Inhalt

1  Einleitung  3

2  Definition und Differenzierung von gravitativen Massenbewegungen  4

2.1  Sturzdenudation  5

2.2  Versatzdenudation  6

2.3  Fließungen  7

2.4  Rutschungen.  7

2.4.1  Rotationsrutschungen  7

2.4.2  Translationsrutschungen  9

3  Ursachen  9

3.1  Hangstabilität  10

3.2  Beitrag des Bodens zur Hangstabilität  11

3.3  Klimatologische, hydrologische und glaziologische Ursachen  12

3.4  Auslösung von Rutschungen durch Erdbeben  14

3.5  Hanginstabilität durch Erosion  14

3.6  Vegetation  14

3.7  Antropogene Einflüsse  15

4  Verbreitung von Rutschungen in Mitteleuropa  15

5  Rutschungen als Naturgefahr  19

5.1  Gefahren für einzelne Individuen  20

5.2  Zerstörung von Gebäuden und ganzen Siedlungen  20

5.3  Sekundäre Folgen  22

5.3.1  Einfluss auf kritische Infrastrukturen  22

5.3.2  Durch Rutschungen ausgelöste Naturgefahren  23

6  Gefahrenabwehr  23

6.1  Vorbereitende Maßnahmen - Risikoanalyse und Risikomanagement  23

6.2  Monitoring  26

6.3  Maßnahmen zur Hangstabilisierung  27

6.3.1  Abstützmaßnahmen und Hangsicherung  27

6.3.2  Drainage von gefährdeten Hängen  29

7  Fazit  29

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8 Literaturverzeichnis ................................................................................................ 31

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1 Einleitung

„Nach einem Erdrutsch bei heftigen Regenfällen ist in Rheinland-Pfalz ein Intercity mit etwa 800 Menschen an Bord am Sonntag entgleist.“

Meldungen wie diese vom 12.09.2011 auf stern.de finden sich sehr häufig in den Medien.

Oftmals beschränken sie sich jedoch auf Schreckensmeldungen über Erdrutsche von gewaltigem Ausmaß mit unzähligen Toten und Verletzten im Ausland; häufig in Schwellen- oder Entwicklungsländern. Dadurch wird der Fokus auf andere, weit entfernte Teile der Welt gelenkt. Die Gefahr ist weit weg. Zudem induziert die Tatsache, dass es sich um weniger entwickelte Länder handelt, Spekulationen über mögliche Planungsfehler, unpassende Bauweise oder unkontrollierte Siedlungstätigkeit. Dennoch zeigen Meldungen wie die obenstehende, dass es auch in Mitteleuropa und damit auch in Deutschland immer wieder zu Rutschungen kommt. Dass es sich hierbei nicht nur um solche kleinen Phänomene handelt, zeigen diverse Beispiele mit unterschiedlicher Intensität, Art und Größe in der Neuzeit. Ist das originäre Verbreitungsgebiet das Hochgebirge, so werden Rutschungen auch in den Mittelgebirgen häufiger. Eine Gefahr ist also in Mitteleuropa, insbesondere im Alpenraum, aber auch, wie das oben genannte Beispiel zeigt, im Mittelgebirgsraum präsent. Es handelt es sich hierbei um Abtragungsprozesse, die überwiegend gravitativ, häufig unter der Anwesenheit von Wasser - jedoch nicht fluvial - ablaufen. Sie werden daher unter gravitative Massenbewegungen zusammengefasst.

Obwohl der Titel der Arbeit „Rutschungen in Mitteleuropa“ dahin verleitet, lediglich die Bewegungsart „Rutschen“ zu behandeln, so wurde schon zu Beginn der Bearbeitung deutlich, dass bei vielen Ereignissen mehrere Bewegungsarten eine Rolle spielen. Ein vorhergehendes Ereignis kann u.U. eines mit einem völlig anderen Prozessablauf auslösen oder vorbereiten. Daher wurde in dieser Arbeit das in der englischen Literatur für gravitative Massenbewegungen Synonym verwendete landslide, als Anhalt genutzt und deshalb verschiedene in zusammenhangstehende Massenbewegungen beleuchtet. Zunächst werden die vier Bewegungsarten Fallen, Kriechen, Fließen und Rutschen angesprochen und beschrieben. Anschließend werden allgemeine Ursachen für Rutschungsereignisse, insbesondere die Hangstabilität behandelt. Auf die Verbreitung von Rutschungen in Mitteleuropa wird anhand von Beispielen eingegangen.

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Abschließend wird die Gefahrenabwehr beschrieben. Hier werden vorbeugende Maßnahmen, wie die Risikoanalyse und -management, bauliche Maßnahmen und Monitoring aufgeführt.

