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Steinschlag - Bessere Schutzmassnahmen dank Forschung

Die WSL erforscht Steinschlagprozesse, um das Risiko von fallenden Steinen genauer abschätzen zu können und den Schutz vor Steinschlägen zu verbessern. Hierfür lassen die Forschenden nicht nur an der Versuchsanlage am Walensee, sondern au  ch im Labor, im freien Gelände und in einem neu entwickelten Computermodell Steine in die Tiefe stürzen.

In einem Gebirgsland wie der Schweiz gehören Steinschläge fast schon zum Alltag. Sie beschädigen Häuser, Strassen, Bahnwege und gefährden Menschenleben. Allein im Jahr 2012 haben Steinschlag und Felssturz fünf Todesopfer in der Schweiz gefordert. Auch der Klimawandel kann Einfluss auf die Steinschlaggefahr haben. Die Gletscher schmelzen und der Permafrost taut auf. Wo einst das Eis steile Bergflanken und Schuttmassen im Griff hatte, lösen sich heute immer häufiger Steine und Felsblöcke. Um den Schutz vor Steinschlag zu verbessern, untersucht die WSL in verschiedenen Forschungsprojekten Steinschlagprozesse. Ziel ist es, den technischen Steinschlagschutz und die Gefahrenkartierung in den Kantonen zu verbessen.

Zulassungsprüfung
Zulassungsprüfung in der Versuchsanlage Walenstadt.

 
Steinsonde
 Mit einer Sonde ausgerüsteter Stein.
 
Simulierter Steinschlag

Zum Starten der animierten Graphik auf Bild klicken (55 MB)!

Das neue Computermodell RAMMS::rockfall berechnet Sturzbahnen für Steinschläge. 

Versuchsanlage Walensee

Die WSL betreibt am Walensee eine Versuchsanlage für Steinschlagschutz. Hier führen die Fachleute Zulassungsprüfungen für flexible Steinschlagschutzsysteme durch (siehe WSL-Prüfstelle für Steinschlagschutzsysteme) oder testen unter anderem die Tragfähigkeit verschiedener Galeriekonstruktionen. Aus bis zu 63 m Höhe fallen Versuchskörper von maximal 16'000 kg in unterschiedliche Schutzsysteme. Dabei zeichnen High-Tech-Messinstrumente eine Vielzahl an Daten auf. 

Steinschlag im Labor und Feld

Die WSL untersucht zudem, wie die Steinform den Fall beeinflusst. Wie schnell stürzt ein Stein den Hang hinunter, wie hoch und weit springt er und bleibt er frühzeitig liegen oder dringt er bis ins Tal vor (siehe Versuch Steinform). Hierfür haben die Forschenden natürliche und künstliche Steine im Innern mit empfindlichen Sonden ausgerüstet. Sie lassen sie im Labor und im Feld verschiedene Hänge hinunterrollen und messen Flugbahnen, Beschleunigungen und Drehgeschwindigkeiten (siehe Steinsonde). Die so gewonnenen Daten sind eine wichtige Grundlage, um Steinschlagprozesse besser zu verstehen.

Computermodell: Wie und wohin fallen die Steine

Mit den experimentellen Daten kalibrieren die Forschenden die Software RAMMS::rockfall. Sie berechnet Steinschlagflugbahnen und wurde von der WSL in Zusammenarbeit mit dem Institut für Mechanische Systeme der ETH Zürich entwickelt. Das Programm lässt virtuelle Felsblöcke über eine Vielzahl an Geländeformen - flach oder steil, bewaldet oder felsig - ins Tal hinabstürzen. Es sagt vorher, welchen Weg die Steine nehmen, wie hoch sie dabei springen, wo sie landen und mit welcher Wucht die Steine im Tal aufprallen würden. Das Modell soll Ingenieurbüros darin unterstützen, die kantonalen Gefahrenkarten weiter zu verfeinern. Es kann über die RAMMS-Webseite bezogen werden.

 

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