecvență

Din graficul rezultat din harta susceptibilității la alunecări de teren prin metoda ratei de frecvență se poate observa că procentajul cel mai mare de 24, 5 % este ocupat de clasa de susceptibilitate medie.

Clasa de susceptibilitate mare are un procentaj de 10 %, iar cea mică de 14 %.

Analiza frecvenței alunecărilor de teren se realizează pe baza analizei frecvenței alunecărilor de teren pentru fiecare factor și clasă.

Frecvența alunecărilor de teren pe intervale de pante.

Fig. 20 Graficul suprafeței alunecărilor

de teren în funcție de panta reliefului

În graficul de mai sus se poate observa că alunecările de teren se produc cel mai mult pe pantele cuprinse între 15-20 grade,(0,70 %) 20-25 grade, (0,62 %).

Fig. 21 Distribuția alunecărilor de

teren în funcție de pante

Frecvența alunecărilor de teren în funcție de treptele hipsometrice

Fig.22

În graficul de mai sus sunt reprezentate ponderile alunecărilor de teren în funcție de treptele altitudinale. Se poate observa că dispunerea acestora se află la altitudinile cuprinse între 500-600 m, 600-700 m, la aceste altitudini alunecările având un procentaj mare.

Fig.23 Distribuția alunecărilor de teren

în funcție de treptele hipsometrice

Fig. 24 Distribuția alunecărilor de teren în funcție

de densitatea fragmentării reliefului

Se poate observa din harta de mai sus (Fig.24 Distribuția alunecărilor de teren în funcție de densitatea fragmentării reliefului) că majoritatea alunecărilor de teren se înregistrează în zonele unde fragmentarea este accentuată, acolo unde procesele geomorfologice au afectat relieful.

4.1. Factorii care conduc la apariția alunecarilor de teren. Efectele alunecărilor. Metode de combatere

Alunecările de teren reprezintă procesele geodinamice, de deplasare lentă sau rapidă a unei părți din versant și au loc în tendința restabilirii echilibrului natural al versantului.(F, Grecu., Riscuri și Hazarde, 2008)

Distribuția actuală a alunecărilor de teren reprezintă un element important în vederea obținerii indicelui susceptibilității.

La nivelul arealului de studiu sunt identificate o densitatea mare a alunecărilor de teren,care au diferite dimensiuni, suprafețe, adâncimi(profundă, superficială), stadii(activ-intermitent, latente, fosile, sau stabilizate antropic).

Alunecările de teren sunt responsabile pentru producerea de pagube, în ceea ce privește viețile omenești cât și produsele materiale. Aceste fenomene au un caracter distrugător și influențează în mod negativ viața umană, mediul înconjurător.

Există o multitudine de factori care determină producerea alunecărilor de teren. Cauzele alunecărilor de teren sunt datorate numărului de factori externi, care acționează asupra versanților sau a taluzurilor. Factorii pot fii naturali sau antropici.

Factorii naturali pot fi împărțiți în mai multe categorii: factori climatici, factori biotici și factori mecanici naturali, factorii geologici, panta, expoziția versanților etc.

Factorii climatici cei mai importanți sunt precipitațiile sub orice formă, temperaturile, fenomenul de înghet-dezgheț, seceta.

Dintre toți acești factori, precipitațiile sunt responsabile pentru producerea alunecărilor de teren. Apa din precipitații ajunge să se infiltreze în pământ, influențând pânza freatică producând instabilitate suprafețelor aflate în pantă.

Temperatura aerului este un parametru climatic important rezultat în urma acțiunii radiației solare. Arealul de studiu, Breaza, se încadrează în intervalul de temperatură cuprins între 8̊ C – 9̊ C, temperaturi caracteristice dealurilor subcarpatice.

Temperaturile medii lunare și anuale(1961-2000)

Din punct de vedere geologic alunecările de teren se produc în roci moi, dar și în roci tari, fenomenul de producere se manifestă diferit,spre deosebire de rocile tari unde fenomenul de alunecare se produce brusc, în rocile moi(argile, marne), alunecarea se produce lent, observându-se deformații la nivelul suprafeței terenului.

