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Untersuchungen zum Sedimenttransport durch Grundlawinen in zwei Einzugsgebieten der Nördlichen Kalkalpen : Quantifizierung, Analyse und Ansätze zur Modellierung der geomorphologischen Aktivität

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Heckmann, Tobias:
Untersuchungen zum Sedimenttransport durch Grundlawinen in zwei Einzugsgebieten der Nördlichen Kalkalpen : Quantifizierung, Analyse und Ansätze zur Modellierung der geomorphologischen Aktivität.
München : Profil-Verl., 2006. - (Eichstätter geographische Arbeiten ; 14)
ISBN 3-89019-606-3
(Dissertation, 2005, Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt)

Kurzfassung/Abstract

Die hier zusammengestellten Untersuchungen wurden im Rahmen des Forschungsprogramms SEDAG (SEDimentkaskaden in Alpinen Geosystemen, gefördert
durch die DFG/Bonn) in zwei Untersuchungsbebieten in den Nördlichen Kalkalpen in der Nähe von Garmisch-Partenkirchen durchgeführt. Unter dem Dach des Bündelprojektes erforschen fünf Arbeitsgruppen der Universitäten Eichstätt-Ingolstadt, Erlangen-Nürnberg, Halle, Bonn und Regensburg den Sedimenthaushalt alpiner Einzugsgebiete mit dem Ziel der Quantifizierung und Modellierung der beteiligten geomorphologischen Prozesse. Die Prozessraten dieser Prozesse (Steinschlag, Rutschungen, gleitende und kriechende Massenbewegungen, Muren, fluviale Dynamik im Hauptgerinne und auf den angrenzenden Hängen, Schneelawinen und die Dynamik von Sedimentspeichern) werden seit dem Jahr 2000 mit verschiedenen Methoden im Gelände gemessen. Ein Hauptziel des Projekts ist die Verbesserung des strukturellen Verständnisses des Sedimenthaushalts. Zu diesem Zweck werden für die einzelnen Prozesse GIS-basierte Modelle umgesetzt und weiterentwickelt, die das Prozessgebiet ausweisen und im Hinblick auf die geomorphologische Aktivität zonieren können. Durch eine räumliche Überlagerung der Einzelergebnisse werden modellgestützt Flächen mit einheitlicher Prozesskombination (geomorphic process units), Zonen überwiegender Erosion oder Akkumulation (Sedimentspeicher) und Zonen der Interaktion (z.B. Zwischenspeicherung und Remobilisierung) zwischen mehreren Prozessen identifiziert. Durch die angestrebte Koppelung der gemessenen Prozessraten an diese Modelle können quantitative Aspekte das durch Kartierung und Modellierung erlangte strukturelle Verständnis der Sedimentkaskaden ergänzen und verbessern.
Die Kernfragestellungen der vorliegenden Arbeit konzentrieren sich auf drei
Punkte:
a) Die Messung des Beitrags von geomorphologisch aktiven Grundlawinen
zum Sedimenthaushalt und ein besseres Prozessverständnis,
b) die Modellierung und Zonierung des (potenziellen) Prozessareals als Basis
für eine Quantifizierung, sowie
c) die Identifizierung von statischen und dynamischen Faktoren, die die geomorphologische Aktivität der Lawinen und die Höhe der Sedimentfracht bzw.
des Abtrags steuern.

