Rock Fall Risk Management in the Bohemian Switzerland National ...

Z. Vařilová & J. Zvelebil Rock Fall Risk Management in Bohemian Switzerland National ParkFig.2: A. A map showing the distribution of areas prone to creation dangerous rock falls within the National Parkterritory. B. Inventory map of unstable rock objects endangering the Hřensko village with an assessment of theiractual instability in a four-degree scale. C. An example of numerical evidence of individual unstable object inselected part within the Hřensko village area.data processing, and on-line, interactive resultvisualizations has been introduced.D) Different developmental stages of the processof rock fall preparation, including the earlywarning precursors of rock fall immediateoccurrence, are detected using characteristicdifferences in slope movement dynamics.Quite reliable diagnostics of immediate dangerstate (with reading and evaluation intervals inseconds), as well as its short and medium timeforecasting (from days to 2 years) are at ourdisposal now (cf. Fig. 3; Zvelebil & Moser 2001).Phenomenological models, which are predominantlyused for monitoring data evaluationand rock fall danger assessment and whichhad been mainly empirically based (cf. Zvelebil1995, 1996), have been now accompanying bymathematically rigorous numerical analysesand modelling according the latest challengesof complex dynamical systems theory (Palušet al. 2004). For wider practical use of the laerand of their result visualisations, as well asfor improvement of implementation of theprogressive information technologies enablingit all, a four years project of establishing andtesting of the unique, highly automated expertsystem for safety evaluation of monitoring datahas started in the National Park this year.Set of possible stabilising technologies has beenoptimised regarding as monitoring resultsand actual danger of rock fall occurrence andits possible negative consequences, and alsoas regarding their economical and technicaldemands of each method in question withregards to demands of nature preservation.Two basic types of remedial technologies havebeen use there:1) The simple one – which is possible to accomplishby hand-work, using technically verysimple and relatively cheap means. Specialposition within the simple technologies holdsFerrantia • 44 / 200555

Z. Vařilová & J. Zvelebil Rock Fall Risk Management in Bohemian Switzerland National Parkmeasuring sites were established. Frequency ofmanual readings is twice per month, and everyfive minutes for the automatic ones. Emergencytechnical treatment had been given to 11 sites inthe 3 introducing years of the system.Trial runs of the online presentation of data havebeen launched. Information from an automaticdilatometric monitoring is delivered on thewebsite hp://www.geo-tools.cz; hp://www.geo-tools.cz; hp://www.geo-tools.cz; hp://www.geo-tools.cz; for informationon manual dilatometry from the Hřensko villagearea visit the website hp://ig-exp.i-dol.cz.hp://ig-exp.i-dol.cz.Finally, we would like to stress that an optimaldecision should be reached in an argumentationamong scientists, economists and decision-makersfrom politics and state administration. Thereforethe forms of clear, simple presentation of scientificdata are of outmost importance, otherwise thegap between the practical decision makers andthose data providers cannot be still successfullybridged. This aspect of rock fall risk managementis also treated within the frame of special project.AcknowledgementsOur long-term work was successively supportedby several grant projects. The project VaV 610/7/01of the Ministry of Environment of the CzechRepublic and the project No.T110190504 in theframe of an "Information Society Program" of theAcademy of Sciences of the Czech Republic werethe most recent ones.ReferencesPaluš, M., Novotná, D. & Zvelebil, J. 2004. - Fractalrock slope dynamics anicipating collapse. Phys.Review E, 70.Vařilová Z. 2002. - A review of selected sandstoneweathering forms in the Bohemian SwitzerlandNational Park, Czech Republic, in Přikryl R. &Viles H. (eds.), Understanding and managing ofstone decay (SWAPNET 2001): 243-261, CharlesUniversity of Prague, The Karolinum Press,Prague.Vařilová Z. & Zvelebil J. 2005 (in print). - Catastrophicand episodic events in sandstonelandscape: slope movements and weatheringissue, in Cílek V., Härtel H. & Herben, T. (eds.),Sandstone Landscapes / Treatise (main chapter- 18 pages).Zvelebil J. 1985. - Time prediction of a rock fall froma sandstone rock slope. Proc. 4th Int. Symp. onLandslides 3:93-96, Toronto.Zvelebil J. 1989. - Enginnering geological aspectsof rock slope development in Děčín Highland,NW Bohemia (in Czech). PhD Thesis, CharlesUniversity, Prague.Zvelebil J. 1995. - Determination of characteristicfeatures of slope movements prent day activityby monitoring in thick-bedded sandstones ofthe Bohemian Cretaceous basin. Acta UniversitatisCarolinae, Geographica, Supp. 79-113,Praha.Zvelebil J. 1996. - A Conceptional PhenomenologicalModel to Stability Interpretaqtion ofDilatometric Data from Rock Slope Monitoring,in Seneset K. (ed.), Landslides, Proc VII thInt.Symp. on Landslides: 1473-1480. Balkema,Roerdam.Zvelebil J. & Moser M. 2001. - Monitoring BasedTime-Prediction of Rock Falls: Three Case-Histories. Phys. Chem. Earth (b) 26,2:159-167.Zvelebil J. & Park H. D. 2001. - Rock SlopeMonitoring for Environment – FriendlyManagement of Rock Fall Danger. Proc.UNESCO/IGCP Symposium «Landslide RiskMitigation and Protection of Cultural andNatural Heritage», 15-19 January, Tokyo: 199-209.Zvelebil J. & Stemberk J. 2000. - Slope Monitoringin Nature-Friendly of Rock Fall Danger fromSandstone Rock Walls in Děčín Highland, NWBohemia. Proc VIII thInt. Symp. on Landslides,Cardiff.Ferrantia • 44 / 200557

