Zur richtigen Beurteilung der Gefahrensituation in einem Wildbach und zur Ableitung dementsprechender Schutzmassnahmen sind verschiedenste Untersuchungsschritte notwendig. Von besonderer Bedeutung sind die Ereignisdokumentation und Ereignisanalyse, die Beurteilung der Massenverlagerungsprozesse und die Dimensionierung von technischen und passiven Maßnahmen. Das Projekt zielt auf die Verbesserung der Aufnahmemethodik im Zuge der Ereignisdokumentation, die Gewinnung von Daten aus 'Mustereinzugsgebieten', die Verbesserung und Neuentwicklung der Meßsensorik, die Aufnahme von Daten zur Bemessung von aktiven und passiven Schutzmassnahmen ab.
Steile Wildbäche wurden in den letzten Jahrzehnten meist mit Sperrentreppen aus Stahlbeton verbaut, um Sohlerosion zu reduzieren, den Geschiebetrieb zu regulieren und die Hangstabilität zu erhöhen. Diese massiven Schutzbauten erfüllen aus heutiger Sicht die ökologischen und landschaftlichen Anforderungen nur noch bedingt und weisen hohe Bau- und Unterhaltskosten auf. Im Überlastfall können sie zudem abrupt versagen. Es besteht deshalb ein Bedarf an naturnahen, kosteneffizienten und gutmütigen Systemen zur Sohlstabilisierung in Wildbächen. Naturbelassene Wildbäche haben eine ausgeprägte Tendenz zur Selbststabilisierung durch die Bildung von Stufen-Becken Abfolgen. Es existieren bereits Ansätze, diese Selbststabilisierungstendenz durch den übersteilten Einbau von grobem Material zu nutzen, die Entstehung natürlicher Stufen-Becken Abfolgen ist jedoch mit einem grossen Materialverlust verbunden und darum kaum praktikabel. Um die Menge des einzubringenden Materials und den Bauaufwand zu reduzieren, muss die Grundstruktur der Stufen-Becken Abfolge künstlich vorgegeben werden. Für dieses Vorgehen gibt es nur unzureichende Bemessungsgrundlagen und nahezu keine Erfahrung aus der Praxis. Im Projekt werden in einer 13.5 m langen und neigbaren Rinne physikalische Modellversuche durchgeführt. Es soll dabei untersucht werden, wie sich die Stabilität von natürlichen Stufen-Becken Abfolgen beschreiben lässt (Einfluss Fliesszustand, Geschiebetrieb und Kornverteilung), welche Mechanismen für die Entstehung und Zerstörung von natürlichen Stufen-Becken Abfolgen verantwortlich sind und wie künstliche Stufen-Becken Abfolgen am besten gebaut werden, damit sie einen gutmütigen Versagensmechanismus aufweisen und die ökologische Anforderungen erfüllen. Die Resultate des Projekts werden für die Praxis zusammengefasst. Projektziele: Die Mechanismen von natürlichen Stufen-Becken-Abfolgen in Wildbächen sollen erforscht und Leitlinien zum Bau von künstlichen Stufen-Becken-Abfolgen definiert werden Nach einer Analyse zum Stand der Forschung werden physikalische Modellversuche in einer 13.5m langen neigbaren Rinne an der VAW durchgeführt.
Es soll hier ein V-förmiger Rechen entgegen der Fließrichtung angelegt werden. Hierdurch wird erreicht, dass eingefangenes Holz sich an den Ufern sammelt und diese ähnlich wie bei einem Rauhbaumverbau geschützt werden. Der Hauptabfluss kann sich somit auf die Gewässermitte konzentrieren. Es handelt sich um einen ausgebauten Wildbach mit mehreren Verbauungen der Sohle und Ufer durch Steinriegel. Die Stahlröhren sind aufgrund der 160cm Reihung kein Wanderhindernis für eventuell vorkommende Vögel, Fledermäuse, Reptilien und Amphibien. Der Ausgangszustand wird wiederhergestellt. Die Maßnahme ist Teil des Planfeststellungsbeschlusses „Hochwasserschutz für den Ortsteil Weiler, Gemeinde Fischen, durch Ausbau der Weiler Ach, mit Ersatzneubau von 3 Brücken der Bundesstraße 19“ des Landratsamtes Oberallgäu vom 12.01.2018. Hier wurde unter Auflage VII.4, 5 die Maßnahme gefordert, um das Schutzziel zu erreichen.
