Α methodological framework for geohazards prevention, driven by a cumulative index, in the management and protection of cultural and natural heritage areas

Abstract

The thesis represents a significant contribution to the field of prevention. It assesses the cumulative geohazards present in cultural and natural heritage sites, with the aim of providing guidance on optimal management and protection strategies. By developing a methodological framework based on the introduction of a cumulative index, the research addresses a critical gap in international experience. The objective is to prevent adverse effects at the earliest possible stage. This can be achieved by implementing targeted action plans that enable those responsible for management to prevent or mitigate the impacts that could potentially be caused cumulatively by these risks. This will ensure the long-term conservation of cultural and natural heritage features. Cultural and natural heritage areas represent irreplaceable elements of the historical and evolutionary record of the natural and anthropogenic environment. These landscapes are of considerable value, encompassing both natural wealth and aesthetic beauty, as well as irreplaceable cultural elements. They are thus in need of protection. Heritage landscapes, which are characterized by a unique combination of cultural and natural significance, are particularly susceptible to geohazards due to their distinctive attributes. The geological processes that contribute to the formation of these heritage features over time also pose a significant threat to their preservation for future generations. Geohazards, such as landslides, earthquakes, weathering, erosion, and subsidence, often affect cultural and natural heritage landscapes in a complex and interrelated sequence of events. As climate change accelerates, the frequency and severity of these hazards are increasing, placing these sensitive areas under greater threat. The issue arises from the failure to consider the cumulative impact of geohazards in a cumulatively additive manner, a necessity that is particularly pertinent in the context of cultural and natural heritage sites. The research findings underscore the necessity for an integrated, cumulative approach to geohazard assessment, particularly for the cultural and natural heritage sites. This approach should be designed with the objective of early prevention in the context of sustainable management and protection of these sites. Despite advances in the scientific study of geohazards, current approaches mainly focus exclusively on individual hazards. This fragmented investigation fails to recognise the interconnected nature of geohazards and the cascading effects that reinforce them. For example, seismic activity often causes landslides, while the intensification of rainfall exacerbates erosion and increases threats to the conservation of the heritage of such areas. These interdependencies highlight the inadequacy of single hazard approaches and underline the urgent need for integrated multi-hazard frameworks. Isolated approaches lead to ineffective geohazard assessments and mitigation strategies, thus increasing the vulnerability of these areas. Furthermore, existing surveys are often tailored to specific regions or individual hazards, making it difficult to generalise or adapt them to highly sensitive landscapes of high cultural and aesthetic value. The thesis proposes to fill the gap as follows. It develops a methodological prevention framework (GPF) for cumulative geohazard assessment that incorporates identified site-specific geohazards into a single analysis. The framework is based on spatial analysis implementing GIS technologies, which it uses to combine environmental factors affecting geohazards and their interconnections to achieve a more holistic understanding of geohazards. The framework is continuously improved with new data (with feedback), allowing real-time updates, thus increasing resilience to Climate Change, whose impacts are increasing the frequency and intensity of extreme weather events. It introduces a cumulative geohazard assessment index (the Geohazards Prevention Index, GPI) into the structured prevention methodology framework, thus enabling a comprehensive, cumulative assessment of geohazards in cultural and natural heritage areas that form remarkable landscapes. It uses the GPI index as a tool for combining different data sets, allowing the precise identification of risk zones. By producing multi-level hazard maps, this approach identifies critical zones of graded importance where multiple geohazards intersect, supporting evidence-based, proactive action.

