Authors:	Hagge-Kubat, Teemu
Title:	Prozessorientierte Analyse der Murgangs- und Steinschlagsgefährdung infolge von natürlichen Erosionsprozessen sowie konvektiven Starkregenereignissen am Mittelrhein- und Moseltal : Entwicklung eines Modellierungssystems zur Erstellung von regionalen Gefahrenhinweiskarten in Rheinland-Pfalz
Online publication date:	18-Dec-2023
Year of first publication:	2023
Language:	german
Abstract:	Das Mittelrhein- und Moseltal sind in den letzten Jahren gehäuft von Steinschlägen und Felsstürzen sowie von Murgängen betroffen gewesen. Durch die hohe geogene Exposition gegenüber diesen Prozessen sowie die dichte Verkehrsinfrastruktur innerhalb der Täler kommt es in diesem Gebiet immer wieder zu erheblichen Schadensfällen mit weitreichenden wirtschaftlichen und infrastrukturellen Folgen, bei denen auch Personenschäden nicht auszuschließen sind. Es besteht daher der konkrete Bedarf einer vorsorgenden Gefahrenanalyse, um weitere Schäden nach Möglichkeit zu minimieren und Präventionsmaßnahmen zu realisieren. Der hier vorgestellte Forschungsansatz wurde mit dem Ziel entwickelt, in einem ersten Schritt Gefahrenhinweiskarten für diese Massenbewegungsprozesse im Mittelrhein- und Moseltal zu erstellen. Dazu wurde auf der Basis von hochauflösenden LiDAR-Geländemodellen mit Hilfe von Open Source GIS-Systemen ein teilautomatisiertes System entwickelt, das in der Lage ist potenzielle Steinschlag- und Murgangquellgebiete hochaufgelöst zu definieren und sie in ihrer Ausbreitung zu simulieren. Die Qualität dieser Modellierungen zeigte sich in der Tatsache, dass bekannte Ereignisse auf lokaler Ebene plausibel rekonstruiert werden konnten. Auch die Ergebnisse der im nächsten Schritt durchgeführten flächenhaften Modellierungen konnten durch Validierung anhand der Rutschungsdatenbank des Landesamtes für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz sowie durch zahlreiche Geländebegehungen bestätigt werden. Durch die Verschneidung von realen Infrastruktur- und Schutzbauwerksdaten wurden darüber hinaus Vulnerabilitätsberechnungen für die angrenzenden Verkehrswege unter Berücksichtigung der bereits existierenden Schutzverbauung durchgeführt. Damit konnte erstmals eine flächendeckende Gefahrenhinweiskarte für die Prozesse Steinschlag und Murgang am Mittelrhein- und Moseltal erstellt werden, welche aufgrund ihrer offenen und automatisierten Modellierungsstruktur in der Lage ist zukünftig laufend weiterentwickelt und auch für andere Gebiete angewandt zu werden. In recent years the Middle Rhine- and Moselle-valley has often been affected by rockfall- and debris flow events. Due to the high geogenic exposure as well as the dense traffic infrastructure in the valleys, significant cases of damage with far-reaching economic and infrastructural consequences occurred in this area. Therefore there is a specific need for a precautionary risk analysis in order to prevent further damage and to implement preventive measures. The research approach presented here aims to identify different danger zones for adjacent infrastructure in the valleys. For this purpose, a semi-automated system was developed based on high-resolution LiDAR terrain models using open source GIS systems. The model is able to define potential rockfall and debris flow source areas and to model their run out area. It was shown that known events plausibly be reconstructed at the local level. In the next step the modelling procedure was carried out for the whole area and also be confirmed by validation via the landslide database of the state geological survey Rhineland-Palatinate as well as numerous ground checks. Through the intersection of real infrastructure and protective structure data, additional vulnerability calculations for the adjacent traffic routes could be carried out, taking the already existing protective barriers into account. This made it possible for the first time to create a comprehensive hazard warning map for the rockfall and debris flow processes in the Middle Rhine and Moselle valleys, which, thanks to its open and automated modeling structure, is able to be further developed in the future and also adapted for other regions.
DDC:	550 Geowissenschaften 550 Earth sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-9754
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-openscience-fe651bf2-b83e-4444-a194-639b841d4ec97
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	CC BY-ND
Information on rights of use:	https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
Extent:	337 Seiten ; Illustrationen, Diagramme, Karten
Appears in collections:	JGU-Publikationen