Im Juni 2013 kam es nach heftigen Niederschlägen zu einigen Wildbachereignissen und Rutschungen in Oberöstereich und Salzburg. Das Institut für Alpine Naturgefahren führte eine Ereignisdokumentation der betroffenen Wildbacheinzugsgebiete durch. Anschließend werden die Ereignisse tabellarisch und kartographisch zusammengestellt und die Wirkung der Verbauung erfasst und eine statistische Auswertung nach Prozesskriterien, Schadenshöhen, Abflussspenden etc. zusammengestellt. Abschließend wird auch noch eine Zusammenstellung der Wildbachereignisse des Jahres 2013 erstellt.
Die Ausscheidung von Gefahrenzonen und Verbauungsmaßnahmen auf von Überflutungen und Murgängen betroffenen Schwemmkegel erfordert möglichst genaues Wissen über Abflußtiefen, Geschwindigkeiten und Auslauflängen von Wildbachereignissen. In dieser Studie sollen anhand des sehr gut dokumentierten Murenereignisses im Moschergraben/Steiermark die Einsatzmöglichkeiten des an der Colorado State University entwickelten Programmes FLO-2D untersucht werden. Das Programm FLO-2D ermöglicht sowohl die zweidimensionale instationäre Berechnung des Gerinneabflusses, als auch die flächige Ausbreitung bei Überbordung. Dabei können alle Übergangsformen vom Reinwasserabfluss bis zu voll ausgebildeten Muren modelliert werden. Als Eingangsdaten werden ein digitales Höhenmodell zum Aufbau der Rasterelemente, Informationen über die Oberflächenbeschaffenheit des Geländes und die Materialeigenschaften des Feststoff-Wasser Gemisches benötigt. Zur Beschreibung des Fließverhaltens wird ein quadratisches rheologisches Modell verwendet. Bei den modellierten Murgängen war es möglich, unmittelbar nach den Ereignissen Proben des am Schwemmkegel abgelagerten Materials zu werben. Danach wurden die wichtigsten rheologischen Parameter, wie die Grenzschubspannung und die Viskosität im Labor mit Hilfe eines Rheometers und einer neuartigen, am Institut entwickelten Murrinne bestimmt.
Der Strobler-Weißenbach befindet sich in den Salzburger Kalkvoralpen in der Osterhorngruppe. Im Einzugsgebiet sind der Dachsteinkalk und der Ramsaudolomit vorherrschend. Der Hauptgraben umfasst eine Länge von 11,3 km, das Einzugsgebiet beträgt 45.53 km2 und mündet bei Strobl in die Ischler Ache. Im Oberlauf des Strobler-Weißenbaches befinden sich große Schlitzsperren, welche mit Kalkschotter verlandet sind. Zur Gewährleistung der Schutzfunktion der Sperrenbauwerke sind Räumungen der Stauräume notwendig. Diese Räumungen sind nur unter Aufwendung von hohen finanziellen und operationellen Aufwänden möglich. Eine Ertüchtigung der Selbstentleerung ist nur mit maschinellem Einsatz ( Freischaufeln der Schlitzöffnungen während Nieder- und Mittelwässer) möglich. Diese Materialeinträge in die Unterlaufstrecke bewirken Trübungen und Geschiebetransport mit Anlandungen und Umlagerungseffekten im Unterlauf. Neben Trübungen wurden im Zuge bisheriger Geschiebebewirtschaftungsmaßnahmen auch Änderungen in der Bachmorphologie beobachtet. Im Rahmen des Monitoringprogramms wird der Ist-Zustand hinsichtlich Bachmorphologie, Habitat und Geschiebetransport erhoben und die Entwicklung des Gewässers mit Fokus auf das Habitat, Geschiebe und Schwebstoff durch ein umfassendes Messprogramm analysiert. Das Programm beinhaltet Wasserstands-, Fließgeschwindigkeits-, und Schwebstoffmessstellen sowie ergänzend dazu Analysen zum Sohlmaterial und Radiotelemetrie zur Feststellung der Geschiebewanderung. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines generellen Räumungskonzeptes, das möglichst wenig nachteilige Auswirkungen auf den Unterlauf, die Fischerei und den Hochwasserschutz hat. Außerdem soll das Schadenspotenzial für die Fischerei, das durch Geschiebeanlandungen beziehungsweise den Eintrag von Feinmaterial in potenzielle Laichplätze verursacht wird, ermittelt werden.
Bei alpinen Schutzbauwerken fehlen derzeit Planungsinstrumente um Schutzbauwerke auf ihre ökologischen Auswirkungen und deren Ressourcenverbrauch zu bewerten. Entscheidungen über Bautypen werden daher oft rein aus technischen und ökonomischen Beweggründen entschieden. Es fehlt eine Bewertungsmethode, die es ermöglicht, Bautypen hinsichtlich ihres Ressourcenverbrauchs zu bewerten und zu optimieren. Dabei sollen sämtlichen Lebenszyklen eines Bauwerks berücksichtigt werden. Nur so ist die Bewertung einer Maßnahme hinsichtlich Ökologie und Nachhaltigkeit möglich. Damit könnte in Zeiten des Klimawandels eine Entscheidungssouveränität und eine Kostenwahrheit gewährleistet werden, die nicht nur die monetären sondern auch die Klima- und Umweltkosten beinhaltet.
