Transcript PowerPoint zu Auswirkungen Global Change auf

Physiogeographisches Seminar
Global Change & Sturzprozesse
Gliederung
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Begriffsdefinitionen
Methodik
Gesteinsbezogene Sturprozesse
Gletschersturz
Zusammenfassende Bewertung
Herausforderungen für die Zukunft
(Raumplanung)
Begriffsdefinitionen
• Wann spricht man von Sturzprozessen ?
– Wenn Festgestein (Eis) betroffen ist,
– die Bewegung rasch erfolgt und
– die Gravitation den „Antrieb“ darstellt
• Differenzierung der Sturzprozesse ...
Begriffsdefinitionen (2)
• Steinschlag
• Felssturz
• Bergsturz
• Gletschersturz (Eissturz)
Begriffsdefinitionen (3)
• Differenzierung innerhalb der Sturprozesse
– Prozessablauf (Initialphase, Fahrbahn, ...), Dimension
• Dimensionen der einzelnen Prozesse
– Steinschlag: Einzelblöcke mit max. 1m Durchmesser
(BUWAL: 2m)
– Felssturz: ...zwischen Steinschlag u. Bergsturz
– Bergsturz: Volumen > 1Mio m³ bzw.
Fläche > 0,1km² (ABELE)
Begriffsdefinitionen (4)
• Global Change ...
Nicht nur Climate Change, sondern auch die
geänderten Lebensformen der Menschen
(Siedlungsausdehnung, Inwertsetzung des
Hochgebirges, ...  Mensch ‚nähert‘ sich den
Naturgefahren)
Methodik
• Faktorenanalyse: Analyse der einzelnen Faktoren
der Prozesse bezüglich möglicher
‚Angriffspunkte‘ der Phänomene des Global
Change (Climate Change)
• Schwerpunkt: Ursachen und Auslösung
• Zentrale Frage: Häufung und/oder Intensivierung
 Häufung alleine bewirkt keine Änderung der
Gefahrensituation, solange die Intensität
bestehende Schutzvorkehrungen nicht beeinflusst.
Methodik (2)
• Klassifizierung der Faktoren:
– Klassisch: genetische Ordnung, aktive/passive
Faktoren, ...
– Zeitlich differenzierte Betrachtung:
• Permanente F. (>100a), Variable F. (1-100a),
Auslösende F.(<1a)
• Weitere Gliederung: genetisch
Methodik (3)
(RÄTZO-BRÄLHART)
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Permanente Faktoren
• Geologische Faktoren – „Geologische
Geschichte“: Geologie, Tektonik (Verwerfungen,
Falten, Überschiebungen, Brüche,
Diskontinuitäten,...), Lithologie, Mineralogie
(mikroskopische Gleitflächen)
• Geotechnische Faktoren: Felsmechanische
Parameter
• Hydrogeologie: Tiefenwasserströmung nur schwer
zu beeinflussen (>> 100a)
• Geomorphologie: Hangneigung, Exposition
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Permanente Faktoren (2)
• Bedeutung der Permanenten F. für den
Prozess:
–  endogene Faktoren (Geologie)
– Wesentliche Voraussetzungen für ein
Sturzpotential !!!
– Beeinflussbarkeit (...Zeithorizont) nicht
gegeben
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Variable Faktoren
• Geologie
– Kontinentaldrift: durch GC nicht beeinflussbar
– (Gravitativer) „Stress“: Stressausgleichsbewegungen
des Gesteins aufgrund von...
• Gletscherrückgang (Verlust des Widerlagers)
• Nach dem Eisfreiwerden: Übersteilte Hänge/Wände (+
fehlendes Widerlager !)
 Zunahme (Näherung an kritischen Systemzustand)
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (2)
• Hydrogeologie
– Grundwasserspiegel: Anstieg  Stabilität –
– Porenwasserdruck: Anstieg ... Überdruck
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Zunahme Winterniederschläge (~5%)
Zunahme Starkniederschläge
Schmelzwasser (Gletscher)
Permafrost -  Wasser kann eindringen
 Negative Beeinflussung
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (3)
• Geomorphologie
– Hangfußerosion: Übersteilung ...
– Verwitterungsprozesse: insbes. physikal. V.
• Congelifraktion (bis zu 2070 bar)
– Wasserverfügbarkeit  +
– Frostwechselvorgänge  +
• Druckentlastungsverwitterung
– Gletscherdepression
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (4)
– Permafrostdegradation
• Verlust der „Verkittung“ (Eisarmierung)
• Wasserzirkulation + (...Porenwasserdruck)
– Beispiel Weisseespitze oder Grossgufer
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (4b)
(KUNZ)
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (5)
• Hydrologische Faktoren
– erhöhte Niederschl.  erhöhter Abfluss ...
(ABBOT)
– Erhöhte Wasserverfügbarkeit: Infiltration ...
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (6)
• Biologische Faktoren
– Vegetation - Bsp. Wald
– Wirkung bei Starkniederschl. umstritten
– negativ: Gewicht (...Gravitation), Wirkung von
Wurzeln (+/-), Äolische Energie
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren
• Systemzustand: kritisch
(Grenzgleichgewicht) - Ursprung ...
• Übergang Variable F. - Auslösende F.
fließend
• zunehmende Größe (Steinschlag 
Bergsturz) - exogene F. geringe Bedeutung!