Relieful, prin declivitatea sa, este o cauză potențială, deplasarea materialelor pe versant fiind determinată de valoarea gradului pantei.

Din categoria factorilor biotici face parte prezența sau absența vegetației.

Factorii mecanici naturali sunt în relație directă cu zona geografică a arealului care prezintă potențial de alunecare. Din categoria acestor factori fac parte: eroziunea, cutremurele de pământ.

Factorii antropici pot declanșa alunecări de teren. Factorii aceștia depind de interacțiunea omului cu mediul înconjurător. Activitățile umane cum ar fi, excavările necontrolate, încărcarea versanților cu pământ, modificarea utilizării amplasamentelor duc la producerea de alunecări. În această categorie de factori sunt incluse și defrișările, fenomen care a transformat suprafețele zonelor sigure în suprafețe cu potențial de alunecare.

Modul de utilizare a terenurilor poate avea influență asupra alunecărilor de teren, putând sa reducă condițiile de producere a acestora, sau să favorizeze procesul de producere a alunecărilor.

Modul de utilizare a terenului este strâns legat de condițiile biopedoclimatice.

Creșterea numerică a populației a determinat restrângerea suprafețelor naturale și înlocuirea lor cu cele artificiale, în special cu terenuri agricole și așezări iar vegetația naturală a suferit transformări semnificative. Utilizând Corine Land Cover, 2012 au fost identificate mai multe clase de utilizare. (Fig. 24)

Fig. 25 Harta utilizării terenului din arealul Breaza

Fig. 26 Ponderea categoriilor de folosință din arealul Breaza

Se poate observa din graficul de mai sus că modul de utilizare este foarte diversificat. Un procent de 22% îl deține spațiul construit, un procent mare datorită creșterii densității populației. Și terenurile agricole au un procent mare, de 26 %. Celelalte categorii de folosință dețin diferite procente. Livezile dețin un procent de 5% aceste suprafețe de livezi fiind un loc favorabil dezvoltării alunecărilor.

Efectele alunecărilor

efectele datorate alunecărilor de teren sunt urmatoarele: – distrugerea parțiala sau totală a clădirilor

– blocarea albiei râului

– distrugerea parțială sau totală a rețelelor edilitare

– blocarea unor căi de comunicații

Metode de combatere a alunecărilor de teren

Există diferite metode de combatere a alunecărilor. Pentru stabilizarea alunecărilor de teren sunt necesare lucrările inginerești.

Pentru a se aplica aceste lucrări este necesar să se cunoască foarte bine structura geologică a versanților, sensul de cădere a straturilor, înclinarea versantului, tectonica zonei, detalii despre construcțiile care sunt situate pe versant, etc.

Împădurirea suprafețelor afectate

Drenarea apelor de suprafață și a celor subterane

Lucrările de rezistență sunt realizate cu scopul de a stabiliza versantul sau pentru consolidarea alunecărilor deja produse. Sunt utilizate zidurile de sprijin. Un beneficiu al acestor tipuri de lucrări este că ofera protecție versantului la eroziunea râurilor (ziduri longitudinale, gabioane, etc.).

“Sub aspectul metodelor de amenajare s-ar impune realizarea unui sistem de drenaj optim care să se dezvolte natural, realizarea de trepte care să ofere baze locale de eroziune, aducerea terenului la un unghi stabil de alunecare cu prevederea unor berme, realizarea de plantații sistematice cu salcâm și cătină care să consolideze terenul și să aducă un echilibru în scurgerile de suprafață.” (Armaș, I., Damian, R, 2002)

4.2. Istoricul alunecărilor de teren înregistrate în arealul Breaza.Observații de teren

Orașul Breaza prezintă riscul cel mai mare la alunecări de teren în lungul văii Prahovei, active pe versanții teraselor.

