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Quantifizierung der Erosionsstabilitaet ueber die Scherfestigkeit

Bodenerosionsprobleme werden in der Schweiz als Folge der Klimaveraenderung zunehmen. Eine Quantifizierung der Erosionsanfaelligkeit von Boeden aufgrund ihrer Scherfestigkeit ermoeglicht es, erosionsgefaehrdete Boeden zu erkennen sowie die Wirksamkeit von Sanierungsmassnahmen neu zu beurteilen. Ein Feldgeraet zur direkten Messung der Scherfestigkeit von Boeden wird entwickelt und getestet. An Fallstudien wird die praktische Anwendbarkeit getestet.

Windkanal-Experimente über das Schmelzen von Eis-Hydrometeoren: Auswirkungen von Kollision und Turbulenz (HydroCOMET)

Heftige Niederschlagsereignisse sind für Schäden in Höhe von Milliarden Euros verantwortlich und verursachen jährlich Hunderte von Verletzten und Todesfällen in Europa und weltweit. Eisgewitter im Winter, Hagel, Eisregen, extreme Regenfälle aus Gewittern im Sommer sowie dadurch verursachtes Hochwasser und Erdrutsche sind die schädlichsten Wetterereignisse auf unserem Kontinent mit schweren ökologischen, ökonomischen und sozialen Folgen. Deshalb ist die kurzfristige Vorhersage von Form, Intensität und Verlagerung solcher konvektiven Wolken- und Niederschlagssysteme von großer Bedeutung. Numerische Wettermodelle und Fernerkundungsgeräte, wie z. B. der Niederschlagsradar, liefern fehlerbehaftete Wetterprognosen, da die Mikrophysik von Mischphasenwolken- und Niederschlagsteilchen nur unvollständig beschrieben sind. Vor allem wird eine korrekte Darstellung des Schmelzprozesses von Schnee, Hagel und Graupel für diese Wettersysteme benötigt. Das Ziel des HydroCOMET Projekts ist es, Parametrisierungen der wichtigsten physikalischen Eigenschaften von schmelzenden Eis-Hydrometeoren bereitzustellen. Diese beschreiben die kontinuierlich variierende Form, die Fallgeschwindigkeit und den Flüssigwasseranteil der Hydrometeore während ihres Schmelzens. Weiterhin werden die Auswirkungen von Turbulenz in der Luftströmung und von Kollisionen zwischen dem schmelzenden Hydrometeor und unterkühlten Wassertropfen untersucht. Die Experimente werden im Mainzer vertikalen Windkanal durchgeführt, der eine einzigartige Plattform zur Untersuchung einzelner Wolken- und Niederschlagsteilchen unter realen atmosphärischen Bedingungen darstellt. Die neuen Parametrisierungen der mikrophysikalischen Eigenschaften von schmelzenden Eis-Hydrometeoren aus den HydroCOMET Experimenten werden in Niederschlagsmodellen und Radaralgorithmen verwendet.

Quantifizierung der Rolle von Rutschungen in submarinen Canyons an aktiven und passiven Kontinentalrändern

Ressortforschungsplan 2024, Bilanzierung von flächenhaften Anreicherungen von Schadstoffen in Böden zur Fortschreibung materieller Maßstäbe zur Begrenzung von Stoffeinträgen mit dem Modellinstrument MoRE

Um eine Anreicherung von unerwünschten Stoffen in Böden zu verhindern, ist eine Limitierung der eingetragenen Schadstofffrachten mittels Bodenrecht und einschlägigem anderen Fachrecht erforderlich. Das ist Voraussetzung, um nachhaltig die Umweltqualität und die Funktionen des Bodens und im Nexus auch der Gewässer zu sichern. Übergeordnetes Ziel des Forschungsvorhabens ist in dem Zusammenhang die Prüfung bzw. Fortschreibung von zulässigen Stoffeinträgen auf Böden. Voraussetzung ist eine Aktualisierung der stofflichen Ein- und Austräge in die Böden auf Basis der aktuell verfügbaren Datengrundlagen. Hierbei soll sowohl der Gesamteintrag über alle relevanten Eintragspfade als auch eine räumlich differenzierte Betrachtung erfolgen. Basis für diese Arbeiten ist der in einem früheren Vorhaben entwickelte methodische Ansatz, der für eine zukunftsfähige Bearbeitung der beschriebenen Fragestellung in ein bestehendes Modellinstrument integriert werden soll. Hierfür soll das Stoffeintragsmodell MoRE (Modelling of Regionalized Emissions) genutzt werden.

