Evaluarea riscului de producere a alunecărilor de teren

“CreaŃii universitare 2010”, Al III-lea Simpozion NaŃional Iaşi, România, 5 martie 2010

Evaluarea riscului de producere a alunecărilor de teren

Vlad Aşuencei1, Paulică Răileanu2

1 Catedra de Căi de ComunicaŃii şi FundaŃii, Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi”, Iaşi, 700050, România, [email protected]

2 Catedra de Căi de ComunicaŃii şi FundaŃii, Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi”, Iaşi, 700050, România, [email protected]

Rezumat

Evaluarea riscului producerii alunecărilor de teren şi realizarea unor hărŃi care să permită o bună anticipare a acestui fenomen nedorit, în vederea prevenirii sau pe cât posibil, a limitării urmărilor nefaste, prezintă o preocupare actuală atât la nivel mondial cât şi la nivel naŃional. Studierea în amănunt a alunecărilor de teren este de o necesitate stringentă deoarece acestea pot conduce la importante pierderi omeneşti, la distrugeri materiale considerabile, cu efecte atât pe termen scurt cât şi pe termen lung asupra mediului înconjurător. Combinând date şi informaŃii primite de la specialişti în domeniu, din întreaga Europă, putem găsi noi abordări şi noi metode de analiza a acestui fenomen. Printre cauzele producerii alunecărilor sunt şi defrişările necontrolate care s-au făcut în diferite zone ale României, fapt ce ar trebui să conducă la o campanie naŃionala de prevenŃie şi combatere a alunecărilor de teren.

Cuvinte cheie: evaluarea riscului, alunecări de teren, defrişări, România

1. CONSIDERAłII GENERALE ASUPRA ALUNECĂRILOR DE TEREN

Alunecările de teren sunt mişcări gravitaŃionale ale maselor de pământ, roci sau resturi de natură vegetală de-a lungul unei pante, care pot apărea atât în zonele de uscat cât şi în zonele de coastă ale Ńărmului. ApariŃia acestor fenomene sau reactivarea lor este controlată de o serie de factori precum proprietăŃile formaŃiunilor geologice întâlnite în masivul de pământ, intemperiile, morfologia pantei, acoperirea / utilizarea, debitul de apa etc. [7]

Alunecările de teren împreună cu inundaŃiile şi cutremurele de pământ fac parte din categoria catastrofelor naturale ce pot conduce la pierderi de vieŃi omeneşti şi la pagube materiale considerabile. Aceste procese prezintă o mare răspândire şi frecvenŃă de manifestare pe întreg teritoriul României.

2 V. Aşuencei, P. Răileanu

Evaluarea riscului apariŃiei alunecărilor de teren implică o cercetare amănunŃită a unor aspecte:

- geologico-geotehnice cu referire la arealele pe care acestea se manifestă; - hidrogeologice şi de mediu ale structurilor geologice afectate sau potenŃial

instabile; - privind dinamica manifestării lor; - consecinŃele manifestării lor în special în zonele ocupate cu lucrări

inginereşti şi aşezări omeneşti; - geomorfologice şi de modelare a versanŃilor şi pantelor; - implicaŃii economice şi tehnice referitoare la asigurarea stabilităŃii şi luarea

unor măsuri de consolidare a zonelor potenŃial instabile, de proiectare şi execuŃie a construcŃiilor pe terenuri în pantă;

- urmărirea şi supravegherea în scopul limitării pagubelor cauzate de producerea lor;

- diminuarea impactului social generat de manifestarea lor ca dezastre naturale;

- reabilitarea unor zone afectate; - promovarea unor strategii de prevenire a alunecărilor şi conservarea

echilibrului versanŃilor. [1]

Alunecările de teren prezintă o răspândire în multe Ńări din întreaga lume, producând pagube mari, în special atunci când diferite tipuri de construcŃii inginereşti sunt proiectate şi executate fără a Ńine seama de condiŃiile pe care trebuie să le îndeplinească taluzurile şi versanŃii adiacenŃi. IncidenŃa crescută a alunecărilor de teren provocate de lucrările de construcŃie, în prezent, în comparaŃie cu trecutul, are următoarele explicaŃii:

- interferenŃa cu taluzurile şi versanŃii naturali este mai frecventă din cauza structurilor constructive mai îndrăzneŃe şi de dimensiuni mai mari;

- mecanizarea lucrărilor de săpare, deşi accelerează execuŃia excavaŃiilor, exclude posibilitatea sortării materialului şi poate declanşa fenomenul mai repede;

- posibilitatea alegerii amplasamentelor construcŃiilor în prezent este mai limitată decât în trecut datorită ocupării terenurilor bune în timp. [2]

Există o serie de cazuri în care, aparent, alunecările de teren se produc pe neaşteptate, surprinzând obiective economice şi grupuri sociale total nepregătite în vederea protejării faŃă de dezastrele provocate de acestea.

