REPORT 104 BAND 3 · 2012-07-18 · IAN REPORT 104 BAND 3 Grundlagen zur Risikoanalyse am Enterbach...

IAN REPORT 104 BAND 3

Grundlagen zur Risikoanalyse am Enterbach und Pfonerbach, Tirol

Pfonerbach

Im Auftrag:

Geologische Stelle des Forst-technischenDienstes für Wildbach- und Lawinenverbauung

Sektion Tirol

Wien, Februar 2007

Universität für Bodenkultur Institut für Alpine Naturgefahren

Department Bautechnik und Naturgefahren Peter Jordan Str. 82 Tel.: #43-1-47654-4350 A-1190 WIEN Fax: #43-1-47654-4390

Projektdatenblatt

Im Auftrag von: Geologischen Stelle des Forsttechnischer Dienst für Wildbach-

und Lawinenverbauung, Gebietsbauleitung Oberes Inntal,

Sektion Tirol, (Werkvertrag vom 14.7.2004)

Projektleitung: Ao. Univ. Prof. DI Dr. Johannes Hübl

Mitarbeiter: Stephan Brabec

Karma Heiss

Report Nr.: 104

Referenz (Literaturzitat): HÜBL, J., BRABEC, S., HEISS, K.. (2007): Grundlagen zur Risikoanalyse am Enterbach und Pfonerbach, Tirol; IAN Report 104 Band 3; Institut für Alpine Naturgefahren, Universität für Bodenkultur, Wien (unveröffentlicht). Fotos Titelblatt: rechts oben, Forsttechnischer Dienst für Wildbach- und Lawinenverbauung, Sektion Tirol

Wien, Februar 2007

REPORT 104: Grundlagen zur Risikoanalyse am

Enterbach und Pfonerbach, Tirol

Band 3: Pfonerbach

Universität für Bodenkultur

Institut für Alpine Naturgefahren

Department Bautechnik und Naturgefahren

Peter Jordan Str. 82 Tel.: #43-1-47654-4350

A – 1190 Wien Fax: #43-1-47654-4390

Inhaltsverzeichnis

I

INHALTSVERZEICHNIS REPORT 104 BAND 3

1. ZUSAMMENFASSUNG ....................................................................................... 1

2. ABSTRACT.......................................................................................................... 2

3. AUFGABENSTELLUNG UND ZIELSETZUNG ................................................... 3

4. METHODIK .......................................................................................................... 4

5. BESCHREIBUNG DES EINZUGSGEBIETES..................................................... 5

5.1 Lage ..................................................................................................................5

5.2 Vegetation.........................................................................................................6

5.3 Klima .................................................................................................................9

5.4 Geologie..........................................................................................................11

5.4.1 Geologischer Überblick .....................................................................................11 5.4.2 Geologie des Einzugsgebietes ..........................................................................11

5.5 Murtätigkeit .....................................................................................................15

6. EREIGNISCHRONIK ......................................................................................... 16

7. BEURTEILUNG DER TECHNISCHEN SCHUTZMAßNAHMEN HINSICHTLICH WIRKSAMKEIT UND BESCHÄDIGUNG................................................................. 17

7.1 Verbauungschronik .........................................................................................17

7.2 Wirksamkeit der bestehenden Verbauung ......................................................17

8. ERHEBUNG DES FESTSTOFFPOTENTIALS.................................................. 18

8.1 Fluvialgeomorphologie ....................................................................................18

8.2 Dispositionsklassen nach ETAlp .....................................................................18

8.3 Profile..............................................................................................................21

8.4 Einteilung in Homogenbereiche ......................................................................21

8.5 Geschiebepotentialbänder ..............................................................................21

8.6 Maximale Geschiebepotentiale je Abschnitt....................................................23

9. ERHEBUNG DER MAßGEBENDEN KORNDURCHMESSER.......................... 25

9.1 Linienzahlanalysen..........................................................................................25

9.2 Fotosieving......................................................................................................29

9.3 Siebanalyse.....................................................................................................33

Inhaltsverzeichnis

II

10. RHEOLOGIE...................................................................................................... 35

10.1 Viskosimeter....................................................................................................35

10.2 Vergleich der Ergebnisse ................................................................................36

10.3 Förderband .....................................................................................................37

11. SZENARIEN....................................................................................................... 38

11.1 Einleitung ........................................................................................................38

11.1.1 Hydrologie .........................................................................................................38 11.1.2 Geschiebemobilisierung- Erosion pro Ereignis..................................................39 11.1.3 Abstrahiertes Gerinnesystem und Geschiebefrachtdiagramm ..........................40

11.2 Szenario 1.......................................................................................................42

11.3 Szenario 2.......................................................................................................45

11.4 Szenario 3.......................................................................................................48

12. HYDRAULISCHE SIMULATION MIT FLO-2D................................................... 51

12.1 Software FLO-2D ............................................................................................51

12.2 Datengrundlagen zur Modellerstellung............................................................51

12.2.1 Abgrenzung des Simulationsgebietes ...............................................................51 12.2.2 Detailvermessung und Profilaufnahmen im Simulationsgebiet .........................51 12.2.3 Fließwiderstände ...............................................................................................52 12.2.4 Rheologie ..........................................................................................................55 12.2.5 Inflowganglinien.................................................................................................55 12.2.6 Digitales Geländemodell....................................................................................55

12.3 Ergebnisse der Simulation ..............................................................................57

12.3.1 Reinwasser........................................................................................................57 12.3.2 Murgang ............................................................................................................58

13. AUSBLICK......................................................................................................... 60

14. LITERATUR....................................................................................................... 61

15. ANHANG 1......................................................................................................... 68

15.1 Querprofile Pfonerbach ...................................................................................68

16. ANHANG 2 (PLANBEILAGEN) ......................................................................... 88

1

1. Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit stellt anhand des Beispiels des Pfonerbaches die

methodische Vorgangsweise der Ansätze des Projekts ETAlp vor und soll diese auf

ihre Anwendbarkeit hin überprüfen.

Nach der Sammlung der Grundlagendaten, wie den Chroniken, Orthophotos und

Lageplänen wurde durch Geländebegehungen in Zusammenarbeit mit der

Geologischen Stelle des Forsttechnischen Dienstes für Wildbach- und

Lawinenverbauung die Morphologie des Pfonerbaches erhoben, das

Erosionspotential abgeschätzt und Ablagerungsverhalten bestimmt. Aufbauend auf

den aus der Geländebegehung gewonnenen Daten erfolgte eine Unterteilung des

Baches in Homogenbereiche mittels eines Abstrahierten Gerinnesystems. In weiterer

Folge wurden verschiedene Szenarien definiert, für die jeweils Abflussverhalten,

Abflussfracht und Feststofffracht berechnet wurden.

Um für die abschließenden Detailsimulationen rheologische Eingangswerte zu

erhalten, wurden Sieb- und Linienzahlanalysen sowie Viskositätsmessungen des

Geschiebematerials vorgenommen. Ein Geländemodell wurde mithilfe einer

Detailvermessung erstellt. Sämtliche erhobene Daten wurden als Eingangsdaten für

zwei- dimensionale hydraulische Simulationen verwendet.

Die Ergebnisse der Simulationen ergaben sowohl für Reinwasserabfluss als auch für

Murgang plausible Werte, womit die Vorgangsweise gemäß ETAlp Projekt als

zweckmäßig beurteilt werden kann

2

2. Abstract The presented work introduces the approach and operating process of the ETAlp

project and aims at testing its applicability, based on an analysis of the Pfonerbach

catchment. Based on fieldwork at the Pfonerbach catchment the morphology of the

torrent was recorded, subsequently the erosion potential and the deposit behaviour

were estimated. Based on this recorded data the torrent was divided into

homogenous sections using the Abstracted Channel System. In second step different

scenarios were defined and for each scenario the discharge behaviour was

determined and the quantity of water and sediment were estimated.

In order to gain rheological input data for the following detailed simulation, sieve

analyses, line-count-analyses and viscosity measurements of the sediment in the

drainage basin were carried out. A digital terrain model was established using

contour lines and detailed survey for the simulated area.

All elaborated data was joined in a hydraulic simulation using the model FLO-2D. The

results of the simulations, both for pure water and debris flow, turned out to be very

realistic thus the applicability of the ETAlp project can be valued as functional.

3

3. Aufgabenstellung und Zielsetzung Das Ziel dieses Projektes ist die Überprüfung der Anwendbarkeit der im BMLFUW-

Projekt ETAlp entwickelten Ansätze für die Detailmaßstabsebene der Risikoanalyse.

Die Arbeitsebenen des Projekts ETAlp gliedern sich in folgende Ebenen:

- Regionalstudie- Übersichtsebene

- Mittlere Maßstabsebene

- Detailmaßstabsebene

Die Arbeitsebene für diese Arbeit ist ausschließlich die Detailmaßstabsebene. Als

Testgebiet dient das Einzugsgebiet des Enterbaches.

Die Aufgabenstellung gliedert sich in folgende Punkte:

- Erhebung von geschieberelevanten Kenndaten an ausgewählten Standorten

- Erstellung eines Abstrahierten Gerinnesystems (AGS) mit Darstellung der

möglichen prozessändernden Faktoren, auf Basis Detailebene, unter

Zugrundelegung der vorhandenen geologischen Kartierungen,

- Prozessrouting für das AGS und Bestimmung der möglichen Szenarien,

- Beurteilung der vorhandenen schutzwasserbaulichen Maßnahmen,

- Ermittlung rheologischer Kennwerte für die Simulation,

- Berechnungen mittels Simulation,

- Berichterstellung.

4

4. Methodik Das Projekt gliedert sich in folgende Hauptarbeitspakete:

- Beschreibung des Einzugsgebietes,

- Ereignischronik,

- Erhebung des Feststoffpotentials (Abgrenzung der Prozessbereiche und

Erhebung des Feststoffpotentials in Rücksprache mit der Geologischen Stelle

der Wildbach- und Lawinenverbauung, Tirol),

- Erhebung der charakteristischen Korndurchmesser,

- Rheologie,

- Szenarienbildung,

- Hydraulische Simulation.

