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Anwendung von hydrogeophysikalische Untersuchungsmethoden zur Erkundung von Flussbettstrukturen
Prof. Dr. P. Huggenberger, Dr. J. Epting, BSc. A. Wüest
Im Gebiet von Münchenstein und Muttenz (Basel-Landschaft) befindet sich an der Birs das Kleinwasserkraftwerk Neue Welt. Parallel zur Birs verläuft die Autobahn H18. Seit Beginn der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts sind Setzungen der Autobahn und des Birswehrs bekannt („Senkungsmulde Rütihard“). Der zeitliche Verlauf dieser Setzungen ist weitgehend unbekannt.
Das Untersuchungsgebiet liegt auf der Rheintalflexur. Der Untergrund wird dominiert von der geologischen Formation des Gipskeupers, welche mit 45° gegen Westen einfällt. Das Abteufen von Bohrungen zeigte, dass sich Hohlräume von bis zu 2,7m Durchmesser im Bereich des Gipskeupers befinden. Ihre Entstehung erklärt sich durch eine Grundwasserzirkulation im verkarstungsanfälligen Gestein (Gipskarstbildung). Die Karstentwicklung in gipshaltigen Gesteinen verläuft aufgrund der Löslichkeit des Gesteins und der Lösungskinetik wesentlich rascher als in karbonatischen Gesteinen. Der Wasseraufstau und das damit verbundene erhöhte hydraulische Potential verstärkte die Um- und Unterströmung im Bereich des Birswehrs und führte zu Setzungen eines Teils der Autobahn (>20cm) sowie des Birswehrs.
Um einerseits die betroffenen Strassenabschnitt vor weiteren Setzungen zu schützen und andererseits die Unterströmung des Strassenbauwerks zu unterbinden wurde ein Sanierungsprojekt ausgearbeitet. In zwei Bauphasen 2006 und 2007 wurden umfangreiche bauliche Massnahmen durchgeführt.
Angaben zu den Lithologien und zum Verwitterungszustand des Gipskeupers, unter der Flusssohle Oberstrom des Birswehrs, fehlten weitgehend. Geoelektrische Messungen erlaubten eine klare Abgrenzung von Schotterablagerungen und Felsuntergrund. Voraussetzung ist, dass der anstehende Fels zu den Schotterablagerungen deutlich abweichende Widerstände aufweist. Zusammen mit zusätzlichen Datensätzen konnten tektonische Zonen, Bereiche des verwitterten und unverwitterten Gipskeuper, Verkarstungserscheinungen sowie frühere Flussverläufe abgeleitet werden.
Abbildung: 3D-Darstellung von Längs- und Querprofilen der Unterwassergeoelektrik (Auswertungssoftware RES2DINV, Geotomo Software, 2007).