2 Definition und Differenzierung von gravitativen Massenbewegungen

Gravitative Massenbewegungen, oder auch Massenschwerebewegungen, sind der Schwerkraft folgende, also „hangabwärtsgerichtete Verlagerungsvorgänge, die in schwach geneigtem bis steilem Gelände“ (Zepp 2008: 103) erfolgen. Charakteristisch für Massenbewegungen sind die Bewegung benachbarter Partikel im ursprünglichen Verband und die oftmals unsortierte Ablagerung des Materials (Zepp 2008: 104). Im Gegensatz zu anderen geomorphologischen Prozessen ist hierbei jedoch kein Transportmedium wie Wasser, Wind oder Eis (Gletscher) erforderlich (Zepp 2008: 103 f.).

Massenschwerebewegungen lassen sich nach Geschwindigkeit und Bewegungsmuster typisieren (Abb. 1). Das Geschwindigkeitsspektrum reicht dabei von weniger als 1 mm/d bis 100 m/s. Oftmals können verschiedene Parameter in Kombination auftreten was zu komplexen Bewegungen führt (Zepp 2008: 104 ff.).

2.1 Sturzdenudation

Bei der Sturzdenudation, landläufig als Steinschlag bekannt, stürzen Teile einer durch Verwitterungsprozesse gelockerten Felswand (Klippe, Kliff) ab und bilden am Fuß der Wand eine, nach der Korngröße sortierte und als Kegel ausgebildete Schutthalde (Dikau et al. 1996: 13). Diese tritt meist an Steinschlagrinnen konzentriert auf. Hier bilden Klüfte und Fugen im Gestein häufig Schwachstellen und zeichnen diese potentiellen Rinnen vor (Dikau et al. 1996: 18 f., Zepp 2008: 107).

Eine weitere Form im wesentlich größeren Maßstab, die nur im Hochgebirge vorkommt, ist der Bergsturz, bei dem innerhalb von Sekunden bis Minuten ganze Bergflanken abreißen und zu Tal stürzen. Sie zeichnen sich durch eine hohe Bewegungsenergie aus, was bei der gleichzeitig großen Masse dazu führt, dass die Bergsturztrümmer (in Tälern) am gegenüberliegenden Unterhang aufgeschüttet werden. Diese Halden sind in der Regel unsortiert (Dikau et al. 1996: 18f., Zepp 2008: 108). Bei der Sturzdenudation vertretene Bewegungsarten sind das Fallen und Kippen (engl. fall bzw. topple), die oftmals in einem Prozess gleichzeitig einhergehen oder zeitnah ablaufen (Dikau et al. 1996: 33, Zepp 2008: 107).

Dabei handelt es sich beim Fallen um eine teilweise freie Fallbewegung (Abb. 2) entlang der (senkrechten) Flugbahn des sich bewegenden Materials, mit anschließendem Übergang der Bewegung in Rollen und Springen abhängig von der freigesetzten Bewegungsenergie und der Hangneigung (Dikau et al. 1996: 15).

Abb. 2: Bewegungsart Fallen hier an einem durch Erosion unterspültem Hang (Quelle Dikau et al. 1996: 15)

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Kippen ist eine Form der Massenbewegung, bei der sich Fels oder Lockermaterial als Block oder einer Art Säule vorwärts rotierend bewegt (Abb. 3). Die Bewegung kannabhängig von der Geometrie und der Mechanik des Hanges - ein Fallen aber auch ein Rutschen sein, jedoch behält der sich bewegende Block seine Struktur als Ganzes (Dikau et al. 1996: 29). Die Größenordnung einer solchen Kippung reicht von 1 m³ bis hin

zu 10 ⁹ m³ (Dikau et al. 1996: 30). Ob ein Block nun rutscht, kippt oder beide Muster in seiner Bewegung vereint hängt von der zugrunde liegenden Mechanik insbesondere von der Hangneigung, vom Reibungswinkel sowie dem Verhältnis der Höhe zur Breite der Basis des Blocks ab.

2.2 Versatzdenudation

Im Gegensatz zur Sturzdenudation ist die Versatzdenudation oder auch Bodenkriechen ein langsamer Prozess. Dem Bodenkriechen kann Frosthub oder Quellung von Tonmineralen zu Grunde liegen. Dabei wird die Bodenoberfläche angehoben. Taut das Bodeneis auf oder werden die Tonminerale entwässert, schrumpft das Material auf das ursprüngliche Volumen. Die Bodenteilchen erreichen jedoch nicht mehr ihre Ausgangsposition, sondern verlagern sich der Schwerkraft folgend Hangabwärts wie etwa bei der Solifluktion (Zepp 2008:109 f.).

