Κατολισθητικά φαινόμενα στο νησί της Λευκάδας προκαλούμενα από τη σεισμική δόνηση της 17ης Νοεμβρίου 2015 και αξιολόγηση της επιδεκτικότητας με βάση στατιστικές μεθόδους
Creators: name: Ματσάκου, Αγλαΐα Μιχαήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Λευκάδα
Στατιστική ανάλυση
Χάρτης απογραφής σεισμικά επαγόμενων κατολισθήσεων
Χάρτης επιδεκτικότητας κατολισθήσεων
Επαλήθευση με τα δεδομένα του σεισμού 2003
Lefkada
Statistical analysis
Inventory map of earthquake induced landslides
Landslide susceptibility map
Validation with landslide inventory of 2003 earthquake

description: Οι κατολισθήσεις και δη οι σεισμικά επαγόμενες κατολισθήσεις, αποτελούν έναν από τους σημαντικότερους και πιο διαδεδομένους φυσικούς κινδύνους παγκοσμίως, που καλούνται οι αρχές να διαχειριστούν (διαχείριση φυσικών κινδύνων - καταστροφών). Η μελέτη των κατολισθήσεων και η απεικόνισή τους σε χάρτες επιδεκτικότητας και επικινδυνότητας, διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στον σχεδιασμό τεχνικών έργων, στην ανάπτυξη αστικού σχεδιασμού, και στην κατάλληλη επιλογή χρήσεων γης. Μία τέτοια περίπτωση αποτελεί ο σεισμός της Λευκάδας, που έλαβε χώρα στις 17 Νοεμβρίου 2015, μεγέθους Μw=6.5, μεταξύ των οικισμών Αθάνι και Άγιος Πέτρος. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι να μελετηθεί και να προταθεί ένα μοντέλο επιδεκτικότητας για την πρόγνωση θέσεων αστοχιών σε μελλοντικό σεισμό στο νησί της Λευκάδας. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από το αρχείο απογραφής κατολισθήσεων του 2015 (inventory 2015), που αποτελείται από 596 κατολισθήσεις. Ο χάρτης κατανομής κατολισθήσεων, δείχνει την πυκνότητα των κατολισθήσεων, που αυξάνεται από τα ανατολικά προς τα δυτικά του νησιού. Επιπλέον, η χωρική κατανομή των κατολισθήσεων αναλύθηκε στατιστικά σε σχέση με τους παράγοντες της γεωλογίας, κλίσης, προσανατολισμού και υψομέτρου ως προς την επιδεκτικότητα. Επιπροσθέτως, υπολογίστηκαν μεγέθη όπως η πυκνότητα κλάσης (densclass), η πυκνότητα κατολισθήσεων στο χάρτη (densmap), κλπ, οδηγώντας στον υπολογισμό των συντελεστών βάρους (weight factors). Ακολούθως, αθροίστηκαν όλα τα θεματικά επίπεδα (μέγεθος κανάβου 10x10m) και διαχωρίστηκαν 10 κατηγορίες επιδεκτικότητας (μέθοδος φυσικών διαστημάτων), ώστε να παραχθεί ο χάρτης επιδεκτικότητας. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε έλεγχος του χάρτη επιδεκτικότητας (validation), με τον υπολογισμό των μεγεθών: συχνότητα κατολισθήσεων, συχνότητα κλάσης και συχνότητα κατολισθήσεων ανά κλάση, προκύπτοντας πως από τις συνολικά 596 κατολισθήσεις, το 61,58% του ποσοστού των κατολισθήσεων ανήκει στην πιο επιδεκτική κατηγορία (10), (ποσοστό 88,93% στις κατηγορίες 8,9,10). Αυτή η αξιολόγηση ερμηνεύει το ποσοστό επιτυχίας του μοντέλου, (success rate). Η ίδια διαδικασία πραγματοποιήθηκε και για το ποσοστό προβλεψιμότητας, (prediction rate), με το αρχείο απογραφής του 2003 (302 κατολισθήσεις), όπου το 51,99% των κατολισθήσεων ανήκει στην πιο επιδεκτική κατηγορία (10), (88,74% στις κατηγορίες 8,9,10). Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν 2 (αθροιστικές) καμπύλες, περιλαμβάνοντας το ποσοστό του χάρτη επιδεκτικότητας σε σχέση με το ποσοστό των κατολισθήσεων. Αναφορικά με το ποσοστό επιτυχίας (success rate), στο 10% του χάρτη περιλαμβάνεται το 78% του ποσοστού των κατολισθήσεων, ενώ για το ποσοστό προβλεψιμότητας (prediction rate), στο 10% του χάρτη θα μπορούσε να είχε προβλεφθεί το 75% του ποσοστού των κατολισθήσεων. Ολοκληρώνοντας, και για τις δύο καμπύλες, το 25% του χάρτη επαληθεύει και προβλέπει πάνω από το 90% των κατολισθήσεων, αποδεικνύοντας την αξιοπιστία του μοντέλου. Στο πεδίο εντοπίστηκαν αστοχίες, κυρίως σε ασβεστολίθους της ζώνης Παξών, καθώς και μέτρα αντιμετώπισης έναντι αυτών των φαινομένων, (πλέγματα, συρματοκιβώτια, βραχοπαγίδες Geobrugg, αποστραγγιστικοί σωλήνες και αγκύρια). Κλείνοντας, η παρούσα εργασία παρουσιάζει τον χάρτη επιδεκτικότητας σεισμικά επαγόμενων κατολισθήσεων για το νησί της Λευκάδας. Επισημαίνεται πως τα αρχεία απογραφής κατολισθήσεων που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή αυτού του χάρτη (δεδομένα ελέγχου και πρόβλεψης), βασίστηκαν σε δεδομένα σεισμών που έλαβαν χώρα στο βόρειο τμήμα του νησιού (14/08/2003), καθώς και στο νότιο τμήμα (17/11/2015). Τέλος, αυτός ο χάρτης είναι ο τελικός χάρτης επιδεκτικότητας για το νησί της Λευκάδας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τις αρμόδιες αρχές και την Πολιτική Προστασία, για την πρόγνωση θέσεων αστοχιών σε μελλοντικό σεισμό
