Φράγμα από κατολίσθηση λόγω σεισμού στην περιοχή Κασμίρ στα Ιμαλάια
Από RemoteSensing Wiki
• Ο σεισμός του Κασμίρ το 2005 προκάλεσε τις πολυάριθμες κατολισθήσεις σε δυσπρόσιτες περιοχές των δυτικών Ιμαλαΐων, οι οποίες θα μπορούσαν να έχουν χαρτογραφηθεί χρησιμοποιώντας τη δορυφορική τηλεπισκόπηση. Η μεγαλύτερη καταγεγραμμένη κατολίσθηση εδάφους που έχει προκληθεί από σεισμό, έφραξε έναν ποταμό και είχε ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός ρεύματος στην περιοχή, δημιουργώντας δύο δεξαμενές, οι οποίες συνιστούν τεράστια απειλή σε περίπτωση παραβίασης του φράγματος με μία εκ νέου την κατολίσθηση και καθίζηση των εδαφών. Χρησιμοποιώντας τα στοιχεία από το Προηγμένο Θερμικό Ραδιόμετρο Εκπομπής και Αντανάκλασης (ASTER) που αντιστοιχούν στην προ- και μετασεισμική περίοδο και λαμβάνοντας τα παραγόμενα ψηφιακά μοντέλα ανύψωσης, οι λίμνες που δημιουργήθηκαν από την καθίζηση του εδάφους ελέγχθηκαν. Αυτή η μελέτη επιδεικνύει τη χρησιμότητα των δεδομένων ASTER στην παροχή πολύτιμων πληροφοριών που είναι απαραίτητες για το μετριασμό κινδύνου σε περίπτωση παραβίασης φραγμάτων εξαιτίας κατολισθήσεων.
• Το Κασμίρ στα Ιμαλάια δέχτηκε έναν από τους ισχυρότερους σεισμούς (περιοχή Himalayan), μεγέθους MW 7,6 στις 8 Οκτωβρίου του 2005, προκαλώντας περισσότερα από 86.000 μοιραία περιστατικά και καθιστώντας 4.000.000 ανθρώπους άστεγους. Το επίκεντρο βρέθηκε στην περιοχή Hazara, η οποία είναι μέρος της Indus-Kohistan σεισμικής ζώνης, που είναι πολύ γνωστή για τους επιφανειακούς σεισμούς (Ni et al. 1991, Yeats and Hussain 2006). Καθώς η επηρεασθείσα από το σεισμό περιοχή βρίσκεται κάτω από τους εύθρυπτους βράχους διαμορφώνοντας τις τρωτές κλίσεις του νέου μετώπου βουνών, έχει υποστεί πολυάριθμες κατολισθήσεις. Τέτοιες κατολισθήσεις προκαλούνται συνήθως όταν το επίκεντρο του σεισμού βρίσκεται σε περιοχές υψηλού κινδύνου ή πολύ κοντά στις περιοχές αυτές, όπως έχει παρατηρηθεί και κατά τους σεισμούς του Uttarkashi στην Ινδία (1991), του Chamoli στην Ινδία (1999), του Loma Prieta, CA στις ΗΠΑ (1989), του Northridge, OH στις ΗΠΑ (1993), του Chi-Chi στην Ταϊβάν (1999) και προσφάτως στο σεισμό του Sichuan στην Κίνα (2008). Εκτός από την πρόκληση άμεσης καταστροφής σπιτιών και υποδομών, αυτές οι κατολισθήσεις συχνά φράζουν ποταμούς, δημιουργώντας νέες δεξαμενές, οι οποίες αποτελούν πραγματική απειλή για τις περιοχές που βρίσκονται σε χαμηλότερο υψόμετρο στο πέρασμά τους σε περίπτωση παραβίασή τους. Η μεγαλύτερη κατολίσθηση που προκλήθηκε από το σεισμό του 2005 είναι γνωστή ως κατολίσθηση Hattian Bala (Champatiray et al. 2005, Das et al. 2007, Owen et al. 2008), η οποία εμφανίστηκε 34 χλμ. Νοτιοανατολικά του Muzaffarabad και 30 χλμ. Δυτικά του Uri (Εικόνα 1 και Εικόνα 2). Η κατάθεση των καθιζήσεων του εδάφους κατέληξε στην επόμενη κοιλάδα, φράζοντάς τη και δημιουργώντας μια δευτερεύουσα κοιλάδα.
