V súvislosti s čoraz intenzívnejším využívaním krajiny sa dostáva do popredia aj otázka zraniteľnosti ľudskej spoločnosti. Stále častejšie sa začínajú využívať na budovanie infraštruktúry aj územia doposiaľ využívané iba na poľnohospodárske účely. Ľudské aktivity a aj samotní ľudia sú potom stále častejšie vystavovaní deštruktívnym účinkom niektorých procesov prebiehajúcich v prírodnom prostredí. Vznik a priebeh týchto prírodných procesov je známy, taktiež ich frekvencia v čase sa zväčša výrazne nemení, avšak zmena spôsobu využívania krajiny spôsobuje stále častejšie zmeny v prostredí čo sa prejavuje vznikom katastrofických udalostí.
Prírodné hrozby – geohazardy
Prírodná hrozba, označovaná tiež názvom geohazard, je každý fyzikálny prejav určitého prírodného procesu, ktorý má potenciál ohroziť ľudskú spoločnosť. Môžeme ho spravidla vyjadriť vo fyzikálnych jednotkách, napr. výška a frekvencia povodne, intenzita a frekvencia zemetrasenia a podobne. Pod pojmom prírodné rizikobudeme chápať bezprostredný vplyv hrozby na záujmy spoločnosti, ktorý sa dá vyjadriť v sociálnych alebo ekonomických kategóriách (straty na ľudských životoch, ekonomické straty a pod.). Preto pre komplexné posúdenie prírodného rizika je potrebné študovať aj sociálnu, ekonomickú a politickú štruktúru daného regiónu. Podľa príčin vzniku delíme prírodné hrozby do dvoch základných skupín a to prírodné a antropogénne.
Prírodné hrozby vznikajú nezávisle od človeka, ako súčasť atmosferických porúch, klimatických zmien, geologického a geomorfologického vývoja územia. Antropogénne (človekom vyvolané) hrozbyvznikajú narušením stability prostredia pri nevhodných zásahoch. Ich vznik súvisí s objektívnymi nedostatkami v hodnotení prostredia (financie, preskúmanosť, prístupnosť, technické vybavenie a pod.), ale i subjektívnymi nedostatkami (nedodržanie smerníc a predpisov, zanedbanie výsledkov hodnotenia zložiek prostredia a ekologickej únosnosti krajiny projektantom a realizátorom a nesprávnymi technológiami a postupmi z titulu nedbalosti, neodbornosti či podcenenia hrozby a pod.) (Ondrášik a Gajdoš, 2006). Zjednodušený prehľad prírodných hrozieb je v tabuľke č. 1.
Na našom území (SR) sa s výnimkou vulkanických hrozieb môžeme stretnúť so všetkými ostatnými skupinami hrozieb. Z hľadiska nášho záujmu (vplyv geológie na budovanie dopravnej infraštruktúry) sa budeme ďalej venovať predovšetkým gravitačným hrozbám so zameraním na zosuvy a subsidenciu.
Svahové deformácie
Svahové deformácie (zosuvy) sú procesy, pri ktorých sa z rôznych dôvodov narúša stabilita hornín na svahu a dochádza k pohybu horninových más, často s katastrofickými následkami. Existujú rôzne klasifikácie svahových pohybov. Najčastejšie sa používa rozdelenie svahových pohybov na 4 základné skupiny podľa charakteru pohybu:
– Plazenie – dlhodobý, zvyčajne nezrýchľujúci sa pohyb horninových hmôt, pričom hranica oproti pevnému podložiu je vo väčšine prípadov nezreteľná; výsledkom plazenia bývajú gravitačne zdeformované svahy, združené hrebene, prípadne blokové polia.
– Zosúvanie – relatívne rýchly, krátkodobý kĺzavý pohyb horninových hmôt na svahu pozdĺž jednej alebo viacerých šmykových plôch; výslednou formou zosúvania je zosuv.
