Physiogeographisches Seminar

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1 Physiogeographisches Seminar
Global Change & Sturzprozesse

2 Gliederung Begriffsdefinitionen Methodik Gesteinsbezogene Sturprozesse
Gletschersturz Zusammenfassende Bewertung Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung)

3 Begriffsdefinitionen
Wann spricht man von Sturzprozessen ? Wenn Festgestein (Eis) betroffen ist, die Bewegung rasch erfolgt und die Gravitation den „Antrieb“ darstellt Differenzierung der Sturzprozesse ...

4 Begriffsdefinitionen (2)
Steinschlag Felssturz Bergsturz Gletschersturz (Eissturz)

5 Begriffsdefinitionen (3)
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)

6 Begriffsdefinitionen (4)
Global Change ... Nicht nur Climate Change, sondern auch die geänderten Lebensformen der Menschen (Siedlungsausdehnung, Inwertsetzung des Hochgebirges, ...  Mensch ‚nähert‘ sich den Naturgefahren)

7 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.

8 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

9 Methodik (3) (RÄTZO-BRÄLHART)

10 Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende 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

11 Permanente Faktoren (2)
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Permanente Faktoren (2) Bedeutung der Permanenten F. für den Prozess:  endogene Faktoren (Geologie) Wesentliche Voraussetzungen für ein Sturzpotential !!! Beeinflussbarkeit (...Zeithorizont) nicht gegeben

12 Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
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)

13 Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Hydrogeologie Grundwasserspiegel: Anstieg  Stabilität – Porenwasserdruck: Anstieg ... Überdruck Zunahme Winterniederschläge (~5%) Zunahme Starkniederschläge Schmelzwasser (Gletscher) Permafrost -  Wasser kann eindringen  Negative Beeinflussung

14 Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Geomorphologie Hangfußerosion: Übersteilung ... Verwitterungsprozesse: insbes. physikal. V. Congelifraktion (bis zu 2070 bar) Wasserverfügbarkeit  + Frostwechselvorgänge  + Druckentlastungsverwitterung Gletscherdepression

15 Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Permafrostdegradation Verlust der „Verkittung“ (Eisarmierung) Wasserzirkulation + (...Porenwasserdruck) Beispiel Weisseespitze oder Grossgufer

16 Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (4b) (KUNZ)

17 Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Hydrologische Faktoren erhöhte Niederschl.  erhöhter Abfluss ... Erhöhte Wasserverfügbarkeit: Infiltration ... (ABBOT)

18 Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Biologische Faktoren Vegetation - Bsp. Wald Wirkung bei Starkniederschl. umstritten negativ: Gewicht (...Gravitation), Wirkung von Wurzeln (+/-), Äolische Energie

19 Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
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

20 Auslösende Faktoren (2)
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Auslösende Faktoren (2) Geologie Erdbeben: nicht durch GC beeinflussbar Beispiele: Huascaran (1970)

21 Auslösende Faktoren (3)
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Auslösende Faktoren (3) Hydrogeologie Porenwasserdruck (insbes. auch bei Bergstürzen) kritischer Systemzustand vorausgesetzt ! Daher: „Klimasteuerung“ möglich vgl. erhöhte Wasserverfügbarkeit, Permafrostdegradation etc. bei BS mindestens so einflussreich wie Erdbeben

22 Auslösende Faktoren (4)
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Auslösende Faktoren (4) 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

23 Auslösende Faktoren (5)
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Auslösende Faktoren (5) 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

24 Auslösende Faktoren (6)
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Auslösende Faktoren (6) Hydrologie Hangunterschneidung bei erhöhtem Abfluss ... Erhöhte Wasserverfügbarkeit: vgl. Porenwasserdruck, Congelifraktion, ... Bedeutung der Niederschlagsentwicklung

25 Auslösende Faktoren (7)
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Auslösende Faktoren (7) Anthropogene Faktoren Bautätigkeit in Hanglagen Steinbrüche Bergbau (vgl. Eiblschrofen) Staudämme (Bsp. Vaiont)

26 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

27 Gletschersturz Schnelle gravitative Massenbewegung
Warum entstehen Gletscherstürze? - wesentliche Faktoren: Neigungsverhältnisse Kontaktzone Gletscher - felsiger Untergrund Im Eis wirkende Kräfte: Zugspannungen Druckspannungen (Kompressionen)

28 Gletschersturz (2) Differenzierung Hanggletscher - Talgletscher
Hanggletscher: „Kalte Gletscher“, durch Klimaerwärmung gemäßigt  Stabilität - Talgletscher: Allg. Entschärfung durch Rückzug - aber Rückzug in steile Bereiche... Sekundärwirkungen !

29 Gletschersturz (3) Bedeutung im Alpenraum ? Beispiel Eigergletscher
ca m³ bedrohen die Station Eigergletscher der Jungfraubahn Weisshorn (Randa): 1972/73

30 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)

31 Zusammenfassung-Entwicklung
Felssturz Tendenz: lokale Zunahme Eine Zunahme der Felsstürze kann durch einen generellen Anstieg der Permafrostgrenze und durch extreme Niederschlagsereignisse vermutet werden (BLOETZER et al)

32 Zusammenfassung-Entwicklung
Bergsturz Tendenz: keine Veränderung Bergstürze sind geologischer Natur. Deshalb sollten sie durch die Klimaveränderungen in keinerlei Hinsicht beeinflusst werden. (BLOETZER et al)

33 Zusammenfassung-Entwicklung
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)

34 Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung)
Ausgangslage: geänderte Lebensformen Ausweitung d. Lebensraumes Bedeutung von Verkehrswegen Inwertsetzung des Hochgebirges (Tourismus)  Mensch nähert sich den Naturgefahren

35 Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung) (2)
Gefahr: Zunehmende Überschneidung Lebensraum - Gefahrenzone daher: Forderung nach einer zukunftsorientierten Raumplanung mit Einbindung der Gefahrenentwicklung Problem: Prognosesicherheit der Gefahrenentwicklung

36 Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung) (3)
Wahrscheinliche Auswirkungen einer „neuen“ Raumplanung zunehmend verdichtete Bauweise zur Vermeidung der Ausdehnung in Interferenzbereiche  Vermeidung von Schutzverbauungskosten

37 Schriftl. Fassung Powerpoint-Präsentation Zusammenfassung sind im Internet unter abrufbar !!!