Die wichtigsten Grundlagendaten sind:

- Orthophoto im Maßstab 1:5000,

- Lage- Höhenplan des Schwemmkegels in Pfons im Maßstab 1:5000,

- Dokumentation und Analyse der Chronikereignisse,

- Erhebung des Feststoffpotentials durch eine Geländebegehung,

- Abflussganglinie des Pfonerbaches.

Sämtliche Grundlagendaten sowie die durch die Erhebungen vor Ort gewonnen

Daten werden für die hydraulische Simulation zu definierten Szenarien aufbereitet.

Die Ergebnisse der Simulationen werden in Form von Abbildungen für

Überflutungstiefen und Fließgeschwindigkeiten in einer GIS-Plattform (Arc-View)

dargestellt.

5

5. Beschreibung des Einzugsgebietes

5.1 Lage

Der Pfonerbach ist ein rechtsufriger Zubringer der Sill (Abbildung 1).

Abbildung 1: Lage des Einzugsgebietes

Er besitzt ein langgestrecktes, west-, süd- west ausgerichtetes, ca. 5,00 km² großes

Einzugsgebiet, was zu etwa 80% bewaldet ist (Abbildung 3).

Die gesamte Lauflänge beträgt 5,7 km, bei einem Pauschalgefälle von 29,3%.

Bei Hektometer 3,00 befindet sich der Bach direkt im Ortsgebiet Pfons.

Der höchste Punkt des Einzugsgebiets ist das Kreuzjöchl (2640 m). Die Mündung in

die Sill liegt auf einer Seehöhe von 970 m, woraus sich ein Höhenunterschied von

1670 m ergibt.

Der Bach hat einen ziemlich einheitlichen Verlauf. Gefälle, Querschnitt und

Linienführung sind über weite Bereiche einander sehr ähnlich.

6

Als Besonderheit ist anzumerken, dass der Pfonerbach als murfähig einzustufen ist.

Der Bach wurde von der WLV Innsbruck bis zum Jahr 2005 nur lokal verbaut. Im

Jahre 1958 wurde oberhalb der Landesstraße ein linksufriges Leitwerk errichtet,

welches das Ufer stabilisiert hat. Ansonsten wurden am Pfonerbach keine

Verbauungsmaßnahmen durchgeführt. Bei kleineren Hochwasserereignissen kam es

zu geringen Schäden.

5.2 Vegetation

Das Einzugsgebiet des Pfonerbaches liegt im Wuchsgebiet „1.2. Subkontinentale

Innenalpen- Ostteil“ und ist zu ca. 80 % bewaldet.

Der Ortskern von Pfons liegt auf einer Seehöhe von 1000 m bis 1050 m über der

Adria. In diesem Bereich befinden sich einige Häuser, Parkplätze, das Gemeindeamt

und die Bundesstraße mit der Brücke über den Pfonerbach.

Oberhalb des Ortskernes wird das Einzugsgebiet von dichtem Nadelwald dominiert,

welcher sich bis zu einer Seehöhe von ca. 1840 m erstreckt. Darüber sind alpine

Rasengesellschaften vorherrschend.

Hier befinden sich mehrere kleine Almen im Einzugsgebiet; orographisch rechts bei

einer Seehöhe von rund 1680 m, und orographisch links bei 1780 m, 1820 m und

1900 m (Abbildung 2).

7

Abbildung 2: Landnutzungskarte nach Seger (Quelle: Regionalstudie Wipptal, 2004)

8

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Abbildung 3: Einzugsgebiet Pfonerbach

9

5.3 Klima

Aufgrund der mangelnden Aufzeichnungen und Beobachtungen vom Einzugsgebiet

des Pfonerbaches wurden die Niederschlagsdaten aus dem Navistal herangezogen,

das sich direkt neben dem Einzugsgebiet des Pfonerbaches befindet und ähnliche

Verhältnisse aufweist (Abbildung 5).

Sämtliche Niederschlagsdaten wurden aus dem Technischen Bericht „Kartierung

Talflanke Mislalm; 15.1.2002“ übernommen, welcher durch ILF beratende Ingenieure

für die WLV Innsbruck (2002) verfasst wurde.

Laut WLV Innsbruck, Technischer Bericht für Sofortmaßnahmen 1999, beträgt der

durchschnittliche Jahresniederschlag 851 mm, gemessen an der Station Matrei am

Brenner.

Die jährlichen Niederschläge im Navistal bewegen sich zwischen 1000 mm im Tal

und 1800 mm in den Höhenregionen.

Nach dem Zusammenhang von Meereshöhe und Niederschlagsmenge kann man

von Jahresniederschlagssummen von 1100 mm am Navisbach und 1600 mm im

Bereich des Mislkopfes ausgehen.

In Navis existiert eine Messstelle des Hydrografischen Dienstes Tirol, deren

Jahresniederschlagssummen in Tabelle 1 und Abbildung 4 dargestellt ist.

Jahr 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 MittelNavis - - - - - 994 887 1039 1116 962 1006 1315 1323 1080 Innsbruck FH 921 751 812 999 902 875 728 957 927 791 830 1199 1143 910 Patscherkofel 1017 791 791 954 807 801 690 957 823 810 863 1079 1157 888 Tabelle 1: Jahresniederschlagssummen [mm] der Messstelle Navis

Abbildung 4: Ganglinie der Jahresniederschlagssummen der Messstelle Navis

In den Jahren 1999 und 2000 sind überdurchschnittlich große Niederschlagsmengen

gefallen, die in Tirol, aber auch in den Nachbarländern zu verstärkter Murgang- und

Hangrutschaktivität geführt haben.

10

Abbildung 5: Gemeindegrenzen von Pfons (Quelle: Regionalstudie Wipptal, 2004)

11

5.4 Geologie1

5.4.1 Geologischer Überblick

„Das Untersuchungsgebiet befindet sich am Westrand des Tauernfensters im

Übergangsbereich zwischen Oberer Schieferhülle (Penninikum) im Süden und

unterostalpinen Rahmen im Norden (Abbildung 4).

Im Tauernfenster treten die tektonisch tiefsten Einheiten der Ostalpen zu Tage. Im

Kern befinden sich der Zentralgneis und sein altes Dach mitsamt seinen

permomesozoischen Sedimentbedeckungen (Untere Schieferhülle). Darüber lagern

die paläozoischen und mesozoischen Serien der Oberen Schieferhülle, die große

Ähnlichkeiten zum Penninikum der Schweizer Alpen aufweisen. Um das Fenster

schließt sich ein unterostalpiner Rahmen, der in Decken und Schuppen zerteilt ist

(THIELE, 1980).

Die Gesteine des unterostalpinen Rahmens gehören der Innsbrucker Quarzphyllit-

Zone und dem auflagernden Tarntaler Mesozoikum der Hippold Decke und der

Reckner Decke an. Die Innsbrucker Quarzphyllit-Zone beinhaltet hauptsächlich

Phyllite mit unterschiedlichem Quarzgehalt sowie sporadisch Graphitphyllite.

Das Tarntaler Mesozoikum, das im Bereich des Mislkopfs aufgeschlossen ist, besteht

aus einer Abfolge von permotriassischen bis jurassischen klastischen wie

karbonatischen Sedimenten sowie kleineren Vorkommen von

Serpentiniten/Ophikalziten, die alle eine metamorphe Überprägung aufweisen. Die

Hippold Decke und Reckner Decke liegen in einer offenen Synform auf dem

Innsbrucker Quarzphyllit.

5.4.2 Geologie des Einzugsgebietes

Im Einzugsgebiet des Pfonerbaches sind die Innsbrucker Quarzphyllit-Zone sowie

das Tarntaler Mesozoikum vorherrschend (Abbildung 6).

Das Tarntaler Mesozoikum ist in den untersten Regionen des Einzugsgebietes des

Pfonerbaches stark ausgeprägt. Es erstreckt sich von der Mündung des

Pfonerbaches in die Sill (960 m) bis zu einer Seehöhe von ca. 1220 m.

1 Herausgeber FORSTTECHNISCHER DIENST FÜR WILDBACH- UND LAWINENVERBAUUNG: Kartierung Talflanke Mislalm. Bericht zur Geologisch- Geomorphologischen Bearbeitung, Innsbruck 2002.

12

Weiters kommt es noch auf der orographisch linken Seite des Pfonerbaches in den

obersten Regionen des Einzugsgebietes vor (über 2100 m).

Das restliche Einzugsgebiet ist durch die Innsbrucker Quarzphyllit-Zone bestimmt.

Innsbrucker Quarz- Phyllitzone Die mineralogische Zusammensetzung des Quarzphyllits besteht aus Quarz,

Hellglimmer, Chlorit und untergeordnet Feldspat. Typisch ist das Auftreten von

Quarzknauern und –linsen im Gestein. Quarz- und feldspatreiche Bereiche wechseln

mit glimmerreicheren Partien.

Generell herrscht eine sehr ausgeprägte Schieferung vor, und auch Scherbänder und

Isolklinalfalten finden sich häufig eingelagert. Mit der Quarzverfüllung

vergesellschaftet sind Erzmineralisationen wie Kupferglanz oder Pyrit.

Idiomorphe Pyritkristalle mit einer Kantenlänge bis zu einem Zentimeter treten auch

direkt im Quarzphyllit auf. Rostige Anflüge auf den Schieferungsflächen sind oft

beobachtbar.

Tarntaler Mesozoikum Quarzit/Konglomerat (Permoskyth - Hippold Decke) Die Quarzite und Quarzkonglomerate repräsentieren die basale Abfolge des

Tarntaler Mesozoikums.

Die Quarzite sind feinkörnig (Sandsteinfraktion), weißlich, leicht rosa bis grünlich, mit

plattigem bis massigem Habitus. Die Schieferung verläuft meist schichtparallel. Die

Komponenten des Quarzkonglomerates sind millimeter- bis centimeter-große

Quarzgerölle. Selten finden sich auch Wechsellagerungen von extrem blättrig

geschieferten, grünen Serizit-Chloritphylliten mit Quarzit-konglomeraten mit roten,

grünen und weißen gelenkten Geröllen in einer grobkörnigen Matrix mit grünen und

schwarzen Glimmerflatschen.