Comparativ cu alte dezastre naturale precum inundaŃiile sau cutremurele de pământ, alunecările de teren produc pagube mai mari, însă pot fi anticipate cu suficient timp înaintea producerii lor, în vederea combaterii sau măcar a limitării efectelor nedorite. Evaluarea riscului producerii alunecărilor de teren este posibilă deoarece declanşarea este precedată de o creştere a stării de eforturi din masivul de pământ, potenŃial alunecător, evoluŃia stării de eforturi putând fi Ńinută sub

“CreaŃii universitare 2010”, Evaluarea sistemelor de construcŃii 3

observaŃie în decursul unor perioade de timp bine stabilite şi care prezintă variaŃii considerabile ale factorilor climatici. Modificarea stării de eforturi din versanŃi apare ca rezultat atât a unor factori naturali cât si a unor factori artificiali. [11]

Din categoria factorilor naturali fac parte ploile abundente sau prelungite, cutremurele de pământ, erupŃiile vulcanice, topirea zăpezii şi eroziunea piciorului pantei de către râuri sau de către valurile mării. Factorii antropogeni, adică factorii care apar în urma intervenŃiei omului sunt: activităŃi de excavare necontrolate, încărcări suplimentare ale masivului de pământ, modificări ale scopului iniŃial de utilizare a terenului, vibraŃii, scurgeri de apă de la anumite reŃele de utilităŃi, despăduriri şi defrişări etc. Trebuie avut în vedere, faptul că orice combinaŃie de efecte, produse de factorii naturali şi / sau provocate de cei care Ńin de intervenŃia omului conduc la alunecări de teren. [7]

În cadrul fenomenelor de alunecare sunt incluse şi deformaŃiile lente, de lungă durată, la care mişcarea nu se produce în lungul unei suprafeŃe distincte de alunecare, ci print-o zona bine definită în care apar o serie de planuri de alunecare. Aceste deformaŃii prezintă aceleaşi caracteristici ca cele ale unei mişcări vâscoase şi poartă numele de „creep” sau curgeri plastice lente.

Alunecarea de teren propriu-zisă se declanşează odată cu depăşirea stării de echilibru şi durează până la restabilirea lui şi are drept rezultat o remodelare a reliefului zonei. Prin urmare la o alunecare de teren se identifică o serie de faze caracteristice:

- de pregătire şi alunecare lentă; - de declanşare a alunecării propriu-zise; - de desfăşurare; - de stabilizare naturală. [7]

Schimbările climatice, activităŃile antropice, nivelul crescut al urbanizării şi schimbările necontrolate ale destinaŃiilor unor terenurilor conduc la o sporire a vulnerabilităŃii populaŃiei şi a reŃelelor de infrastructură, având ca rezultat modificarea riscului apariŃiei alunecărilor de teren în sens defavorabil.

2. MODALITĂłI DE EVALUARE A RISCULUI PRODUCERII ALUNECĂRILOR DE TEREN

2.1. FACTORI CARE INFLUENłEAZĂ STABILITATEA AMPLASAMENTELOR

Alunecările de teren pot fi declanşate de o serie importantă de factori, aceştia putând fi naturali dar şi antropogeni, sau orice combinaŃie a acestor două categorii. Analizând în detaliu, atât factorii naturali cât şi cei antropogeni, care acŃionează


asupra masivului-versant sau taluz şi observând evoluŃia lucrurilor într-o anumită perioadă de timp, bine determinată, putem realiza o evaluare corectă a riscului de apariŃie a alunecărilor de teren, fapt ce ne poate conduce la evitarea unor dezastre pe care acest fenomen le poate avea asupra diferitelor comunităŃi umane şi asupra construcŃiilor existente în anumite zone.