– Stekanie – rýchly, krátkodobý pohyb horninových hmôt vo viskóznom stave, pričom podiel vody nesmie byť vyšší ako podiel hornín; charakter tečenia môže mať aj pohyb sypkých hornín bez akejkoľvek prímesi vody; výslednou formou stekania je prúd.
– Rútenie – náhly krátkodobý pohyb horninových hmôt po strmých svahoch, pričom sa postihnuté hmoty rozvoľnia a v určitej fáze pohybu strácajú kontakt s podložím; výslednou formou rútenia býva zlomisko.
Tab. 1. Prehľad prírodných hrozieb (Ondrášik a Gajdoš, 2006).
Svahové deformácie zvyšujú náklady na výstavbu a prevádzku takmer všetkých druhov objektov a častokrát ju robia nerentabilnou. V stavebnej praxi sa problematika označuje ako „posudzovanie stability svahov“ a je zakomponovaná aj do noriem STN. V procese plánovania výstavby objektov a rôznych technických zariadení možno použiť znalosti o tejto hrozbe (napr. geodetický zdokumentované javy – Villim a kol., 2011) už pri navrhovaní lokalizácie výstavby objektov, najmä takých, ktoré sú náročné na stabilitu základovej pôdy (Blišťan, 2013).
Situácia na Slovensku
Jeden z najvýznamnejších prejavov exogénnych geodynamických procesov nielen u nás, ale v celej strednej Európe, predstavujú práve svahové deformácie. Na základe Atlasu máp stability svahov Slovenskej republiky sa na Slovensku nachádza 21 190 svahových deformácií. Porušujú územie s rozlohou 257,5 tis. ha, čo predstavuje 5,25 % rozlohy Slovenska. Najväčšie zastúpenie v rámci svahových deformácií majú zosuvy, ktorých bolo zaregistrovaných 19 104, a ktoré predstavujú celkovo 90,2 % všetkých registrovaných svahových deformácií. Svahové deformácie ohrozujú 98,8 km diaľnic a ciest I. triedy, 571 km ciest II. a III. triedy, 62 km železníc, 11 km nadzemných vedení, 3,5 km ropovodov, 101 km plynovodov, 291 km vodovodov a takmer 30 000 pozemných stavieb (Jánová a Liščák, 2011).
Subsidencia
Subsidencia je poklesávanie územia vplyvom vytláčania vody zo zvodnených horizontov a ich následného zhutňovania alebo tektonického pohybu horninovej masy smerom nadol. Zväčša je spôsobená ľudskou aktivitou – čerpaním vody z vrtov, ťažbou ropy alebo zemného plynu. Môže postihovať rozsiahle oblasti alebo malé časti povrchu. Prejavuje sa napríklad aj praskaním budov, pričom môže celkovo narušiť ich stabilitu.
Špecifickým prípadom subsidencie je poddolovanie územia banskou činnosťou. Kolapsom banských diel a otvorených vyťažených priestorov počas ťažby, alebo po jej ukončení, vznikajú na povrchu zníženiny a prepadliská (závalové pásmo) (Kovanič a Kovanič ml., 2008). Protiopatreniami môže byť vháňanie vody do vyťažených priestorov (v regionálnom merítku), spevňovanie základov budov alebo odstránenie stromovej vegetácie (pri jednotlivých budovách).
V zmysle stavebného zákona a banského zákona je v územiach, kde je vykonávaná banská činnosť zakázaná výstavba akýchkoľvek objektov nesúvisiacich s banskou činnosťou. V prípade výstavby objektov súvisiacich s banskou činnosťou (predovšetkým komunikačné cesty a technologické objekty) je potrebné situovať ich tak, aby ich funkčnosť nebola ohrozená priamou banskou činnosťou alebo obslužnými činnosťami (doprava, skládkovanie a pod.) (Blišťan a Blišťanová, 2012).
