alpEWAS: Entwicklung und Erprobung eines integrativen 3D-Frühwarnsystems für alpine instabile Hänge

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alpEWAS

alpEWAS: Entwicklung und Erprobung eines integrativen 3D-Frühwarnsystems für alpine instabile Hänge

01.04.2007 bis 30.06.2010

Prof. Dr. Kurosch Thuro

Technische Universität München, Lehrstuhl für Ingenieurgeologie
Arcisstraße 21
80333 München

Universität der Bundeswehr München, Institut für Geodäsie

Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN

Frühwarnsysteme im Erdmanagement

Hangbewegungen fordern insbesondere im alpinen Raum immer noch einen hohen gesellschaftlichen und ökonomischen Tribut. Insbesondere durch Extremwetterereignisse können instabile Hänge aktiviert werden und die in ihrem Einzugsbereich liegenden Menschen, Siedlungen und Güter bedrohen. Daraus leitet sich die Notwendigkeit eines tieferen Verständnisses der geologischen und physikalischen Vorgänge ab, die zu einem spontanen Versagen eines natürlichen Hanges führen können.

Mit dem Projekt alpEWAS soll ein mutmaßlich instabiler Hang zunächst ingenieurgeologisch untersucht und dann mit einem geeigneten Monitoringsystem möglichst kontinuierlich überwacht werden. Durch die Integration verschiedener innovativer Messverfahren soll ein wirtschaftlich arbeitendes Geo-Sensornetz für instabile Hänge eingerichtet und die Informationen zur Beurteilung kritischer Situationen genutzt werden. Dabei sollen einzelne Messverfahren weiterentwickelt sowie Verfahren für die Verknüpfung und Auswertung der verschiedenen Messdaten neu erarbeitet und bereitgestellt werden. Ein echter Kostenvorteil wird in dem zu entwickelnden Monitoringsystem durch die Möglichkeit der Fernwartung und -abfrage entstehen. Alle wichtigen Funktionen können via Modem/Internet jederzeit von einem messfeldfernen Ort aus abgefragt und gesteuert werden.

Die Technische Universität München beteiligt sich im Rahmen ingenieurgeologischer Untersuchungen an der Auswahl eines geeigneten Standortes für die Installation des geplanten Frühwarnsystems. Nach Auswahl des Projektstandortes und ersten Funktionstests soll zusammen mit dem Verbundpartner ein individuell auf das Gebiet angepasster Installationsplan entwickelt werden. Es ist vorgesehen, ein Systems zur dreidimensionalen Überwachung instabiler Hänge, das auf dem Prinzip der "Time Domain Reflectometry" (TDR) beruht, zu installieren. Die TU München befasst sich mit der Qualitätsverbesserung der TDR-Messungen. Dabei konzentrieren sich die Arbeiten auf die Bestimmung und Charakterisierung aller auf die Messung Einfluss nehmenden Parameter sowie auf die Auswertung der Messsignale hinsichtlich Quantität und Art der Bewegung, vor allem im Bereich der Signalanalyse.

Bereits in der Erprobung des Messsystems sollen Arbeitsweisen entwickelt werden, die es ermöglichen, neu aufgenommene Informationen und Messdaten aus dem Monitoringsystem schnell in die numerischen Modelle zu integrieren und so binnen kurzer Zeit kontinuierlich aktualisierte Schwellenwerte zu erhalten.

Der Beitrag der Universität der Bundeswehr München an dem integrativen Monitoringsystem besteht in der Etablierung eines allwetterfähigen "Low-Cost"-GNSS-System (Global Navigation Satellite System) an der Oberfläche des Rutschhanges, um Bewegungen kontinuierlich mit der Genauigkeit einiger Millimeter zu erfassen. Dabei ist die Entwicklung eines Prototyps einer GNSS-Überwachungskomponente vorgesehen. Neben der Entwicklung und Erprobung der drei technologischen Überwachungskomponenten TDR-GNSS-TPS steht deren Integration in das Geo-Sensornetz im Mittelpunkt des Forschungsvorhabens. Dies beinhaltet sowohl die ingenieurs-technische Entwicklung als auch die softwaremäßigen Erstellung einer datenbankorientierten Zusammenführung der Messergebnisse.