Rauhwacke (Trias- Hippold Decke) Diese gelblich bis ockerbraunen, durch herausgelösten Gips porös gewordenen

Gesteine haben eine sandig bis karbonatische Matrix, welche subgerundete bis

gerundete Quarzite und meist eckige Phyllitkomponenten enthält, deren

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Durchmesser im Millimeter- bis Zentimeterbereich liegen. Die Rauhwacke ist

tektonisch stark überprägt und tritt gemeinsam mit dem Quarzit auf.

Sandstein, Arkose (Jura- Reckner Decke) Die arenitischen, zum Teil leicht kalkigen Silt- und Sandsteine zeigen dezimeter-

Bankung und teilweise gradierte Schichtung und führen Hellglimmer. Einzelne Lagen

von Feinstkonglomeraten sind ebenfalls aufgeschlossen.

Zum Teil sind die Sandsteine extrem hellglimmerreich und bestehen aus

feinstblättrigen Phylliten, hauptsächlich Chlorit. Daraus resulitiert die zum Teil

intensive grüne Färbung. Rostige Schieferungsbeläge treten manchmal auf.

Zwischenbereiche mit kalkigen Partien mit 0,5 bis 3 cm mächtigen, dunkelgrauen,

zum Teil boudinierten Kalklagen, die mit leicht kalkigen feinstblättrigen Phyllitlagen

aus Hellglimmern wechseln, sind in die kalkfreien geschieferten Sandsteine einlagert.

Quarzit/„Radiolarit“ (Jura - Reckner Decke) Die als metamorphe Radiolarite interpretierten Quarzite zeigen eine violette, grüne

und weißgraue Farbe. Die Mächtigkeiten schwanken stark zwischen einigen

Zentimetern bis Metern. Vor allem die dunkelvioletten Partien sind extrem plattig und

feinschiefrig. Die flaschengrünen Lagen sind reiner Quarzit. Das Gestein wirkt sehr

homogen und in 1 bis 2 cm mächtigen Lagen geschichtet. Auf den Schichtungs-

flächen finden sich Chloritbeläge, zum Teil mit Crenulation. Die Schieferung verläuft

schichtungsparallel.

Serpentinit/Ophikalzit (Jura - Reckner Decke) Der Ophikalzit besteht aus einer weißlichen Kalkmatrix mit reichlich dunkelgrünen bis

schwarzen Serpentinitkomponenten. Auch violette und rötliche Bereiche treten auf.

Ebenso durchziehen Kalzitklüfte das Gestein.

Der Ophikalzit ist meist intensiv zerschert und liegt als Gesteinsgrus vor.“

14

Abbildung 6: Geologie des Wipptales (Quelle: Regionalstudie Wipptal, 2004)

15

5.5 Murtätigkeit

Der Pfonerbach ist ein murfähiger Bach, der allerdings noch nie wirklich Schlagzeilen

gemacht hat. In der Vergangenheit gibt es einige kleinere bis mittlere Ereignisse,

über die allerdings wenig bekannt ist. In den Chroniken sind aber auch zwei größere

Ereignisse vermerkt (1676 und 1957), deren Dokumentationen jedoch für

wissenschaftliche Auswertungen nicht brauchbar sind.

Der Bach ist vollkommen unverbaut, wenn man vom Leitwerk am linken Ufer

zwischen Hektometer 3,25 und 3,44 absieht, welches im Jahre 1958 errichtet worden

ist (Objektschutz eines Hauses).

Ab Hektometer 2,60 bis 5,50 verläuft der Pfonerbach mitten durch den Ort Pfons.

Mehrere Gebäude sind durch Murereignisse grundsätzlich gefährdet. Es treten

immer wieder auch bei kleineren Hochwasserereignissen Schäden an Gebäuden auf.

Es dominiert der Prozess der Geschiebeumlagerung. Ein hohes Gefahrenpotential ist

der massive Wildholzeintrag im Mittellauf, der zu Verklausungen in großen Teilen des

Bachbereiches führen kann.

16

6. Ereignischronik Aufzeichnungen von Hochwasser- und Murereignissen existieren für den Pfonerbach

nur sehr begrenzt und wenig detailliert. Die wichtigsten Ereignisse sind in Tabelle 2

aufgelistet, wobei kaum Genaueres ausfindig gemacht werden konnte.

Schadensereignis Schutzmaßnahme Name des Wildbaches Groß Mittel Klein Wann Was

Pfonerbach 1676 Pfonerbach 1957 1958 Leitwerk am linken Ufer zwischen hm

3,25 und 3,44 durch die Wildbach- und Lawinenverbauung

Pfonerbach 1962 Pfonerbach 1975 Pfonerbach 1977 Murgang Pfonerbach im Bereich der „Fritzenmühle“

1995 1999 Entfernung Wildholz und Bachräumung und Errichtung eines 95 lfm langen rechtsufrigen Uferdeckwerkes mit Sohlgurten in GSS zwischen hm 1,48 und 2,43 durch die Wildbach- und Lawinenverbauung

Pfonerbach 1996 1997 Schadwaldbewirtschaftung von hm 10,0 bis hm 22,0; 4200 lfm Weginstand-setzung durch die Wildbach- und Lawinenverbauung; 4,0 ha Aufforstung durch die Grundeigentümer

Tabelle 2: Tabellarische Darstellung der Chronikereignisse

17

7. Beurteilung der Technischen Schutzmaßnahmen hinsichtlich Wirksamkeit und Beschädigung

7.1 Verbauungschronik

1958 Leitwerk am linken Ufer zwischen hm 3,25 und 3,44 durch die Wildbach- und Lawinenverbauung

1997 Schadwaldbewirtschaftung von hm 10,0 bis hm 22,0; 4200 lfm Weginstandsetzung durch die Wildbach- und Lawinenverbauung; 4,0 ha Aufforstung durch die Grundeigentümer

1999 Entfernung Wildholz und Bachräumung und Errichtung eines 95 lfm langen rechtsufrigen Uferdeckwerkes mit Sohlgurten in GSS zwischen hm 1,48 und 2,43 durch die Wildbach- und Lawinenverbauung

Tabelle 3: Verbauungsmaßnahmen am Pfonerbach seit 1958

7.2 Wirksamkeit der bestehenden Verbauung

Die bestehende Verbauung macht einen soliden Eindruck und erfüllte bis dato ihre

Aufgabe. Laut dem Technischen Bericht 1999 für Sofortmaßnahmen wurde

allerdings von einer unzureichenden Verbauung ausgegangen.

Im Jahre 1999 richtete die Gemeinde Pfons, aufgrund der Niederschlagsereignisse

des 20. bis 22. Mai 1999, ein mündliches Ersuchen um die Herstellung geregelter

Abflussverhältnisse von der Landesstraßenbrücke bachabwärts, an die WLV

Innsbruck. Die beantragten Maßnahmen waren das Entfernen von Wildholz, das

Räumen des Baches, die Herstellung einer rechtsufrigen Steinschlichtung zur

Ufersicherung auf 50 m Länge, und die Herstellung von 4 Stück Sohlgurten gegen

Tiefenschurf. Der Antrag wurde am 14. September 1999 durch die WLV Sektion Tirol

genehmigt. Die Kosten der Bauvorhaben beliefen sich auf eine Summe von

200.000,- ATS (1999).

18

8. Erhebung des Feststoffpotentials Zur Bestimmung des Geschiebepotentials/ Feststoffpotentials wurde der Pfonerbach

im Rahmen einer Geländebegehung in Abschnitte eingeteilt und jedem Abschnitt

mögliche Tiefen- und Seitenerosion zugeordnet.

Die Aufnahme der Daten erfolgte mittels Querprofilen laut Gerinneaufnahmeblatt des

ETAlp. Die im Zuge der Begehung bestimmten Geschiebeherde auf den Seiten

wurden auf Tiefe, schräge Länge und Breite angeschätzt. Mit diesen drei Parametern

wurden die Volumina berechnet und deren Größe in Kubikmetern angegeben. Mit

Hilfe von Dispositionsklassen wurde zusätzlich noch die Mobilisierbarkeits-

wahrscheinlichkeit festgesetzt.

Sämtliche aufgenommenen Querprofile sind im Anhang dargestellt. Die Position der

Querprofile ist in Abbildung 7 ersichtlich.

8.1 Fluvialgeomorphologie

Das Längsgefälle des Pfonerbaches beträgt im Durchschnitt 29,3%. Der Bach fließt

zum Großteil auf Lockermaterial, nur an Steilstellen sowie in Teilen des Mittellaufes

fließt er auf dem Felsuntergrund. Durch die sehr schräge Schieferung der Einhänge

kommt es vor allem auf dem rechten Ufer immer wieder zu Rutschungen. Die

dadurch ins Bachbett gelangten großen Blöcke bleiben aber dort liegen und werden

nur selten weitertransportiert. Der gesamte Bach kann grundsätzlich als

Umlagerungsstrecke angesehen werden und erodiert lediglich im obersten Teil des

Einzugsgebietes.

Die drei linksufrigen Zubringer können zwar im Ereignisfall erhöhten Geschiebetrieb

aufweisen sind aber aufgrund ihrer geringen Mächtigkeit grundsätzlich als nicht

maßgebend einzustufen.

Die Einhänge des Pfonerbaches sind über weite Strecken sehr dicht bewaldet. Durch

die steilen Ufer und ein sehr hohes Wildholzpotential im Mittellauf kann es dadurch

leicht zu Verklausungen kommen.

