Langfristige Geschiebebeobachtungen
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Messanlage im Erlenbach. Die Geschiebesensoren (Geoophone) sind an der
Unterseite von Metallplatten in der Sperre oberhalb des Geschiebesammlers
angebracht (Foto WSL)
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Geophon- und Abflusmessungen für zwei Hochwasser im Erlenbach
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In
Wildbachgerinnen treten bei Unwetterereignissen häufig Sedimenttransport und
Murgänge auf. Messungen des Geschiebetransportes in natürlichen Gerinnen sind
wichtig, um das Prozessverständnis und Berechnungsmethoden zu verbessern.
Wird
in einem Bachgerinne ein minimaler Abfluss (Grenzabfluss) überschritten, so ist
die Schleppkraft genügend gross, um Geschiebekörner aus der Sohle des
Bachbettes in Bewegung zu setzen. Es findet Geschiebetransport statt. Mit zunehmendem
Abfluss und Gefälle des Gerinnes wird die Mobilisierung und der Transport des
Geschiebes erleichtert. Der Eintrag von Feststoffen aus den gerinnenahen
Bereichen durch Hangrutschungen und Uferanbrüche ist neben der Struktur des
Gerinnebettes wesentlich für die Verfügbarkeit von mobilisierbarem Geschiebe. Langjährige
Messungen von Geschiebefrachten deuten darauf hin, dass nach einem extremen
Hochwasser oder nach dem Durchgang eines Murganges grössere Geschiebemengen
verlagert werden können, als nach längeren "ruhigen" Perioden.
Ein
wichtiger Teil der Untersuchungen über den Geschiebetransport wird in den
hydrologischen Testgebieten der WSL im Alptal
(Kanton SZ), insbesondere dem Erlenbach und dem Vogelbach, durchgeführt.
Dort und an anderen Bächen werden zeitlich kontinuierliche Messungen des
Geschiebetransportes mit Geophonsensoren (früher: Hydrophonsensoren) durchgeführt.
Der Geophonsensor wird an die Unterseite einer Stahlplatte geschraubt, welche
in einer Ebene mit der festen Gerinnesohle eingebaut wird. Wenn ein
Geschiebekorn über die Platte rollt, löst es Schwingungen aus, die vom Sensor
registriert werden. Das Signal wurde bisher auf vereinfachte Weise elektronisch
abgespeichert und die Anzahl der Sensorimpulse wurden gezählt. Für eine
quantitative Auswertung der Sensordaten muss das System mit unabhängigen
Geschiebemessungen (z.B. in einem Geschiebesammler) geeicht werden. Bei einigen
Anlagen wird das Geophonsignal mit einer hohen zeitlichen Auflösung
aufgezeichnet. Parallel dazu werden z.B. im Erlenbach neu automatische Fangkorbmessungen
des Geschiebetransportes durchgeführt, welche eine genauere zeitliche und
korngrössenspezifische Zuordnung des Transportes zu den Geophonmessungen
erlauben.
Ziele
- Messung langfristiger Datenreihen zum Sedimenttransport in einem kleinen Einzugsgebiet
- Eichung und Weiterentwicklung der akustischen Geschiebemessmethode
(Geophone)
- Erfassen der Geschiebemenge in Wildbächen
unter verschiedenen Bedingungen (Geologie, Boden, Vegetation, Witterung)
- Beschaffung von Grundlagen für die
Charakterisierung von Wildbächen, die Dimensionierung von Verbauungen und
das Abschätzen des Gefahrenpotentials für Unterlieger
- Vergleich des Geschiebetransport-Verhaltens von
verschiedenen Gebirgsbächen
- Ermittlung des Einflusses von Vegetation und
Geologie auf die Variabilität der Geschiebeführung
- Beschreibung des Einzelkorn-Transportes in
Abhängigkeit von Abflussparametern, Gerinnecharakteristik und
Geschiebeverfügbarkeit
- Bestimmen der wichtigsten Einflussfaktoren zur
Bestimmung der Geschiebefracht in steilen Bächen und Entwicklung von Berechnungsansätzen
Wissenschaftliche Methoden
- Messung des Geschiebetransportes mittels Geophonsensoren
- Messung von
jährlichen Geschiebefrachten durch Vermessung von Geschiebesammlern und durch Fangkörbe
- Tracermessungen
- Aufnahmen von
Bachbettmorphologie und charakteristischen Werten
- Herleitung von
Abschätzverfahren zur Berechnung von Geschiebefrachten
Links
Projektmitarbeitende
- Dieter Rickenmann
- Bruno Fritschi
- Jens Turowski
- Alexandre Badoux
- Manuel Nitsche
- Johannes Schneider
- Karl Steiner
Kontakt
