physiogeographisches seminar global change & sturzprozesse

Physiogeographisches Seminar

Global Change & Global Change & SturzprozesseSturzprozesse

Gliederung

• Begriffsdefinitionen

• Methodik

• Gesteinsbezogene Sturprozesse

• Gletschersturz

• Zusammenfassende Bewertung

• Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung)

Begriffsdefinitionen

• Wann spricht man von Sturzprozessen ?– Wenn Festgestein (Eis) betroffen ist,– die Bewegung rasch erfolgt und– die Gravitation den „Antrieb“ darstellt

• Differenzierung der Sturzprozesse ...

Begriffsdefinitionen (2)

• Steinschlag

• Felssturz

• Bergsturz

• Gletschersturz (Eissturz)


• Differenzierung innerhalb der Sturprozesse– Prozessablauf (Initialphase, Fahrbahn, ...), Dimension

• Dimensionen der einzelnen Prozesse– Steinschlag: Einzelblöcke mit max. 1m Durchmesser

(BUWAL: 2m)

– Felssturz: ...zwischen Steinschlag u. Bergsturz

– Bergsturz: Volumen > 1Mio m³ bzw.

Fläche > 0,1km² (ABELE)


• Global Change ...Nicht nur Climate Change, sondern auch die geänderten Lebensformen der Menschen (Siedlungsausdehnung, Inwertsetzung des Hochgebirges, ... Mensch ‚nähert‘ sich den Naturgefahren)

Methodik

• Faktorenanalyse: Analyse der einzelnen Faktoren der Prozesse bezüglich möglicher ‚Angriffspunkte‘ der Phänomene des Global Change (Climate Change)

• Schwerpunkt: Ursachen und Auslösung• Zentrale Frage: Häufung und/oder Intensivierung

Häufung alleine bewirkt keine Änderung der Gefahrensituation, solange die Intensität bestehende Schutzvorkehrungen nicht beeinflusst.

Methodik (2)

• Klassifizierung der Faktoren: – Klassisch: genetische Ordnung, aktive/passive

Faktoren, ...– Zeitlich differenzierte Betrachtung:

• Permanente F. (>100a), Variable F. (1-100a), Auslösende F.(<1a)

• Weitere Gliederung: genetisch

Methodik (3)

(RÄTZO-BRÄLHART)

Permanente Faktoren

• Geologische Faktoren – „Geologische Geschichte“: Geologie, Tektonik (Verwerfungen, Falten, Überschiebungen, Brüche, Diskontinuitäten,...), Lithologie, Mineralogie (mikroskopische Gleitflächen)

• Geotechnische Faktoren: Felsmechanische Parameter

• Hydrogeologie: Tiefenwasserströmung nur schwer zu beeinflussen (>> 100a)

• Geomorphologie: Hangneigung, Exposition

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren

• Bedeutung der Permanenten F. für den Prozess: endogene Faktoren (Geologie)– Wesentliche Voraussetzungen für ein

Sturzpotential !!!– Beeinflussbarkeit (...Zeithorizont) nicht

gegeben

Permanente Faktoren (2)


• Geologie– Kontinentaldrift: durch GC nicht beeinflussbar

– (Gravitativer) „Stress“: Stressausgleichsbewegungen des Gesteins aufgrund von...

• Gletscherrückgang (Verlust des Widerlagers)

• Nach dem Eisfreiwerden: Übersteilte Hänge/Wände (+ fehlendes Widerlager !)

Zunahme (Näherung an kritischen Systemzustand)

Variable Faktoren


• Hydrogeologie– Grundwasserspiegel: Anstieg Stabilität –– Porenwasserdruck: Anstieg ... Überdruck

• Zunahme Winterniederschläge (~5%)

• Zunahme Starkniederschläge

• Schmelzwasser (Gletscher)

• Permafrost - Wasser kann eindringen

Negative Beeinflussung

Variable Faktoren (2)


• Geomorphologie– Hangfußerosion: Übersteilung ...– Verwitterungsprozesse: insbes. physikal. V.

• Congelifraktion (bis zu 2070 bar)– Wasserverfügbarkeit +

– Frostwechselvorgänge +

• Druckentlastungsverwitterung– Gletscherdepression



– Permafrostdegradation• Verlust der „Verkittung“ (Eisarmierung)

• Wasserzirkulation + (...Porenwasserdruck)

– Beispiel Weisseespitze oder Grossgufer



Variable Faktoren (4b)


(KUNZ)

• Hydrologische Faktoren– erhöhte Niederschl. erhöhter Abfluss ...

– Erhöhte Wasserverfügbarkeit: Infiltration ...



(ABBOT)

• Biologische Faktoren– Vegetation - Bsp. Wald

– Wirkung bei Starkniederschl. umstritten– negativ: Gewicht (...Gravitation), Wirkung von

Wurzeln (+/-), Äolische Energie



• Systemzustand: kritisch (Grenzgleichgewicht) - Ursprung ...

