Χωροθέτηση, διαστασιολόγηση κι επιλογή βέλτιστης διαδρομής και θέσης δασοτεχνικών έργων με χρήση Γ.Σ.Π. ως ολοκληρωμένο σύστημα αντιμετώπισης δασικών πυρκαγιών

Abstract

The forest road network and forest infrastructure are integral components of wildfire prevention and enhancing fire management planning. The objective of this research is the development of a comprehensive system for the installation of wildfire management infrastructures. The specific goals include evaluation of the accessibility of forest areas for firefighting operations, designing and dimensioning anti-fire roads in non-accessible and high-risk forest areas, allocation of fire-vehicle parking areas in order to minimize response times, prioritizing segments of the forest road network in terms of their contribution to firefighting efforts, and optimizing the placement of firewater reservoirs. The study was conducted in representative Mediterranean ecosystems, specifically in the university forests of Taxiarchis, Chalkidiki and Pertouli, Trikala, as well as in the suburban forest of Thessaloniki. The assessment of accessibility was carried out using three criteria. The first criterion involved evaluating travel time through the road network, taking into account terrain slope and distance. The second criterion focused on the distance to fire suppression, calculating the inclined distance of forest segments from the forest road network. The third criterion considered horizontal distance from the road network, factoring in the type of terrain (uphill or downhill). The combination of these criteria identified inaccessible forest segments. To determine the location of wildfire management infrastructures, a mapping system for fire risk was applied. This system assessed terrain slope, aspect, fuel type, proximity to the road network, and distance from settlements and recreational areas. The significance of each factor was estimated using an analytic hierarchy process. Factor values were categorized, and map algebra was employed to produce raster models of fire risk. The results of accessibility and fire risk analyses were intersected to create new fire roads using specialized road design software. A spatial multicriteria analysis method was applied to evaluate the impact of forest roads in conjunction with environmental absorptivity. Network analysis was employed to assess response times from fire vehicle parking locations, and new sites were recommended to minimize travel times. The road network was divided into segments, and optimal routes were calculated from parking areas to any point within the area. The analysis of fire risk determined the importance level of each optimal route, resulting in the prioritization of road network segments. Selection of optimal locations for firewater reservoir installation was achieved through a technique for order preference by similarity to ideal solution. The criteria used in this analysis included fire risk level, distance via optimal routes from existing water sources, and maximization of service area. The conclusions of this research underscore the importance of prevention in wildfire management. The methods presented and proposed can serve as valuable tools for strengthening wildfire management planning, improving the spatial variability of the forest road network, and optimizing resource allocation.

