Εκτίμηση επικινδυνότητας βραχοκαταπτώσεων στην περιοχή Διπόταμα – Προυσσό Ευρυτανίας με τη χρήση επίγειου σαρωτή Lidar και UAV = Engineering geological study of rockfall phenomena and instability analysis in Proussos – Dipotama site, Central Greece, using Terrestrial Lidar and UAV platforms.

Περίληψη

Οι βραχοκαταπτώσεις αδιαμφισβήτητα αποτελούν ένα σοβαρό και συχνό γεωλογικό φαινόμενο και μπορούν να αποβούν καταστροφικές για το ανθρωπογενές περιβάλλον. Επομένως, κρίνεται αναγκαίος ο εντοπισμός περιοχών, στις οποίες δύναται να λάβει χώρα το φαινόμενο. Έτσι, προκύπτει η έννοια της επικινδυνότητας και ως εκ τούτου η ποιοτική της προσέγγιση, με σκοπό την έγκαιρη αντιμετώπιση της εκδήλωσης ενός δυνητικού φαινομένου. Προκειμένου να πραγματοποιηθούν όλα τα παραπάνω, σημαντικός είναι ο προσδιορισμός ορισμένων χαρακτηριστικών της βραχομάζας, τα οποία για την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας λήφθηκαν με συμβατικές μεθόδους χαρτογράφησης και με μεθόδους τηλεπισκόπησης, όπως οι σαρωτές Lidar (Light Detection and Ranging) και τα ημιαυτόματα Συστήματα μη Επανδρωμένων Αεροσκαφών (UAV). Τα τελευταία χρόνια η χρήση των τεχνολογιών αυτών παρέχει πολλά πλεονεκτήματα στο χώρο των γεωπιστημών σε σχέση με προϋπάρχουσες μεθόδους. Στην παρούσα μελέτη έγινε χρήση του επίγειου σαρωτή Lidar και πτήσεις UAV (Μάρτιος 2018, Μάϊος 2019, Νοέμβριος 2019) που στόχο είχε την εξαγωγή όλων των απαραίτητων παραμέτρων σχετικά με την τεχνικογεωλογική αξιολόγηση του πρανούς, την εύρεση του μηχανισμού αστοχίας, καθώς και την αξιολόγηση της επικινδυνότητας της εν λόγω περιοχής έναντι βραχοκαταπτώσεων. Η περιοχή μελέτης είναι στην περιοχή Διπόταμα – Προυσσό, Ευρυτανίας. Το πρανές αποτελείται από ασβεστόλιθο και έχει παρουσιάσει βραχοκαταπτώσεις, με την πιο πρόσφατη μεγάλης κλίμακας βραχοκατάπτωση να έχει λάβει χώρα το Φεβρουάριο του 2015. Από την επεξεργασία των δεδομένων προέκυψαν τα στοιχεία προσανατολισμού των συστημάτων ασυνεχειών, η εκτίμηση των δυνητικών αστοχιών, καθώς και η ανίχνευση πρόσφατης μετακίνησης στη γεωμορφολογία τους πρανούς (change detection). Συνεπώς, όλα αυτά τα αποτελέσματα χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας κατά μήκος του πρανούς, που μελετάται. Στην αρχή της εργασίας, περιγράφεται το φαινόμενο των κατολισθήσεων και πιο συγκεκριμένα των βραχοκαταπτώσεων και των μηχανισμών που το προκαλούν. Έπειτα, παρουσιάζονται οι γεωλογικές συνθήκες τόσο της ευρύτερης, όσο και της στενής περιοχής μελέτης. Κατόπιν, πραγματοποιήθηκε η αξιολόγηση των τεχνικογεωλογικών συνθηκών, η εκτίμηση της τεχνικογεωλογικής συμπεριφοράς, που περιλαμβάνει τον μηχανισμό αστοχίας και τέλος ορίστηκαν οι τεχνικογεωλογικές ενότητες που αντιπροσωπεύουν την περιοχή μελέτης. Στη συνέχεια, γίνεται μία εισαγωγή στη μεθοδολογία των τεχνολογιών Lidar και UAV και παρατίθενται τα πλεονεκτήματα χρήσης τους σε βραχοκαταπτώσεις. Ακολούθως, παρουσιάζεται η επεξεργασία των δεδομένων τόσο από τις συμβατικές μεθόδους, που προέκυψαν από την επιτόπου έρευνα, όσο και από τις νέες τεχνολογίες. Στη συνέχεια, αναφέρονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από αυτές τις μεθόδους, συγκρίθηκαν μεταξύ τους και επαληθεύτηκαν για την αξιοπιστία της μελέτης. Τέλος, πραγματοποιήθηκε η αξιολόγηση της επικινδυνότητας και παρατίθεται το τελικό τρισδιάστατο μοντέλο προσομοίωσης των συνθηκών της περιοχής μελέτης (conceptual model).

Rock falls undoubtedly pose a serious and common geological hazard and can result in catastrophic ramifications for the anthropogenic environment. Therefore, it is crucial to locate the specific regions where it is more possible that such phenomena occur. This way the concept of hazard and its qualitative assessment surfaced, aiming in early confrontation of a possible phenomenon. In order for the abοve mentioned to be executed, it is of high importance to determine the characteristics of the rock mass, which can be extracted either via conventional mapping methods or through remote sensing methods, such as Lidar scanners (Light Detection and Ranging) and semi-automatic Unmanned Aerial Vehicle systems (UAV). In recents years these technologies have yielded numerous advantages in the field of geoscientists in comparison to pre-existing methods (e.g. using a geological compass). In the current project, there has been made use of the earthing scanner Lidar and UAV in purpose of assuming  all the necessary parameters  that concern both the geotechnical evaluation of the slope, the discovery of the failure mechanism as well as the assessment of the hazard in this particular area (opposite of the rock falls). The research area consists of the limestone slope, which has presented rock falls in the district of Dipotama – Prousso, Evritania. Through data evaluation, results indicated all the orientation elements of the discontinuity systems, the assessment of future possible discontinuities as well as the  change detection in the slope’s geomorphology. Consequently, those results were utilized for the spatial assessment of hazard along the slope, on which this study was conducted. Initially, the project focuses in the landslide  phenomenon and more specifically in the rock falls and the mechanisms which provoke such abnormal activities. Moreover, it sheds light on the geological conditions in the wide as well as in the narrow research area, the seismotectonics and the hydrological-climatological conditions. Following up, the research concentrates its main interest in the assessment of the geotechnical behavior, which consists of  the failure mechanism and the geotechnical units. In addition to the above mentioned, there is an introduction in the philosophy behind Lidar and UAV usage and their advantages of rock fall usage are also indicated. Furthermore, the project demonstrates the data evaluation assumed not only from common methods that occur during ground research, but via new technologies as well. A detailed reference to the results that came up from these methodologies is included. Due to credibility reasons the results and were validated. Conclusively, the spatial assessment of hazard is displayed and the final 3D conceptual model of the research area is presented.