Die Sedimentfracht von über 120 Ereignissen wurden durch Kartierung und Beprobung von sedimentbedeckten Lawinenschneeablagerungen während eines fortgeschrittenen Zeitpunktes der Schneeschmelze bestimmt. Es haben sich Hinweise ergeben, dass es sich um die geringmächtigen Ablagerungen sedimentführender Grundlawinen handelt, die auf den mächtigen Schneeablagerungen
hochwinterlicher (Ober-)Lawinen abgelagert wurden, wo aufgrund der Ablation eine Sedimentschicht unterschiedlichen Bedeckungsgrades entsteht. Die Ergebnisse der Bilanzierung stellen aufgrund des Stichprobenumfangs eine wichtige Ergänzung zum Verständnis der geomorphologischen Aktivität von Lawinen vor allem in der subalpinen Höhenstufe dar.
Im Folgenden werden die wichtigsten Ergebnisse der Bilanzierung vorgestellt:
• Lawinen führen im Mittel 0,3-1,3 t (Lahnenwiesgraben) bzw. 1,8-3,9 t (Reintal) Sediment mit sich. Es wurden auch Extremereignisse mit einer Sedimentfracht bis zu 170 t aufgenommen.
• Die jährliche Gesamtfracht schwankt stark, sie lag in den Untersuchungsgebieten in der Größenordnung von etwa 5-500 t/a, gemittelt über den Untersuchungszeitraum etwa 100 t/a.
• Die Abtragsraten von <0,01-2,21 mm/a (lokal) sind mit dem Mächtigkeitsbereich
bekannter Akkumulationsformen und denWerten aus der Literatur gut vereinbar.
• Mithilfe des unten beschriebenen Modellansatzes konnten die Sedimentfrachten
auf das Prozessgebiet der jeweiligen Ereignisse bezogen werden, um die Denudation bestimmen zu können. Insgesamt liegt der Mittelwert bei etwa 56 t/km2 oder 0,03 mm pro Ereignis, in kleineren Prozessarealen können stark erodierende Ereignisse flächenhaft einige mm erodieren (Maximum: 5,5 mm).

Daneben wurden Untersuchungen zur Variabilität der Lawinenaktivität, zur Verbreitung der Blaikenerosion, zur Interaktion von Lawinen und fluvialen Prozessen sowie zur Morphometrie der Lawinenablagerungsbereiche durchgeführt. Im Zuge der Modellierung wurden Ansätze verwendet, die ursprünglich für die Naturgefahrenforschung entwickelt wurden. Die Certainty Factor-Analyse, ursprünglich zur Bewertung unsicheren Wissens konzipiert, wurde erfolgreich zur Dispositionsmodellierung von Lawinen auf Einzugsgebietsebene verwendet.
Das Dispositionsmodell lässt sich mit einem Prozessmodell zur Bestimmung
von Ausbreitung (random-walk-Ansatz nach Gamma 2000) und Reichweite
(Perla et al. 1980) koppeln, um das potenzielle Prozessgebiet ausweisen
zu können. Im Allgemeinen gelingt dies recht gut, so dass von einer
Anwendbarkeit im Rahmen der weiteren Analysen von Sedimentkaskaden ausgegangen
werden kann.
Anhand einer detaillierten Kartierung von Erosions- und Akkumulationszonen
eines Lawinenereignisses konnte mithilfe einer Diskriminanzanalyse ein empirischer Zusammenhang zwischen der Art der Aktivität und Modellergebnissen (Fließhöhe und -geschwindigkeit, Gefälle) ermittelt werden, auf dessen Basis eine Prozessraumzonierung möglich ist. Diese Beziehung muss im Zuge weiterer Arbeiten überprüft und in das Prozessmodell implementiert werden. Obwohl aus den Untersuchungsergebnissen Hinweise auf eine Abhängigkeit der Abtragsleistung von der Ereignismagnitude sowie dem Einfluss der Schneerücklage auf die mittlere Magnitude abgeleitet werden können, besteht noch deutlicher Forschungsbedarf in diesen Fragen. Die Intensität der geomorphologischen Aktivität wird von einem sehr komplexen Wirkungsgeflecht´von statischen und dynamischen Faktoren gesteuert, das nur schwer in einem Modell erfasst werden kann.

Weitere Angaben

Publikationsform:Hochschulschrift (Dissertation)
Schlagwörter:Grundlawinen; Massenbewegung; Sedimenthaushalt; Geomorphologie; Modellierung; GIS
Institutionen der Universität:Mathematisch-Geographische Fakultät > Geographie > Lehrstuhl für Physische Geographie
Mathematisch-Geographische Fakultät > Dissertationen / Habilitationen
Weitere URLs:
Titel an der KU entstanden:Ja
Eingestellt am:31. Mär 2010 08:32
Letzte Änderung:20. Sep 2012 18:58
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