8.2 Dispositionsklassen nach ETAlp

Die Einteilung der Geschiebeherde entlang der Talflanken erfolgt durch

Dispositionsklassen laut ETAlp. Es werden sechs verschiedene Klassen

unterschieden, welche die Art des Prozesses sowie die Wahrscheinlichkeit mobilisiert

zu werden, angeben. ETAlp unterscheidet folgende Dispositionen:

19

Disposition 1A: seichtgründiger Nachböschungsprozess, aktiv, leicht

mobilisierbar

Disposition 1B: tiefgründiger Nachböschungsprozess, aktiv, nur bei bestimmten

Szenarien mobilisierbar (Randbedingung: Systemzustand

vorberegnet ungesättigt oder gesättigt)

Disposition 2: alte, seichte, inaktive Massenbewegung, mäßig leicht

mobilisierbar

Disposition 3: alte, tiefgründige, inaktive Massenbewegung, bedingt

mobilisierbar (ev. nur Stirnbereich)

Disposition 4: Lockermaterialbedeckung des Grabeneinhanges

(Verwitterungsmaterial, Hangschutt, glaziale, fluviatile oder

glaziofluviatile Ablagerungen) ohne erkennbare Prädisposition zu

Nachböschungsprozessen, nur unter extremen Bedingungen

mobilisierbar

Keine Disposition: Aufgrund der Position des Prozessbereiches in Relation zum

Gerinne, dem Aufbau der Grabeneinhänge und der Ufereinhänge

aus dauerfesten Gesteinen ohne Hinweise auf Instabilitäten etc.

liegen keine Geschiebepotentiale vor. 2

2 Herausgeber PROJEKTTEAM ETAlp: ETAlp – Erosion, Transport in Alpinen Systemen,

Gesamtheitliche Erfassung und Bewertung von Erosion- und Transportvorgängen in

Wildbacheinzugsgebieten, 2004.

20

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Abbildung 7: Einzugsgebiet mit erhobenen Profilen

21

8.3 Profile

Im Zuge der Begehung des Pfonerbaches wurden insgesamt 20 Querprofile

aufgenommen. Neben der Lagebestimmung durch Hektometer und Seehöhe wurden

Sohlbreite, Längsneigung sowie die Neigung der Uferflanken gemessen. Zusätzlich

wurden Eintiefung der Sohle, Wildholzpotential und mögliche Verklausungsstellen

abgeschätzt.

Die detaillierten Beschreibungen der einzelnen Profile mit Fotos und Profilskizzen

befinden sich im Anhang.

8.4 Einteilung in Homogenbereiche

Auf Datenbasis der erhobenen Profile wurden zur Vereinfachung Homogenbereiche

definiert. Ein Homogenbereich ist durch ähnliches Längsgefälle und eine ähnliche

Profilform definiert.

Daher kann ein Homogenbereich mehrere Profile erfassen.

Im Zuge der Bearbeitung wurden am Pfonerbach 15 Homogenbereiche definiert,

welche in Abbildung 8 dargestellt sind.

8.5 Geschiebepotentialbänder

Sämtliche erfasste und berechnete Daten sind zusammenfasst auf einem

Geschiebepotentialband dargestellt. Für die einzelnen Abschnitte sind im GPB

sowohl faktische als auch interpretierte Daten abzulesen. Zu den faktischen Daten

gehören die Hektometrierung, die Profile, das Längsgefälle, die Kornverteilung und

Sohlstruktur, sowie Zubringer und Verklausungsmöglichkeiten. Die interpretierten

Daten beinhalten den Gerinnestatus, das Geschiebepotential der Einhänge und der

Sohle, das Wildholzpotential sowie Murprofile und Murablagerungen.

Das Geschiebepotentialband ist im Anhang einzusehen.

22

L

egen

de:

Ein

zugs

gebi

et m

it er

hobe

nen

Prof

ilen

und

Hom

ogen

bere

iche

:

Abbildung 8: Einzugsgebiet des Pfonerbaches mit Abschnitten und Profilen

23

8.6 Maximale Geschiebepotentiale je Abschnitt

In Tabelle 4 sind die maximal möglichen Geschiebepotentiale der Sohle sowie der

Einhänge für die einzelnen Abschnitte dargestellt. Diese Potentiale beziehen sich

nicht auf ein einmaliges Ereignis, sondern stellen eine Größenordnung des langfristig

mobilisierbaren Materials dar.

Geschiebemengen [m³]

Abs

chni

tt

hm

Ger

inne

läng

e/

Schr

ägdi

stan

z [m

]

Sohl

e

Dis

posi

tion

1a

Dis

posi

tion

1b

Dis

posi

tion

2

Dis

posi

tion

3

Dis

posi

tion

4

1 0.0 - 1.8 180 888 425 2 1.8 – 4.8 300 1015 580 3 4.8 – 5.2 40 516 1125 400 2500 4 5.2 – 6.4 120 900 1170 1100 4605 5 6.4 – 7.9 150 1125 990 6 7.9 – 9.0 110 690 240 7 9.0 – 11.4 240 2088 863 1900 4522 8 11.4 – 14.7 330 1722 2340 25171 9 14.7 – 15.6 90 1530

10 15.6 – 18.6 300 2040 300 1225 11 18.6 – 22.7 410 688 4668 32790 787 12 22.7 – 24.7 200 315 2430 300 19376 13 24.7 – 28.6 390 1922 650 700 3594 14 28.6 – 34.3 570 1325 2220 3980 15 34.3 – 47.0 1280 1343 4004 31721

Gesamt 0 – 47.0 4700 18107 20880 33915 41013 53763 7105 Tabelle 4: Maximale Geschiebepotentiale je Abschnitt

Zu beachten ist allerdings, dass eine Dispositionsklasse erst dann mobilisierbar ist,

wenn alle niedrigeren Klassen bereits abgetragen wurden. Daraus ergeben sich für

den Pfonerbach die in Tabelle 5 dargestellten maximalen Summenwerte:

gesamtes Geschiebepotential bei Ereignis[m³] Ereignis mit Dispositionsklassen

ohne Sohle mit Sohle 1a 20880 38987

1a, 1b 54795 72902 1a, 1b, 2 95808 113915

1a, 1b, 2, 3 149571 1676778 1a, 1b, 2, 3, 4 156676 174783

Tabelle 5: Maximale Geschiebepotentiale pro Disposition

24

Die maximal möglichen Geschiebepotentiale werden ausschließlich durch die

geologischen Verhältnisse und Gegebenheiten bestimmt. Sie stellen also einen

langzeitlichen Gesamtwert dar. Bei jedem Ereignis wird immer nur ein Bruchteil

dieser Mengen mobilisiert.

25

9. Erhebung der maßgebenden Korndurchmesser Die Erhebung der maßgebenden Korndurchmesser wurde mit drei verschiedenen

Varianten durchgeführt.

Als erste Variante wurden an mehreren Stellen im Einzugsgebiet Linienzahlanalysen

(LZA) durchgeführt (Abbildung 9). Als zweite Variante wurde das Fotosieving- Verfahren (FS) an genau denselben

Punkten angewandt.

Als Variante 3 wurde eine Siebanalyse nach ÖNORM B4412 durchgeführt.

9.1 Linienzahlanalysen

Die Datenerhebung für die Linienzahlanalysen erfolgte an drei verschiedenen Orten:

am unterem Ende von Profil 3 unterhalb des Ortskernes, bei Profil 6 oberhalb des

Ortskernes und bei Profil 16 im Einzugsgebiet (Abbildung 9, Analysepunkte 1 - 3).

Pro Analysepunkt wurden zwei oder mehr Datensätze mit mindestens je 150 Steinen

erhoben. Die Ergebnisse dazu sind in den Abbildung 10Abbildung 11 dargestellt.

Die Linienzahlanalyse wurde nach Fehr (1987), „Geschiebeanalysen in

Gebirgsflüssen“, durchgeführt.

26

L

egen

de:

Ein

zugs

gebi

et m

it A

naly

sepu

nkte

n:

Abbildung 9: Untersuchungspunkte für Linienzahlanalyse und Fotosieving, sowie der Entnahmepunkt für die Siebanalyse

27

LZA 1 LZA 2

Die erste LZA wurde am unteren Ende

des 3. Abschnittes des Pfonerbaches

unterhalb des Ortskerns bei 1000 m am

30.7.2004 gemacht.

(Analysepunkt 1)

Diese LZA wurde bei Profil 6, oberhalb

des Ortskerns am 30.7.2004 gemacht.

Die Seehöhe an diesem Punkt beträgt

1090 m.

(Analysepunkt 2)

Korngrößen [cm]: d16 0,27 d30 1,07 d50 2,69 d65 4,42 d70 5,34 d84 10,81 d90 12,92 dm 5,43


Korngrößenverteilung:

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,1 1 10 100

Korngröße [cm]

Dur

chga

ng %


0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,1 1 10 100

Korngröße [cm]

Dur

chga

ng %

Foto 21:

Foto 22:

Abbildung 10: Korngrößen und Korngrößenverteilung nach LZA bei Profil 3 und 6

28

LZA 3

Die Linienzahlanalyse wurde im oberen

Einzugsgebiet im Profil 16 am 2.8.2004

gemacht. Die Seehöhe an diesem Punkt

beträgt 1670m.

(Analysepunkt 3)



0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,1 1 10 100

Korngröße [cm]

Dur

chga

ng %

Foto 23:

Abbildung 11: Korngrößen und Korngrößenverteilung nach LZA bei Profil 16

29

9.2 Fotosieving

Das Fotosieving wurde an fünf verschiedenen Orten (Abbildung 9) durchgeführt. Die

Ergebnisse sind in den Abbildungen 12 - 15 dargestellt.

FS 1 FS 2

Dieses FS wurde im Pfonerbach bei ca.

1010 m (Analysepunkt 1) im Profil 3 am

26. 8. 2004 aufgenommen.

(Sausgruber, Probe 1)

Dieses FS wurde im bei ca. 1130 m im

Profil 6 (Analysepunkt 2) am 21. 7. 2004

aufgenommen.


