Sprungmarken

 

Massenbewegungen im Nordbayerischen Schichstufenland – Erste Untersuchungsergebnisse am Beispiel der Region um Ebermannstadt

Daniel Jäger1, Christine Sandmeier1, Daniel Schwindt1, Birgit Terhorst1
1 Institut für Geographie und Geologie, Universität Würzburg

V 6.7 in Quartäre Landschaftsentwicklung - ein Schlüssel zum Verständnis aktueller Georisiken

19.09.2012, 17:00-17:20, H8

 

EINFÜHRUNG

Die Fränkische Alb stellt eines der Hauptverbreitungsgebiete von Rutschungen in Deutschland dar, welche insbesondere durch hydrologische Parameter verursacht werden. Für die nähere Zukunft werden insbesondere steigende Winterniederschläge vorhergesagt, was zu einem Anstieg der Anzahl und des Schadenspotentials von Rutschungen führen kann. Entsprechend muss für Regionen wie die Fränkische Alb von steigenden Schäden und Kosten ausgegangen werden. Die generelle Verbreitung von Rutschungen in dieser Region ist allerdings noch wenig erforscht, ebenso liegen derzeit noch keine GIS-Modellierungen zur Gefährdung vor.

 

FORSCHUNG

Seit 2011 werden am Institut für Geographie und Geologie der Universität Würzburg im Rahmen eines DfG-Forschungsprojektes Rutschhänge kartiert und ihre externen und internen Einflussfaktoren analysiert. Unterstützt wird dieses Forschungsprojekt außerdem durch das Bayerische Landesamt für Umwelt.

 

METHODIK UND ZIELE

Das Projekt zielt dabei nicht nur auf die Untersuchung einzelner Massenbewegungen sondern auf die allgemeine Verbreitung von Rutschungen in Nordbayern. Die Daten der kartierten Rutschungen werden in einer Datenbank zusammengetragen, anhand derer eine großmaßstäbliche Übersichtskarte von Rutschungen in Nordbayern erstellt wird, welche Informationen zu den verschiedenen Rutschungstypen, Größen und Gefahren geben soll.  Statistische Analysen dienen als Basis für eine abschließende Gefährdungskartierung.

In ausgewählten Rutschungs-Arealen stehen Detailuntersuchungen und die Analyse der Formen, Prozesse sowie Ursachenkomplexe im Mittelpunkt. Laboruntersuchungen der Parameter Scherfestigkeit, Dichte, Plastizität und Fließgrenze können weitere wichtige Daten zur Beurteilung der Hangstabilität geben. Ergänzend werden permanente Monitoring-Messungen für Niederschlag und Bodenfeuchte durchgeführt, um konkrete Auswirkungen von Niederschlägen auf rutschungssensitive Schichten sowie bereits vorhandene Rutschmassen zu untersuchen. 

Eine mögliche Ausweisung von Schwellenwerten, z. B. über die Veränderung bodenmechanischer Parameter bei unterschiedlichen Bodenwassergehalten,  legt zudem die Basis für eine Beurteilung möglicher Auswirkungen zukünftiger klimatischer Veränderungen auf die Hangstabilität.

 

FORSCHUNGSGEBIETE

Das Auftreten der Rutschungen an der Fränkischen Alb ist in erster Linie an die Geologie und Geomorphologie der Hänge gebunden (Von der Heyden, 2004; Hammer, 1985). Die Stufe der Alb erhebt sich zwischen 100 und 300m über ihr Vorland und besteht hauptsächlich aus den geologischen Schichten des Jura. In Tälern vor dem eigentlichen Albanstieg bilden die Tone der Feuerletten (oberer Sandsteinkeuper) die Basis, gefolgt von den Rhätolias-Sandsteinen. Die Basis der Hauptstufe bilden Opalinustone der unteren Aalen-Schichten, gefolgt von der Stufe des Eisensandstein (obere Aalen-Schichten), den Bajoc bis Callov-Schichten mit dem Ornatenton sowie den Oxford-Schichten des unteren Malm (α und ζ). In einigen Bereichen wird die Malm α Hochfläche noch von einer dritten Stufe überragt, bestehend aus den unteren und mittleren Kimmeridge Schichten (Malm γ und δ).  

