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Gefährdungsanalyse von Hangrutschungen im Einzugsgebiet des Xiangxi-Flusssystems (Drei-Schluchten-Reservoir)

Gefährdungsanalyse von Hangrutschungen im Einzugsgebiet des Xiangxi-Flusssystems (Drei-Schluchten-Reservoir)

Projektleiter:    undefinedProf. Dr. Joachim Rohn
Mitarbeiter:    undefinedDipl.-Geol. Dominik Ehret

Förderung:                    BMBF (Kennziffer 03G0669B)

Laufzeit:                        04/2008 – 03/2011

Stichworte

  • Drei-Schluchten-Staudamm
  • Aufstau
  • Wasserspiegelschwankungen
  • Hangstabilität
  • Massenbewegungen
  • Xiangxi, China

Projektpartner:

  • Prof. Dr. Lorenz King, Justus-Liebig-Universität Gießen
  • Prof. Dr. Hermann Kaufmann, Universität Potsdam
  • Prof. Dr. Thomas Scholten, Eberhard-Karls-Universität Tübingen
  • Prof. Dr. XIANG Wei, Department of Geotechnical Engineering and  Engineering Geology, China University of Geosciences, Wuhan

Zusammen mit Wissenschaftlern der Universitäten Gießen, Potsdam und Tübingen werden im Rahmen des BMBF-Verbundprojekts „undefinedYANGTZE“, das vom Forschungszentrum Jülich koordiniert wird, seit April 2008 die ökologischen Auswirkungen der Errichtung des Drei-Schluchten-Damms und des Aufstaus von Yangtze und seiner Nebenflüsse untersucht. Die Untersuchungen konzentrieren sich hierbei vor allem auf Massenbewegungen (GeoZentrum Nordbayern, Professur für Ingenieurgeologie), Bodenerosion (Uni Tübingen) und Landnutzungswandel (Uni Gießen), jeweils unterstützt durch Fernerkundung (Uni Potsdam). Wichtigster Partner auf chinesischer Seite ist Prof. XIANG Wei (China University of Geosciences, Wuhan), zu dem seit vielen Jahren sehr gute Kontakte bestehen und mit dem auch bereits früher bei anderen (Austausch-)Projekten kooperiert wurde.

Mit der Errichtung des Drei-Schluchten-Staudamms am Yangtze und des im Juni 2003 begonnenen Aufstaus kommt es entlang des Stausees sowie in den angrenzenden Landschaftsräumen zu einschneidenden Veränderungen, die je eine deutliche Reduktion der Standsicherheit der Hänge und eine Zunahme von Massenbewegungen bewirken. Die auslösenden Mechanismen für Massenbewegungen (und Bodenerosion) sind in der Regel an die Art und Intensität der Landnutzung und weitere Landschaftseigenschaften gekoppelt. Zusammen mit den Projektpartnern wird deshalb eine integrierte Methodik zur Abschätzung des Gefährdungspotenzials durch Hangrutschungen und Bodenerosion mittels eines einzugsgebietsbasierten Untersuchungsansatzes entwickelt.

Besonders bei der Aufstauung kommt es in den davon betroffenen Uferbereichen zu dramatischen Veränderungen im Spannungszustand des Bodens durch den zusätzlichen Auftrieb, dem diese bislang überwiegend trockenen Hangbereiche unterliegen. Eine Reaktivierung von alten Massenbewegungen und die Entstehung neuer Massenbewegungen sind zu erwarten. Aber auch bei einer raschen Absenkung des Wasserspiegels im weiteren Betrieb des Stauwerkes bleiben zunächst Porenwasserdrücke in den trocken gefallenen Uferbereichen latent vorhanden, die zu einer Destabilisierung führen können. Die Verlagerung der Erosionsbasis und die landwirtschaftliche Nutzung von höher gelegenen Hangbereichen verursachen stark erhöhte Erosionsgefahrenpotenziale.

Als gemeinsames Untersuchungsgebiet zur Methodenetablierung wurde das Einzugsgebiet des etwa 37 km stromaufwärts (= westlich) des Drei-Schluchten-Dammes in das Reservoir mündenden Xiangxi-Flusses ausgewählt. Das 3.100 km² große Einzugsgebiet des Xiangxi liegt im nordwestlichen Hügelland der zentralchinesischen Provinz Hubei. Durch seine Lage in relativer Nähe zum Staudamm und der damit einhergehenden Erhöhung der Erosionsbasis bis 2009 um etwa 80 m ist dieses Seitental in besonderem Maße von Massenbewegungen, Flächenverlust und Landnutzungswechsel betroffen.

 

Gesamtziel des Erlanger Teilprojektes ist die Entwicklung einer Methodik zur Gefährdungsanalyse von Hangrutschungen mit dem Einsatz von Geoinformationssystemen (GIS) und Künstlichen Neuronalen Netzen (KNN). Es soll dabei eine auch auf andere Gebiete übertragbare Methodik entwickelt und getestet werden, mit der es möglich sein wird, größere Hangrutschungen im regionalen Maßstab zu erkennen. Diese Analyse wird wichtige Hinweise für die Nutzbarkeit bzw. Gefährdung des Siedlungsraumes liefern und für landesplanerische Zwecke zur Verfügung stehen. Brennpunkte mit besonders aktiven bzw. gefährlichen Massenbewegungen (z. B. drohendes rasches Eingleiten oder Sturz von großen Felsmassen in die Seitentäler des Staubeckens) sollen erkannt und einer Überwachung zugänglich gemacht werden.

Wichtiger Bestandteil der Projektarbeit sind mehrwöchige Geländeaufenthalte im Arbeitsgebiet zur Datenerhebung (Herbst 2008 und Frühjahr 2009) sowie im Jahr 2010 zur Validierung der gewonnenen Ergebnisse und zur Planung von weiterführenden Arbeiten (Monitoring, Entwicklung von Frühwarnsystemen, …).

 

Lage des Arbeitsgebiets (Einzugsgebiet des Xiangxi) in der Volksrepublik China. (Grafik: Hartmann, Gießen).
Vereinfachte geotechnische Karte des südlichen Teils des Arbeitsgebiets (links); exemplarische Darstellung zweier tiefgreifender Hangbewegungen bei Xiakou (rechts; Fotos: YAN, China University of Geosciences, Wuhan).