• Αυτή η καθίζηση έχει διαμορφώσει δύο λίμνες, όπως παρατηρήθηκε από τις εικόνες ASTER που λήφθησαν στις 27 Οκτωβρίου του 2005 και στις 10 Μαΐου 2007 (Εικόνα 2 και Εικόνα 3). Το μέγεθος της κατολίσθησης, όπως φαίνεται από τα δορυφορικά δεδομένα, που προέκυψαν από τη λειτουργία πυκνότητας-πιθανότητας (Champatiray et al. 2009) και βασίστηκαν στην παρατήρηση τομέων (Owen et al. 2008), είναι περίπου 1 χλμ. σε μήκος, 200 μ σε πλάτος, 1,16-1,20 τετρ.χλμ σε εμβαδόν, 60-80 μ βάθος, καταλαμβάνοντας όγκο περίπου 60x106-80x106 κυβ. μέτρα και κλίσεις με κατεύθυνση νοτιοανατολική στις 60ο – 70ο . Τα συντρίμμια της κατολίσθησης περιέχουν κυρίως ψαμμίτη Muree σε ένα σύμπλεγμα με θρυμματισμένο ιλυόλιθο και εναποτίθενται στην κύρια κοιλάδα, δημιουργώντας μια δευτερεύουσα προς τα ανατολικά. Το φράγμα υπολογίζεται σε 130 μ ψηλό, διαμορφώνοντας μια τοπογραφία και μια κορυφογραμμή στην ανατολική πλευρά (Owen et al. 2008). Και στις δύο κοιλάδες, τα συντρίμμια από την κατολίσθηση έχουν προκαλέσει τον σχηματισμό των λιμνών. Η μεγαλύτερη λίμνη στην κύρια κοιλάδα εκτείνεται έως 3 χλμ σε μήκος με μέγιστο πλάτος 800 μ., όπως φαίνεται από την εικόνα ASTER στις 10 Μαΐου 2007, με όγκο 110x106 κυβ. μέτρα . Στη δευτερεύουσα κοιλάδα, μια μικρότερη λίμνη έχει σχηματιστεί, η οποία είναι 900 μ σε μήκος και έχει μέγιστο πλάτος 230 μ. Κατά συνέπεια, είναι σημαντικό να απελευθερώνεται περιοδικά ένας μεγάλος όγκος νερού ώστε να αποφευχθεί μια καταστροφική πλημμύρα προς τα χαμηλότερα υψόμετρα.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
• Οι κατολισθήσεις που προκαλούνται από τη σεισμική διαδικασία και οι σχετικοί κίνδυνοι με αυτές δεν είναι ένα φαινόμενο καινούριο στην περιοχή, καθώς ιστορικά στοιχεία επιβεβαιώνουν πως παρόμοιο περιστατικό συνέβη το 1841 στην κοιλάδα Indus, κοντά στην περιοχή του Κασμίρ. Κατά τη διάρκεια του χειμώνα του 1840 και αρχές του 1841, μέρος της περιοχής Nanga Parbat κατέρρευσε στον ποταμό Indus μετά από έναν ισχυρό σεισμό. Η κατολίσθηση έφραξε τον ποταμό και σχημάτισε μια λίμνη βάθους 305 μ και 64 χλμ σε μήκος, η οποία υπερπήδησε το φράγμα τον Ιούνιο του 1841, «πνίγοντας» εκατοντάδες χωριά μέχρι το Attock, δηλαδή 400 χλμ προς τα κάτω, όπου 500 στρατιώτες που στρατοπέδευαν στην κοίτη σκοτώθηκαν. (Masson 1929). • Τα φράγματα που προκαλούνται εξαιτίας των κατολισθήσεων είναι διαφορετικά από τα τεχνητά φράγματα σε πολλά σημεία. Τα φράγματα των κατολισθήσεων αποτελούνται από ένα ετερογενές μίγμα βράχου και χώματος, η διαπερατότητα