Hauptfaktor für das Auftreten von Massenbewegungen ist die Wechsellagerung von wasserundurchlässigen Tonen (Opalinus- und Ornatenton) unter wasserdurchlässigen Sandstein- oder Kalkschichten. Durch die wasserstauende Wirkung werden Instabilitäten hervorgerufen, da die interne Reibung herabgesetzt und somit Bewegungen initiiert werden. Am anfälligsten für diese Prozesse ist der Übergang zwischen den Ornatentonen sowie den Malm α & ζ -Kalken.

 

ERSTE ERGEBNISSE

Im besonderen Fokus der Arbeiten steht die Region um Ebermannstadt (Fränkische Schweiz). Rund um die Stadt sind die Hänge vom Schutt älterer Rutschungen bedeckt, wobei im 20. Jh (1957, 1961 und 1979) weitere große Rutschungen (>500.000m³) registriert wurden, die bis an den Rand von Siedlungsgebieten vordrangen. Alle Rutschungen erfolgten gegen Ende Februar, was eine auf starke Korrelation zu klimatischen Bedingungen (Niederschläge, Schneeschmelze) schließen lässt. Zudem ist auch ein indirekter, anthropogener Einfluss nicht ganz auszuschließen: Die Areale der Rutschungen von 1957 und 1961 liegen jeweils unterhalb von großen Werkkalksteinbrüchen, die Rutschung 1979 betraf u.a. eine Müllhalde.

Geomorphologische Kartierungen des Geländes am Hasenberg (Rutschung von 1957) zeigen im oberen Hangabschnitt die Vorkommen von steilen Hängen aus altem Hangschuttmaterial bzw. Steilwänden aus anstehendem Kalkstein (Malm α). Stellenweise finden Driftbewegungen von Mauerschollen statt. Der mittlere Hangabschnitt wird dominiert von Abrissnischen (Höhe max. 12m) und den darunter akkumulierten Schollen, die z.T. weitere Sekundärabbrüche aufweisen. Während in diesem Segment en-bloc-Bewegungen dominierten, ist der unterste Teil des Hanges (Doggersandstein) durch Fließbewegungen von wassergesättigtem Kalkschutt eingebettet in einer toniger Matrix geprägt.

Für die Messungen von Bodenfeuchte und Niederschlag wurde ein permanentes Monitoringsystem eingerichtet. Der Niederschlag wird am obersten Hangabschnitt gemessen, die Bodenfeuchte entlang eines 320m langen Transekts mit dreimal je drei Bodenfeuchteloggern in bis zu 2m Tiefe. Die drei Standorte der Logger liegen im Schutt des oberen Hangabschnittes, an der Grenze zwischen Schutt und Opalinuston sowie am Fuß der Rutschmasse. Bei kräftigen Niederschlägen zeigen alle Sensoren einen raschen Anstieg der Feuchtigkeitswerte, was die Sensitivität dieser Bereiche für Niederschläge verdeutlicht. Bei kurzen Niederschlagspausen hält sich die Feuchtigkeit auf diesem Niveau, ein Abfallen der Werte ist erst bei andauernder Trockenheit gegeben. Beides sind günstige Bedingungen für die Bildung von Rutschungen.

Geophysikalische Untersuchungen (Hammerschlag-Seismik sowie Gleichstrom-Geoelektrik) geben Aufschluss über den Aufbau des Untergrunds bis in Tiefen von rund 15m. Zu diesem Zweck wurden jeweils 3 Auslagen über Gesamtlängen von 282m (Elektrik) sowie 201m (Seismik) kombiniert. Beide Methoden ergeben hierbei ähnliche Bilder und zeigen die Präsenz von mehreren Metern Schuttmaterial. Die Ornatentone sind im Untergrund ebenfalls erkennbar, auffällig ist ihre rel. oberflächennahe Lage. Unterhalb des zentralen Abrisses kann eine deutlich mächtigere Schuttakkumutlation ausgemacht werden, wohingegen Anstehendes nur unter einer über 10m mächtigen Schuttdecke zu erahnen sind.

Alle bisherigen Ergebnisse verdeutlichen das Bild eines intensiv von Rutschungsereignissen geprägten Hanges, der eine natürliche Disposition auch für zukünftige Ereignisse birgt. Weitere Analysen, u.a. durch Labormethoden, bodenkundlichen Kartierungen aber auch die Berücksichtigung von Schriften aus dem städtischen Archiv ergänzen die zukünftigen Untersuchungen.



Export as iCal: Export iCal

Letzte Änderung 25.07.2012