Korngrößen [mm]: d10 2,74 d30 5,75 d50 9,47 d90 26,36



Fotosieving

0102030405060708090

100

0 1 10 100 1000

Siebdurchmesser (mm)

Gew

icht

sant

eile

(%)


Fotosieving

0102030405060708090

100

0 1 10 100 1000


Gew

icht

sant

eile

(%)

Foto 24:

Foto 25:

Abbildung 12: Fotosieving 1 bei Profil 3, und Fotosieving 2 bei Profil 6

30

FS 3 FS 3a

Am Analysepunkt 3 wurden 2 FS-

Untersuchungen durchgeführt. Das

erste FS wurde bei ca. 1670 m im Profil

16 am 2. 8. 2004 aufgenommen.


Am Analysepunkt 3 wurden 2 FS-

Untersuchungen durchgeführt. Dieses

FS wurde ebenfalls bei ca. 1670 m im

Profil 16 am 2. 8. 2004 aufgenommen.

(Sausgruber, Probe 3a)




Fotosieving

0102030405060708090

100

0 1 10 100 1000


Gew

icht

sant

eile

(%)


Fotosieving

0102030405060708090

100

0 1 10 100 1000


Gew

icht

sant

eile

(%)

Foto 26:

Foto 27:

Abbildung 13: Fotosieving 3 und 4 bei Profil 16

31

FS 4 FS 4a

Am Analysepunkt 4 wurden 2 FS

durchgeführt. Das FS wurde im

Pfonerbach bei ca. 1865 m im Profil 19

am 4. 10. 2004 durchgeführt.


Am Analysepunkt 4 wurden 2 FS

durchgeführt. Dieses FS wurde

ebenfalls bei ca. 1865 m im Profil 19 am

4. 10. 2004 durchgeführt.

(Sausgruber, Probe 4a)




Fotosieving

0102030405060708090

100

0 1 10 100 1000


Gew

icht

sant

eile

(%)


Fotosieving

0102030405060708090

100

0 1 10 100 1000


Gew

icht

sant

eile

(%)

Foto 28:

Foto 29:

Abbildung 14: Fotosieving 5 und 6 bei Profil 19

32

FS 5

Dieses FS wurde im bei ca. 2075 m im

Profil 20 (Analysepunkt 5) am 5. 10.

2004 aufgenommen.




Fotosieving

0102030405060708090

100

0 1 10 100 1000


Gew

icht

sant

eile

(%)

Foto 30:

Abbildung 15: Fotosieving 5 bei Profil 20

33

9.3 Siebanalyse

Die Siebanalyse wurde nach der ÖNORM B4412, welche die Erd- und Grundbau-

untersuchung von Bodenproben regelt, durchgeführt. Die Korngrößenverteilung gibt

die Massenanteile der in einer Bodenart vorhandenen Körnungsgruppen an.

Es wurde das Verfahren der Siebanalyse angewendet.

Der Entnahmeort befindet sich oberhalb des Ortskerns von Pfons auf einer Seehöhe

von 1050 m, und ist in Abbildung 9 dargestellt.

Die Masse der untersuchten Bodenprobe beträgt ca. 1 kg.

Es wurden nur die Korngrößen bis 16 mm untersucht.

Sämtliche Erklärungen und Berechnungen sind in den Tabelle 6 und 7 dargestellt.

Die Kornverteilungskurve ist in Abbildung 16 ersichtlich.

Um das Ergebnis einordnen zu können ist zur Vergleichbarkeit in Abbildung 16 auch

die Kornverteilung des Enterbaches dargestellt.

Legende: mb Masse Becher mb+s Masse Becher + Probe ms Masse Probe Tabelle 6: Legende zur Siebanalyse

Siebrückstand Durchgang dm

d mb mb+s ms ms d D D di*msi mm g g g % mm g % mm

<0,063 907,78 1135,13 227,35 22,01 0,063 227,35 22,01 0,01 0,063 339,50 358,10 18,60 1,80 0,125 245,95 23,81 0,00 0,125 240,80 292,80 52,00 5,03 0,25 297,95 28,84 0,01 0,25 240,44 297,07 56,63 5,48 0,5 354,58 34,32 0,03 0,5 191,25 238,84 47,59 4,61 1 402,17 38,93 0,05 1 191,20 281,40 90,20 8,73 2 492,37 47,66 0,17 2 192,78 450,50 257,72 24,95 4 750,09 72,60 1,00 4 184,90 367,50 182,60 17,67 8 932,69 90,28 1,41

8 190,37 290,82 100,45 9,72 16 1033,14 100,00 1,56

Gesamt: 1033,14g 100% dm 4,24

Differenz 7,22g 0,69%

Tabelle 7: Berechnungen Siebanalyse

34

Kornverteilung

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Korngröße [mm]

Dur

chga

ng [%

]

Pfonerbach

Enterbach

Abbildung 16: Kornverteilungskurven der Siebanalysen des Pfonerbaches und des Enterbaches (Inzing, Tirol)

35

10. Rheologie Zur Bestimmung der rheologischen Parameter wurden zwei Versuche durchgeführt.

Einerseits wurde die Viskosität für mehrere Probenreihen mittels Viskosimeter

festgestellt, anderseits wurden die Fließverhältnisse durch Experimente mit dem

Förderband ermittelt.

Grundlage für die Bestimmung der rheologischen Eigenschaften sind die

Erhebungen im Report 56 (Hübl, et al. 2003). Aufbauend auf diesen

Datengrundlagen wurden die notwendigen Eingangsparameter für das FLO-2D

Modell berechnet. Die Ergebnisse der Laborversuche mit Korngrößen von kleiner

1 mm (Visco V 88) und kleiner 20 mm (Förderband) wurden der

Feststoffkonzentration gegenübergestellt und eine Ausgleichsfunktion (exponentiell)

erstellt. Aus dieser Funktion konnten die Koeffizienten α und Exponenten β ermittelt

werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 angeführt. Zu Vergleichszwecken sind die

Ergebnisse der Murproben vom Enterbach und Moschergraben angeführt

(Steinwendtner, 2000).

10.1 Viskosimeter

Die Viskositätsmessungen wurden mit dem Gerät Visko V 88 durchgeführt. Die dafür

verwendete Probe wurde aus einer Siebanalyse gewonnen. Es wurden alle

Korngrößen kleiner 1 mm verwendet. Um ein homogenes Gemisch zu erhalten,

wurde Wasser beigemengt.

Die Viskosität wurde mehrere Male bei verschiedenen Wassergehalten bestimmt. Die

Ergebnisse sind in Abbildung 17 zusammengefasst.

y = 0,0018e25,273x

y = 3E-05e24,41x

0

20

40

60

80

100

120

140

0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5

Cv - Wert

Gre

nzsc

hubs

pann

ung

[Pa]

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Visk

ositä

t [Pa

]

tau visco Exponentiell (tau) Exponentiell (visco)

Abbildung 17: Scherrate, Viskosität in Abhängigkeit des Cv- Wertes

36

Viskosität vs. Feststoffkonzentration 1 11

CB eβη α=

Grenzscherfestigkeit vs. Feststoffkonzentration 2 1

2Ceβ

γτ α= ................... [ ]

............... /.................. [%].................. [ ]

B

i i

v

Bingham Viskosität PASKoeffizienten Exponenten

C FeststoffkonzentrationGrenzschubspannung Paγ

ηα β

τ

−

10.2 Vergleich der Ergebnisse

Um die Ergebnisse einordnen und überprüfen zu können, sind diese zur Absicherung

und zur Prüfung der Plausibilität mit 3 anderen Bächen verglichen worden. Die

Ergebnisse sind in Abbildung 18 dargestellt.

Beziehung der rheologischen Kenngrößen zur Feststoffkonzentration Cv

Visco V 88 (Korngrößen < 1 mm)

Lattenbach 2003ηB = 0.000009e27.076Cv

MoschergrabenηB = 0.0001 e 19.614 Cv

Pfonerbachy = 0,00e31,21x

Enterbachy = 2E-06e25,583xMoschergraben

τGR = 0.1826e12.367Cv

Lattenbach 2003τGR = 0.002e24.943Cv

Pfonerbachy = 0,1517e13,96x

Enterbachy = 1,2822e6,2135x

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55

Volumskonzentration CV

Gre

nzsc

hubs

pann

ung

τ GR [P

a]

0

2

4

6

8

10

12

14

Bin

gham

Vis

kosi

tät η

B [P

as]

Grenzschubspannung Moschergraben(Steinwentdner 2000)

Grenzschubspannung Lattenbach(Kaitna, Moser 2003)

Grenzschubspannung Pfonerbach(Heiss, Brabec 2004)

Grenzschubspannung Enterbach(Heiss, Brabec 2004)

Grenzschubspannung Enterbach(Heiss, Brabec 2004)

Viskosität Moschergraben(Steinwentdner 2000)

Viskosität Lattenbach (Kaitna, Moser2003)

Viskosität Pfonerbach (Heiss, Brabec2004)

Viskosität Enterbach (Heiss, Brabec2004)

Exponentiell (Viskosität Lattenbach(Kaitna, Moser 2003))

Exponentiell (ViskositätMoschergraben (Steinwentdner 2000))

Exponentiell (Viskosität Pfonerbach(Heiss, Brabec 2004))

Exponentiell (Viskosität Enterbach(Heiss, Brabec 2004))

Exponentiell (GrenzschubspannungMoschergraben (Steinwentdner 2000))

Exponentiell (GrenzschubspannungLattenbach (Kaitna, Moser 2003))

Exponentiell (GrenzschubspannungPfonerbach (Heiss, Brabec 2004))

Exponentiell (GrenzschubspannungEnterbach (Heiss, Brabec 2004))

Abbildung 18: Vergleich der Ergebnisse des Viskosimeters mit Lattenbach, Enterbach und Moschergraben

37

Visco V 88 (Korngrößen < 1mm)

Viskosität vs. Feststoffkonzentration Grenzschubspannung vs. Feststoffkonzentration

1α 1β 2α 2β

Enterbach 0,000255 21,670 0,0000098 25,494 Pfonerbach 0,000034 24,410 0,0018 25,273 Lattenbach 2003 0,000009 27,076 0,0020 24,943 Moschergraben 0,000100 19,614 0,1826 12,367 Tabelle 8: Rheologische Parameter

10.3 Förderband

Zusätzlich zu den Viskosimeterversuchen mit den kleinen Korngrößen sollten mit

Hilfe des Förderbandes auch für Korngrößen kleiner 2 cm Daten gewonnen werden.