GHK: Gefahrenhinweiskarte des linksrheinischen Mainzer Beckens (Rutschungen)

Die Hangstabilitätskarte des linksrheinischen Mainzer Beckens wurde erstmals von KRAUTER & STEINGÖTTER 1983 erstellt. In ihr sind im Maßstab 1 : 50 000 von Hangbewegungen betroffene bzw. gefährdete Gebiete dargestellt worden. In der 2. Auflage von ROGALL & SCHMITT (2005) wurden auf Basis aktueller Karten und neueren Schadensfällen weitere kritische Hangbereiche identifiziert. Bei der nun vorliegenden 3. Auflage der Gefahrenhinweiskarte handelt es sich um eine komplette Überarbeitung und Neukartierung der Rutschgebiete. Als Grundlage für die Arbeiten diente das Digitale Geländemodell (DGM) des Landes Rheinland-Pfalz aus den Jahren 2016 bis 2022. Das hochauflösende Geländemodell stellt die Geländeoberfläche in bisher unerreichter Genauigkeit dar, so dass Abrisse, Geländekanten, Senken und Wülste bei richtiger Betrachtung deutlich hervortreten und präzise kartiert und bewertet werden können. Mit Hilfe des Digitalen Geländemodells konnten die Rutschgebiete wesentlich detaillierter und präziser identifiziert werden, so dass nicht nur Aussagen zur Ausdehnung der Rutschungen gemacht werden konnten, sondern es auch möglich war, die Aktivität der Rutschmassen abzuschätzen und zu bewerten. Für die Bereiche innerhalb der dargestellten Gefahrengebiete gilt nicht zwangsläufig, dass sie stark gefährdet oder nicht bebaubar sind. Im Vorfeld der Bauplanung ist hier jedoch ein erhöhter Untersuchungsaufwand hinsichtlich der Hangstabilität notwendig und oft sind auch konstruktive Anpassungen der Bauwerke bei der Bauplanung vorzusehen. Umgekehrt kann jedoch nicht gefolgert werden, dass Baumaßnahmen, die außerhalb der ausgewiesenen Gefahrengebiete liegen, grundsätzlich unbedenklich sind. Die Gefahrenhinweiskarten sollten als ergänzende Planungsgrundlage im Vorfeld von Bauvorhaben dienen. Zu beachten sind die verlinkten weiterführenden Erläuterungen.

RDB: Steinschlag

Ein Steinschlag ist ein Sturzereignis, bei welchem das Boden- oder Felsmaterial größtenteils frei fallend, springend oder rollend abstürzt. Der Abriss erfolgt häufig entlang von Trennflächen. Ein Steinschlag umfasst Kubaturen bis 10 m³ Volumen.

RDB: Felssturz

Ein Felssturz ist ein Sturzereignis, bei welchem das Boden- oder Felsmaterial größtenteils frei fallend, springend oder rollend abstürzt. Der Abriss erfolgt häufig entlang von Trennflächen. Im Unterschied zum Steinschlag umfasst ein Felssturz Kubaturen ab 10 m³ Volumen.

HSK: Hangstabilitätskarte

Die Gefahrenhinweiskarten sollen zukünftig nach und nach für die die gesamte Landesfläche erarbeitet werden. Für die Bereiche innerhalb der nachgewiesenen und vermuteten Gefahrengebiete gilt nicht zwangsläufig, dass sie stark gefährdet oder nicht bebaubar sind. Im Vorfeld der Bauplanung ist hier jedoch ein erhöhter Untersuchungsaufwand hinsichtlich der Hangstabilität notwendig und oft sind auch konstruktive Anpassungen der Bauwerke bei der Bauplanung vorzusehen. Umgekehrt kann jedoch nicht gefolgert werden, dass Baumaßnahmen, die außerhalb der ausgewiesenen Gefahrengebiete liegen, grundsätzlich unbedenklich sind. Die Gefahrenhinweiskarten sollten als ergänzende Planungsgrundlage im Vorfeld von Bauvorhaben dienen. Sie können und sollen jedoch nicht als Ersatz von projektbezogenen Baugrunduntersuchungen nach DIN 4020, die grundsätzlich zu empfehlen sind, verstanden werden. Insbesondere bei der Planung neuer Baugebiete sollten frühzeitig Baugrunduntersuchungen unter besonderer Beachtung möglicher Risiken durchgeführt werden.

RDB: Rutschung

Rutschungen sind Bewegungen von Boden- oder Felsmassen in Folge von Schwerkrafteinwirkung. Die hangabwärts gerichtete Bewegung findet häufig auf Gleitflächen statt. Die Geschwindigkeit kann zwischen wenigen Millimetern pro Jahr und mehreren Metern pro Tag variieren. Ebenso variiert die Gleichflächentiefe zwischen wenigen Metern bis mehreren Zehner Metern. In bestimmten Fällen wird der Begriff „Rutschungen“ auch im einen weiteren Sinne gebraucht, um alle Arten gravitativer Massenbewegungen zusammenzufassen.

RDB: Erdfall

Aufgrund von natürlich bedingter Lösung von Karbonat-, Sulfat- oder Salzgesteinen entstehen unterirdische Hohlräume, die einstürzen können. In Folge dessen entsteht an der Erdoberfläche ein Einsturztrichter mit Durchmessern bis zu mehreren Metern. Ein Erdfall tritt in erster Linie in löslichen Gesteinen auf.

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