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SIMULTAN - unsere dynamische Erde

GeoWerkstatt-Projekt des Monats März 2016

Projekt: SIMULTAN - unsere dynamische Erde

Forschende: Dr.-Ing. Ludger Timmen, Dr.-Ing. Tobias Kersten

Projektidee: SIMULTAN: Überwachung von auslaugungsbedingten Erdfällen - Forschung zur Früherkennung von Gefahren aus dem Untergrund

Motivation

Wo steht der schiefste Turm in Deutschland? Mit 4,76° außerhalb des Lotes ist der Turm in Bad Frankenhausen / Thüringen, Kyffhäuser der zweitschiefste Turm Deutschlands. Angesichts seiner Höhe hat er aber ggb. der Kirche in Suurhusen den größten Überhang von 4,60m aufzuweisen, der im Übrigen langsam, aber stetig zunimmt. Was für die Einen eine touristische Attraktion ist, ist für die Anderen eine ernste und tlw. sehr bedrohliche  Angelegenheit mit der Gefahr der Zerstörung von Gebäuden und/oder Infrastrukturen. Deformationen auf der Erdoberfläche sind eng mit Ereignissen im Untergrund verbunden und müssen daher gemeinsam miteinander untersucht, analysiert und beobachtet werden.

Abbildung 1: GPS/GNSS Messung an der Oberkirche in Bad Frankenhausen

Zielstellung

Ziel des im Juni 2015 gestarteten und interdisziplinär ausgerichteten Verbundvorhabens SIMULTAN (Sinkhole Instability and multi scale monitoring and analysis) ist die Weiterentwicklung von Methoden zur Früherkennung von Naturgefahren in Deutschland mit speziellem Fokus auf die fachübergreifende Analyse von Erdfällen. Hierbei arbeiten Geodäten, Geologen und Geophysiker Hand in Hand, um ihre Ergebnisse und Erkenntnisse zu teilen. Die gemeinsame Auswertung der Ereignisse, die auf und unter der Erdoberfläche zu bemerken sind (Senkungen, Verschiebungen, etc.) sind dabei wichtige Schlüsselparameter für eine Modellierung der oberflächennahen Erdschichten.

Abbildung 2: Übersicht der Messungen in Bad Frankenhausen

Durchführung

Bereits im August 2015 konnte in Kooperation mit den Verbundpartnern (Leibniz Institut für Angewandte Geophysik) in Bad Frankenhausen und in Hamburg Groß-Flottbek ein kombiniertes Nivellements- Gravimetrie und GNSS-Netz eingerichtet und Kampagnen zur Bestimmung einer Nullepoche erfolgreich durchgeführt werden. In Bad Frankenhausen sind Senkungen in ausgewiesenen Bereichen von ca. 8mm pro Jahr zu beobachten. In Hamburg sind diese Veränderungen mit 2mm im Jahr zwar langsamer, aber dennoch nachweislich als Senkung zu detektieren. Diese Überwachungsmessungen werden im halbjährigen Rhythmus bis zum Ende der Projektlaufzeit im Sommer 2018  wiederholt. Besondere Herausforderungen (Abschattungen, Vibrationen) bieten hierbei die Untersuchungsgebiete, die sich ausschließlich in innerstädtischen Bereichen befinden.

Abbildung 3: Absolutschweremessungen im Keller des Rathauses, Bad Frankenhausen
Abbildung 4: Relativ-Gravimetriemessung an der Oberkirche, Bad Frankenhausen