2.2.1. Factorii naturali

Factorii naturali care pot conduce la apariŃia alunecărilor de teren sunt în număr foarte mare şi prezintă o diversitate deosebita. Aceştia la rândul lor pot fi împărŃiŃi în trei categorii după cum urmează: factori climato-meteorologici, factori biotici şi factori mecanici naturali.

Factorii climato-meteorologici sunt: precipitaŃiile de orice fel, temperatura, fenomenul de îngheŃ – dezgheŃ, vânt, seceta etc. Dintre aceşti factori, precipitaŃiile fie sub formă de apă, fie sub formă de zăpadă, prezintă un interes deosebit deoarece pot influenŃa debitul şi sensul de mişcare a apei subterane. ForŃele ce apar ca urmare a prezenŃei apei subterane în masivele de teren, indiferent de regimul acesteia staŃionar sau în mişcare, pot fi determinate realizând analize de stabilitate. Trebuie Ńinut seama şi de alte efecte nefavorabile care pot să apară în masivul de pământ datorită apei subterane, diferite de cele mecanice acceptate în schemele procedurilor de analiză a stabilităŃii. În argilele tari şi omogene, forŃele cauzate de infiltraŃia apei conduc la apariŃia unor planuri de alunecare care sunt situate foarte adânc. Acest fenomen poate fi explicat prin reducerea efortului efectiv normal provocat de infiltrarea apei sau de forŃele ascensoriale care facilitează creşteri de volum în lungul planului de alunecare chiar dacă greutatea stratului superior este mai mare. Presiunea apei din pori nu trebuie privită doar ca un factor care micşorează efortul total unitar. Multe alunecări lamelare datorate prezenŃei apei în masiv prezintă o serie de asemănări. Prima ruptură nu apare la baza taluzului ci într-un punct în care apa iese la suprafaŃa masivului. Urmează deplasări ale blocurilor de pământ, se produce o acoperire a izvoarelor de apă, împiedicând scurgerea liberă a apei, lucru ce duce la înmuierea terenului. Alunecările ce au loc ca urmare a apariŃiei unei puternice subpresiuni, a apei subterane, la limita dintre staturi mai permeabile şi straturi inferioare mai puŃin permeabile, se manifestă printr-o propagare rapidă a suprafeŃei de rupere. ApariŃia noilor crăpături este o chestiune de ore, suprafaŃa terenului fragmentându-se în blocuri de mare întindere, cu toate că există posibilitatea ca înclinarea masivului să fie relativ mică.

Factorii biotici care pot contribui la producerea alunecărilor de teren sunt: prezenŃa sau absenŃa vegetaŃiei, natura vegetaŃiei, dezvoltarea microorganismelor care pot conduce la transformări chimice cu posibilitatea apariŃiei de potenŃial electric între straturi şi creşterea presiunii gazelor din pori. De asemenea defrişările necontrolate care au fost făcute în ultimii ani în România, implică o sporire a riscului de producere a alunecărilor de teren.


Factorii mecanici naturali sunt reprezentaŃi de: eroziune, abraziune, sufozie, explozii, seisme etc. Sufozia prezintă un interes crescut prin prisma circulaŃiei apei subterane, care joacă un rol important în procesul de spălare şi transport al particulelor fine din roci, fapt ce poate duce la pierderea stabilităŃii masivului de pământ. [1]

Seismele reprezintă de asemenea un factor important ce poate conduce la producerea alunecărilor de teren. FuncŃie de intensitate, de magnitudine, de adâncimea epicentrului şi de o serie de caracteristici ale amplasamentului se poate realiza o evaluare aproximativă a riscului de producere a alunecărilor de teren pe anumite zone ale României. În acest sens poate fi utilizată harta de zonare a teritoriului României în termeni de valori de vârf ale acceleraŃiei terenului pentru proiectare ag pentru cutremure având intervalul mediu de recurenŃă IMR=100ani. [12]

Fig. 1. Zonarea teritoriului României în termeni de valori de vârf ale acceleraŃiei terenului pentru proiectare ag pentru cutremure având intervalul mediu de recurenŃă