description: Earthquake induced landslides consist one of the most important natural hazard worldwide. The compilation of landslide inventory and susceptibility maps play a key-role in the design of technical projects, the development of urban design, and in the proper selection of land use. The aim of this project is to study the earthquake-induced landslides triggered by the 2015 earthquake in the island of Lefkada and to develop a susceptibility model, to predict slope failure locations in a future earthquake. In order to achieve this, information regarding the spatial distribution of slope failures generated by the 2015 inventory was analyzed (596 landslides) in ArcGIS. The developed inventory map indicates that the density of landslides increases from east to west, while it is highlighted the importance of engineering geological mapping for developing a reliable landslide hazard map. Furthermore, the spatial distribution of landslides was statistically analyzed in relation to the causal factors of geology and topography (classified at classes), in order to investigate their influence in landsliding phenomena. Values such as densclass (percentage of landslides within each class) and densmap (density of landslides throughout the map), were evaluated, in order to calculate the weighted factors. Subsequently, these factors were overlaid as thematic layers and the resulted map was classified at 10 susceptibility classes (natural breaks method). As an outcome, a landslide susceptibility map of pixel size 10x10m was compiled. Afterwards, this model was further analyzed by calculating frequency values, in order to estimate the success rate, using the landslide inventory of 2015 earthquake. The outcome of the analysis shows that 61,58% of the 596 landslides corresponds to the 10th susceptibility class, (in classes 8,9,10 the rate is 88,93%). Concerning the prediction rate, we took into account the landslide inventory of 2003 earthquake (302 landslides), following the same procedure. The susceptibility map indicates that 51,99% of the 302 landslides corresponds to the 10th susceptibility class, (in classes 8,9,10 the rate is 88,74%). The two cumulative curves, success &amp; prediction rate curves, present the percentage of the susceptibility map and the percentage of landslides. Regarding the success rate, the 10% of the map includes the 78% of landslides, while the 75% of the landslides could be predicted in the 10% of the map (prediction rate curve). Finally, for both curves, 25% of the map verifies and predicts more than 90% of landslides. Regarding field observations, slope failures were identified mainly in limestone of Paxos zone. Protection measures were recorded, such as gabions and Geobrugg rockfall barriers. Finally, this study presents the earthquake-induced landslide susceptibility map of Lefkada island. It is highlighted that the inventories that were used for the development of this map (training and validation dataset) are based on data provided by earthquakes occurred on the northern part (14/8/2003) and on the southern part (17/11/2015 event) of the island. Thus, this map is considered as the final susceptibility map for the island and can be used by public agencies and civil protection authorities in order to forecast slope failures triggered by future earthquakes