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Beurteilung des Potentials von Bodenfeuchtedaten für die Frühwarnung vor Hangrutschungen

 

In Gebirgsregionen stellen Hangrutschungen, welche durch Starkniederschläge ausgelöst werden, eine erhebliche Gefahr für Bewohner und Infrastruktur dar. Jüngste Grossereignisse in der Schweiz zeichneten sich aus durch das zahlreiche und abrupte Auftreten solcher Prozesse und zeigten die Schwierigkeiten auf, die erhöhte Hangrutschungsgefahr vorherzusagen. Als Folge dessen wurden wissenschaftliche Bemühungen gefördert, um die Grundlagen für ein regionales Frühwarnsystem für flachgründige Hangrutschungen zu erarbeiten.

 

Bisherige Studien konzentrieren sich vorwiegend auf die Verwendung von Niederschlagsinformationen zur Herleitung von Schwellenwerten für die Auslösung von Hangrutschungen (z.B. über Intensitäten und Akkumulationen). Im Gegensatz dazu gibt es nur wenige Untersuchungen, die sich mit der Verwendung von Bodenfeuchteinformationen befassen. In dieser Hinsicht existieren hauptsächlich Studien, in denen mittels numerischer Modellierung die lokale oder räumlich verteilte Vorfeuchte als Mass für die Hanginstabilitätsgefährdung ermittelt wird. Solche Modelle können die echten Bodenfeuchtebedingungen aber nur beschränkt wiedergeben und es ist schwierig, diese in Echtzeit zu betreiben.


Das Hauptziel dieses Projekts ist es, den Nutzen von in-situ gemessenen Bodenfeuchtemedaten in Bezug auf die Verwendung in einem Frühwarnsystem für Hangrutschungen zu beurteilen. Die Studie umfasst gegenwärtig folgende Arbeitsschritte:

  • Bereits bestehende langfristige Bodenfeuchtemessungen von Forschungsinstitutionen und Behörden an zahlreichen Standorten in der Schweiz werden untersucht und mit einem Datensatz flachgründiger Rutschungen verglichen. Das Ziel ist es, statistische Messgrössen zu finden, welche auf erhöhte Hangrutschungsgefährdung hinweisen.
  • Verschiedene Bodenfeuchte-Messmethoden sollen an einem rutschungsgefährdeten Hang in den Schweizer Voralpen getestet und verglichen werden, um deren Vor- und Nachteile hinsichtlich der Verwendung in einem Vorwarnsystem für Hangrutschungen zu beurteilen.
  • Ein numerisches Modell zur räumlich verteilten Auslösung von Hangrutschungen soll angewendet und mit den oben ermittelten statistischen Messgrössen verglichen werden.


Das Projekt konzentriert sich insbesondere auf Innovationen in der Analyse von Bodenfeuchte-Zeitserien mittels charakteristischer Muster der Bodenfeuchtedynamik (z.B. über Varianz-Durchschnitts-Beiziehungen). Die Analyse der umfangreichen Messreihen aus der Bodenfeuchtedatenbank bietet eine einmalige Möglichkeit, diese Analysen durchzuführen.

Die Resultate der Untersuchungen sollen Entscheidungsträgern und Experten im Naturgefahrenbereich als Grundlage dazu dienen, eine nationales Bodenfeuchtenetzwerk zu konzipieren sowie regionale bis nationale Warnungen bezüglich der Gefahr von Hangrutschungen erstellen zu können.