BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Ein GIS-Simulationsmodell für Granulat- und Schuttströme
- Projektleitung
- Mergili Martin, BOKU Projektleiter/in
- Laufzeit:
- 01.05.2014-30.06.2017
- Programm:
- Joint Projects
- Art der Forschung
- Grundlagenforschung
- Projektpartner*innen
-
Bundesforschungszentrum für Wald, Institut für Naturgefahren, Rennweg 1, 6020 Innsbruck, Österreich.
Kontaktperson: Dr. Karl Kleemayr;
Funktion des Projektpartners: Partner -
Universität Bonn, Geodynamik und Geophysik, Nussallee 8, 53115 Bonn, Deutschland.
Kontaktperson: Dr. Shiva P. Pudasaini;
Funktion des Projektpartners: Partner -
Universität der Bundeswehr München, Werner-Heisenberg-Weg 39, 85577 Neubiberg, Deutschland.
Kontaktperson: Dr. Helmut Kulisch;
Funktion des Projektpartners: Partner -
Universität Innsbruck, Institut für Infrastruktur, Arbeitsbereich für Geotechnik und Tunnelbau, Technikerstr. 13, 6020 Innsbruck, Österreich.
Kontaktperson: Dr. Wolfgang Fellin;
Funktion des Projektpartners: Partner -
Universität Innsbruck, Institut für Mathematik, Technikerstr. 19a, 6020 Innsbruck, Österreich.
Kontaktperson: Prof. Dr. Alexander Ostermann;
Funktion des Projektpartners: Partner
Weitere Informationen: www.avaflow.org
- Mitarbeiter*innen
- Hübl Johannes, Projektmitarbeiter/in
- Straka Wolfgang, Projektmitarbeiter/in
- Scheidl Christian, Projektmitarbeiter/in
- Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
- Institut für Alpine Naturgefahren
- Institut für Angewandte Geologie
- Gefördert durch
- Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) , Georg-Coch-Platz 2, 1010 Wien, Österreich
- Abstract
- Granulat- und Schuttströme führen in vielen Gebirgsregionen weltweit regelmäßig zu Zerstörungen. Schneelawinen, Fels- oder Fels-Eis-Lawinen, Muren, Lahare oder pyroklastische Ströme sind nur einige Beispiele für derartige Prozesse. Ein angemessener Umgang mit den damit verbundenen Risiken erfordert eine detaillierte und zuverlässige Analyse der diesen Phänomenen zu Grunde liegenden Mechanismen. Zwar wurde dieses Thema in der Vergangenheit schon ausführlich bearbeitet und existiert eine Reihe einschlägiger physikalisch basierter Modelle, jedoch bleiben bis dato einige Probleme ungelöst: (1) das Fließen über natürliches (beliebig geformtes) Gelände und der Einfluss des viskosen Porenfluids bzw. die Modellierung der Bewegung als Zweiphasenströmung, sowie die Aufnahme von festem und/oder flüssigem Material wurden bisher nicht angemessen behandelt; (2) es existiert zum gegenwärtigen Zeitpunkt keine benutzerfreundliche, frei verfügbare Software, die zur Simulation solcher Phänomene in ihrer vollen Komplexität geeignet ist. Eine derartige Software könnte jedoch entscheidend dazu beitragen, die Modelle für einen breiteren Anwenderkreis an Universitäten und im öffentlichen Dienst zugänglich zu machen.
Das vorliegende Projekt zeigt einen effektiven, innovativen und vereinheitlichten Weg für die Lösung dieser beiden Probleme auf. Er beschäftigt sich deshalb mit schnellen geophysikalischen Massenbewegungen wie Lawinen und echten zweiphasigen Schuttströmen von einem genau definierten Anrissgebiet entlang des Fließweges über natürliches Gebirgsgelände bis zum Ablagerungsgebiet. Für eine in ihrem Volumen und in ihrer Verteilung definierte Masse im Anrissgebiet sollen die Bewegung und die geometrische Deformation entlang des beliebig geformten Fließweges simuliert werden. Diese Simulation soll die Aufnahme und Ablagerung von festem Material einerseits und Fluiden andererseits entlang des Fließweges sowie die endgültige Verteilung der abgelagerten Masse einschließen. Die Modellierung wird ebenfalls die Effekte des sich dynamisch entwickelnden Porenfluiddrucks und/oder der zeitlichen Entwicklung der Mischungsverhältnisse der Feststoffe und Fluide inkludieren. Ein ebenso wichtiger Schwerpunkt soll auf die Entwicklung einer benutzerfreundlichen und frei verfügbaren Anwendungssoftware des entwickelten Modells gelegt werden. Dafür soll die GIS Software GRASS genutzt werden, die als Open Source Produkt unter der GNU General Public License verfügbar ist. Die neue Software soll mit physikalischen Modellen (Laborversuchen) sowie mit gut dokumentierten Massenbewegungen evaluiert werden. Hierbei sollen verschiedenste durch das Modell abbildbare Prozesse und Prozessketten wie Muren bzw. Schuttströme, Schuttlawinen und Schnee- oder Felslawinen betrachtet werden.
- Schlagworte
- Numerische Mathematik; Computersimulation; Softwareentwicklung; Geoinformatik (207404, 507003); Geomorphologie; Physische Geographie; Naturgefahren; Bodenmechanik; Geotechnik;
- Geographisches Informationssystem; Lawinen und Schuttströme; Modellierung; Numerische Simulation; Umgang mit Gefahren; Zweiphasenströme;