Wildbachprozesse wie Hochwasser, Geschiebetransport und Muren stellen eine große Gefahr in alpinen Regionen dar. Im Rahmen dieses Projektes untersuchen wir die kritischen meteorologischen und hydrologischen Auslösebedingungen von Wildbachprozesses auf verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen. In weiterer Folge werden mittels regionalisierter Klimaprognosen mögliche zukünftige Veränderungen abgeschätzt. Die Resultate diese Projektes sind Grundlagen für ein verbessertes Risikomanagement im Naturgefahrenbereich.
Die Gesamtkubatur der Retentionsräume in Österreichs Wildbacheinzugsgebieten wird auf 60 Mio. Kubikmeter geschätzt und das durchschnittliche Räumvolumen liegt pro Jahr bei ca. 18 Euro pro Kubikmeter. Dieses Kernproblem führt seit Jahren zu enormen Räumkosten von Wildbachsperren. Denn aufgrund der aktuellen rechtlichen Rahmenbedingungen muss das Räummaterial, sobald es dem Gewässer entnommen wird, als Abfall behandelt werden. Erst ein Nachweis, dass das entnommene Räummaterial nicht kontaminiert ist, ermöglicht eine 'Nicht-Einstufung' als Abfall und eine kosten- und zeiteffizientere Verwertung / Verwendung des Materials. Im Rahmen des Projektes soll eine Methodik für standardisiertes Prüfverfahren von Räummaterial aus Wildbächen entwickelt und an einem ausgewählten Wildbach getestet und validiert werden.
Messbare Veränderungen im Klimasystem der Erde deuten auf die Zunahme von Extremwetterereignissen in naher Zukunft hin. Die Statistiken der großen Versicherungsanstalten registrieren einen rasanten Zuwachs an Schäden, verursacht durch Naturgefahren, in den letzen 4 Jahrzehnten. Die Zunahme von Streckenunterbrechungen, Umleitungen und Personen- bzw. Sachschäden hervorgerufen durch Steinschlag, Muren, Hangrutschungen und Lawinen sind mittelfristig zu erwarten. Das vorliegende Projekt Biogene Sicherungsstandards entlang von naturgefahrensensiblen Eisenbahnstrecken hat die zertifizierbare Standardisierung von Maßnahmen gegen Naturgefahren zum Ziel. Im gegenständlichen Projektansatz werden dazu Neu- und Weiterentwicklungen von quantitativen Erhebungsmethoden zur hinreichenden Beschreibung von Naturgefahrenpotenzialen durchgeführt. Die zu erarbeitenden Standards sollen international anwendbar sein und einen wesentlichen Beitrag zur Interoperabilität auf den Transeuropäischen Netzen leisten. Zuerst werden die Methoden der Erkennung von Naturgefahren und Kriterien zur Beurteilung bewertet. Dann erfolgt eine prozessorientierte Bewertung des Gefahrenpotentials mittels unterschiedlicher Hilfsmittel, wie Simulationsmodelle oder Risikoanalysemethoden. Die Projektergebnisse werden anhand eines Demonstrationsobjektes überprüft und in Form eines Geographischen Informationssystems dargestellt. Das Ergebnis des Projektes sind Methoden- und Maßnahmenkataloge, bzw. Pflichtenhefte für die zukünftige Bewältigung von naturräumlichen Gefährdungen entlang von Eisenbahnlinien in Österreich. Die - weltweit erstmalig - nachvollziehbare und messbare Zertifizierung von naturräumlichen Schutzfunktionen erlaubt zukünftig eine glaubhafte Abgeltung von Leistungen seitens der Infrastrukturbetreiber an Dritte. Das Projekt betrachtet dabei forstliche und ingenieurbiologische Methoden im Sinne der Nachhaltigkeit. Die Zertifizierung von Sicherungsstandards wird zukünftig wesentlich zur Lösung von Haftungs- und Versicherungsfragen beitragen. Österreich wird seine internationale Kompetenz-Leadership im Bereich des Schutzes vor Naturgefahren sichern und ausbauen. Das Projektkonsortium beschreitet dabei eine aktive Rolle zur Naturgefahrenprävention und übernimmt eine gestaltende Funktion auf europäischer Ebene.
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