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Die präzise Vorhersage von Bergrutschen scheitert bisher an fehlenden numerischen Modellkonzepten oder geeigneten Prognosewerkzeugen. Dabei kommt ein Hang selbst bei Starkregen keineswegs „schlagartig“ ins Rutschen. Gerade in bindigen Böden geht dem „Versagen“ des Hanges meist ein langanhaltendes Kriechen voraus, das zu einer Schwächung bestimmter Scherzonen führt.
Diese Entwicklung resultiert aus einem bisher noch wenig verstandenen Zusammenspiel nichtlinearer hydrologischer, untergrundhydraulischer und bodenmechanischer Prozesse. Dabei tragen Oberflächenabfluss, Infiltration, Zwischen- und Grundwasserabfluss sowie die Evapotranspiration in unterschiedlichem Maß und auf verschiedenen Zeitskalen zu den Hangbewegungen bei. Frühere Messungen am Heumöser Hang in Vorarlberg lassen vermuten, dass beim Auftreten starker Regenfälle die schnelle Infiltration in Makroporen im oberen Hangbereich zu einem rasanten Anstieg der Druckhöhe und damit zu sehr großen Auftriebskräften im unteren Hangbereich führt. Dies könnte in kurzer Zeit starke viskoplastische Verformungen zur Folge haben. Diese Prozesskette kann bisher jedoch nur andeutungsweise nachgewiesen werden.
Verbesserte Prozessansätze
Ziel des auf drei Jahre angelegten Projektes ist es, das Zusammenwirken der einzelnen Faktoren zu modellieren und zu verstehen. Zum einen sollen verbesserte Prozessansätze und Kopp- lungsmethoden bereitgestellt werden, die den Oberflächenabfluss über die Infiltration in Makroporen in den Untergrund ableiten sowie die weitere mehrdimensionale Strömung der Wasserphase zur gesättigten Bodenzone simulieren. Zudem soll die Kopplung der Strömungsprozesse im Untergrund mit den elastischen sowie viskoplastischen Deformationsprozessen untersucht und schließlich auf den Feldfall Heumöser Hang übertragen werden.
Auch seismische Untersuchungen zur Detektion der Bruchfuge und der Rutschungsaktivität sollen in den Forschungsschwerpunkt einfließen. Dabei kommt das vom Institut für Geophysik der Uni unter der Leitung von Prof. Manfred Joswig entwickelte Konzept des „Nanoseismic Monitoring“ zum Einsatz, eine Art seismisches Mikroskop, das die zehnfache Empfindlichkeit bisheriger seismischer Messnetze aufweist.
amg
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