Oberflächennahe Rutschungen aufgrund von Starkniederschlägen
description
Transcript of Oberflächennahe Rutschungen aufgrund von Starkniederschlägen
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Oberflächennahe Rutschungen aufgrund von Oberflächennahe Rutschungen aufgrund von
StarkniederschlägenStarkniederschlägen
Christian Rickli - Eidg. Forschungsanstalt WSL, Birmensdorf ZH
Inhalt
• Einleitung/Prozess
• Feldstudien
• Ergebnisse
Flühli 2005
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Schadenereignisse mit flachgründigen RutschungenSchadenereignisse mit flachgründigen Rutschungen
1984: Melchtal, Alptal, Gersau
1987: Obergoms, Urserental, Bedretto, Rigi-Nordlehne
1990: Moléson, Gantrisch, Ybrig
1997: Sachseln (15.8.)
1999: Verschiedene Regionen der Schweiz (AGN 2000)
2002: Napf (16.7.), Appenzell (1.9.), Surselva (16.11.)
2003: Kanton Zug (8.6.)
2005: weite Teile nördl. Alpen und Voralpen (20.-23.8.): Napf, Entlebuch, Prättigau
2007: verschiedene Gebiete der Schweiz (Juni – August)
200?: ?Entlebuch 2005
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Flachgründige Rutschungen – Ereignis vom August 2005Flachgründige Rutschungen – Ereignis vom August 2005
Kantonsforstamt Zug
Napf 2002
Appenzell 2002BAFU 2007
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Flachgründige Rutschungen – Ereignis vom Juni 2007, Kt. SchwyzFlachgründige Rutschungen – Ereignis vom Juni 2007, Kt. Schwyz
Kantonsforstamt Zug
Napf 2002
Appenzell 2002BAFU 2007Oberiberg 2007
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
• Mächtigkeit: 0.5 bis 2.0 m
• Volumen: ca. 30 - 500 m3
• Bewegung: translations-förmig, schnell (m/min – m/s), oft Übergang zu Hangmure
• Auslösung: Starknieder-schläge
• Gefahr: plötzliches Auftreten, grosse Druckkräfte, schwierig zu prognostizieren
Typische Merkmale von flachgründigen RutschungenTypische Merkmale von flachgründigen Rutschungen
Ausmassemax. Länge: 40.0 mmax. Breite: 30.5 mmax. Tiefe: 1.0 mVolumen: ca. 400 m3 Rehetobel 2002
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Flachgründige Rutschung in BewegungFlachgründige Rutschung in Bewegung
t0+3 sec.
W. Gerber, WSL
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
t0+6 sec.
W. Gerber, WSL
Flachgründige Rutschung in BewegungFlachgründige Rutschung in Bewegung
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
t0+10 sec.
W. Gerber, WSL
Flachgründige Rutschung in BewegungFlachgründige Rutschung in Bewegung
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Vegetation:
• Wirkung auf
Bodeneigenschaften
• Mechanische Armierung
durch Wurzelwerk
Niederschlag:
• Menge (mm)
• Intensität (mm/h) Gelände:
• Neigung
• Exposition
• Morphologie
G
f
Boden/Geologie:
• Festigkeit (Scherwinkel, Kohäsion)
• Durchlässigkeit
• Verwitterung
Auslösung von oberflächennahen Rutschungen: EinflussgrössenAuslösung von oberflächennahen Rutschungen: Einflussgrössen
?