– daher: kleinere Prozesse (Steinschlag) weisen
breiteres Spektrum an Mechanismen auf
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (2)
• Geologie
– Erdbeben: nicht durch GC beeinflussbar
– Beispiele: Huascaran (1970)
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (3)
• Hydrogeologie
– Porenwasserdruck (insbes. auch bei
Bergstürzen)
• kritischer Systemzustand vorausgesetzt !
– Daher: „Klimasteuerung“ möglich
• vgl. erhöhte Wasserverfügbarkeit,
Permafrostdegradation etc.
– bei BS mindestens so einflussreich wie
Erdbeben
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (4)
– Veränderte Wasserzirkulation* durch Klüfte
und Spalten(Sackungen, Kippungen etc.) 
veränderter(+) hydraulischer Druck
• anfangs Ablösung der vordersten Gesteine, ...
• ... Weitere (größere) Felsmassen können nachstürzen
* vgl. k-Wert (Durchlässigkeitsbeiwert): m/sec (gesteinsspez. Konstante d. Wasserleitfähigkeit); Teil der
Darcy-Gleichung
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (5)
• Geomorphologie
– Verwitterungsprozesse
• auslösend bei „kleinen Abgängen“ (Stein-,
Blockschlag)
• Congelifraktion, Druckentlastungsverw.
– Vgl. Zunahme Frostwechsel,erhöhte Wasserverfügbarkeit
(mehr Winterniederschlag bei wärmeren Temp.),
Permafrostabnahme, Gletscherschwund, ...
• Bsp. Sandalp: Auslösung von Felsstürzen
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (6)
• Hydrologie
– Hangunterschneidung bei erhöhtem Abfluss ...
– Erhöhte Wasserverfügbarkeit: vgl.
Porenwasserdruck, Congelifraktion, ...
• Bedeutung der Niederschlagsentwicklung
Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (7)
• Anthropogene Faktoren
–
–
–
–
Bautätigkeit in Hanglagen
Steinbrüche
Bergbau (vgl. Eiblschrofen)
Staudämme (Bsp. Vaiont)
Zusammenfassende Bewertung
• Kritischer Systemzustand = Voraussetzung
(= endogen)
• Übergang Variable F. und Auslösende F.
schwer zu fassen
• Je „oberflächlicher“ ein Prozess, desto
leichter (exogen) beeinflussbar
• „Vorteil“: Standortgebundenheit
• Nachteil: Spontanität
Gletschersturz
• Schnelle gravitative Massenbewegung
• Warum entstehen Gletscherstürze? wesentliche Faktoren:
– Neigungsverhältnisse
– Kontaktzone Gletscher - felsiger Untergrund
– Im Eis wirkende Kräfte:
• Zugspannungen
• Druckspannungen (Kompressionen)
Gletschersturz (2)
• Differenzierung Hanggletscher Talgletscher
– Hanggletscher: „Kalte Gletscher“, durch
Klimaerwärmung gemäßigt  Stabilität – Talgletscher: Allg. Entschärfung durch
Rückzug - aber Rückzug in steile Bereiche...
• Sekundärwirkungen !
Gletschersturz (3)
• Bedeutung im Alpenraum ?
– Beispiel Eigergletscher
• ca. 100 000m³ bedrohen die Station Eigergletscher
der Jungfraubahn
– Weisshorn (Randa): 1972/73
Zusammenfassung-Entwicklung
• Steinschlag
– Tendenz: gleichbleibend - leichte Zunahme
– Eine Zunahme der Steinschläge könnte
allenfalls durch vermehrt auftretende
Extremwettersituationen stattfinden. Die
Kenntnisse über sich verändernde
Starkniederschläge sind noch vage.
(BLOETZER et al)
Zusammenfassung-Entwicklung
• Felssturz
– Tendenz: lokale Zunahme
– Eine Zunahme der Felsstürze kann durch einen
generellen Anstieg der Permafrostgrenze und
durch extreme Niederschlagsereignisse
vermutet werden
(BLOETZER et al)
Zusammenfassung-Entwicklung
• Bergsturz
– Tendenz: keine Veränderung
– Bergstürze sind geologischer Natur. Deshalb
sollten sie durch die Klimaveränderungen in
keinerlei Hinsicht beeinflusst werden.
(BLOETZER et al)
Zusammenfassung-Entwicklung
• Eissturz
– Tendenz: Zu- und Abnahme
– Der Rückzug führt zu einer Abnahme der
Gefahr; die Temperierung von Hängegletschern
könnte zu einer Destabilisierung führen.
(BLOETZER et al)
Herausforderungen für die
Zukunft (Raumplanung)
• Ausgangslage: geänderte Lebensformen
– Ausweitung d. Lebensraumes
– Bedeutung von Verkehrswegen
– Inwertsetzung des Hochgebirges (Tourismus)
–  Mensch nähert sich den Naturgefahren
Herausforderungen für die
Zukunft (Raumplanung) (2)
• Gefahr:
– Zunehmende Überschneidung Lebensraum Gefahrenzone
– daher: Forderung nach einer
zukunftsorientierten Raumplanung mit
Einbindung der Gefahrenentwicklung
– Problem: Prognosesicherheit der
Gefahrenentwicklung
Herausforderungen für die
Zukunft (Raumplanung) (3)
• Wahrscheinliche Auswirkungen einer
„neuen“ Raumplanung
– zunehmend verdichtete Bauweise zur
Vermeidung der Ausdehnung in
Interferenzbereiche  Vermeidung von
Schutzverbauungskosten
• Schriftl. Fassung
• Powerpoint-Präsentation
• Zusammenfassung
sind im Internet unter
http://geo4.uibk.ac.at/users/jurgeit
abrufbar !!!