Investigations into gravitational slope movements in soils and rock masses in the region of the northern Calcarous Alps
Final Report Abstract
3.1 Steinschlag Von 2000 bis 2004 wurden im Reintal 140 t Steinschlag in 12 Kollektoren gemessen. An der jährlichen Sedirnentproduktion von 6.757 (+ 1.255) mVy haben Bergstürze (56 %) und Steinschlag (23%) den größten Anteil, während mittelmagnitudige Sturzprozesse weniger bedeutend sind. Die gegenwärtige Rückverwitterungsrate 0,455 (± 151) mm/y, die zur Schutthaldenproduktion beiträgt, ähnelt der durchschnittlichen Rate der spätglazialen holozänen Schutthaldenentstehung (0,5 mm/y). Die von Sturzprozessen freigesetzt geomorphologische Arbeit (54,6 (+ 7,8) GJ/y) weist diese als dominanten Prozeß im Reintal aus. Starkniederschläge sind neben Frostwechseln der dominante Trigger der Steinschlagauslösung: im Reintal gehen mehr als 90 % der Steinschläge auf Starkniederschläge zurück. Historische Schwankungen der Starkniederschlagsfrequenz schlagen sich in der Sturzsedimentproduktion nieder; eine Zunahme extremer Steinschiagereignisse (gemessen bis 300 kg/mVh) im Zuge der Klimaerwärmung ist zu erwarten. Die Untersuchungen liefern prozeß-, topographieund gesteinsbezogen differenzierte Beiträge zu den Themen Steinschlagschutzverbauungen und zeigen Möglichkeiten kurzfristiger Vorhersage auf. 3.2 Gleiten Aufbauend auf der Analyse von zahlreichen Parametern (z B. Geofaktoren der näheren Umgebung, Dimension und Art des Anbruches, auslösende Faktoren) konnten für ca. 500 Lockergesteins- Rutschungen im Einzugsgebiet des Lahnenwiesgrabens Aussagen für den Massenumsatz und die morphologische Arbeit gewonnen werden. Insgesamt wurde im Lahnenwiesgraben ein durch Gleitungen umgesetztes Volumen von etwas mehr als 59.000 m3 respektive 124.060 t erfasst. Dies entspricht gerade 4 % der durch Kriechströme erfassten Menge. Davon bewegten sich mit 2.380 m3 bzw. 47.000 t knapp 40 % des erfassten Materials zwischen den Jahren 1996 bis 2004 (jeweils ohne "Maibrüche"), im Jahresschnitt somit ca. 2.490 m3 bzw, 5.220 t. Die berechneten Werte des Massenumsatzes durch Lockergesteinsgleitungen zeigen, dass allein vom umgesetzten Volumen die Lockergesteinsgleitungen einen vergleichbar geringen Anteil an der gesamten Massenbilanz besitzen. Unter Einbeziehung der Transportstrecke, d. h. bei Berücksichtigung der umgesetzten Energie und geleisteten Arbeit erreichen die Lockergesteinsgleitungen aufgrund ihrer Reichweite gleiche Größenordnungen (556 MJ/a Gleitungen und 884 MJ/a Kriechen) wie die an Masse SOOfach größeren Schuttströme. 3.3 Kriechen Die flächendeckenden Detailkartierungen im Lahnenwiesgraben im Maßstab l : 5.000 ergaben, dass die Prozesse Lockergesteinskriechen und Schuttströme klar an die Verbreitungsgebiete der veränderlich festen Gesteine gebunden sind. Die Lockergesteinsdecken, in denen sie sich entwickelten, gingen fast ausschließlich aus der Verwitterung der Kössener Schichten hervor. Liasfleckenmergel und Aptychenschichten spielen aufgrund der sehr kleinen Flächen, welche sie im Untersuchungsgebiet einnehmen, eine untergeordnete Rolle. Dieser Verwitterungsschutt weist einen erhöhten Anteil der Ton- und Siltfraktion auf. Ingesamt wurden zum Prozess Lockergesteinskriechen (soil creep) und Schuttströme (earth flows) 132 Objekte aufgenommen. Um für die Bilanzierung die gemessenen Bewegungsraten der mit Konvergenzstrecken ausgestatteten Testflächen auf die übrigen kartierten Prozessgebiete übertragen zu können, wurde eine Einteilung in Geschwindigkeitsklassen vorgenommen. Die im Vergleich zu den diffuseren und weitläufigeren Kriechgeländen höheren Geschwindigkeiten der Schuttströme bewirken, dass deren Beitrag zur Geomorphologischen Arbeit viel höher ist, wie auch aus Abb. 7 hervorgeht. Beim Vergleich der Erosionsleistung der verschiedenen analysierten Prozesse (Kriechen und Schuttströme, Gleitungen in Lockergesteinen, Steinschlag und Felsstürze) hegen die Gleitungen an der Spitze. 3.4 Dispositionsmodellierung Für die Ausweisung potenziell von Schuttströmen betroffener Flächen wurde die certainty factor Methode gewählt, die CHEN (2003) fur die Mineralprospektion anwendet. Im Rahmen des SED AG-Projektes wurde das Verfahren für die Dispositionsmodellierung von Muren und Lawinen (HECKMANN et al., in press) umgesetzt. Dabei flössen die kartierten Lockergesteinsmächtigkeiten zusammen mit weiteren Geofaktoren in die Dispositionsmodellierung ein. Durch kalibrierte Dispositionsmodelle in einem Trainingsgebiet konnten die Prozessgebiete im restlichen Untersuchungsgebiet mit über 80-prozentigen Trefferquoten vorhergesagt werden
Publications
- Keller, D. and Moser, M. (2002): Assessment of field methods for rock fall and soil slip modelling. Z. Geomorph. N. F., Supp.-Bd. 127: 127-135
