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 alakítótényezők� 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 tényez ők (természezeti és antropogén együtt)� Természeti tényez ők (földtani felépítés, szerkezeti mozdások,

lejtőviszonyok, extrém csapadék stb.)� Antropogén tényez ők (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

Fő felszínmozgásos területekDunai 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 rézsűrongálódás2004-09-30, Boda . Az erdőirtás intenzív

lejtőfolyamatokat indukált

Fotó: Marsi I.

Felszínmozgások:Dunai magaspartok

Mozgásokat alakító f ő tényez ők� Lejtőviszonyok (Magas szakadópart a Duna mentén)� Földtani felépítés (lösz-paleotalajok váltakozása)� Dunai áradások áztatása� Üdülőterületek környezeti terhelése� Alábányászás (kavicskitermels)

2011-01-31, Kulcs2008-03-11, Dunaszekcső Fotó: Marsi I.

Felszínmozgások: Tolnai hegyhát

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

Fotó: Marsi I.

Felszínmozgások: Bátaszék, autópálya

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

Fotó: Marsi I.

Felszínmozgások:Balatoni magaspartok

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

Fotó: Marsi I.

Előzmények: A felszínmozgásos területek építésföldtani térképezése

(MÁFI, FTV „közlekedési lámpa térképek” –1980-as évek)

MÁFI: Komplex tájegységi térképezésFTV: 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 megfelelőmegkötésekkel 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 feladatokTérinformatikai előkészítés

� DDM készítés� Lejtőgörbület elemzés� Lejtőkategória elemzés� Raszter-poligon átalakításA térinformatikai feldolgozást az ArcGIS 10.1

verziójával végeztük.Ahhoz, hogy az elemzéseket elvégezhessünk,

a szabálytalan háromszögháló alkotta un. TIN felületből grid formátumot készítettünk. A gridcellamérete 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

� Konkáv, konvex és vízszintes felszíni egységeket különítettünk el. Ezek a területegységek potenciálisan magukba foglalják az épülő, a pusztulóés a neutrális térszíneket

� A térinformatikai értékeléshez el kellett készíteni az elsődleges raszteres térkép poligon változatát (a poligonokhoz érték kapcsolható, melyekkel térinformatikai műveleteket lehet végezni)

Raszteres változat Poligon változat

DDM, lejtőkategória elemzés

� Feldolgozás: ArcGIS 3D Analyst modul, hagyományos kategorizálással (2/5/12/25 fok). Az eredmény raszteres térkép, melynek kontúrjait poligonná alakítottuk.

Raszteres változat Poligon változat

Térképszerkesztés, térinformatikai értékelés

� Alapozótérképváltozatok� Észlelési és fedett

földtani térkép� Felszíni folyamatok

térképe� Lejtőfolyamatok

térképe

� Eredménytérkép� Földtani

veszélyforrások térképe

Tematikus LFK kiértékelés

— 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 adataiés a digitális terepmodell felszíngörbületi elemzése adja.

Belőlük olvashatók le a különböző felszíni genetikai és üledékképződési bélyegek, amelyeket a térképeken is ábrázolunk

Lejt őfolyamatok 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

tényez ők� 25 foknál

meredekebb felszín (10)

� Kúszás (2)

� Suvadás (4)� Vízfakadás – 20 m

(4)� Szakadópart – 25 m

védtávolság (10)

C (0-10 p.) � azok a területek

amelyeken a jelen adatokból nem volt kimutathatólényeges földtani veszélyforrás

B (11-19 p.)közepesen befolyásoló,

tervezéskor értékelend ő

tényez ők� 5-12 fok közötti lejtésű

területek (3)� 12-25 fok közötti lejtésű

területek (6)� Konvex foltok és konkáv

foltok – épülő ill. pusztulóterületek (2)

� Vonalas erózió nyomvonala – 10 m (2)

� Vonalas erózió nyomvonala – 5 m (1)

� Vonalas anyagszállítás üledékei (2)

EredménytérképFöldtani veszélyforrások térképe

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).

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.

Fontosabb eredmények

Fontosabb eredmények� A távérzékelési és a klasszikus geológiai módszerek

együttes alkalmazását, értékelési lehetőségeit a térinformatika lehetőségei kitágítják.

� A Balaton környéki magaspartok térségében jellemzőváltozatos felszínmozgásos folyamatok, sokkal részletesebben ábrázolhatóak és a hatásukra fellépőföldtani 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 elemzé sek 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 pontrendszeréne k 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!