Prin pantă, lungimea versantului, condițiile geologice și structural se favorizează dezvoltarea râpelor.

Dezvoltarea spatiului construit pe fruntea terasei Breaza dupa anul 1990 a condus la destabilizarea sistemelor de versant.

“Versantul teraselor superioare (TIII si TIV) este modelat prin alunecari care au prezentat o perioada de stabilitate, dar cu reactivare din primavara lui 2003” (Armaș, I., Damian, R., Șandric, I., Osaci-Costache, G., 2003).

Alunecările de teren din cadrul orașului Breaza au fost înregistrate începand cu anul 1975, 1996, 1997, 1998,2003 etc.

Alunecările de teren activate cu mult timp în urmă au evoluat în mod diferit, unele dintre acestea fiind dificil de identificat deoarece zona alunecării a fost înierbată, s-au plantat arbori care acoperă zona afectată.

Condițiile climatice din toamna anului 1996 și până în vara anului 1997 (precipitații abundente) au condus la reactivarea alunecărilor de teren și a curgerilor noroioase. Alunecările au afectat 1100 gospodării, 8 case fiind complet distruse.

Antropizarea peisajului (1984-2000) prin dezvoltarea spațiului construit, creșterea densității populației și presiunea umană au condus la destabilizarea versanților.

Tabel. 3 Alunecările de teren înregistrate în orașul Breaza și înregistrate în studiul suport pt legea 575/200.

Fig. 27 Identificarea zonelor afectate de alunecări de teren(sursa: Ortofoplan 2005)

Strada Primăverii

În acest sector alunecarea este stabilizată, versanții fiind acoperiți de vegetație. Există și un sistem de stabilizare a drumului, vezi (Fig. 28).

Fig. 28 Strada Primăverii- sistem de stabilizare a drumului

sursa(arhivă personală)

Strada Miron Căproiu

În cadrul acestei străzi a fost vizualizat punctul Căpriori care se situează pe malul drept al Prahovei.

Acest areal a fost afectat de alunecăre de teren, aceasta fiind în prezent stabilizată. Se poate observa din imaginea (Fig. 29) că această zonă are un aspect vălurit. Cauza producerii acestei alunecări de teren au fost precipitațiile abundente și eroziunea râului Prahova.

Fig. 29 Punctul Căpriori (sursa: arhiva personală)

Strada Eternității (punctul cimitirului Eternității)

Acest areal a fost afectat de alunecare de teren în anul 1997. Această alunecare a avut o dimensiune mare, pornind de la nivelul drumului județean ajungând pâna la valea râului Prahova. În momentul de față versantul are un aspect vălurit și este acoperit de vegetație.

Fig. 30 Versant vălurit (sursa: arhivă personală)

4.3 Impactul alunecărilor asupra spațiului construit

Alunecările de teren au un impact negativ asupra populației și spațiului construit. În orașul Breaza construcțiile sunt construite din lemn și paiantă, cărămidă, beton și B.C.A.

Valea Prahovei are o densitate a populației mult peste media pe țară. Antropizarea peisajului din anii 1984 și 2000 prin creșterea suprafețelor construite, densitatea populației, presiunea umană asupra terenurilor agricole și modului de utilizare, include orașul Breaza în categoria unui peisaj în dezechilibru puternic.

În urma alunecărilor de teren care au avut loc în acest areal unele construcții au fost distruse în totalitate, iar altele au fost doar afectate.

Din datele oficiale ale recensământului din anul 2002 se arată că în orașul Breaza se află un număr de 6065 gospodării care înglobează un număr de 17692 locuitori, după cum urmează:

Breaza de Jos 754 gospodării 1968 locuitori

Breaza de Sus 3069 gospodării 9783 locuitori

Frăsinet 185 gospodării 521 locuitori

Gura Beliei 387 gospodării 1030 locuitori

Irimești 21 gospodării 41 locuitori

Nistorești 312 gospodării 916 locuitori

Podu Corbului 122 gospodării 289 locuitori

Podu Vadului 691 gospodării 1734 locuitori

Surdești 86 gospodării 221 locuitori

Valea Târsei 483gospodării 1189 locuitori

(Sursa: Memoriu Breaza)