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Ziele:
• Dokumentation und Analyse von flachgründigen
Rutschprozessen
• Einflussfaktoren Auslösung, Verlagerung von
Rutschmaterial (Hangmuren), Erkenntnisse
bezüglich Gefahrenbeurteilung
Untersuchung von flachgründigen RutschungenUntersuchung von flachgründigen Rutschungen
St. Antönien 2005
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
MethodikMethodik
- Definition von Untersuchungs-
perimetern in den betroffenen
Regionen
- Dokumentation/Analyse aller
Rutschungen innerhalb der
Perimeter mit Volumen ≥ 30 m3
- Grundlagen zu den Perimetern
(Vegetation, DHM, Geologie…)
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Untersuchungen: Ereignisse 2005, 2002 und 1997Untersuchungen: Ereignisse 2005, 2002 und 1997
Perimeter Jahr
Fläche(km2)
Anz. Rutsche
Regen
Entlebuch 2005
5.1 47 236mm in 4d
Prättigau 2005
4.7 50 145mm in 4d
Napf2005
1.6 36 236mm in 4d
Napf2002
2.5 51 60mm in 3h
Appenzell 2002
10.2 82 150mm in 12h
Sachseln1997
8.2 256 150mm in 2h
total 32.3 522
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Ergebnisse: Einfluss HangneigungErgebnisse: Einfluss Hangneigung
0
20
40
60
<=15 >15 -20
>20 -25
>25 -30
>30 -35
>35 -40
>40 -45
>45 -50
>50
Neigung (°)
An
teil
Ru
tsc
hu
ng
en
(%
)
Entleuch_05 Prättigau_05 Napf_05
Napf_02 Appenzell_02 Sachseln_97
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Volumen der flachgründigen RutschungenVolumen der flachgründigen Rutschungen
2005
2005
2005
Vo
lum
en
(m3)
Median, 50%
25%
10%
75%
90%
Extreme Werte
Erklärung Darstellung Werteverteilung:
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
GeländeformGeländeform
0
20
40
60
80
1 2 3 4 5 6 7 8 9
An
teil
Ru
tsc
hu
ng
en
(%
)
Entlebuch 05 Prättigau 05 Napf 05 Napf 02 Appenzell 02 Sachseln 97
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
0
20
40
60
80
100
en
tle
pra
et
na
pf0
5
na
pf0
2
ap
p
sach
s
An
teil
Ru
tsc
hu
ng
en
(%
)
frisch, feucht nass
Feuchtigkeit (Zeigerpflanzen)
Hydrologie der Standorte bei den RutschungenHydrologie der Standorte bei den Rutschungen
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Anzeichen:• Ausbruchnischen• Ablagerungsbuckel• Zeichen der Vegetation
Anzeichen früherer RutschaktivitätAnzeichen früherer Rutschaktivität
0%
20%
40%
60%
80%
100%
entle05 praet05 napf05 napf02 app02 sachs97
An
teil
Ru
tsch
un
gen
mit beobachteten Anzeichen ohne Anzeichen
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Ruschungen im Wald und im FreilandRuschungen im Wald und im Freiland
0
10
20
30
40
50
60
70
entle05 praet05 napf05 napf02 app02 sachs97
Ru
tsch
akti
vitä
t (N
/km
2)
Wald Nichtwald
Nur Neigungsbereiche von 20 bis 50° für die Berech-nung der Rutschaktivität (N/km2) berücksichtigt!
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
0
30
60
90
120
150
gut mässig schlecht
Waldzustand
Ru
tsc
ha
kti
vit
ät
(N/k
m2
)
Waldzu-
stand
Beschreibung Fläche
(ha)
Anzahl
Rutsche
gut wenig Lücken, Baumarten und Bestandesgefüge standortsgemäss
163 13
mässig Bestandeslücken, Baumarten und Bestandesgefüge nicht standorts-gemäss
184 52
schlecht ehem. Schaden-flächen, aufgelöste Bestände
66 71
Total 414 136
Waldzustand und Rutschaktivität (Sachseln 1997)Waldzustand und Rutschaktivität (Sachseln 1997)
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
Waldzustand und oberflächennahe RutschungenWaldzustand und oberflächennahe Rutschungen
Grosse Runs SZ, 2007; M. AmmannGrosse Runs SZ, 2007; M. AmmannGrosse Runs SZ, 2007; M. AmmannGrosse Runs SZ, 2007; M. Ammann
Forschungseinheit Gebirgshydrologie und Wildbäche
Tagung “Bodenerosion in den Alpen”, 13./14.09.07
0
20
40
60
80
100
1 2 3 4a 4b 5 6 7 8
Rut
scha
ktiv
ität (
N/k
m2)
Nutzungskategorien
Freiland Fläche
(ha)
Rutsche
(n)
1 Mähwiesen, stärker genutzt
66 4
2 Mähwiesen, mässig genutzt
9 4
3 Mähwiesen, schwächer genutzt
3 1
4a Kuhalp, stärker genutzt 56 35
4b Kuhalp, schwächer genutzt
102 41
5 Rinderalp 6 4
6 vergandend 106 49
7 Schafweide 26 2
8 nicht genutzt 34 4
Total 414 144
Einfluss Nutzung im Freiland auf Rutschaktivität (Sachseln 1997)Einfluss Nutzung im Freiland auf Rutschaktivität (Sachseln 1997)