Η έρευνα που παρουσιάζεται στην παρούσα διατριβή συμβάλλει σημαντικά στον τομέα της πρόληψης με την εκτίμηση αθροιστικών γεωκινδύνων σε περιοχές πολιτιστικής και φυσικής κληρονομιάς για την καλύτερη δυνατή διαχείριση και προστασία τους. Με την ανάπτυξη ενός μεθοδολογικού πλαισίου βασισμένου στην εισαγωγή ενός αθροιστικoύ δείκτη, η έρευνα αντιμετωπίζει ένα κρίσιμο κενό στην διεθνή εμπειρία. Σκοπός είναι η έγκαιρη πρόληψη, ώστε με στοχευμένα σχέδια δράσης οι φορείς διαχείρισης να μπορούν να αποτρέψουν ή να περιορίσουν τις επιπτώσεις που πιθανά προκαλούνται σωρευτικά από αυτούς τους κινδύνους, εξασφαλίζοντας έτσι τη μακροπρόθεσμη διατήρηση των χαρακτηριστικών πολιτιστικής και φυσικής κληρονομιάς. Οι περιοχές πολιτιστικής και φυσικής κληρονομιάς αντιπροσωπεύουν αναντικατάστατα στοιχεία της ιστορίας και της εξέλιξης του φυσικού και ανθρωπογενούς περιβάλλοντος. Αποτελούν τοπία υψηλής αξίας συνδυάζοντας φυσικό πλούτο και ομορφιά με σημαντικά πολιτιστικά χαρακτηριστικά και έχουν ανάγκη προστασίας. Τα τοπία κληρονομιάς, τα οποία συνδυάζουν πολιτιστική και φυσική σημασία, είναι ιδιαίτερα ευάλωτα σε γεωκινδύνους λόγω των μοναδικών χαρακτηριστικών τους. Οι γεωλογικές διεργασίες συμβάλλουν στην διαμόρφωση αυτών των χαρακτηριστικών κληρονομιάς στο πέρασμα των χρόνων και αποτελούν σημαντική απειλή για την διατήρησή τους για τις επόμενες γενεές. Γεωκίνδυνοι, όπως κατολισθήσεις, σεισμοί, αποσαθρώσεις, διαβρώσεις και καθιζήσεις, συχνά επηρεάζουν τα τοπία πολιτιστικής και φυσικής κληρονομιάς σε μια σύνθετη και αλληλένδετη αλληλουχία γεγονότων. Καθώς επιταχύνεται η Κλιματική Αλλαγή, η συχνότητα και η σοβαρότητα αυτών των κινδύνων εντείνεται, θέτοντας αυτές τις ευαίσθητες περιοχές σε μεγαλύτερη απειλή. Το πρόβλημα είναι ότι δημιουργούνται σωρευτικοί γεωκίνδυνοι και ότι δεν συνεκτιμώνται αθροιστικά, πράγμα που έχει ιδιαίτερη σημασία για τα χαρακτηριστικά των περιοχών πολιτιστικής και φυσικής κληρονομιάς. Η έρευνα υπογραμμίζει έντονα την ανάγκη για μια ολοκληρωμένη, αθροιστική προσέγγιση εκτίμησης των γεωκινδύνων ειδικά για τις περιοχές πολιτιστικής και φυσικής κληρονομιάς με στόχο την έγκαιρη πρόληψη στο πλαίσιο της βιώσιμης διαχείρισης και προστασίας αυτών των περιοχών. Παρά τις προόδους στην επιστημονική σπουδή γεωκινδύνων, οι τρέχουσες προσεγγίσεις επικεντρώνονται κυρίως αποκλειστικά σε μεμονωμένους κινδύνους. Αυτή η αποσπασματική διερεύνηση παραγνωρίζει τη διασυνδεδεμένη φύση των γεωκινδύνων και τα αλυσιδωτά αποτελέσματα που τους ενισχύουν. Για παράδειγμα, η σεισμική δραστηριότητα προκαλεί συχνά κατολισθήσεις, ενώ η εντατικοποίηση των βροχοπτώσεων επιδεινώνει τη διάβρωση και αυξάνει τις απειλές για την διατήρηση της κληρονομιάς τέτοιων περιοχών. Αυτές οι αλληλεξαρτήσεις αναδεικνύουν την ανεπάρκεια των προσεγγίσεων μεμονωμένων κινδύνων και υπογραμμίζουν την επείγουσα ανάγκη για ολοκληρωμένα πλαίσια πολλαπλών γεωκινδύνων. Η μεμονωμένη αντιμετώπιση οδηγεί σε αναποτελεσματικές εκτιμήσεις γεωεπικινδυνότητας και στρατηγικές μετριασμού, αυξάνοντας έτσι την ευπάθεια αυτών των περιοχών. Επιπλέον, οι υπάρχουσες έρευνες είναι συχνά προσαρμοσμένες σε συγκεκριμένες περιοχές ή επιμέρους κινδύνους, γεγονός που καθιστά δύσκολη την γενίκευση ή την προσαρμογή τους στα ιδιαίτερης ευαισθησίας τοπία υψηλής πολιτιστικής και αισθητικής αξίας. Η διατριβή προτείνει να καλύψει το κενό ως εξής. Αναπτύσσει ένα μεθοδολογικό πλαίσιο πρόληψης (GPF) για την αθροιστική εκτίμηση των γεωκινδύνων, ενσωματώνοντας προσδιορισμένους γεωκινδύνους ειδικά για τις συγκεκριμένες περιοχές σε μια ενιαία ανάλυση. Το πλαίσιο βασίζεται στη χωρική ανάλυση και τις τεχνολογίες GIS, τις οποίες χρησιμοποιεί για τον συνδυασμό των περιβαλλοντικών παραγόντων που επηρεάζουν τους γεωκινδύνους και των διασυνδέσεών τους, προκειμένου να επιτευχθεί μια πιο ολιστική κατανόησή τους. Το πλαίσιο βελτιώνεται συνεχώς με νέα δεδομένα (με επανατροφοδότηση), επιτρέποντας ενημερώσεις σε πραγματικό χρόνο, αυξάνοντας με αυτό τον τρόπο την προσαρμοστικότητα στην Κλιματική Αλλαγή, οι επιπτώσεις της οποίας αυξάνουν τη συχνότητα και την ένταση των ακραίων καιρικών φαινομένων. Εισάγει έναν αθροιστικό δείκτη εκτίμησης γεωκινδύνων (τον Geohazards Prevention Index, GPI) στο δομημένο μεθοδολογικό πλαίσιο πρόληψης, επιτρέποντας έτσι μια ολοκληρωμένη, σωρευτική (αθροιστική) εκτίμηση των γεωκινδύνων στις περιοχές πολιτιστικής και φυσικής κληρονομιάς που διαμορφώνουν αξιόλογα τοπία. Αξιοποιεί τον GPI δείκτη ως εργαλείο για τον συνδυασμό διαφορετικών συνόλων δεδομένων επιτρέποντας τον ακριβή προσδιορισμό των επικίνδυνων ζωνών. Με τη δημιουργία πολυεπίπεδων χαρτών κινδύνου, η προσέγγιση αυτή εντοπίζει κρίσιμες ζώνες διαβαθμισμένης σημασίας όπου διασταυρώνονται πολλαπλοί γεωκίνδυνοι, γεγονός που υποστηρίζει τεκμηριωμένα, προληπτικές δράσεις.