Es wurden drei Versuchsreihen mit unterschiedlichen Wassergehalten durchgeführt.

Bei verschiedenen Längsneigungen wurden nun Oberflächengeschwindigkeit,

Sohlgeschwindigkeit, Fließhöhe und Ablagerungstiefe gemessen. Leider konnten

aber aufgrund technischer Mängel des Geräts und den Eigenschaften des Materials

trotz mehrfacher Wiederholung der Versuche keine brauchbaren und

aussagekräftigen Ergebnisse gewonnen werden.

Als Eingangswerte für die FLO-2D Simulation wurden daher nur die Daten

verwendet, die aus den Viskosimeterversuchen gewonnen wurden.

38

11. Szenarien

11.1 Einleitung

Für die Wahl von verschiedenen Szenarien sind 2 Parameter ausschlaggebend.

Neben den maßgebenden Abflussganglinien sind die aufgrund von Erosion

bereitgestellten Geschiebemengen der Sohle und der Einhänge entscheidend.

11.1.1 Hydrologie

Die Abflussganglinie wurde vom BFW (Bundesamt und Forschungszentrum für Wald)

zur Verfügung gestellt. Sie wurde für ein 100 jährliches Ereignis nach

Lorenz & Skoda berechnet und ist in Abbildung 19 dargestellt. Niederschlagsdaten: Regendauer: 35 min

Regenintensität: 147 mm/h

Laufzeit des Hochwasser-

scheitels: 52 min

Hochwasserspitze: 47,0 m³/s

Abflussdaten [je 30 min] t Q t Q

[min] [m³/s] [min] [m³/s]0 0,00 330 0,06

30 3,56 360 0,0460 35,44 390 0,0390 9,78 420 0,02

120 3,25 450 0,01150 1,38 480 0,01180 0,71 510 0,01210 0,41 540 0,00240 0,25 570 0,00270 0,16 600 0,00300 0,10

Abflussganglinie:

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 60 120 180 240 300

Zeit [min]

Q [m

³/s]

Abbildung 19: Abflussganglinie nach Lorenz und Skoda

39

Da nur diese eine Abflussganglinie zur Verfügung steht, basieren alle ausgewählten

Szenarien auf diesen Daten.

11.1.2 Geschiebemobilisierung- Erosion pro Ereignis

Für die Geschiebemobilisierung wurden die Geschiebeherde der Einhänge sowie die

maximale Sohleintiefung der einzelnen Profile angeschätzt. Zur Berechnung der

Sohlerosion wurde von einem U - Profil ausgegangen, das sich bei einem Murgang

einstellt. Dieses U - Profil wurde mit einem Trapezprofil mit 55° Neigung angenähert.

Neben der maximalen Eintiefung wurde zusätzlich die Eintiefung für 1/3 bzw. für 2/3

der maximalen Tiefe berechnet. Die drei Varianten der Sohlerosion (leicht-, schwer-,

sehr schwer- mobilisierbar) sind in Abbildung 20 schematisch dargestellt.

Abbildung 20: Geschiebemobilisierung der Sohle

Zusätzlich zur Sohlerosion wurden die lokalen Geschiebeherde, die mit

Dispositionsklassen aufgenommen wurden, berücksichtigt.

Die lokalen Geschiebeherde, welche für die Simulation herangezogen werden,

beschreiben ein einmaliges Ereignis. Als Ergänzung dazu wurden die maximal

möglichen Geschiebepotentiale für einen langen Bemessungszeitraum angeschätzt

(theoretisch verfügbares Material).

Um sinnvolle Szenarien zu kreieren, wurden nur die Dispositionsklassen 1a und 1b

sowie die Sohlerosion, verwendet. Es wurden drei Szenarien erstellt, die in Tabelle 9

beschrieben sind.

40

Sohlerosion (U-Profil) Lokale Einhänge

Szenario 1 Leicht mobilisierbar ½ Dispositionsklasse 1 a

Szenario 2 Schwer mobilisierbar Dispositionsklasse 1 a

Szenario 3 Sehr schwer mobilisierbar Dispositionsklassen 1 a + 1 b

Tabelle 9: Szenarienwahl

Die für die jeweiligen Szenarien angenommenen Werte wurden nach bestimmten

Kriterien gewählt. Es wurde versucht mit Hilfe von plausiblen Schätzungen und

Verhältnissen sinnvolle Szenarien zu kreieren. Als das wichtigste und nach oben hin

größte Szenario wurde ein Geschiebe- Wasserverhältnis von 4:1 gewählt.

11.1.3 Abstrahiertes Gerinnesystem und Geschiebefrachtdiagramm

Zur Veranschaulichung werden die Prozesse mittels „Abstrahiertem Gerinnesystem“

(AGS) und Geschiebefrachtdiagramm dargestellt. Dabei werden die im Zuge der

geologischen und geomorphologischen Kartierung des Einzugsgebietes gewonnenen

Erkenntnisse graphisch dargestellt. Der Bach wird hierbei in Abschnitte mit Erosion,

Ablagerungen und Nullstrecken unterteilt. Nach jedem Abschnitt bzw. nach

möglichen Einträgen (Zubringer, Feststoffeintrag von den Hängen) werden

Knotenpunkte gesetzt. An diesen mit Kreisen dargestellten Punkten kann es im

Gerinne zu prozessändernden Faktoren kommen. Die Abschnitte des

Geschiebepotentialbandes wurden im AGS stark zusammengefasst. Um eine

einfache und übersichtliche Darstellung zu erhalten werden alle lokalen Einhänge

unter 4000 m³ für diese Darstellung zur Sohlerosion gezählt und nur jene über

4000 m³ als punktuelle Feststoffeinträge dargestellt (Abbildung 21).

Für die behandelten Szenarien werden in den folgenden Abschnitten den einzelnen

Knotenpunkten nun verschiedene Abflusstypen zugeordnet. Man unterscheidet

zwischen Reinwasserabfluss, fluviatilem Feststofftransport und Murgang.

Im Geschiebefrachtdiagramm werden die Erosion, die Ablagerung sowie die daraus

resultierende Geschiebebilanz in einem Längsschnitt dargestellt.

41

A

llgem

eine

s A

GS

des

Pfon

erba

ches

:

Abbildung 21: AGS, mit allgemeinen Knotenpunkten

42

11.2 Szenario 1

Für die Bildung von Szenario 1 wurden 50% der Einhänge mit Dispositionsklasse 1a

sowie die leicht mobilisierbaren Geschiebemengen der Sohle verwendet.

AG

S Sz

enar

io 1

Abbildung 22:AGS Szenario 1

43

Geschiebefrachtdiagramm

Abbildung 23: Geschiebefrachtdiagramm Szenario1

Szen

ario

1

010

0020

0030

0040

0050

0060

0070

0080

0090

0010

000

1100

012

000

1300

014

000

1500

016

000

1700

018

000

1900

020

000

2100

022

000

2300

024

000

2500

0

020

040

060

080

010

0012

0014

0016

0018

0020

0022

0024

0026

0028

0030

0032

0034

0036

0038

0040

0042

0044

0046

0048

0050

00

Lauf

läng

e [m

]

Feststoffvolumen [m³]

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

2300

2400

Höhenkote [m]

Sum

me

Ero

sion

Sum

me

Abla

geru

ngG

esch

iebe

frach

tKo

ten

Läng

ssch

nitt

44

Kno

tenp

unkt

Hm

[m]

Höh

e [m

]

Eros

ion

gesa

mt [

m³]

Abl

ager

ung

[m³]

Ges

chie

be-

bila

nz [m

³]

Anm

erku

ng

1 0,0 950 3343 0 3343 2 7,8 1145 0 0 0 3 8,0 1155 4254 0 4254 4 15,4 1365 0 0 0 5 15,5 1370 2227 0 2227 Zubringer 6 21,0 1545 0 0 0 7 21,1 1550 2405 0 2405 8 24,0 1645 0 0 0 9 24,2 1655 1460 0 1460 10 28,6 1795 0 0 0 Zubringer 11 28,7 1800 2053 860 1193 12 34,3 1900 0 0 0 Zubringer 13 34,4 1905 1691 0 1691 14 41,2 2080 0 0 0 15 41,3 2085 1402 0 1402 16 47,1 2225 0 0 0

Gesamt 18835 860 17975 Tabelle 10: Geschiebebilanz Szenario 1

Resümee

Bei dieser Variante herrscht im oberen Abschnitt zu Beginn noch kein wesentlicher

Geschiebetrieb. Allerdings kann es ab hm 21,1 zu größeren Geschiebeeinträgen

durch Sohl und Seitenerosion kommen. Dies kann zu einem fluviatilen

Feststofftransport im weiteren Verlauf des Pfonerbaches führen, da keine

Ablagerungsbereiche zu Verfügung stehen. Die Möglichkeit einer Verklausung ab

diesem Bereich flussabwärts ist vorhanden, wurde in diesem Szenario aber nicht

berücksichtigt.

Trotz eines fehlenden Ablagerungsbereiches im Unterlauf ist selbst bei diesem

Szenario keine Rückbildung zu einem Reinwasserabfluss zu erwarten. Der fluviatile

Feststofftransport besteht also bis zur Mündung in die Sill, die diesen leicht

aufnehmen kann.

45

11.3 Szenario 2

Für die Ermittlung des Fließverhaltens von Szenario 2 wurden alle Einhänge der

Dispositionsklasse 1a sowie das schwer mobilisierbare Sohlgeschiebe berücksichtigt.