Fig. 31 Casă afectată de alunecare de teren

(sursa: arhivă personală)

Fig. 31 Casă afectată de alunecări, aprilie 2015

(sursa: http://www.romania-actualitati.ro/)

5. Rezultate și discuții

Din punct de vedere geomorfologic zonele de susceptibilitate redusă sunt situate la nivelul terasei râului Prahova. Terasele sunt dispuse de o parte și de alta a râului, dar mult mai bine dezvoltate pe partea dreaptă.

Zonele cu suscpetibilitate medie sunt situate pe pantele cu valori de 10-15 grade, aici producându-se alunecări de teren.

Zonele cu susceptibilitate mare sunt regăsite în pantele cu valori de 15-25 grade, suprapuse peste o litologie formată din argile, lut și marne.

Cea mai afectată zonă construită din zona administrativă Breaza este satul Irimești, acesta fiind distrus de alunecări de teren în anul 1975. În acest sat au rămas doar câteva case, acesta fiind în continuare într-o zonă cu susceptibilitate mare la alunecări de teren.

Alte așezări afectate de alunecări de teren sunt Valea Târsei și Surdești, Gura Beliei, localizate într-o zonă cu susceptibilitate mare la alunecări de teren.

Localitățile așezate în areale cu susceptibilitate medie la alunecări de teren sunt situate pe partea stângă a râului Prahova: Frăsinet, Nistorești.

Cele mai puțin afectate de alunecări sunt Breaza de Jos și Breaza de Sus, Podu Corbului, situate aproape de râul Prahova pe terasele râului.

Hărțile de susceptibilitate redă cu exactitate susceptibilitatea la alunecări de teren pentru zona Breaza. Zonele de susceptibilitate medie/mare se suprapun foarte bine pe corpurile de alunecare. Aceste hărți ajută și la identificarea zonelor unde pot apărea alunecări de teren.

Concluzii

Zona administrativă a orașului Breaza din județul Prahova, este situată pe valea râului Prahova, în Subcarpații Prahovei. Este localizată în zona central-nordică a județului.

Lucrarea a fost structurată în 5 capitole importante. Este prezentat arealul de studiu (localizare, geologie, soluri, caracteristicile climatice etc.). Au fost analizate metodele utilizate pentru realizarea hărților finale care ajută la analiza susceptibilității a arealului.

Breaza se remarcă prin poziția din cadrul Subcarpaților prin geologia formată din argile, marne care determină alunecările de teren, procese geomorfologice care afectează zonele subcarpatice.

Această analiză determină realizarea modelului de susceptibilitate, pentru identificarea altor suprafețe susceptibile la deplasările în masă acestea condiționând dinamica suprafețelor fragile.

Hărțile de susceptibilitate la alunecări de teren pentru arealul Breaza ne prezintă zonele predispuse la alunecări de teren și reprezintă hărțile informative cu privire la investigarea zonelor afectate.

Analiza de susceptibilitate ne ajută foarte mult la identificarea riscului pentru arealul Breaza. Susceptibilitatea reprezintă predispunerea la un anumit fenomen, un element fiind susceptibil la anumiti factori.

Prin utilizarea tehnicilor GIS au rezultat hărțile hipsometrice, pantele, energia de relief, densitatea fragmentării reliefului, modul de utilizare a terenului, geologia, etc., care au ajutat la obținerea hărților finale de susceptibilitate.

Prin folosirea celor 2 metode (suprapunerea ponderată, modelul ratei de frecvență) au rezultat hărțile de susceptibilitate.

Consider că studiul de față demonstrează că utilizarea programelor GIS ajută la realizarea analizelor de susceptibilitate. În concluzie acest studiu ajută la identificarea zonelor afectate de alunecări de teren din cadrul arealului Breaza, ajută autoritățile la intervenirea în momentele critice și ajută la construirea și realizarea măsurilor de prevenire împotriva alunecărilor de teren.

