Monitoring von Massenbewegungen mittels terrestrischem Laserscanning


Gravitative Massenbewegungen stellen im Gebirgsraum eine Bedrohung für die Gesellschaft dar. Da Massenbewegungen nicht nur direkt Menschenleben, Siedlungsräume und Infrastruktur gefährden, sondern auch indirekt beeinflussen, wie etwa durch die Bereitstellung von Geschiebe in Wildbächen, sind sie ein zentrales Thema in der Naturgefahrenprävention. Moderne Methoden der Fernerkundung wie terrestrisches Laserscanning bieten sich zur Prozessanalyse, aber auch zu Überwachungszwecken in Krisensituationen an.


Im Bereich des orographisch linken Einhanges des Wattenbaches unterhalb des Vögelberges (Gemeinde Wattens, Tirol) trat, beginnend in der ersten Oktoberhälfte 2008, eine ausgeprägte Massenbewegung auf, die unmittelbaren Einfluss auf das Wildbachgeschehen im Wattenbach ausübte. Auf Grund der verstärkten Bereitstellung von Feststoffen und der Möglichkeit eines Aufstaus des Gerinnelaufes durch das abgleitende Material stellte die Rutschung eine potenzielle Gefährdung für das Siedlungsgebiet von Wattens dar.

Über eine Breite von zirka 100 Meter bewegte sich Material mit mehreren Metern Mächtigkeit in Richtung Wattenbach. Bei Einsetzen der Bewegung kam es zu mehrmaligen spontanen Abbrüchen größerer Teilschollen, die jedoch den unmittelbaren Bachbereich nicht erreichten. Das Rutschungsmaterial sowie die zahlreichen Bäume und Sträucher lagerten sich auf einer leichten Verflachung unterhalb der aktiven Zone ab. Die Dynamik der Massenbewegung verlangsamte sich zunehmend, wobei sich die bewegten Schollen kontinuierlich auflösten. In Folge umfangreicher ingenieurbiologischer Sanierungsmaßnahmen, die im Frühjahr 2011 begonnen wurden, konnte der Bereich der Rutschung stabilisiert werden.

 
Abbildung 1: Rutschung im Februar 2010: Foto links, Laserscan rechts (Reflektoren schwarze Punkte)

Bereits in den ersten Tagen nach Beginn der Massenbewegung wurden vom BFW Untersuchungen mittels terrestrischem Laserscanner (TLS) durchgeführt  (Abbildung 1). Seither wird regelmäßig gemessen, Änderungen der Oberflächenmorphologie lassen sich so gut beschreiben.
 

Abbildung 2: Höhendifferenzen im Bereich der Massenbewegung - Vergleich der Situation unmittelbar vor der Sanierung zum ursprünglichen Gelände (rot Absenkung, blau Erhöhung in Meter)

Neben den flächigen Informationen zur Geländeoberfläche der Massenbewegung, die beispielsweise eine Analyse der Massendifferenz (Abbildung 2) zwischen den Messzeitpunkten erlaubt, ist es von großem Interesse, die Größe und Richtung der Bewegung (Vektoren) zu kennen (Abbildung 3). Dazu wurden im Bereich der Rutschung Reflektoren installiert, deren Positionen aus dem Scan bestimmt werden können (Abbildung 4).



Abbildung 3: Mittlere Geschwindigkeit und Richtung der Massenbewegung zu verschiedenen ZeitpunktenAbbildung 4: Reflektoren innerhalb der Rutschmasse zur Ermittlung von Bewegungsvektoren

Die Auswertung von Längs- und Querprofilen vermittelt einen Eindruck der Kinematik der Rutschung (Abbildung 5) sowie über den zeitlichen Verlauf der Bewegung. Dabei wird ersichtlich, dass die Rutschbewegung nach einem Jahr großteils abgeschlossen war und die Veränderung der Oberfläche primär durch Erosion der abgeglittenen Teilschollen vonstatten ging.
 

Abbildung 5: Profilschnitt zur Darstellung der chronologischen Entwicklung der Massenbewegung

Die Kombination aus flächiger Information, ausgewählten Profilschnitten und dreidimensionalen Bewegungsvektoren bietet großes Potenzial zum Verständnis von Prozessen und deren räumlichen/zeitlichen Verlauf. Die vorgestellte Methode weist aber auch hohes Potenzial im Bereich der Datenerhebung bei Krisensituationen auf.

Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW)
Austria, 1131 Wien, Seckendorff-Gudent-Weg 8 | Tel.: +43 1 878 38-0

Autor: Klebinder K., Graf A.

Quelle/URL: https://bfw.ac.at/rz/bfwcms.web?dok=9006