AG

S Sz

enar

io 2

:

Abbildung 24: AGS Szenario 2

46


Abbildung 25: Geschiebefrachtdiagramm Szenario2

Szen

ario

2

0

5000

1000

0

1500

0

2000

0

2500

0

3000

0

3500

0

4000

0

4500

0

020

040

060

080

010

0012

0014

0016

0018

0020

0022

0024

0026

0028

0030

0032

0034

0036

0038

0040

0042

0044

0046

0048

0050

00

Lauf

läng

e [m

]


800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

2300

2400

Höhenkote [m]

Sum

me

Eros

ion

Sum

me

Abla

geru

ngG

esch

iebe

frach

tKo

tenp

unkt

eLä

ngss

chni

tt

47

Kno

tenp

unkt

Hm

[m]

Höh

e [m

]

Eros

ion

Stre

cke

[m³]

Eros

ion

punk

tuel

l [m

³]

Eros

ion

gesa

mt [

m³]

Abl

ager

ung

[m³]

Ges

chie

be-

bila

nz [m

³]

Anm

erku

ng

1 0,0 950 7274 0 7274 0 7274 2 7,8 1145 0 0 0 0 0 3 8,0 1155 9482 0 9482 0 9482 4 15,4 1365 0 0 0 0 0 5 15,5 1370 1992 0 1992 0 1992 Zubringer 6 21,0 1545 0 4670 4670 0 4670 7 21,1 1550 2930 0 2930 0 2930 8 24,0 1645 0 0 0 0 0 9 24,2 1655 3104 0 3104 0 3104

10 28,6 1795 0 0 0 0 0 Zubringer 11 28,7 1800 4280 0 4280 860 3420 12 34,3 1900 0 0 0 0 0 Zubringer 13 34,4 1905 1417 0 1417 0 1417 14 41,2 2080 0 4005 4050 0 4050 15 41,3 2085 1174 0 1174 0 1174 16 47,1 2225 0 0 0 0 0

Gesamt 31653 40373 860 39500 Tabelle 11: Geschiebebilanz Szenario 2

Resümee

In dieser Variante stellt sich schon im oberen Bereich des Einzugsgebietes, ab

hm 28,6, aufgrund der leicht erodierbaren Einhänge und der Sohle sowie der

Zubringer ein fluviatiler Feststofftransport ein. Die Ausbildung zu einem Murgang ist

jedoch trotz größerer Einträge bei hm 21,0 in diesem Szenario noch nicht zu

erwarten. Die Wahrscheinlichkeit einer Verklausung steigt gegenüber Szenario 1

deutlich an, da es im Bereich des Mittellaufs auf Grund des hohen Wildholzpotentials

zu Holzeinträgen in den Bach kommt. An diesen Stellen könnte es zu kleinen bis

mittelgroßen Aufstauungen kommen. Ein Szenario mit einer Verklausung und einer

Dammbruchwelle, die sich dann bis ins Tal fortsetzt ist jedoch, wenn auch nicht ganz

auszuschließen, eher unwahrscheinlich. Der fluviatile Feststofftransport könnte im

Ort Pfons an einigen Stellen ausufern und an den Grundstücken in Bachnähe

Schaden anrichten. Schließlich gelangt das Wasser- Feststoffgemisch in den

Vorfluter, der die Geschiebemengen des Pfonerbaches noch gut aufnehmen kann.

48

11.4 Szenario 3

Dieses Szenarios berücksichtigt die Einhänge mit Dispositionsklasse 1a und 1b,

sowie die sehr schwer mobilisierbaren Geschiebemengen der Sohle. Es ist durch

massive Erosion und enormen Geschiebeeintrag definiert und simuliert ein

Katastrophenereignis.

AG

S Sz

enar

io 2

:

Abbildung 26: AGS Szenario 3

49


Abbildung 27: Geschiebefrachtdiagramm Szenario 3

Szen

ario

3

0

5000

1000

0

1500

0

2000

0

2500

0

3000

0

3500

0

4000

0

4500

0

5000

0

5500

0

6000

0

6500

0

7000

0

7500

0

8000

0

8500

0

9000

0

020

040

060

080

010

0012

0014

0016

0018

0020

0022

0024

0026

0028

0030

0032

0034

0036

0038

0040

0042

0044

0046

0048

0050

00

Lauf

läng

e [m

]


800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

2300

2400

Höhenkote [m]

Sum

me

Ero

sion

Sum

me

Abl

ager

ung

Ges

chie

befra

cht

Kot

enpu

nkte

Läng

ssch

nitt

Szenarien

50

Kno

tenp

unkt

Hm

[m]

Höh

e [m

]

Eros

ion

Stre

cke

[m³]

Eros

ion

punk

tuel

l [m

³]

Eros

ion

gesa

mt [

m³]

Abl

ager

ung

[m³]

Ges

chie

be-

bila

nz [m

³]

Anm

erku

ng

1 0,0 950 11303 0 11303 0 11303 2 7,8 1145 0 0 0 0 0 3 8,0 1155 14017 0 14017 0 14017 4 15,4 1365 0 0 0 0 0 5 15,5 1370 3063 0 3063 0 3063 Zubringer 6 21,0 1545 0 37490 37490 0 37490 7 21,1 1550 3651 0 3651 0 3651 8 24,0 1645 0 0 0 0 0 9 24,2 1655 4242 0 4242 0 4242 10 28,6 1795 0 0 0 0 0 Zubringer 11 28,7 1800 5617 0 5617 860 4757 12 34,3 1900 0 0 0 0 0 Zubringer 13 34,4 1905 2570 0 2570 0 2570 14 41,2 2080 0 4005 4005 0 4005 15 41,3 2085 2129 0 2129 0 2129 16 47,1 2225 0 0 0 0 0

Gesamt 88087 860 87227 Tabelle 12: Geschiebebilanz Szenario 3

Resümee

Im oberen Bereich kommt es, wie schon bei Szenario 2 ab hm 28,6 zu einem

fluviatilen Feststofftransport, der sich im weiteren Verlauf zu einem Murgang

entwickelt. Auslösefaktor für den Murgang sind die riesigen Geschiebeeinträge der

Einhänge bei hm 21,0. Der Murgang setzt sich ab hier bis ins Tal fort. Durch das

hohe Wildholzpotential im Mittellauf kann es außerdem zu lokalen Verklausungen

kommen. Dadurch entstehende Dammbruchwellen könnten bei diesem Szenario die

Folge sein. Da es im Unterlauf keine Ablagerungsmöglichkeiten gibt, stellt der

Murgang auch eine ernstzunehmende Gefahr für die in Bachnähe befindlichen

Gründstücke im Ort Pfons dar. Die Mure würde schließlich fast ungebremst in den

Vorfluter fließen. Das Abflussverhalten der Sill könnte durch diese großen

Geschiebemengen nach der Mündung des Pfonerbaches verändert werden.

51

12. Hydraulische Simulation mit FLO-2D

12.1 Software FLO-2D

FLO-2D ist ein rasterbasiertes zweidimensionales Modell zur Simulation von

Reinwasserabflüssen, Abflüssen mit Feststofftransport und Murgängen. Es wurde

von Jim S. O’BRIEN 1993 an der Colorado State University entwickelt. FLO-2D

berechnet den Abfluss auf Basis einer dynamischen Welle zweidimensional über

eine Oberfläche oder eindimensional durch ein Gerinne.

Die Berechnung des Zu- und Abflusses von der Oberfläche ins Gerinne und

umgekehrt ist möglich, ebenso die Simulation von Stau- oder Rückströmeffekten.

FLO-2D ermöglicht die Bestimmung von Abflusstiefen und Abflussgeschwindigkeiten

zu jedem beliebigen Zeitpunkt in jedem Rasterelement, aber auch die Berechnung

von Ganglinien in vordefinierten Rasterelementen oder Querschnitten.

Als Eingabeparameter werden ein digitales Geländemodell, die Gerinnnegeometrie,

ein Hydrograph und die rheologischen Eigenschaften des Feststoff-Wasser-

Gemisches benötigt.

Nähere Informationen sind im Internet unter www.flo-2d.com/homepage.html

verfügbar.

12.2 Datengrundlagen zur Modellerstellung

12.2.1 Abgrenzung des Simulationsgebietes

Aufgrund der verfügbaren Datenmengen musste das Simulationsgebiet möglichst

klein eingegrenzt werden. Das Simulationsgebiet wurde deshalb nur auf den

Ortskern Pfons beschränkt.

12.2.2 Detailvermessung und Profilaufnahmen im Simulationsgebiet

Durch die terrestrische Vermessung im Mündungsbereich wurden die Grundlagen für

die hydraulischen Simulationen geschaffen. Als Basis für die Detailvermessung

dienten die bereits vorhandenen Vermessungen des BEV (Bundesamt für Eich- und

Vermessungswesen).

Mithilfe eines kurzen Polygonzuges (beginnend bei EP 81207-33) wurden Fixpunkte

im dicht verbauten Bereich der Gemeinde Pfons entlang des Baches verortet. Die fix

vermarkten Standpunkte mit dem Symbol P1 (Fixpunkte 1. Ordnung) galten nach der

Fehlerkontrolle als Fixpunkte für die Detailvermessung. Die Vermarkung erfolgte mit

52

Kunststoffmarken auf nicht befestigtem Untergrund. Anhand dieser Fixpunkte konnte

dann die Detailvermessung durchgeführt werden.

Sämtliche gemessenen Punkte wurden mit Hilfe des Softwarepaketes „Autodesk

Land Desktop“ zu einem digitalen Geländemodell verarbeitet.

Um dem so erstellten Geländemodell eine noch höhere Genauigkeit zu verleihen,

wurden zusätzlich zur Detailvermessung noch Querprofile aufgenommen. Besonders

im Bereich der Brücke und unterhalb dieser war die Aufnahme von Profilen

unumgänglich, da durch den hohen Verbauungsgrad, die extremen

Geländeneigungen und vor allem durch den starken Bewuchs eine Vermessung

teilweise unmöglich gewesen war. Erst durch die gewonnenen Profildaten konnte

dann das Gerinne realitätsgemäß in das durch die Vermessung erstellte

Geländemodell eingebaut werden.

Dieses Geländemodell diente dann als Grundlage für weitere Berechnungen (liefert

Eingangsdaten für die hydraulische Simulation), für die Längs- und

Querprofilerstellung und zur übersichtlichen Darstellung der Berechnungsergebnisse.