Bibliografie

1. Armaș, I., Damian, R, Modelul alunecărilor de teren de pe fruntea terasei Breaza, Seminarul Geografic „D. Cantemir” Nr. 21-22/2002.

2. Armaș, I, (1999), Bazinul hidrografic Doftana. Studiu de geomorfologie, Editura Enciclopedică, București.

3. Armaș, I., Nistoran, D.E.G., Osaci-Costache, G., Brașoveanu, L, Morpho-dynamic evolution patterns of Subcarpathian Prahova River (Romania), Catena 100 (2012) 83–99

4. Armaș, I., 2011b. Weights of evidence method for landslide susceptibility mapping. Prahova Subcarpathians, Romania. Natural Hazards 60 (3), 937–950.

5. Armaș, I., Manea, G., 2002. Artificializarea peisajului și vulnerabilitatea terenurilor la alunecări în sectorul subcarpatic al văii Prahova. Comunicări de Geografie VI, 31–38.

6. Armaș, I., Damian, R., Șandri, I., Osaci-Costache, G., 2003. Vulnerabilitatea versanților la alunecări de teren în sectorul subcarpatic al văii Prahova. Ed. Fundației România de Măine, București.

7. A.M.S. Pradhan, Y.T. Kim, Evaluation of a combined spatial multi-criteria evaluation model and deterministic model for landslide susceptibility mapping, Catena 140 (2016) 125–139.

8. CHITU, Z., SANDRIC, I., MIHAI B., SAVULESCU, I. (2009) Evaluate Landslide Susceptibility using Statistical Multivariate Methods: A case-study in the Prahova Subcarpathians, Romania, In: Malet, J.-P., Remaitre, A., Borgaard, T. (Eds.), Landslide Processes:From Geological Mapping to Dynamic Modelling, Editions du CERG, Strasbourg, pp. 265-270

9. CHITU, Z, (2010), Predictia spatio-temporala a hazardului la alunecari de teren utilizand tehnici S.I.G. Studiu de caz-arealul subcarpatic dintre Valea Prahovei si Valea Ialomitei, Universitatea din Bucuresti, Facultatea de Geografie.

10. Dobre, R. 2011, Pretabilitatea reliefului pentru căi de comunicații și transport în Culoarul Prahovei (sectoarele montan și subcarpatic), Editura Universitară, București, 245 pagini – teză de doctorat

11. Grecu F., 2008, Geomorfologie dinamică, Editura Universității din București.

12. Memoriu tehnic. “Harta de risc la alunecări de teren a orașului Breaza, SC Transproiect 2001 S.A.

13. Michal Dlugosz (Krakow), Landslide susceptibility assessment in the different regions of the Polish Carpathians, Studia geomorphologica Carpatho-Balcanica, vol.XLV, 2011: 25-46

14. Șandric, I., Chițu, Z, Landslide inventory for the administrative area of Breaza, Curvature Subcarpathians, România, 2012

15. Teză de doctorat, Evaluarea calității mediului din Depresiunea Loviștei cu ajutorul sistemelor informaționale geografice, Cristian Moise, Academia Română, Institutul de Geografie, București, 2015.

16.Thomas, Z., Frank, P., Rutzinger M., Rossel M., Markart G., Geitner C., A multi-annual landslide inventory for the assessment of shallow landslide susceptibility – Two test cases in Vorarlberg, Austria.

17. Văidean., R, Ivan, K., Hognogi, Gh, Indentificarea susceptibilității la alunecări de teren a bazinului hidrografic Dobric utilizând modelul ratei de frecvență, 2010.

18. http://www.romania-actualitati.ro/

19. http://www.revistaconstructiilor.eu/

20. Harta topografică 1:25000 a României, proiecție Stereo 70

21. Harta Geologica 1:200000 a României, Institutul Geologic

22. Harta solurilor 1:200000 a României

23. Ortofotoplan 2005