Το δασικό οδικό δίκτυο και οι δασοτεχνικές υποδομές αποτελούν αναπόσπαστο τμήμα της πρόληψης των δασικών πυρκαγιών και της βελτίωσης του αντιπυρικού σχεδιασμού. Ο σκοπός της έρευνας είναι η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος εγκατάστασης αντιπυρικών υποδομών. Οι επιμέρους στόχοι είναι η αξιολόγηση της προσβασιμότητας των δασικών περιοχών για τη διενέργεια επιχειρήσεων κατάσβεσης πυρκαγιών, η χάραξη και η διαστασιολόγηση αντιπυρικών δρόμων σε μη προσβάσιμα και ταυτόχρονα υψηλής επικινδυνότητας δασικά τμήματα, η χωροθέτηση θέσεων στάθμευσης οχημάτων για την ελαχιστοποίηση του χρόνου απόκρισης, η ιεράρχηση των τμημάτων του δασικού οδικού δικτύου, ως προς το βαθμό συμβολής τους στις επιχειρήσεις καταστολής και η βέλτιστη εγκατάσταση αντιπυρικών υδατοδεξαμενών. Η έρευνα εφαρμόστηκε σε αντιπροσωπευτικά μεσογειακά οικοσυστήματα, και συγκεκριμένα στα πανεπιστημιακά δάση του Ταξιάρχη, Χαλκιδικής και του Περτουλίου, Τρικάλων, και στο περιαστικό δάσος Θεσσαλονίκης. Η αξιολόγηση της προσβασιμότητας υλοποιήθηκε μέσο τριών κριτηρίων. Το πρώτο κριτήριο αφορούσε την αξιολόγηση του χρόνου πρόσβασης μέσο του οδικού δικτύου λαμβάνοντας υπόψιν την κλίση του εδάφους και την απόσταση διέλευσης. Το δεύτερο κριτήριο αφορούσε την απόσταση πυρόσβεσης, μέσο του οποίου υπολογίζεται η πραγματική κεκλιμένη απόσταση των δασικών τμημάτων από το δασικό οδικό δίκτυο. Το τρίτο κριτήριο αφορούσε την οριζόντια απόσταση από το οδικό δίκτυο, λαμβάνοντας υπόψιν τον τύπο της δομής τους εδάφους (ανωφέρεια ή κατωφέρεια). Ο συνδυασμός των κριτηρίων απέδωσε τα μη προσβάσιμα δασικά τμημάτα. Με σκοπό τη χωροθέτηση των αντιπυρικών δασοτεχνικών έργων, εφαρμόστηκε ένα σύστημα χαρτογράφησης της επικινδυνότητας πυρκαγιάς, το οποίο αξιολογούσε την κλίση του εδάφους, την έκθεση, την καύσιμη ύλη, την εγγύτητα στο οδικό δίκτυο και την απόσταση από οικισμούς και χώρους αναψυχής. Η εκτίμηση της βαρύτητας του κάθε παράγοντα έγινε μέσο της μεθόδου της αναλυτικής διαδικασίας ιεράρχησης. Οι τιμές των παραγόντων κατηγοριοποιήθηκαν και εφαρμόστηκε αλγεβρική χαρτογραφία για την παραγωγή ψηφιδωτών μοντέλων επικινδυνότητας πυρκαγιάς. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης της προσβασιμότητας και της επικινδυνότητας πυρκαγιάς, συνδυάστηκαν και χαράχθηκαν νέοι αντιπυρικοί δρόμοι μέσο ειδικού λογισμικού δασικής οδοποιίας. Εφαρμόστηκε η μέθοδος της χωρικής πολυκριτηριακής ανάλυσης, μέσο της οποίας εκτιμήθηκε η ένταση των επιπτώσεων των δασικών δρόμων σε συνδυασμό με την απορροφητικότητα του περιβάλλοντος. Εφαρμόζοντας ανάλυση δικτύου αξιολογήθηκαν οι χρόνοι απόκρισης των θέσεων στάθμευσης των πυροσβεστικών οχημάτων και προτάθηκαν νέες θέσεις, με σκοπό την ελαχιστοποίηση του χρόνου μετακίνησης. Το οδικό δίκτυο διαχωρίστηκε σε τμήματα για το οποία υπολογίστηκαν οι βέλτιστες διαδρομές από τους χώρους στάθμευσης των οχημάτων προς οποιοδήποτε σημείο της περιοχής. Με βάση την ανάλυση επικινδυνότητας πυρκαγιάς, υπολογίστηκε ο βαθμός σημαντικότητας κάθε βέλτιστης διαδρομής και προέκυψε η ιεράρχηση των τμημάτων του οδικού δικτύου. Υλοποιήθηκε η εκλογή βέλτιστων θέσεων εγκατάστασης αντιπυρικών υδατοδεξαμενών μέσο της μεθόδου τεχνική για σειρά προτίμησης κατά ομοιότητα με ιδανική λύση. Τα κριτήρια που χρησιμοποιήθηκαν ήταν ο βαθμός επικινδυνότητας πυρκαγιάς, η απόσταση μέσο βέλτιστων διαδρομών από τις υφιστάμενες υδροληψίας και η μεγιστοποίηση της περιοχής εξυπηρέτησης. Τα συμπεράσματα της έρευνας υποδεικνύουν τη σημασία της πρόληψης για την καταπολέμηση των δασικών πυρκαγιών. Οι μέθοδοι που παρουσιάζονται και προτείνονται μπορούν να αποτελέσουν ένα χρήσιμο εργαλείο για την ενίσχυση του αντιπυρικού σχεδιασμού, τη βελτίωση της χωρικής μεταβλητότητας του δασικού οδικού δικτύου και τη βέλτιστη κατανομή των πόρων.