IMR=100ani

2.2.1. Factorii antropogeni

Sunt factorii care pot influenŃa apariŃia alunecărilor de teren, datorită acŃiunii exercitate de om asupra mediului natural. Aceştia prezintă o diversitate şi o complexitate mare, cunoaşterea lor putând avea ca rezultat o eventuală prognozare a riscului de producere a alunecărilor de teren. Dintre aceşti factori amintim: lucrări


de terasamente, instalaŃii edilitare, îndepărtarea vegetaŃiei, intensitatea asimilării teritoriului, derocări prin explozii, crearea de lacuri de acumulare etc. Din acest motiv, atât în proiectarea cât şi în execuŃia construcŃiilor inginereşti, trebuie avute în vedere indicaŃiile primite de la specialiştii în domeniu şi trebuie consultate hărŃile deja existente, ce prezintă riscul de producere a alunecărilor de teren.

De asemenea în zonele ce prezintă indicii legate de eventualitatea producerii unor alunecări de teren este de o importanŃă vitală urmărirea respectării temei de investiŃie iniŃială şi a execuŃiei în conformitate cu proiectul, fără a fi acceptate abateri sau soluŃii alternative neavizate de proiectant.

2.2. HĂRłI DE RISC LA ALUNECARE

În ciuda faptului ca metodele de cercetare au fost îmbunătăŃite datorită progresului geologiei inginereşti şi al mecanicii rocilor stâncoase şi a terenurilor moi, există multe zone ale României în care apariŃia alunecărilor de teren este foarte probabilă. Multitudinea formelor de alunecări şi numărul ridicat de factori, care pot contribui la declanşarea lor, conduc la probleme în ceea ce priveşte elaborarea unor instrucŃiuni realiste satisfăcătoare, în acest sens urmând ca în viitor modul de cercetare să fie completat şi îmbunătăŃit. Se impune monitorizarea acestor zone ce prezintă potenŃial de alunecare.

Cea mai eficientă metodă prin care pot fi materializate toate cercetările pe această temă, este realizarea unor hărŃi de risc la alunecare care să poată pune în evidenŃă zonele predispuse alunecărilor de teren.

Spre deosebire de hărŃile care prezintă alunecările de teren produse până în momentul de faŃă, lucru de o importanŃă vitală şi care sunt întocmite pe baza informaŃiilor directe şi a măsurătorilor deja existente, hărŃile de risc se redactează pentru alunecările care nu s-au produs şi pentru care momentan nu există indicii vizibile că ar exista pericolul declanşării lor.

Aceste hărŃi trebuie să pună în evidenŃă starea de eforturi din versanŃi şi valorile factorilor de stabilitate în diferite secŃiuni reprezentative, aceştia fiind principalii parametrii care stau la baza evaluării riscului de producere a alunecărilor de teren. [11]

În prezent există întocmita o hartă la nivelul României, care prezintă potenŃialul de producere a alunecărilor de teren, corelat cu probabilitatea de producere a acestor evenimente. [5]


Fig. 2. România tară cu potenŃial de alunecare

Evaluarea riscului de producere a alunecărilor de teren este o problemă foarte importantă care face apel la o serie de cunoştinŃe din diverse arii de cunoaştere, prezentând o complexitate deosebita datorită unui număr sporit de variabile, însă o evaluare corectă a riscului de producere a acestor fenomene nedorite poate conduce la evitarea sau măcar la limitarea proporŃiilor unor tragedii.

3. CONCLUZII

Riscul de producere a alunecărilor de teren rezultă din asocierea producerii evenimentului ca fenomen natural dat cu valoarea potenŃială a bunurilor materiale puse în pericol, el reprezentând pagubele susceptibile de a fi cauzate de alunecarea de teren. Riscul implică pierderi de vieŃi omeneşti şi răni, pagube materiale majore sau efecte de mediu.

Riscul este cu atât mai ridicat cu cât probabilitatea producerii alunecării de teren este mai mare iar bunurile materiale aflate sub incidenŃa acesteia sunt mai numeroase şi mai vulnerabile.

De asemenea în zonele ce prezintă indicii legate de eventualitatea producerii unor alunecări de teren este de o importanŃă vitală urmărirea respectării temei de investiŃie iniŃială şi a execuŃiei în conformitate cu proiectul, fără a fi acceptate abateri sau soluŃii alternative, neavizate, de proiectant.

