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SIMULTAN

erstellt von huenken zuletzt verändert: 24.06.2015 06:40

Projekt:

SIMULTAN: Subrosion und Instabilität von Erdfällen: integrierte multi-skalige Überwachung und Analyse

Laufzeit:

01.06.2015 bis 31.05.2018

Koordination:

Prof. Dr. Charlotte Krawczyk

Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG) Hannover
Stilleweg 2
30655 Hannover

Prof. Dr. Torsten Dahm

Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), Sektion Erdbeben- und Vulkanphysik
Telegrafenberg
14473 Potsdam

Projektpartner:

Universität Hamburg, Institut für Geophysik

GGL Geophysik und Geotechnik Leipzig GmbH

Universität Hannover, Institut für Erdmessung (IfE)

TU Berlin, Institut für Angewandte Geowissenschaften (Geophysik)

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) Leipzig, Department Monitoring- und Erkundungstechnologien

FU Berlin, Institut für Geologische Wissenschaften (Geophysik)

Programm:

Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN

Themenschwerpunkt:

Frühwarnsysteme

Ziele:

Durch Lösungsvorgänge im oberflächennahen Untergrund (Subrosion) können Hohlräume entstehen, in die das darüber liegende Gestein nachbrechen kann. Dadurch bilden sich an der Erdoberfläche häufig Einsenkungen, sog. Erdfälle, die im Durchmesser von wenigen bis zu mehreren hundert Metern reichen. Erdfälle treten vor allem in Gebieten auf, in denen sich lösliche Gesteine wie Evaporite oder Karbonate im Untergrund befinden. Die Bildungsgeschwindigkeit von Erdfällen reicht dabei von sehr langsamen Absenkungsbewegungen im Millimeterbereich bis hin zum schlagartigen Einbruch von mehreren Zehnermetern. Insbesondere das plötzliche Auftreten von Erdfällen kann in dicht besiedelten Gebieten eine große Gefahr für Menschen und Infrastruktur bedeuten.

Der Verbund SIMULTAN beabsichtigt, ein Früherkennungssystem für Instabilität, Unruhe und Kollaps von Erdfällen zu entwickeln. Dabei sollen die Prozesse untersucht werden, die vor der Entstehung schlagartiger Einbrüche stattfinden, um geeignete Anzeichen zu identifizieren, die zur Frühwarnung genutzt werden können. Es ist geplant, strukturelle, geophysikalische, petrophysikalische und hydrologische Kartierungsmethoden zu kombinieren. Diese Arbeiten sollen durch die Entwicklung geeigneter Sensoren sowie ein skalenübergreifendes Überwachungskonzept flankiert werden.

Als Untersuchungsgebiete wurden zwei Orte ausgewählt, die von evaporitischer Erdfallbildung betroffen sind. Dabei handelt es sich um eine Lokalitäten in Hamburg und Thüringen. Während in Hamburg die Auslaugung eines oberflächennahen Salzstocks zur Absenkungen führt, ist in Thüringen die Verkarstung von Gips und Anhydrit als Ursache für die dort auftretenden Subrosionserscheinungen wahrscheinlich.

Das Verbundprojekt SIMULTAN gliedert sich in sechs Arbeitspakete. Zur Überwachung kritischer Zonen in Erdfällen sollen geophysikalische Schlüsselparameter bestimmt werden (AP1). Weiterhin ist die seismische Überwachung und seismogene Charakterisierung urbaner Erdfallgebiete geplant (AP2). Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Entwicklung eines geodätischen Überwachungskonzepts für erdfallinduzierte Oberflächendeformationen und Massenumlagerungen (AP3). Auch die Bestimmung der Wechselwirkungen zwischen Gesteinen, Boden und Wasser im Untergrund (AP4) ist Gegenstand der Forschungsarbeiten. Auf Basis der gewonnenen Daten sollen numerische Modelle zur Hohlraumbildung und zum Kollaps von Erdfallstrukturen entwickelt sowie eine Informationsplattform für die Entscheidungsträger bereitgestellt werden (AP5). Weiterhin ist die Erstellung von Protokollen und Richtlinien zur Information der lokalen Bevölkerung geplant (AP6).