των οποίων ποικίλλει σε μεγάλη έκταση. Συνήθως ακολουθούν την τοπογραφία κοιλάδων και αναρριχώνται μέχρι την αντίθετη κλίση, όπως έχει παρατηρηθεί κατά τη διάρκεια της κατολίσθησης Jiufengershan, που είναι και η μεγαλύτερη στο σεισμό Chi-Chi στην Ταϊβάν το 1999 (Chang et al. 2005) και στις κατολισθήσεις Gohna και Okhimath στα Ιμαλάια το 1894 και 1998 αντίστοιχα. Επιπλέον, τα φράγματα κατολισθήσεων είναι ευρύτερα από τα κατασκευασμένα φράγματα, καθώς περιλαμβάνουν μεγάλη ποσότητα ιζήματος. Όταν ένα φράγμα από κατολίσθηση καταρρέει, υπάρχει μεγαλύτερη ποσότητα ιζήματος και συντριμμιών για να προκαλέσει διάβρωση το νερό προτού ολοκληρωθεί η κατάρρευση. Αυτό επιβεβαιώνει το γιατί οι αιχμές των πλημμυρών από τα φράγματα κατολισθήσεων σε αστοχία εμφανίζονται μικρότερες από αυτές των τεχνητών φραγμάτων με παρόμοιο ύψος και όγκο λεκανών. • Με βάση τα στοιχεία από 10 μεγάλα φράγματα κατολισθήσεων που έχουν αστοχήσει στο παρελθόν, η αιχμή της πλημμύρας (Qmax) εκτιμάται σε 28.706 m³ s , χρησιμοποιώντας την εξίσωση :
Qmax=6.3H^(1.59),
όπου H είναι το ύψος του φράγματος σε μέτρα (Costa 1988). Αξίζει να σημειωθεί πως η κατ’ εκτίμηση τιμή της αιχμής είναι σχεδόν η μισή από την αιχμή που παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια της κατάρρευσης του φράγματος Gohna από κατολίσθηση το 1894 (Lubbock 1894, Strachey 1894). Αυτή είναι πιθανόν πολύ μικρότερη από την τελική κατάρρευση το 1970, η οποία προκάλεσε μεγαλύτερες ζημιές στις περιοχές έως 200 χλμ προς τα χαμηλότερα υψόμετρα (περιοχή Rishikesh), και έχει καταγραφεί ως το μεγαλύτερο γεγονός από πλημμύρα στο Garhwal των Ιμαλαΐων (Kimothi and Juyal 1996). • Όλα τα παραπάνω περιστατικά καταδεικνύουν γιατί οι κοιλάδες που εμποδίζουν τις κατολισθήσεις αποτελούν κίνδυνο και πρέπει να μελετηθούν λεπτομερώς για να αποφευχθεί τυχόν μοιραίο συμβάν στους κατοίκους που βρίσκονται στα χαμηλότερα υψόμετρα. Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης και συγκεκριμένα τα δεδομένα ASTER, βρέθηκαν να είναι τα πιο κατάλληλα για τον έλεγχο και την παροχή έγκαιρων πληροφοριών σχετικά με το φράγμα και τη λεκάνη. Αυτό είναι σημαντικό, καθώς είναι δυνατόν να ληφθούν στοιχεία RS σε πραγματικό χρόνο και ένα DEM μπορεί να παραχθεί μέσα σε μερικές ώρες. Το νέο DEM μπορεί να επικυρωθεί σε σχέση με τα τωρινά διαθέσιμα παγκόσμια ASTER DEM ή και με άλλα συγκρίσιμα DEM και τα αποτελέσματα μπορούν να διατεθούν στους ιθύνοντες.
Συγγραφείς: I. Parvaiz , P. K. Champatiray , F. A. Bhat & V. K. Dadhwal