La nivel internaŃional pentru evaluarea riscului de producere a alunecărilor de teren se folosesc metode directe şi indirecte. Metodele directe constau în analiza


alunecărilor de teren deja produse, în cercetări la faŃa locului, în monitorizarea atentă a factorilor ce le-au determinat şi în analiza stării de tensiune din masivele de pământ, în paralel cu realizarea unor supoziŃii cu privire la locurile unde pot să apară alte cedări. Metodele indirecte se bazează pe calcule statistice care pot conduce la o anticipare a acestor evenimente nedorite.

O analiza mai atentă a conlucrării dintre masivul de pământ si fundaŃiile construcŃiilor inginereşti este necesară, precum şi o limitare a efectelor negative pe care construcŃiile îl au în general asupra mediului înconjurător.

Urmărirea nivelului hidrostatic în timp şi dirijarea controlată a apelor de suprafaŃă, pe amplasamentele ce prezintă risc de alunecare, este de asemenea o metodă care poate da rezultate satisfăcătoare. Lucrările de infrastructură ale construcŃiilor pot produce modificări ale direcŃiei şi a zonelor de circulaŃie a apei de suprafaŃă şi de adâncime.

Bibliografie

1. Răileanu, P., Muşat, V., łibichi, E., Alunecări de teren - Studiu şi combatere, Editura Casa de Editură Venus, Iaşi, 2001; 2. Zaruba, Q., Mencl, V., Alunecările de teren şi stabilizarea lor, Editura Tehnică, Bucureşti, 1969; 3. Kirov, B., Jetchev, N., Construction Systems for Building Holiday Homes on Earth Slopes with Low Stability Reserve, Landslide Risk Mitigation – Challenge and Strategy, Exploratory Workshop, Iaşi, 28-30 octombrie 2009; 4. Labiouse, V., Abbruzzese, J.M., Sauthier, C., Considerations on Rock Fall Hazard Mapping Based on Trajectory Modelling, Landslide Risk Mitigation – Challenge and Strategy, Exploratory Workshop, Iaşi, 28-30 octombrie 2009; 5. Manea, S., Olinic, E., Asigurarea stabilităŃii masivelor de pământ în pantă la execuŃia noilor construcŃii, Landslide Risk Mitigation – Challenge and Strategy, Exploratory Workshop, Iaşi, 28-30 octombrie 2009; 6. Popa, A., Chiorean, C., Ilieş, N., Causes Analytical Methods Used to Design a Slope Consolidation System, Landslide Risk Mitigation – Challenge and Strategy, Exploratory Workshop, Iaşi, 28-30 octombrie 2009; 7. Poyiadji, El., Nikolaou, N., Landslide Hazard Susceptibility Mapping - A Tool for Local and National Authorities for Landslide Mitigation Strategies, Landslide Risk Mitigation – Challenge and Strategy, Exploratory Workshop, Iaşi, 28-30 octombrie 2009; 8. Reichenbach, P., Ardizzone, F., Cardinali, M., Guzzetti, F., Landslide Hazard Assessment, Vulnerability Estimation and Risk Evaluation at the Basin Scale, Landslide Risk Mitigation – Challenge and Strategy, Exploratory Workshop, Iaşi, 28-30 octombrie 2009; 9. Salvati, P., Bianchi, C., Guzzetti, F., Rossi, M., Historical Information for the Evaluation of Landslide Risk in Italy, Landslide Risk Mitigation – Challenge and Strategy, Exploratory Workshop, Iaşi, 28-30 octombrie 2009; 10. Vanicek, I., Stability of Waste Material Deposited on the Surface, Landslide Risk Mitigation – Challenge and Strategy, Exploratory Workshop, Iaşi, 28-30 octombrie 2009; 11. GT019-98, Ghid de redactare a hărŃilor de risc la alunecare a versanŃilor pentru asigurarea stabilităŃii construcŃiilor; 12. P100-1/2006, Cod de proiectare seismică – Partea I – Prevederi de proiectare pentru clădiri.


Recunoaşteri / mulŃumiri

Doresc sa-mi exprim mulŃumirile Dnei Conf. dr. ing. AncuŃa Rotaru care m-a ajutat la realizarea acestei lucrări şi care mi-a oferit posibilitatea să particip la Landslide Risk Mitigation – Challenge and Strategy, Exploratory Workshop.

Evaluarea riscului de producere a alunecărilor de teren

Documents

Transcript of Evaluarea riscului de producere a alunecărilor de teren