Felszínmozgásos folyamatok földtani, térinformatikai értékelése (Balatoni magaspartok) Koloszár László - Maigut Vera - Marsi István - Vatai József „Új utak a földtudományban”, 2013.09.18
Felszínmozgásos folyamatok földtani, térinformatikai értékelése (Balatoni magaspartok) Felszínmozgásokat alakító tényezők Az utolsó 1-2 évtized néhány jellemző mozgása
MFGI kutatási projektek 2011-től Balatoni magaspartok kutatása
A balatoni kutatás felépítése Terepi adatgyűjtés Geofizikai vizsgálatok Vizföldtani vizsgálatok Belső feldolgozó feladatok Térinformatikai előkészítés LFK kiértékelés Térképszerkesztés, térinformatikai feldolgozás
Értékelés, tapasztalatok
Előzmények Felszínmozgások és az utolsó évtizedek Mozgásokat alakító tényezők (természezeti és antropogén együtt) Természeti tényezők (földtani felépítés, szerkezeti mozdások, lejtőviszonyok, extrém csapadék stb.) Antropogén tényezők (területhasználat drasztikus megváltozása; létesítmények mérnöki tervezési, építési technológiai hiányosságai; építésengedélyezési, hatósági ellenőrzési hiányosságok; illegális építkezés; helytelen környezethasználat stb.) Az utolsó évtizedek folyamatai A rendszerváltás egyik következménye, hogy az egész országban (és környezetében) alapvetően megváltozott a környezet- és területasználat Az időszakot sokszor éven belüli extrém aszályos ill. csapadékos időszakok jellemezték (Részben globális hatások?) Az extrém csapadékos időszakokat regionális felszínmozgások jellemezték. Jellemző, hogy ilyenkor kerülnek felszínre környezethasználat hibái is, melyek a felszínmozgások szempontjából potenciális veszélyt jelentenek.
Előzmények Felszínmozgások és az utolsó évtizedek
Fotó: Marsi I.
2004-09-30, Boda. Az erdőirtás intenzív lejtőfolyamatokat indukált
Fő felszínmozgásos területek Dunai magaspartok (Dunaszekcső, Kulcs, Dunaújváros) Balatoni magaspartok (Balatonkenese, Balatonakarattya, Balatonvilágos, Fonyód) Egyéb domb- és hegyvidéki területek (Somogybabod, Abaújvár, Dunaszentmiklós, Hegyhát) M-6 autópálya alagút beomlása; M-6 átadás utáni rézsűrongálódás
Felszínmozgások: Dunai magaspartok
2008-03-11, Dunaszekcső
2011-01-31, Kulcs
Fotó: Marsi I.
Mozgásokat alakító fő tényezők Lejtőviszonyok (Magas szakadópart a Duna mentén) Földtani felépítés (lösz-paleotalajok váltakozása) Dunai áradások áztatása Üdülőterületek környezeti terhelése Alábányászás (kavicskitermels)
Felszínmozgások: Tolnai hegyhát
Fotó: Marsi I.
2010-07-04, Uzd Az erős csapadékos időszak intenzív mozgásait visszatükrözi a vegetáció nyári fejlődése. A mozgó felszíneken hiányos a növényzet tápanyagfelvétele Az adott időszakban készült légifelvételek alkalmasak nagy térségek aktuális felszínmozgásainak pontos lehatárolására
Felszínmozgások: Bátaszék, autópálya
Fotó: Marsi I.
2009-06-02 Bátaszék Az autópálya alagút beomlást is csapadékos időszak előzte meg A közeli bátaapáti kutatások tapasztalatai alapján úgy véljük, az omlásban szerepe lehetett a mérnöki tervezést szolgáló földtani ismeretekben mutatkozó hiányosságoknak is
Felszínmozgások: Balatoni magaspartok
Fotó: Marsi I.