Z. Vařilová & J. Zvelebil Rock Fall Risk Management in Bohemian Switzerland National ParkRésumé da la présentationRisques géologiques dans un relief gréseux et possibilités de les réduire: gestion du risque dechutes de roches au parc naturel de la «Suisse de Bohème»Mots-clés: Grès; instabilité de déblais de pente; chute de roche; évaluation et réduction de risque;réseau de surveillance; travaux réparateursLes grès stratifiés massifs à stratification subhorizontaled’âge Crétacé constituent le substrat rocheux du parcnational de la Suisse de Bohème (au nord-ouest de laBohême). Le relief propre au grès et la grande biodiversitéliée au relief, qui airent les touristes, vont de pairavec un risque élevé de chute de roche. Néanmoins, leschutes de roches doivent être considérées comme partieintégrante de l’évolution naturelle et actuelle des pentesdans le grès du parc. Pour diminuer le risque pour lesgens et pour l’infrastructure, un système intégré pour lagestion efficace du risque par chute de pierre, respectantla conservation de nature et nécessitant un aménagementraisonnable, a été présenté et se trouve en phase d’essai.La gestion débute par l’identification à l’échelle régionale(1:10.000) de zones à risque pour les chutes de rochesspécialement dans des endroits particuliers: dans lessecteurs peuplés, le long des voies de communicationset des principaux sentiers touristiques. Pour ces secteurson établit à l’échelle de 1:1000 et 1:2000, des cartesgéologiques pour ingénieurs et un relevé des objetsinstables. L’instabilité de chaque objet instable est classéede 1 à 4, en fonction de l’évolution de la pente dans letemps. Seuls les objets incontestablement et immédiatementdangereux subissent un traitement technique,sont stabilisés ou enlevés. Les autres sont surveillésafin d’obtenir des informations quantitatives sur lemouvement réel de la masse rocheuse et sur la cinématiqueactuelle des glissement de terrain. Par cee surveillanceon diminue les incertitudes des données recueillieset on compense certains inconvénients des approchesgeomécaniques de l’évaluation de la stabilité des pentesde roche. En conséquence, le nombre de demandesd’interventions techniques a sensiblement diminué. Enfait, pour 90% des roches instables de l’inventaire, lasurveillance peut se substituer respectivement retarderpour des dizaines d’années les mesures réparatricestechniques.A côté des dilatomètres portatifs, des tiltmètres et desbandes extensométriques, un système automatique pourl’acquisition de données, un transfert à longue distance,la visualisation en ligne (Internet), et le stockage desrésultats la surveillance ont été récemment présentés.Les différentes étapes du processus de préparation d’unechute de roche, y compris la détection les précurseursimmédiats d’une chute, sont détectées en considérantles différentes caractéristiques de la dynamique dumouvement de pente. Le diagnostic tout à fait fiable del’état immédiat de danger (avec des intervalles de lectureet d’évaluation toutes les secondes), aussi bien que sesprévisions à court et moyen terme (d quelques jours à 2ans) sont actuellement à notre disposition.Les modèles empiriques et phénoménologiques,jadis seuls, sont maintenant accompagnés d’analysesnumériques et de modèles tenant compte des théoriesrécentes de la dynamique des mouvements en pente.Particulièrement sur ce dernier point, un projet de quatreans a démarré cee année-ci au parc en vue d’établiret tester un système d’expertise unique et hautementautomatisé basé sur l’évaluation du risque à partir desdonnées de la surveillance.58 Ferrantia • 44 / 2005