NIPI a dostupnosť digitálnych priestorových údajov pre potreby hodnotenia prírodných hrozieb nástrojmi GIS
V súvislosti s budovaním štátnych informačných systémov a ich využívaním pre e-Government je potrebné poukázať na povinnosti vyplývajúce členským štátom Európskej únie (EÚ) zo smernice INSPIRE (smernica európskeho parlamentu a rady 2007/2/ES zo 14. marca 2007, ktorou sa zriaďuje Infraštruktúra pre priestorové informácie v Európskom spoločenstve), a to zverejniť priestorové údaje, vrátane údajov týkajúcich sa životného prostredia, vytvorené zo štátneho rozpočtu v rámci budovanej európskej infraštruktúry priestorových údajov podľa jednotných pravidiel harmonizácie a interoperability. Tento proces u nás v celku úspešne napreduje aj vďaka prostriedkom, vynaloženým EÚ na budovanie informačného povedomia občanov EÚ. Do slovenskej legislatívy bola smernica INSPIRE transponovaná schválením nového zákona 3/2010 Z.z. o národnej infraštruktúre pre priestorové informácie (NIPI).
V súčasnosti už existuje v SR relatívne veľké množstvo implementovaných geografických informačných systémov (GIS) v kompetencii a správe rôznych orgánov štátnej či verejnej správy, alebo iných subjektov. Napriek tomu, že by mali vyť harmonizované, nemajú jednotnú štruktúru, častokrát nie sú v aktuálnom stave, nie sú spracovávané na jednotných referenčných zdrojových údajoch a často dochádza aj k redundancii údajov (duplikovaniu). Medzi rozsahovo a obsahovo najvýznamnejšie GIS patria Informačný systém geodézie a kartografie (IS GKK), Vojenský informačný systém územia (VISÚ) a Informačný systém o životnom prostredí (IS ŽP) (Blišťan a kol., 2012).
GIS ponúkajúce základné priestorové údaje o SR
Údaje, ktoré vstupujú do týchto GIS, je možné rozdeliť na priestorové a atribútové, čiže popisné. Priestorové údaje charakterizujú geografickú lokalizáciu objektov, zatiaľ čo atribútové popisujú vlastnosti objektov. V procese vstupu údajov do GIS musia byť obe zložky údajov zaznamenávané a správne prepojené. Priestorovými údajmi sa zaoberá a zhromažďuje ich Informačný systém geodézie a kartografie a Vojenský informačný systém územia. Tieto systémy tvoria bázu základných priestorových údajov. Základné priestorové údaje o území SR sú spracované v Základnej báze údajov pre geografický informačný systém – ZB GIS. ZB GIS je tvorený na legislatívnom základe zákona NR SR č. 215/1995 Z.z. o geodézii a kartografii. Ide o priestorovú databázu budovanú v súradnicovom systéme ETRS 89 a výškovom systéme Bpv. Tvorí základ pre potreby inventarizácie, zhromažďovania, triedenia, selektovania a prezentácie údajov, pre analýzy a syntézy poznatkov a modelovania riešení pre štátne orgány a samosprávu, podnikateľské subjekty i verejnosť. Skladá sa z troch komponentov, ktorými sú:
– digitálny vektorový model reliéfu,
– digitálny vektorový polohopis,
– digitálna spojitá ortofotomapa.
Objekty ZB GIS sú definované v rezortnom katalógu tried objektov – KO ZB GIS Úradu geodézie, kartografie a katastra SR (vytvoreného podľa medzinárodného kódovacieho systému DIGEST/FACC), ktorý tvorí východiskový základ pre popis objektov definovaných pre NIPI. Spoločný katalóg objektov (ÚGKK SR a MO SR) a jednotná technológia tvorby ZB GIS a Centrálnej priestorovej databázy (CPD) Vojenského informačného systému o území umožňuje spoločnú koordinovanú tvorbu týchto systémov (RPI, 2009). Vybrané údaje z týchto IS sú dostupné cez rôzne webové služby pre zobrazovanie on-line údajov v GIS (ArcGIS server, WMS a iné).