• Übergang Variable F. - Auslösende F. fließend

• zunehmende Größe (Steinschlag Bergsturz) - exogene F. geringe Bedeutung!– daher: kleinere Prozesse (Steinschlag) weisen

breiteres Spektrum an Mechanismen auf

Auslösende Faktoren


• Geologie– Erdbeben: nicht durch GC beeinflussbar– Beispiele: Huascaran (1970)

Auslösende Faktoren (2)


• Hydrogeologie– Porenwasserdruck (insbes. auch bei

Bergstürzen)• kritischer Systemzustand vorausgesetzt !

– Daher: „Klimasteuerung“ möglich• vgl. erhöhte Wasserverfügbarkeit,

Permafrostdegradation etc.

– bei BS mindestens so einflussreich wie Erdbeben



– Veränderte Wasserzirkulation* durch Klüfte und Spalten(Sackungen, Kippungen etc.) veränderter(+) hydraulischer Druck

• anfangs Ablösung der vordersten Gesteine, ...

• ... Weitere (größere) Felsmassen können nachstürzen



* vgl. k-Wert (Durchlässigkeitsbeiwert): m/sec (gesteinsspez. Konstante d. Wasserleitfähigkeit); Teil der Darcy-Gleichung

• Geomorphologie– Verwitterungsprozesse

• auslösend bei „kleinen Abgängen“ (Stein-, Blockschlag)

• Congelifraktion, Druckentlastungsverw.– Vgl. Zunahme Frostwechsel,erhöhte Wasserverfügbarkeit

(mehr Winterniederschlag bei wärmeren Temp.), Permafrostabnahme, Gletscherschwund, ...

• Bsp. Sandalp: Auslösung von Felsstürzen



• Hydrologie– Hangunterschneidung bei erhöhtem Abfluss ...– Erhöhte Wasserverfügbarkeit: vgl.

Porenwasserdruck, Congelifraktion, ...• Bedeutung der Niederschlagsentwicklung



• Anthropogene Faktoren– Bautätigkeit in Hanglagen– Steinbrüche– Bergbau (vgl. Eiblschrofen)– Staudämme (Bsp. Vaiont)



Zusammenfassende Bewertung

• Kritischer Systemzustand = Voraussetzung (= endogen)

• Übergang Variable F. und Auslösende F. schwer zu fassen

• Je „oberflächlicher“ ein Prozess, desto leichter (exogen) beeinflussbar

• „Vorteil“: Standortgebundenheit• Nachteil: Spontanität

Gletschersturz

• Schnelle gravitative Massenbewegung

• Warum entstehen Gletscherstürze? - wesentliche Faktoren:– Neigungsverhältnisse– Kontaktzone Gletscher - felsiger Untergrund– Im Eis wirkende Kräfte:

• Zugspannungen

• Druckspannungen (Kompressionen)

• Differenzierung Hanggletscher - Talgletscher– Hanggletscher: „Kalte Gletscher“, durch

Klimaerwärmung gemäßigt Stabilität -– Talgletscher: Allg. Entschärfung durch

Rückzug - aber Rückzug in steile Bereiche...

• Sekundärwirkungen !

Gletschersturz (2)

• Bedeutung im Alpenraum ?– Beispiel Eigergletscher

• ca. 100 000m³ bedrohen die Station Eigergletscher der Jungfraubahn

– Weisshorn (Randa): 1972/73

Gletschersturz (3)

Zusammenfassung-Entwicklung

• Steinschlag– Tendenz: gleichbleibend - leichte Zunahme– Eine Zunahme der Steinschläge könnte

allenfalls durch vermehrt auftretende Extremwettersituationen stattfinden. Die Kenntnisse über sich verändernde Starkniederschläge sind noch vage.

(BLOETZER et al)

• Felssturz– Tendenz: lokale Zunahme– Eine Zunahme der Felsstürze kann durch einen

generellen Anstieg der Permafrostgrenze und durch extreme Niederschlagsereignisse vermutet werden


(BLOETZER et al)

• Bergsturz– Tendenz: keine Veränderung– Bergstürze sind geologischer Natur. Deshalb

sollten sie durch die Klimaveränderungen in keinerlei Hinsicht beeinflusst werden.


(BLOETZER et al)

• Eissturz– Tendenz: Zu- und Abnahme– Der Rückzug führt zu einer Abnahme der

Gefahr; die Temperierung von Hängegletschern könnte zu einer Destabilisierung führen.


(BLOETZER et al)

Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung)

• Ausgangslage: geänderte Lebensformen– Ausweitung d. Lebensraumes – Bedeutung von Verkehrswegen– Inwertsetzung des Hochgebirges (Tourismus)

Mensch nähert sich den Naturgefahren

• Gefahr:– Zunehmende Überschneidung Lebensraum -

Gefahrenzone– daher: Forderung nach einer

zukunftsorientierten Raumplanung mit Einbindung der Gefahrenentwicklung

– Problem: Prognosesicherheit der Gefahrenentwicklung

Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung) (2)

• Wahrscheinliche Auswirkungen einer „neuen“ Raumplanung – zunehmend verdichtete Bauweise zur

Vermeidung der Ausdehnung in Interferenzbereiche Vermeidung von Schutzverbauungskosten

Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung) (3)

• Schriftl. Fassung

• Powerpoint-Präsentation

• Zusammenfassung

sind im Internet unter

http://geo4.uibk.ac.at/users/jurgeit

abrufbar !!!

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