Evaluarea susceptibilității la alunecările de teren prin analiza bivaribilă

Introducere

În literatura de specialitate termenii de susceptibilitate şi hazard la alunecări de teren

sunt adesea utilizaţi ca sinonime, cu toate că sunt concepte diferite (Guzzetti, 2005).

Susceptibilitatea la alunecări de teren reprezintă probabilitatea ca o alunecare de teren să se producă într-o zonă caracterizată prin anumite condiţii de mediu (Brabb, 1984).

Este gradul în care o suprafaţă poate fi afectată de procese de alunecare.

Spre deosebire de aceasta, hazardul este probabilitatea ca o alunecare de teren de o anumită magnitudine va avea loc într-o anumită perioadă de timp şi într-o anumită zonă.

Pe lângă predicţia locului în care alunecarea va avea loc, hazardul la alunecari de teren prognozează „când” sau „cât de frecvent” se va produce şi „cât de mare” va fi (Guzzetti şi colab., 2005).

Astfel, susceptibilitatea este componenta spaţială a hazardului la alunecări de teren.

În ultimele decenii se înregistrează o bogăţie de informaţii ce vizează cunoaşterea în

profunzime a procesului de alunecare, informaţii bazate pe studii interdisciplinare, utilizate în elaborarea a numeroase strategii referitoare la prognoza fenomenului şi stabilirea zonelor susceptibile la alunecări de teren, studii justificate de marea amploare a catastrofelor naturale pe Glob, unele dintre ele fiind influenţate într-o pondere din ce în ce mai mare de impactul antropic.

Ultima tendinţă, de după 1990, este elaborarea hărţilor de susceptibilitate privind

alunecările de teren, aceasta reprezentând sinteza unor analize cantitative şi calitative ale

arealului studiat, reclasificarea şi interpretarea rezultatelor (Carrara, 1983; Brabb, 1984;

Varnes and IAEG Commission on Landslides and other Mass-Movements, 1984, Crozier,

1986; Carrara şi colab., 1995; van Westen, 1993; Chung şi Fabbri, 1999; Crozier and Glade, 2005; Glade and Crozier, 2005; Guzzetti şi colab., 2005 etc.). În literatura geomorfologică românească, evaluări şi referiri metodologice cu privire la susceptibilitatea la alunecări au făcut Bălteanu şi colab. (1989), Rădoane şi colab. (1993), Cioacă (1996), Grecu (1997, 2002),Armaş (2003, 2006), Prefac şi colab. (2008) ş.a.

Metodele de evaluare şi cartare a susceptibităţii la alunecări de teren sunt grupate

în literatura de specialitate în două mari categorii, şi anume:

- Metode calitative, euristice, cu un caracter descriptiv, ce se bazează pe hărţi ale

inventarierii alunecărilor de teren şi a factorilor de control ai proceselor de alunecare, a căror

contribuţie la instabilitatea versanţilor este estimată în funcţie de nivelul de cunoaştere şi de

experienţa cercetătorului. Prin combinarea în etape succesive a hărţilor cu distribuţia spaţială a

factorilor responsabili pentru procesele de alunecare, mai precis a gradului în care aceştia

contribuie la destabilizarea versantului după reguli stabilite în mod subiectiv se obţine harta cu

zonarea susceptibilităţii la alunecare (Montgomery şi colab., 1991; Pachauri şi Pant, 1992;

Rădoane şi colab., 1993; Mejia-Navarro şi colab., 1994; Grecu, 1997; 2002; Pachauri şi

colab., 1998; Moreiras, 2005 etc.);

- Metode cantitative, care la rândul lor au fost clasificate în metode statistice şi

metode deterministe sau geotehnice.

Metodele statistice sunt astfel construite încât să descrie relaţiile funcţionale existente

între factorii de stabilitate/instabilitate şi distribuţia spaţială a alunecărilor din trecut şi

prezent. Această abordare oferă rezultate cantitative adecvate pentru evaluarea cantitativă a

susceptibilităţii la alunecări de teren. Cele mai simple metode statistice se bazează pe

determinarea abundenţei relative (proporţie, procent, frecvenţă, incidenţă) a alunecărilor de

teren în clase ale fiecărui strat tematic corespunzător distribuţiei spaţiale a factorilor de

stabilitate/instabilitate.

De asemenea, în ultimii ani, au apărut numeroase studii ce evaluează susceptibilitatea

la alunecări de teren pe baza modelelor de calcul probabilistic precum: teoria Bayes,

cunoscută şi sub denumirea de ,,weight of evidence” (Bonham-Carter, 1991; Lee şi colab.,

2002; Armaş şi colab., 2003 ş.a.), likelihood ratio (Chung şi Fabbri, 2003, 2005; Fabbri şi

colab., 2003; Lee, 2004), certainty factors (Chung şi Fabbri, 1993, 1999; Binaghi şi colab.,

1998) etc.

Metodele calitative sunt subiective, stabilesc susceptibilitatea euristic, şi redau

nivelurile acesteia folosind termeni descriptiv (calitativi). Metodele cantitative produc

estimări numerice, de exemplu, probabilităţile de apariţie a fenomenelor de alunecare în orice

zonă de susceptibilitate.

Metodele deterministe se bazează pe calculul unui factor de stabilitate a versantului,

ce reprezintă raportul dintre forţele de rezistenţă şi cele de alunecare. Valorile supraunitare

obţinute prin calculul acestui factor indică o pantă stabilă, pe când cele subunitare, opusul.

De asemenea, calculul stabilităţii versanţilor necesită utilizarea a numeroşi parametri cum ar: fi permeabilitatea, coeziunea, unghiul de frecare internă, greutatea specifică, conductivitatea, rezistivitatea etc., date ce pot fi integrate unor programe sau extensii GIS precum SINMAP (Pack şi colab., 1998), SHALSTAB (Montgomery şi Dietrich 1994), CHASM (Brooks şi colab., 2004), care în marea lor majoritate se bazează pe modelul Infinite slope dezvoltat de Hammond şi colab. (1992). Limitările modelărilor geotehnice atunci când sunt aplicate pe suprafeţe mari constă într-un nivel ridicat de simplificare.

Metoda bivariată pentru abordările statistice este folosită pentru a realiza harta susceptibilităţii de către mai mulţi autori (Bonham-Carter et al. 1988, 1989; Agterberg 1992; Agterberg et al. 1993; Bonham-Carter 2002; Lee et al. 2002; VanWesten et al. 2003, Lee and Choi 2004; Lee and Sambath 2006; Sharma and Kumar 2008; Neuhäuser and Terhorst, 2007; Dahal et al. 2008a, 2008b, Armaş 2010; Regmi et al. 2010). Această metodă a fost aplicată şi pentru determinarea altor tipuri de hărţi cum ar fi harta portenţialului mineralelor (Emmanuel et al., 2000; Harris et al., 2000; Tangestani and Moore, 2001; Carranza and Hale, 2002). Cheng (2004) a fost folosită pentru determinarea zonelor cu acumulare de apă. Zahiri et al. (2006) a aplicat această metodă pentru a cartografia instabilitatea versanţilor asociată cu prăbuşirile miniere.