GIS a informačné systémy ponúkajúce údaje o stave životného prostredia v SR
Informačný systém o životnom prostredí integruje informácie z monitoringu životného prostredia, informácie z hodnotenia stavu životného prostredia a priestorové informácie o území. Ďalšie informácie sú vytvárané pre podporu práce Úradov životného prostredia a pre subjekty zabezpečujúce výkon jednotlivých zákonov v oblasti životného prostredia. Sú to predovšetkým Ministerstvo životného prostredia SR (MŽP SR) a jeho rezortné organizácie, v niektorých prípadoch aj inštitúcie z iných rezortov. MŽP SR a jeho podriadené organizácie prevádzkujú aj ďalšie databázy, informačné systémy, intranetové a internetové webové stránky, ktoré slúžia k ich činnosti a na prezentáciu svojich výstupov.
Vstupnou bránou k environmentálnym informáciám je Enviroportál, ktorý sústreďuje zdroje údajov prostredníctvom rezortnej počítačovej siete (www.enviroportal.sk). Nosnými subsystémami IS ŽP sú nasledovné informačné systémy (www.1):
– IS Environmentálne škody,
– IS Environmentálne záťaže,
– IS Integrovaná prevencia a kontrola znečisťovania,
– IS nakladania s ťažobným odpadom,
– IS Prevencia závažných priemyselných havárií,
– Bazálne environmentálne informácie o sídlach Slovenska (BEISS),
– Katalóg chránených stromov,
– Štátny zoznam osobitne chránených častí prírody SR.
Dostupné digitálne priestorové údaje o výskyte vybraných geohazardov
V nasledujúcej časti príspevku sú prezentované možnosti využitia priestorových údajov dostupných on-line a možnosti GIS pri získavaní základných údajov pre analýzu bezpečnostného prostredia na príklade lokality Šútovo (obr. 1), kde sa nedávno aktivoval nový zosuv. Zosuv vyvolal pohyb pokryvných útvarov, pričom hrozí pád rozvoľnenej dolomitovej steny do priľahlého umelého jazera, ktoré vzniklo ťažbou v kameňolome Kraľovany II. Touto lokalitou (v tesnej blízkosti zosúvajúceho sa svahu) má prechádzať projektovaná severná časť diaľnice D1, trasa Turany – Hubová (obr. 2).
Obr. 1. Geografická pozícia záujmovej lokality Šútovo so zobrazením kameňolomu Kraľovany II a existujúcej cestnej infraštruktúry.
Obr. 2. Priebeh projektovanej trasy diaľnice D1 Turany – Hubová cez záujmové územie. Na ortofotomape je zobrazená geologická preskúmanosť lokality (IG vrty, geofyzikálne práce, známe svahové deformácie a pod.).
Z verejne dostupných údajov z Národného geoportálu (NIPI), ktorý vznikol v zmysle zákona č. 3/2010 Z. z. o NIPI, boli pomocou sieťových služieb získané potrebné priestorové údaje a tie následne vizualizované v prostredí GIS softvéru ArcGIS (obr. 2). Národný geoportál je internetový portál, ktorý poskytuje prístup k priestorovým údajom a službám priestorových údajov prostredníctvom sieťových služieb. V databázach prístupných cez Národný geoportál sú prístupné základné polohové a atribútové informácie o objektoch a v prostredí GIS je ich možné pomocou dotazu “Čo je toto” získať a zobraziť. V národnom geoportáli je možné nájsť aj odkazy na ďalšie informačné portáli v správe:
a) Ministerstva životného prostredia SR
– Geoportál Slovenskej agentúry životného prostredia,
– Geoportál Štátneho geologického ústavu Dionýza Štúra,
b) Ministerstva pôdohospodárstva a rozvoja vidieka SR
– Geoportál Národného lesníckeho centra,
– Pôdny portál Výskumného ústavu pôdoznalectva a ochrany pôdy,
c) Úradu geodézie, kartografie a katastra SR
– Geoportál Úradu geodézie, kartografie a katastra SR,
– Katastrálny portál Úradu geodézie, kartografie a katastra SR,
d) Ministerstva dopravy, výstavby a regionálneho rozvoja
Geoportál cestnej databanky Slovenskej správy ciest.