2011-03-29, Balatonakarattya A felszínmozgások egyik klasszikus területén a Kenese-akarattyai magasparton kialakult csúszások a vasúti pályát több helyen megbontották A későbbiekben Balatonvilágoson, a kenesei üdülőtelepen, Fonyódon és máshol is új, anyagi károkat is okozó tömegmozgások voltak Ezen a területen jelöltük ki a módszertani kutatás mintaterületét
Előzmények: A felszínmozgásos területek építésföldtani térképezése (MÁFI, FTV „közlekedési lámpa térképek” –1980-as évek) MÁFI: Komplex tájegységi térképezés FTV: Alkalmazott kutatás Pirossal jelölt terület — „A” aktív felszínmozgásos terület; beépítése egyáltalán nem, ill. csak speciális műszaki beavatkozások után lehetséges, Sárgával jelölt terület — „B” potenciálisan mozgásveszélyes terület; beépítése megfelelő megkötésekkel engedélyezhető, Zölddel jelölt terület — „C” a környező területek biztonsága érdekében megkötésekkel beépíthető terület.
Az MFGI-projekt (2011-2014) Felszínmozgásos területek földtani térképezése és geofizikai reambulációja a Balatoni-magaspartokon Kutatási célok A munka célja egy archív építésföldtani veszélyeztetett-ségi térkép aktualizálása, megjelenítése jelen kutatási módszerekkel Módszertani útmutató készítése, a földtani-geofizikai módszerek alkalmazhatóságának bemutatása A fenti eredmények segítségével a későbbiekben a térképezés folytatása valamennyi lejtőcsúszással érintett balatoni település területén Az összegyűjtött adatok, alkalmazott módszerek felhasználása a mérnöki tervezésben, döntés-előkészítésében, esetleges kárelhárításban
Terepi adatgyűjtés Földtani vizsgálatok Térképi reambuláció Felszíni folyamatok, mozgások Fúrásos kutatás Geofizikai vizsgálatok Geoelektromos szondázás Szeizmikus mérések Vizföldtani vizsgálatok Vízföldtani terepbejárás Felszíni, fakadó és forrásvizek mintázása, elemzése
Geofizikai vizsgálatok A geofizikai vizsgálatok a földtani reambulációval párhuzamosan történnek Geofizikai célok A magaspart fő kőzetkifejlődésének, a Pannóniai formációk durvább és finomabb szemcsés rétegkötegeinek térbeli követése (terepi és fúrási adatok alapján) Neotektonikus elmozdulások felderítése A pannon lösz-szerű fedőképződményeinek vastagsági viszonyai (Macskatorok, Balatonvilágos) Pleisztocén durvatörmelékes, kavicsos folyómedrek térbeli követése (Balatonfűzfő, Balatonvilágos) Geofizikai vizsgálatok típusai Geoelektromos szondázás Szeizmikus mérések
Geofizikai vizsgálatok Geoelektromos szondázás
A balatonavilágosi magasparton végzett geoelektromos mérések eredményszelvénye (Bv-3 szelvény)
Geofizikai vizsgálatok Geoelektromos szondázás
A balatonavilágosi magasparton végzett geoelektromos mérések eredményszelvényeinek perspektivikus képe (Bv-3 és Bvk-1—Bvk-3 szelvények)
Geofizikai vizsgálatok Szeizmikus mérések
A balatonavilágosi magasparton végzett szeizmikus mérések eredményszelvényei A mérések célja a vonalak alatti térrész P− és S−hullám sebességeloszlásának meghatározása volt. A szeizmikus sebességek jól jellemzik a vizsgált közeg állékonysági, merevségi viszonyait. A szeizmikus felvételeken csak a széleken fordulnak elő kisebb csökkent sebességű zónák
Vizföldtani vizsgálatok Hidrogeológiai észlelések A terület vízszivárgási, kilépési helyeinek és vízgyűjtő csatornáinak felderítése, dokumentálása A helyszíni bejárás során terepi mérőműszerrel mértük a forrásokban és a vízkilépéseknél a talajvíz hőmérsékletét, vezetőképességét és pH-ját Laboratóriumi elemzések Vizsgált paraméterek: T, EC, pH, Lúgosság, Na, K, Ca, Mg, Fe, NH4, Mn, Cl, NO3, NO2, HCO3, CO3, PO4, SO4, OH, H2SiO3, TDS
Belső feldolgozó feladatok Térinformatikai előkészítés DDM készítés Lejtőgörbület elemzés Lejtőkategória elemzés Raszter-poligon átalakítás A térinformatikai feldolgozást az ArcGIS 10.1 verziójával végeztük. Ahhoz, hogy az elemzéseket elvégezhessünk, a szabálytalan háromszögháló alkotta un. TIN felületből grid formátumot készítettünk. A grid cellamérete 5x5 m, vetülete EOV.
