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Wissen, wo die Prozesse ablaufen

Prozessmodellierungen sind in der Gefahrenbeurteilung und Massnahmenplanung ein wichtiges Standbein. Sei es für die grossflächige Abgrenzung von Prozessräumen oder für die Berechnung der Prozesseinwirkung am Objekt. Wir können auf eine Bandbreite von langjährig erprobten Prozessmodellen zurückgreifen. Die Dienstleistungen der GEOTEST AG umfassen:

  

Sturzmodellierungen - Wo fliegen die Felsbrocken hin?

Steinschlag und Felsstürze sind bedeutende Gefährdungen für bewohnte Gebäude und vielerlei Infrastrukturen, vorab Verkehrswege. In kritischen Gebieten ist es wesentlich, die potenziellen Sturzbahnen, Sprunghöhen und Energien von Sturzprozessen möglichst gut zu kennen. Wir können diese Parameter mit zwei verschiedenen Modellen berechnen:

 

  • Modell GEOTEST-Zinggeler (links)
    Über 20-jährige Erfahrungen mit bewährten Anwendungen in vielen Ländern Europas und weiteren Projekten, u.a. in Chile und Südafrika.
    Anwendung:

    Grossflächige Übersichtsmodellierungen (> 100 km2). Ausgabe der Sturztrajektorien, max. Sprunghöhen und Sturzenergien.
    Stärken des Modells:

    Blockparametrisierung mit den 3 Hauptachsen. Einfache, intuitive Modellparameter ‘Rauigkeit Gelände’ und ‘Dämpfung Untergrund’.
    Sehr realistische Modellierung der Waldwirkung
    Informationen zur 2D-Sturzmodellierung mit ROFMOD
  • Modell RAMMS: rockfall (rechts)
    Ein Modul der Software-Reihe des SLF/WSL, seit 2014 als Beta-Version verfügbar.
    Anwendung:

    Detaillierte Studien von Einzelereignissen mit einer sehr umfangreichen Resultatpalette: Sprunghöhen, Energien, Geschwindigkeiten, Barrier-Plots, 2D-Trajectoy-plots, Statistische Quantile, etc.
    Stärken des Modells:

    Variationsmöglichkeiten der Startbedingungen: Offset, Orientierung des Blocks, Initialgeschwindigkeiten. Sehr realistische Blockparametrisierung: Punktwolke mit convex hull. Komplexer Ansatz der Kontaktreaktion Block-Untergrund:  slipping / scarring

Murgangmodellierungen - Wissen, wo und wie Murgänge abfliessen

Murgänge sind äusserst dynamische, komplexe und bedrohliche Naturgefahrenprozesse. In den Alpen mit ihrem steilen Relief und im Zuge der Klimaveränderung stellen sie ein wichtiges Naturgefahrenrisiko dar, welches den Verantwortlichen immer wieder Sorgen bereitet. GEOTEST AG hat sehr grosse Erfahrung im Management von Murganggefährdungen.

Ergänzend zur zwingend notwendigen Prozessbeurteilung im Gelände setzen wir insbesondere bei der Planung und Dimensionierung von Schutz­massnahmen zusätzlich das zweidimensionale Simulationsmodell RAMMS ein. Dieses unterstützt unsere Fachleute bei der Beurteilung von Fliess- und Ablagerungscharakteristiken von Murgängen. Die berechneten Parameter wie Abflusshöhen, Fliessgeschwindigkeiten oder dynamische Beanspruchung dienen dabei unter anderem der Herleitung von Prozessintensitäten oder der Dimensionierung von Bauwerken. 

Hangmurenmodellierungen - Wo kann der Boden abgleiten?

Der Prozess Hangmuren wird in zwei Schritten berechnet:
Die Modellierung der Anrissflächen erfolgt mit SLIDISP, aus welchen deren Auslaufbereiche mit SLIDEPOT modelliert werden.

  • SLIDISP berechnet mit Hilfe der Infinite-Slope-Analysis die Hangstabilitäten (Sicherheitsgrad F) für jede Rasterzelle. Für alle geologischen bzw. pedologischen Einheitsflächen werden vorgängig die geotechnischen Parameter kritischer Reibungswinkel sowie Kohäsion bestimmt und digitalisiert. Diese Grössen fliessen nebst der Hangneigung als zentrale Parameter in die Modellierung ein.
  • SLIDEPOT ist eine GIS-Modellierung, welche ausgehend von modellierten (bzw. kartierten) Anrisszonen die Materialausbreitung in Fliessrichtung berechnet. Die Modellierung basiert dabei auf dem sich während der Aus­breitung abbauenden Wassergehalt der Hangmure, der letztlich den Abbruch der Ausbreitung bewirkt. Für die Fliesswege verwendet SLIDEPOT zudem eine erweiterte Nachbarschaftsanalyse (mit Fokus von 4 Rasterzellen pro Ausbreitungsschritt). SLIDEPOT kann somit, im Gegensatz zu einem einfachen 'single-flow'-Ansatz, die Ausbreitungsrichtung der Hangmure sehr präzise abbilden.

Grafik: Ausgehend von den dunkelroten Flächen (Anrissbereiche) werden die Auslaufzonen modelliert. Die definitive Anzahl der Ausbreitungsschritte und somit die maximale Ausbrei­tungsdistanz wird in der Regel anhand von bekannten Hangmurenereignissen geeicht.

Lawinenmodellierungen - Wo ist mit welchen Lawineneinwirkungen zu rechnen?

Für Siedlungsgebiete und Infrastrukturen im Alpenraum stellen Lawinen eine bedeutende Naturgefahr dar.
Zur Unterstützung bei der Gefahrenbeurteilung und Massnahmenplanung wird das Simulationsmodell RAMMS::Avalanche (2D) eingesetzt. Das Modell basiert auf dem Voellmy-Salm Ansatz und wurde durch das WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF entwickelt. RAMMS stellt für die Ermittlung von Fliesswegen und Einwirkungen (Fliesshöhen, Fliessgeschwindigkeiten oder Fliessdrücke) ein zentrales Element dar.

Hydraulik 1D und 2D - Auf Hochwasser gut vorbereitet sein!

In flachen Gerinnen und Talflüssen treten durch wechselnde Gerinnegeometrien, seitliche Zuflüsse und Fliesshindernisse komplexe Strömungsvorgänge auf, welche die hydraulische Abflusskapazität bestimmen. Durch Anwendung unseres 2D-Strömungsmodells Hydro_AS-2D ermitteln wir für Sie die Abflusskapazität im Gerinne und die exakte räumliche Ausbreitung von Überflutungen unter Angabe von Überflutungstiefen und Fliessgeschwindigkeiten. Mit dem Strömungsmodell können wir Sie zudem für die Berechnung der Flutwellenausbreitung nach Dammbrüchen beraten. Bei Bauvorhaben im Gerinnebereich kann zudem der Einfluss der Bauwerke auf die Überflutungsgefährdung ermittelt werden.  Unsere Resultate prüfen wir ergänzend anhand des hydraulischen 1D-Modells HEC-RAS in Kombination mit Geländebegehungen.

Kontakt:

Robert Pfeifer
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Thomas Scheuner
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Fabian Dolf
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Stefan Tobler
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Annik Raissig
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