Obr. 3. Geologická mapa územia so zobrazením geologických prác, realizovaných v minulosti v záujmovom území.
Z týchto verejne dostupných portálov, zriadených v zmysle smernice INSPIRE, boli získané ďalšie informácie potrebné pre hodnotenie záujmového územia. Na obrázku 3 je geologická mapa územia a na nej je premietnutá existujúca a projektovaná cestná sieť, známe svahové deformácie, v minulosti realizované geologické a geofyzikálne práce a pod.. Na obrázku 4 je jedna z najdôležitejších podkladových máp, potrebných pre posudzovanie vzniku zosuvov, a to mapa sklonitosti terénu taktiež s vyznačením cestnej siete a pozície známych zosuvov. Podobne je možné zobraziť aj Mapu relatívnej náchylnosti územia k svahovým pohybom, či Mapu IG rajonizácie a pod.. Tieto informácie (samozrejme spolu s ďalšou skupinou údajov o pôdnom pokryve a jeho hrúbke, hĺbke hladiny podzemnej a pod.) sú dôležitým podkladom pre posudzovanie územia z hľadiska jeho vhodnosti pre investičnú výstavbu. Vďaka INSPIRE a informačným technológiám je možné veľkú časť z týchto údajov získať aj bez návštevy geologického archívu, resp. bez potreby vykonať niektorú z analýz, napr. analýzu sklonitosti a pod.. Využitím nástrojov GIS, ako sú prekryvné analýzy, mapová algebra či multikriteriálne rozhodovanie a následnou syntézou takto získaných výsledkov taktiež v prostredí GIS vieme podstatne efektívnejšie získať kvalitné podklady pre identifikáciu a hodnotenie geohazardov.
Obr. 4. Mapa sklonitosti terénu s vyznačením výskytu známych svahových deformácií.
Záver
Podľa štatistík sú svahové deformácie najčastejšie sú vyskytujúcim geodynamickým javom na Slovensku. Z tohto dôvodu je u nás potrebné neustále sledovať a hodnotiť existujúce zosuvy, ale rovnako dôležité je aj identifikovať miesta s náchylnosťou na vznik zosuvov. Tento proces je veľmi zdĺhavý a vyžaduje spracovať veľké množstvo primárnych údajov. Práve pri analýze územia sa v súčasnosti už využívajú aj GIS a to hlavne vďaka tomu, že sa na Slovensku začala budovať databanka digitálnych priestorových informácií o životnom prostredí. Údaje z nej sú v zmysle smernice INSPIRE a vďaka internetu kedykoľvek a kdekoľvek verejne dostupné, čo výrazne pomáha geológom pri predikcii a hodnotení týchto javov. Prostredie GIS svojimi analytickými nástrojmi umožňuje efektívne spracovať danú problematiku a prispieva tak k zefektívňovanie celého procesu hodnotenia geohazardov.
Súčasné tempo tvorby štátnych a verejných informačných systémov, aktuálnosť ich báz geodát a forma distribúcie sa začína blížiť štandardom informačne vyspelých krajín. Priestorové údaje ponúkané on-line pre verejnosť však neumožňujú vykonávať nad týmito údajmi všetky GIS analýzy, preto že niektoré údaje sú ponúkané iba len ako podkladové vrstvy. Budovanie štátnych informačných systémov by sa preto malo v blízkej budúcnosti orientovať predovšetkým na:
– vybudovanie integrovaných rezortných GIS,
– vytvorenie podmienok pre jednotnú polohovú a informačnú lokalizáciu geografických údajov vo všetkých informačných systémoch a registroch štátnej a verejnej správy,
– bezodplatné sprístupnenie všetkých geodát o životnom prostredí a s nimi spojených služieb verejnosti on-line v dátových sieťach formou metainformačných a distribučných geoinformačných dátových skladov a portálov na centrálnej ako aj regionálnej úrovni.
