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Entstehung
Während in der Vergangenheit der Schwerpunkt auf der Intervention nach einer Erdbebenkatastrophe lag, wird die Aufmerksamkeit heute mehr und mehr auf die Prävention, das heisst die Durchführung von Massnahmen zur Risikoverminderung, gelenkt. Hierzu ist die Ingenieurseismologie darauf ausgerichtet, entsprechende Grundlagen und Methoden zu entwickeln, die es erlauben, die lokale seismische Gefährdung zu beurteilen. Sie kombiniert die Fachbereiche Historische Seismologie, Starkbebenseismologie und Standorteinflüsse, numerische Modellierung, Erdbeben-induzierte Phänomene und setzt die Erkenntnisse in Grundlagen für das Bauingenieurwesen, die Baunormen und die Raumplanung um.
Erdbebenkataloge und Erdbebenbeobachtungen
Ein zuverlässiger Erdbebenkatalog liefert die Grundlage, um statistische Aussagen bezüglich der räumlichen Auftrittswahrscheinlichkeit von Erdbeben zu machen. Die Angaben über Ort und Stärke von historischen Erdbeben beruhen hauptsächlich auf Beobachtungen ihrer Auswirkungen auf Natur, Mensch und Bauten. Die Auswirkungen werden mit der makroseismischen Intensität beschrieben, aus deren Verteilung für historische Beben die Magnitude berechnet wird. Da ein umfassender, auf homogene Magnituden basierender Erdbebenkatalog eine unerlässliche Voraussetzung für die Abschätzung der Erdbebengefährdung darstellt, ist die Erhebung makroseismischer Intensitäten auch im Zeitalter der instrumentellen Aufzeichnungen eine wichtige Aufgabe, um die Kalibrierung historischer Beben in Zukunft verbessern zu können.
Mikrozonierung - der Blick in den lokalen geologischen Untergrund
Weiche Böden wie Talböden und weiche Fluss- und Seeufer können die Erdbebenerschütterungen im Vergleich zu solidem Felsuntergrund im Extremfall bis zum Zehnfachen verstärken. Neben Erdbebengefährdungskarten, welche die regionalen Gefährdungsunterschiede aufzeigen, muss daher auch die lokale Erschütterungsfähigkeit des Untergrundes erarbeitet werden. Solche Mikrozonierungsstudien beinhalten verschiedene Arbeitsschritte: geologische und geotechnische Kartierung der Lockersedimente, die Beurteilung der Hangstabilität und des Potentials für Bodenverflüssigung, die Abschätzung der Verstärkungen seismischer Wellen mit Hilfe von geophysikalischen Messungen sowie numerischen Simulationen, die mit Erdbebenaufzeichnungen kalibriert werden. Mehrere solche Studien wurden durchgeführt, insbesondere für die Region Basel, Luzern, Sion und Visp im Wallis, Bukarest in Rumänien und Stadtgebiete in Kairo, Ägypten.
Risikoanalyse – ein Instrument zur Erbeben Vorsorgeplanung
Eine mittlere Erdbebengefährdung kombiniert mit einer hohen Bevölkerungsdichte und einer hohen Wertekonzentration führt zu einem hohen Erdbebenrisiko in der Schweiz. Eine Quantifizierung dieses Risikos basiert auf möglichst realistischen Erdbeben-Schadenszenarien. Hierzu wird die Gebäudeverletzbarkeit durch sogenannte Fragilitätskurven berücksichtigt und mit der lokal erwarteten Bodenerschütterung kombiniert. Solche Szenarien erlauben eine Abschätzung der Schäden und finanziellen Verluste, sowie der Anzahl Todesopfer, Verletzte und Obdachlose. Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt liegt auf der korrekten Berücksichtigung der Unsicherheiten bei der Berechnung der Schadensszenarien. Aktuell werden alle Schulgebäude im Kanton Basel mit einem solchen Risikomodell analysiert. Dieses Projekt geht insbesondere auch auf Fragen betreffend Kosten-Nutzen einer Erdbebenertüchtigung ein.