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TU Berlin

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Forschung

Wenn ein großer Hang ins Rutschen kommt

Dienstag, 07. April 2009

Die Forschergruppe "Großhang" erhält 2,3 Millionen Euro für weitere Untersuchungen

Hangrutschung im österreichischen Vorarlberg
Hangrutschung im österreichischen Vorarlberg
Lupe

"Das Abrutschen von Berghängen kann katastrophale Folgen für Mensch und Umwelt haben. Präzise Vorhersagen, wann ein Hang zu rutschen droht, sind aber leider auch mit Computersimulationen noch nicht zufriedenstellend", sagt TU-Professor Reinhard Hinkelmann. Einem solchen Ereignis gingen oft tagelange starke Regenfälle voraus. Doch daneben führen schließlich noch viele weitere sehr komplexe Prozesse im Boden zu einer solchen Katastrophe. Deren Ergründung und Simulation erfordert noch ein erhebliches Maß an grundlagen- und anwendungsorientierter Forschung. Die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte Forschergruppe "Großhang" (Kopplung von Strömungs- und Deformationsprozessen für die Modellierung von Großhangbewegungen), die Professor Reinhard Hinkelmann zusammen mit seinem Kollegen Professor Erwin Zehe von der TU München leitet, befasst sich seit 2006 mit diesem Thema. 2300000 Euro erhält die für die zweite Förderphase 2009-2011 verstärkte Gruppe. Davon gehen 700 000 Euro an die TU Berlin.

Ob ein Hang abrutscht oder nicht, wird beeinflusst durch Regen, durch bodenmechanische und -hydraulische Eigenschaften des Untergrundes, durch die Beschaffenheit der Oberflächen sowie deren Nutzung.

Die Prozesse sind sehr kompliziert und resultieren aus der Überlagerung schlagartiger Belastungen wie Starkregenfälle, schnelle Wasserinfiltration in die Hänge, Grundwasserströmungen, Druckanstieg und Auftrieb im Untergrund sowie kontinuierlicher Belastungen aus dem Eigengewicht. In sehr feinkörnigen, sogenannten "bindigen" Böden treten häufig relativ langsame Kriechbewegungen auf, die bestimmte Schwächungszonen, die  Scherbänder, im Untergrund bilden. Sie können dann das Abrutschen des Hanges auslösen.

Im Blickpunkt des Interesses der Forscher - auch die Universitäten Stuttgart, Potsdam, Karlsruhe und die BTU Cottbus sowie das Umweltforschungszentrum Leipzig sind beteiligt - steht der österreichische Heumöser Hang in Ebnit (Dornbirn), Vorarlberg. Einzigartig für die Untersuchung von Großhangrutschungen ist, dass der Hang noch "intakt" ist. "Teilbereiche von ihm befinden sich in Kriechbewegungen, bis zu einigen Dezimetern pro Jahr", sagt der Forschergruppensprecher Reinhard Hinkelmann. "Das führt zu erheblichen Problemen für einige Gebäude." Doch er beruhigt auch: "Ein katastrophales Abrutschen des gesamten Hanges ist nach jetzigem Kenntnisstand nicht absehbar." In den nächsten drei Jahren wollen die Forscher das Natursystem Heumöser Hang umfassend geophysikalisch erkunden, weitere kontrollierte Experimente im Labor durchführen sowie gekoppelte Strömungs- und Deformationsmodelle weiterentwickeln, um die Prozesskette Starkregen, Oberflächenabfluss, Makroporeninfiltration, Untergrundhydraulik und -verformung abzubilden. Eine der größten wissenschaftlichen Herausforderungen ist dabei die Überprüfung, ob die Computermodelle auch die Verhältnisse im Feldfall angemessen simulieren können. "Insgesamt erwarten wir, dass wir besser verstehen, welche Faktoren in welchem Maße für die Großhangbewegungen in Ebnit verantwortlich sind", sagt Reinhard Hinkelmann. "Daraus wollen wir Kriterien auch für andere Großhänge ableiten, durch welche Art von Computermodellen und welches Maß an Felderkundungen zukünftig Gefahrenkartierungen im alpinen Raum verbessert werden können."

Konstanze Konrad / Quelle: "TU intern", 4/2009

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