Efektívne budovanie GIS a z nich poskytovaných služieb v SR teda stále závisí od kvality základných priestorových registrov, a to na najnižšej mierkovej úrovni (budovy, adresy, uličné siete), od dobudovania informačných systémov životného prostredia, katastra nehnuteľností a pod.. Z pohľadu bežného používateľa by bolo zaujímavé a potrebné bezodplatne (ako je tomu napr. v USA) poskytnúť prístup k celému digitálnemu mapovému dielu vo veľkej mierke (ZB GIS) a to vrátane databáz, dobudovať metainformačný systém o zdrojoch geodát z územia Slovenska, zaviesť podmienky pre ich poskytovanie a zaistiť k nim bezbariérový a efektívny prístupu (Kusendová, 2013).
Poďakovanie: Tento príspevok vznikol za finančnej podpory grantovej agentúry VEGA v rámci riešenia grantovej úlohy č. 1/0887/11 a inštitucionálneho projektu VŠBM v Košiciach s číslom IP/31/2012. Autori Peter Blišťan1 a Monika Blišťanová2 1 doc. Ing. Peter Blišťan, PhD., Ústav geodézie, kartografie a geografických informačných systémov, Technická univerzita v Košiciach, Fakulta BERG, Park Komenského 19, 043 84 Košice, Slovensko, e-mail: Peter.Blistan@tuke.sk 2 Ing. Monika Blišťanová, PhD., Ústav občianskej bezpečnosti, Vysoká škola bezpečnostného manažérstva v Košiciach, Kukučínova 17, 040 01 KošiceLiteratúra
[1] BLIŠŤAN, P.: GISv procese hodnotenia ohrozenia dopravnej infraštruktúry SR vplyvom vybraných prírodných hazardov. Vyzvaná prednáška. In: Priemyselná toxikológia 2013, zborník prednášok z 33. vedeckého sympózia, Svit, SR. Vydala STU Bratislava, 2013.
[2] BLIŠŤAN, P. – BLIŠŤANOVÁ, M. – KOVÁČOVÁ, L.: Dostupnosť digitálnych priestorových údajov pre potreby hodnotenia stavu životného prostredia v podmienkach SR. In: Fyzikálne faktory prostredia. Roč. 2, mimoriadne č. (2012), s. 167-173.
[3] JÁNOVÁ, V. – LIŠČÁK, P.: Slovensko 2010: Rok havarijných zosuvov. Enviromagazín, 1/2011, s. 20.
[4] Kolektív autorov: Katalóg tried objektov ZB GIS. Úrad geodézie, kartografie a katastra Slovenskej republiky, Bratislva, 2008, 229s.
[5] KOVANIČ, Ľ. – KOVANIČ, Ľ. ml.: Monitorovanie deformácií povrchu terénu na podrúbaných územiach. In: Geodézia, kartografia a geografické informačné systémy 2008. – Košice : GK a GIS, 2008 S. 1-8.
[6] KUSENDOVÁ, D.: Napredovanie geoinformatizácie vo verejnej správe slovenska. – klady a zápory.KonferenciaGIS Ostrava – 2013, Ostrava, 2013.
[7] ONDRÁŠIK, R. – GAJDOŠ, V.: Geologické riziká a ich hodnotenie pri projektovej príprave a využívaní krajiny. In: Acta Environmentalica Universitatis Comenianae, Bratislava, Vol. 14 (2006) č. 2, s. 83-99.
[8] RPI: Register priestorových informácií. Čiastková štúdia uskutočniteľnosti projektov prioritnej osi 1 – Elektronizácia verejnej správy a rozvoj elektronických služieb OPIS zameraná na celkovú architektúru e-Governmentu. Ministerstvo financií Slovenskej republiky, 2009. 83s.
VYTLAČIŤ