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2.3 Fließungen

Fließungen können in verschiedenen Größen (Volumina) und Geschwindigkeiten ablaufen. Zu Ihnen gehören z.B. Schlamm- und Schuttströme (wie Muren) aber auch Sackungen (Dikau et al. 1996: 149 ff.).

Sie entstehen (so vorwiegend bei Muren) durch die Wasserübersättigung des Bodens und zeichnen sich dadurch aus, dass die Kohäsion der Bodenpartikel durch das überschüssige Wasser reduziert wird. Wird dabei die Fließgrenze überschritten, verlagert sich das Material als flüssige Suspension hangabwärts (Zepp 2008: 111 f.). Bei Muren kann der Feststoffanteil bis zu 80% betragen (Fischer 1999: 79). Damit bilden Schlamm-/Schuttströme einen Übergang zwischen fluvialen und gravitativen Prozessen.

Fließungen sind nicht an eine Gleitfläche gebunden (Dikau et al. 1996: 151), was am Beispiel von Muren besonders deutlich wird. Sackungen hingegen können an eine oder mehrere Gleitflächen gebunden sein.

Muren (Schuttströme, debris flows) laufen sehr schnell ab (2 - 45 m/s) (Fischer 1999: 79) und sind lokal begrenzt (Fischer 1999: 78). Durch ihre hohe Geschwindigkeit und das breite Spektrum an Korngrößen - bis hin zu Blöcken - und mit fortgerissenen Baumstämmen (Fischer 1999: 79) bieten sie ein großes Gefahrenpotential insbesondere in besiedelten Arealen (Dikau et al. 1996: 178).

Sackungen oder Talzuschübe sind hingegen langsame Großhangbewegungen. Sie sind großflächig (mehrere km²) und tiefgreifend (> 100 m) (Fischer 1999: 99).

2.4 Rutschungen

Rutschungen bzw. Hangrutschungen, die auf der eigentlichen Bewegungsart „Rutschen“ (bzw. Gleiten) basieren, gliedern sich in Rotationrutschungen und Translationsrutschungen. (Dikau et al. 1996: 43 u. 63, Zepp 2008: 110f.). Beide Formen sind an eine Gleitfläche gebunden, jedoch gibt es in ihrer Ausprägung sowie bei dem beteiligten Material signifikante Unterschiede, auf die im Folgenden näher eingegangen wird.

2.4.1 Rotationsrutschungen

Bei Rotationsrutschungen handelt es sich um komplexe Bewegungsmuster, die immer abhängig von einer oder mehreren konkaven aufwärts gekrümmten bzw. löffelförmigen Gleitflächen sind (Dikau et al. 1996: 43 f., Zepp 2008: 111). Sie werden in einfache, multiple und sukzessive Rutschungen unterschieden. Alle haben vergleichbare Eigenschaften, sodass eine Unterscheidung oft nur schwer möglich

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ist (Dikau et al. 1996: 43 u. 53). Wichtigste Gemeinsamkeit ist, dass sich die Lagerungsverhältnisse im rutschenden Block nicht oder nur wenig signifikant ändern (Zepp 2008: 110). Dabei rotiert die gesamte Masse um eine hangparallele, quer zur Bewegungsrichtung verlaufende Achse (vgl. Abb. 4) (Zepp 2008: 111). Der Unterschied der mehrfachen zur einfachen Rotationsrutschung ist das Vorhandensein von zwei oder mehr Gleitflächen innerhalb der rutschenden Einheit (Dikau et al. 1996: 53) ansonsten sind die ablaufenden Prozesse mit denen der einfachen Rotationsrutschung vergleichbar (Dikau et al. 1996: 56).

Sukzessive Rotationsrutschungen bzw. rotationsförmige Rutschungsfolgen sind kleinere, an einem Hang übereinander auftretende Rotationsrutschungen (vgl. Abb. 4). Die Flächenausdehnung von Rotationsrutschungen kann von nur kleinen Terrassen von wenigen Quadratmetern, bis hin zu Hängen mit einer Fläche von mehreren Hektar reichen (Dikau et al. 1996: 45). Das Geschwindigkeitsspektrum kann sich von wenigen Zentimetern pro Jahr über einige Meter pro Monat bis hin zu hohen Geschwindigkeiten von mehreren Metern pro Sekunde erstrecken (Dikau et al. 1996: 50). Verantwortlich für die Auslösung von Rotationsrutschungen ist das Vorhandensein von mächtigem Regolith oder Moränenablagerungen in Zusammenhang mit unzureichender, festigender Vegetation, im Falle von Boden- und Schuttrutschungen. Bei Felsrutschungen bedarf es stark zerklüfteten und brüchigen Materials oder eines Wechsels von Fest- und Lockergestein mit unterschiedlicher Wasserdurchlässigkeit und Festig-

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