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In steilen Bergregionen stellen Wildbäche eine besondere Gefahrenquelle dar: Wenn es stark regnet, reissen sie manchmal grosse und zerstörerische Mengen von Gestein und Erdreich mit. Mit speziellen Messsystemen untersuchen wir diese Prozesse, um Modelle (Simulationen) und Warnsysteme entwickeln zu können.
In einer Studie konnten wir zeigen, dass Geschiebetransportprozesse jedes Jahr Schäden von über 100 Millionen Franken anrichten. Besonders gefürchtet sind Murgänge, im Volksmund auch Geröll-, Schlammlawine oder "Rüfe" genannt. Bei starken Unwettern ergiesst sich eine breiartige Mischung aus Wasser, Feinmaterial und Gesteinsbrocken schubweise und oft in hohem Tempo in Dörfer, auf Strassen und Bahnlinien.
Die grössten Murgänge in den Alpen haben bis zu einer halben Million Kubikmeter Material mitgerissen, talwärts bewegt und abgelagert . Eine solche Menge müsste durch über 40 000 Lastwagen wegtransportiert werden. Mengen, die in etwa tausend Lastwagen Platz fänden, sind keine Seltenheit.
Um das Risiko zu mindern und Schutzmassnahmen zu treffen, muss man wissen, wie ein Murgang genau funktioniert. Wir führen deshalb Experimente und Langzeitmessungen durch, für die wir zum Teil ganz neuartige Messsysteme entwickelt haben, zum Beispiel eine Murgangwaage, um die Masse des darüber fliessenden Murgangs zu bestimmen.
Dank der einzigartigen Daten unserer Installationen konnten wir die Lawinenmodellierungs-Software RAMMS um ein Murgang-Modul erweitern. Die Simulation errechnet die möglichen Fliess- und Ausbruchswege eines Murgangs in Abhängigkeit der Niederschläge, des Geländes und der Hangneigung (RAMMS::DEBRISFLOW).
Geschiebe beobachten
Wir untersuchen seit den 1980er Jahren im Erlenbach im Alptal (SZ) den Geschiebetransport. Ziel dieser Untersuchungen war ursprünglich ein verbessertes Verständnis für die Hochwasserentstehung in kleinen spontanen Einzugsgebieten. Dabei wurde insbesondere der Frage nachgegangen, welche Rolle der Wald bei Hochwässern spielt.
Das ist eine der längsten Beobachtungsreihen hierzu weltweit, was sie entsprechend wertvoll für Studien von Sediment-Transportprozessen macht. In der Zwischenzeit sind auch hier neuartige Messmethoden hinzugekommen, zum Beispiel automatische Geschiebefangkörbe, die bei Hochwasser für eine bestimmte Zeit Geschiebe aus dem Bach auffangen, um die Geschiebemenge und die Kornzusammensetzung abzuschätzen.
Unsere Forschung liefert nicht nur Grundlagenwissen, sondern hilft auch bei der Gefahrenbeurteilung und der Entwicklung von Schutzmassnahmen. Weil es dabei zwischen hohen Kosten und Risiko abzuwägen gilt, erforschen wir auch den Umgang der Bevölkerung mit dem Risiko und ihre Bewertung von Gegenmassnahmen.