DDM készítés A domborzatmodellhez az 1:10 000-es EOTR topográfiai térképek adatait használtuk fel. Bemenő adatok - szintvonalak (2,5m-es alapszintközzel, helyenként felező és negyedelő szintvonalakkal) - magassági pontok - terepi leszakadások - vízfelületek (Balaton partvonala)
A felület előállításához az ArcGIS 3D Analyst modulját használtuk, TIN modellt építettünk. A modellhez a terepi leszakadásokat 3D vonalként adtuk hozzá. A nyers TIN felületet ellenőriztük, és ahol kellett újabb, felező ill. negyedelő szintvonalak megrajzolásával javítottuk, pontosítottuk. A bemutatott ábrák Balatonvilágos, Aliga-klub környezetét mutatják
DDM megjelenítés
Szintvinalas ábrázolás, magassági osztályozás és árnyékolt domborzat
DDM, lejtőgörbület elemzés
Raszteres változat
Poligon változat
Konkáv, konvex és vízszintes felszíni egységeket különítettünk el. Ezek a területegységek potenciálisan magukba foglalják az épülő, a pusztuló és a neutrális térszíneket A térinformatikai értékeléshez el kellett készíteni az elsődleges raszteres térkép poligon változatát (a poligonokhoz érték kapcsolható, melyekkel térinformatikai műveleteket lehet végezni)
DDM, lejtőkategória elemzés
Poligon változat
Raszteres változat
Feldolgozás: ArcGIS 3D Analyst modul, hagyományos kategorizálással (2/5/12/25 fok). Az eredmény raszteres térkép, melynek kontúrjait poligonná alakítottuk.
Térképszerkesztés, térinformatikai értékelés Alapozó térképváltozatok
Tematikus LFK kiértékelés
Észlelési és fedett földtani térkép Felszíni folyamatok térképe Lejtőfolyamatok térképe
Eredménytérkép Földtani veszélyforrások térképe
— Földtani kontúrok — Suvadásos pászták — Magaspart perem — Vonalas anyagszállítás irányai — Kúszás
Észlelési és fedett földtani térkép
A terepi bejárás tapasztalatai, a korábban elkészült földtani térképek, a geofizikai mérési eredmények, szakirodalmi adatok, valamint légifotó kiértékelés segítségével szerkesztettük meg az Észlelési és fedett földtani térképet. Az alapadatok között feltüntettük a helyszíni földtani és vízföldtani észlelések mellett az archív fúrásokat, valamint a geofizikai mérési vonalak helyeit. A térkép alapját képezi a digitális szintvonalrajz és az árnyékold domborzat is.
