Rutschungen in Mitteleuropa

Ursachen, Verbreitung und Gefahrenabwehr


Hausarbeit (Hauptseminar), 2011

34 Seiten, Note: 2,0


Leseprobe

Inhalt

1 Einleitung

2 Definition und Differenzierung von gravitativen Massenbewegungen
2.1 Sturzdenudation
2.2 Versatzdenudation
2.3 Fließungen
2.4 Rutschungen
2.4.1 Rotationsrutschungen
2.4.2 Translationsrutschungen

3 Ursachen
3.1 Hangstabilität
3.2 Beitrag des Bodens zur Hangstabilität
3.3 Klimatologische, hydrologische und glaziologische Ursachen
3.4 Auslösung von Rutschungen durch Erdbeben
3.5 Hanginstabilität durch Erosion
3.6 Vegetation
3.7 Antropogene Einflüsse

4 Verbreitung von Rutschungen in Mitteleuropa

5 Rutschungen als Naturgefahr
5.1 Gefahren für einzelne Individuen
5.2 Zerstörung von Gebäuden und ganzen Siedlungen
5.3 Sekundäre Folgen
5.3.1 Einfluss auf kritische Infrastrukturen
5.3.2 Durch Rutschungen ausgelöste Naturgefahren

6 Gefahrenabwehr
6.1 Vorbereitende Maßnahmen - Risikoanalyse und Risikomanagement
6.2 Monitoring
6.3 Maßnahmen zur Hangstabilisierung
6.3.1 Abstützmaßnahmen und Hangsicherung
6.3.2 Drainage von gefährdeten Hängen

7 Fazit

8 Literaturverzeichnis

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.

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.).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Typisierung von Massenschwerebewegungen (Quelle: Zepp 2008: 104)

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 (Dik- au 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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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

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 kann - abhängig 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 (Di- kau et al. 1996: 29). Die Größenordnung einer solchen Kippung reicht von 1 m3 bis hin zu 109 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.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Bewegungsart "Kippen" (Quelle: Dikau et al. 1996: 31 ).

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.).

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 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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 4: Einfache und multiple und Rustchungsfolge (verändert nach Dikau et al. 1996: 45)

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 Festig­keitseigenschaften und eines Grundgesteins mit horizontalen Schichtflächen (Dikau et al. 1996: 49 f.).

2.4.2 Translationsrutschungen

Translationsrutschungen sind Gleitungen bzw. Rutschungen im engeren Sinne. Auf ei­ner vorgeprägten Gleitfläche (wie etwa einer Schichtgrenze) rutscht hierbei die Rutsch­masse geradlinig herab (Dikau et al. 1996: 67, Zepp 2008: 110 f.). Begünstigt wird eine solche Rutschung durch eine Schichtung verschiedener Materialien mit scharfer Tren­nung, wobei diese Schichten in Richtung des „freien" Hanges einfallen müssen (Dikau et al. 1996: 72). Als zweiter wichtiger Auslöser ist anzunehmen, dass der Hang entlastet (durch natürliche Denudation oder durch Baumaßnahmen) oder der Hangfuß durch Un­terschneidung (natürlich oder anthropogen) geschwächt werden muss (ebd.). Letztend­lich muss jedoch der Scherwiderstand durch erhöhten Porenwasserdruck herabgesetzt werden damit die Rutschmasse entlang der Schichtgrenze abrutschen kann (ebd.).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 5: Schematische Darstellung einer Translationsrutschung (Gasser/Zöbisch 1988: 31)

3 Ursachen

Rutschungen können auf verschiedensten Ursachen basieren. Wichtig ist in jedem Fall die Hangstabilität, die in einer Weise negativ beeinflusst werden muss, um letztendlich eine Rutschung auszulösen, hierzu trägt wiederum die Wassersättigung des Untergrun­des massiv bei.

Generell sind eine Reihe verschiedener geologischer, klimatologischer aber auch anth­ropogener Einflüsse bzw. Faktoren - oft auch unter gleichzeitiger Beteiligung - verant­wortlich. Tabelle 1 gibt Auskunft über die Verteilung jener Faktoren.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 1: Ursachen von Rutschungsereignissen 2007 (global) (eigene Darstellung nach: SAARC 2007: 106).

3.1 Hangstabilität

Hänge sind stabil, d.h. Massenschwerebewegungen setzen nicht ein, wenn die halten­den Kräfte die treibenden Kräfte übertreffen. Der aus diesen Kräften gebildete „[...] Quotient wird als Sicherheitsfaktor bezeichnet [...]“ (Zepp 2008: 104). Für den Sicher­heitsfaktor n gilt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Bobe/Hubacek 1983: 240, Zepp 2008: 104).

In diesem Zusammenhang beschreibt ein Sicherheitsfaktor n = 1 einen stabilen (es be­steht ein Kräftegleichgewicht) und n < 1 einen instabilen Hang; n > 1 bedeutet eine Si­cherheitsreserve, die beispielsweise bei bestimmten Hangnutzungen (Auflasten durch Bauvorhaben oder Befahrung mit Maschinen) gefordert wird (Bobe/Hubacek 1983: 240 и. 256, Zepp 2008: 104).

[...]

Ende der Leseprobe aus 34 Seiten

Details

Titel
Rutschungen in Mitteleuropa
Untertitel
Ursachen, Verbreitung und Gefahrenabwehr
Hochschule
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen  (Geographisches Institut)
Veranstaltung
Hauptseminar "Mensch-Umwelt Probleme"
Note
2,0
Autor
Jahr
2011
Seiten
34
Katalognummer
V186905
ISBN (eBook)
9783656099925
ISBN (Buch)
9783656100133
Dateigröße
2025 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Gravitative Massenbewegungen, Rutschungen, Mitteleuropa, Deutschland, Alpen, Mittelgebirge
Arbeit zitieren
Heiko Lindner (Autor), 2011, Rutschungen in Mitteleuropa, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/186905

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