Felszíni folyamatok térképe
A térkép alapját a földtani térkép egyes adatai , a légifotók adatai és a digitális terepmodell felszíngörbületi elemzése adja. Belőlük olvashatók le a különböző felszíni genetikai és üledékképződési bélyegek, amelyeket a térképeken is ábrázolunk
Lejtőfolyamatok térképe
A változat a felszíni folyamatok térképén feltüntetett felszíni genetikai és üledékképződési bélyegek mellett a lejtők meredekségi kategóriát ábrázolja 5 lejtőszög intervallumban. 0-2 fokos „lejtő” (sík és igen enyhe lejtésű térszínek) 2-5 fokos „lejtő” (enyhe lejtésű térszínek) 5-30 fokos lejtő (kis-közepes esésű térszínek) 30-45 fokos lejtő (meredek térszínek) 5-60 fokos lejtő (erősen meredek térszínek)
A beépíthetőséget befolyásoló tényezők (az eredménytérkép paraméterei) A (>=20 p) erősen korlátozó tényezők 25 foknál meredekebb felszín (10) Kúszás (2) Suvadás (4) Vízfakadás – 20 m (4) Szakadópart – 25 m védtávolság (10)
B (11-19 p.) közepesen befolyásoló, tervezéskor értékelendő tényezők 5-12 fok közötti lejtésű területek (3) 12-25 fok közötti lejtésű területek (6) Konvex foltok és konkáv foltok – épülő ill. pusztuló területek (2) Vonalas erózió nyomvonala – 10 m (2) Vonalas erózió nyomvonala – 5 m (1) Vonalas anyagszállítás üledékei (2)
C (0-10 p.) azok a területek amelyeken a jelen adatokból nem volt kimutatható lényeges földtani veszélyforrás
Eredménytérkép Földtani veszélyforrások térképe
Pirossal jelölt terület — „A” aktív felsz ínmozgásos terület; beépítése egyáltalán nem, ill. csak speciális műszaki beavatkozások után lehetséges
Sárgával jelölt terület — „B” potenciálisan mozgásveszélyes terület; beépítése megfelelő megkötésekkel engedélyezhető
Zölddel jelölt terület — „C” a környező területek biztonsága érdekében megkötésekkel beépíthető terület.
A három elkészített térképváltozat, valamint a vízföldtani, geofizikai adatok együttes felhasználásával szerkesztettük meg a Földtani veszélyforrások térképét Az általunk 2011-ben felállított három kategóriát megtartottuk, de magukat a kategóriákat is sikerült szétbontani (amivel finomítottuk az előzőleg megalkotott módszert).
Fontosabb eredmények Fontosabb eredmények A távérzékelési és a klasszikus geológiai módszerek együttes alkalmazását, értékelési lehetőségeit a térinformatika lehetőségei kitágítják. A Balaton környéki magaspartok térségében jellemző változatos felszínmozgásos folyamatok, sokkal részletesebben ábrázolhatóak és a hatásukra fellépő földtani veszélyforrások pontosabban felmérhetők. Úgy gondoljuk, a kidolgozott módszer alkalmas arra, hogy segítséget adjon a lejtőmozgások okozta károk megelőzésében, a települések építési-szabályozási terveinek kialakításában is.
A projekt fejlődési lehetőségei Fúrásos, geofizikai kutatás és laboratóriumi elemzések kiterjesztése, összehangolása: nagyobb kőzettestek lehatárolása, állékonyság, mesterséges rézsű vizsgálata és beépítése a térinformatikai környezetbe. Ez költségigényes! Vízföldtani modellezés: Vízföldtani adatok és monitoring idősorok részvízgyűjtőn belüli értékelése. Ez is költségigényes! Földtani veszélyforrási paraméterek pontrendszerének pontosítása: A szubjektivitás kiszűrése, a ponthatárok a felszínmozgás-kataszter adatain alapuló statisztikai összefüggésein nyugodjanak.
Azzal a gondolattal zárom előadásunkat, hogy reméljük jelen kutatásunkkal is hozzájárulhatunk a lejtős területek építésföldtani kárainak mérsékléséhez, valamint az olykor egymástól jelentősen eltérő mérnöki és kutatói szemlélet közelítéséhez.
Köszönöm a figyelmet!