12.2.3 Fließwiderstände

Die Festlegung der Rauhigkeiten nach Manning und Strickler erfolgte im Gelände

sowohl für das Gerinne selbst (Sohle, Uferbereich) als auch für den Ortsbereich und

das Vorland. Die verwendeten Rauhigkeiten sind in Tabelle 13 aufgelistet. Als Basis

für die Rauhigkeitsdefinitionen diente die Hec- Ras Manning Tabelle.

Fläche Oberfläche Klasse Manning Strickler Beschreibung

Gerinne-Sohle Steine/Blockwerk A1c-mittel 0,04 25 clean winding, some pools and shoals

Ufermauer-bei Brücke Beton B1d-hoch 0,02 50 unfinished concret Uferbewuchs-unterhalb Brücke Gebüsch A2c5 0,1 10

medium to dense brush in summer

Wiese Wiese A2a2-mittel 0,035 28,6 high grass

Waldstück Wald A2d3 0,1 10 Heavy stand of timber, few down trees

Schotterstraße Schotter C4b 0,04 25 Jagged and irregular rock cuts Straße Asphalt B6a,b 0,014 71,4 smooth to rough Häuser Ziegel B4a,b 0,015 66,7 brick in cement mortar

Gerinne-Sohle Steine/Blockwerk A1c-mittel 0,04 25 clean winding, some pools and shoals

Tabelle 13: Rauhigkeiten nach Stricker und Manning

53

L

egen

de:

R

auhi

gkei

ten

Ort

sker

n:

Abbildung 28: Rauhigkeiten Ortskern

54

L

egen

de:

D

etai

l: R

auhi

gkei

ten

Brü

cke:

:

Abbildung 29: Rauhigkeiten Brücke

55

12.2.4 Rheologie

Die Ermittlung der Rheologie wurde bereits unter Punkt 10 beschrieben.

Als Eingangsgrößen für das FLO-2D wurden die rheologischen Parameter aus

Tabelle 8 entnommen.

12.2.5 Inflowganglinien

Die Abflussganglinie wurde vom BFW (Bundesamt und Forschungszentrum für Wald)

zur Verfügung gestellt. Sie wurde für ein 100 jährliches Ereignis nach

Lorenz & Skoda berechnet und ist in Abbildung 19 dargestellt.

Da nur diese eine Ganglinie zur Verfügung stand, war die Szenarienbildung bei der

Simulation stark einschränkt. Auch wurden die Niederschlagswerte für die

Regendauer auf das gesamte Einzugsgebiet aufgetragen und Retentionswirkungen

(z.B. Schutthalden) nicht berücksichtigt. Dadurch ergab sich eine extrem hohe

Abflussganglinie. Somit entstand aufgrund dieser Ausgangsparameter ein „worst

case“ Szenario.

12.2.6 Digitales Geländemodell

Das Geländemodell wurde mit Hilfe des Softwarepaketes „Autodesk Land Desktop“

erstellt. Datengrundlage waren die Detailvermessung sowie die Profilaufnahme im

untersten Bereich das Pfonerbaches. Mit Hilfe von Bruchkanten wurden der

Pfonerbach sowie die anliegenden Häuser in der Ortschaft Pfons realitätsgetreu

nachgebildet. Der betrachtete Abschnitt erstreckt sich ca. 100 m oberhalb und

unterhalb der Hauptstraßenbrücke. Das digitale Geländemodell ist in Abbildung 31

dargestellt.

56

Abbildung 30: Digitales Geländemodell

Abbildung 31: Digitales Geländemodell

57

12.3 Ergebnisse der Simulation

12.3.1 Reinwasser

Bei dieser Simulation wurde von einem Reinwasserabfluss ohne Geschiebetrieb

ausgegangen. Trotz der hohen Abflussmenge bleibt der Pfonerbach im Großen und

Ganzen innerhalb seines Bachbettes. Einzig das orographisch links gelegene Haus

unmittelbar vor der Brücke der Landesstraße ist gefährdet. Das Wasser bedeckt den

zwischen dem Bachbett und dem Haus gelegenen Weg und breitet sich auch in dem

vor dem Haus gelegenen Stadel aus.

Die durch das Simulationsprogramm FLO-2D berechneten Abflusstiefen und

Fließgeschwindigkeiten erscheinen realistisch. Zur Visualisierung sind die

Ergebnisse in Abbildung 32 und Abbildung 33 dargestellt.

Abbildung 32: Fließtiefen nach FLO-2D

58

Abbildung 33: Fließgeschwindigkeiten nach FLO-2D

12.3.2 Murgang

Die Simulation eines Murgangs wurde mit einem Feststoffanteil von maximal 35%

durchgeführt und an die Abflusskurve angepasst. Bei diesem Szenario tritt der

Pfonerbach deutlich aus seinem Bachbett aus und gefährdet im Simulationsgebiet

drei Häuser, wobei die zwei direkt am Bach gelegenen Häuser oberhalb der

Bundesstraßenbrücke mit höchster Wahrscheinlichkeit direkt in Mitleidenschaft

gezogen werden würden. Die berechneten Fließtiefen und Fließgeschwindigkeiten

erscheinen äußerst realistisch und sind in den Abbildung 34 und Abbildung 35

dargestellt.

59

Abbildung 34: Fließtiefen nach FLO-2D

Abbildung 35: Fließgeschwindigkeiten nach FLO-2D

60

13. Ausblick Anhand der eingangs angeführten Grundlagendaten sind alle Aufgabenstellungen

nach den ETAlp Ansätzen wie oben beschrieben durchgeführt worden. Die

praktische Anwendbarkeit ist somit überprüft worden, und die gewonnenen

Erkenntnisse liefern erste Richtwerte für weitere Detailprojekte. Auch der in der

vorliegenden Arbeit behandelte Themenkomplex rund um den Pfonerbach ist noch

nicht das endgültige Ergebnis der vorgesehenen Untersuchungen. Vielmehr soll

durch die bisherigen Arbeitsschritte eine erste Abschätzung der Wildbachtätigkeit des

Pfonerbaches gewonnen werden. Durch im Moment in Arbeit befindliche genauere

Abflussganglinien sollen in weiterer Folge Detailsimulationen für 30-, 50-, 100- sowie

150- jährliche Niederschlagsereignisse durchgeführt werden. Den einzelnen

Jährlichkeiten können dann die bereits erfassten Geschiebewerte zugeordnet

werden, um plausible und exakte Ergebnisse zu erhalten.

Die Simulationsergebnisse dieser Arbeit sind zwar für eine erste Abschätzung des

Fließverhaltens sehr gut, doch sind sie durch die eher hoch angesetzte

Abflussganglinie mit einigen Ungenauigkeiten behaftet.

Grundsätzlich ist aber auch bei den Endergebnissen keine große Gefährdung des

Ortsgebietes von Pfons zu erwarten. Abgesehen von einigen Gebäuden und

Liegenschaften direkt am Bachufer bleibt wohl auch bei „worst case“ Szenarien der

Ortskern verschont und Wasser sowie Geschiebe können mehr oder weniger

schadlos abgeführt werden.

Der auch historisch gesehen relativ ruhige Pfonerbach lässt also auch in Zukunft

keine großen Katastrophen, wie sie in den letzten Jahrzehnten im Alpenraum immer

wieder vorkamen, erwarten.

Literatur

61

14. Literatur AULITZKY, H.: Sonderdruck aus Wildbach- und Lawinenverbau, Zeitschrift des

Vereins der Diplomingenieure der Wildbach- und Lawinenverbauung

Österreichs, 34. Jahrgang, Heft1, 1970.

BULMER, M., BARNOUIN, O., PEITERSEN, M., BOURKE, M.: An empirical

approach to studying debris flows: Implications for planetary modeling studies,

in: Journal of Geophysical Research, Vol 107, 2002.

FEHR, R. J.: Geschiebeanalysen in Gebirgsflüssen in Mitteilungen der

Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie, Eidgenössische

Technische Hochschule Zürich, 1987.

HOPF, J., WANNER, J.: Probleme eines murstoßfähigen Baches im Inntal:

Enterbach, Gemeinde Inzing (Oberlauf- und Unterlauf), in: Interpraevent

Hochwasser- und Lawinenschutz in Tirol, Band 1 S. 215 – 226, 1975.

HÜBL, J., GANAHL, E., GRUBER, H., HOLUB, M., HOLZINGER, G., MOSER, M.,

PICHLER, A.: Grundlagenerhebung für das Schutzkonzept Lattenbach

(Catchrisk): Grundlagen für eine Murenprognose und darauf aufbauend die

Entwicklung eines Warn- und Alarmsystems, WLS Report 95/1, Universität für

Bodenkultur Wien (unveröffentlicht), 2004.

ÖNORM B4412: Korngrößenverteilung, Erd- und Grundbau Untersuchung von

Bodenproben, 1974.

RICKENMANN, D., KOCH, T.: Comparison of debris flow modelling approaches, in:

Debris-Flow Hazards Mitigation: Mechanics, Prediction, and Assessment, San

Francisco, 1997, 567 – 585.

ROMANG, H. J.: Wirksamkeit und Kosten von Wildbach- Schutzmaßnahmen, Bern

2004.

SANTER, P.: Untersuchung der Sedimentquellen im oberen Einzugsgebiet des

Speichers Großsölk in der Steiermark, 2002.

STEINWENDTNER, H.: Untersuchung zur Murendynamik, Wien, 1997.

TIROLER TAGESZEITUNG vom 24.07.1998: Die Angst vor der Mure bleibt; TT

Online.

Herausgeber FORSTTECHNISCHER DIENST FÜR WILDBACH- UND

LAWINENVERBAUUNG: Kartierung Talflanke Mislalm. Bericht zur Geologisch-

Geomorphologischen Bearbeitung, Innsbruck 2002.

Literatur

62

Herausgeber GEOLOGISCHE STELLE: Regionalstudie Wipptal, 2004 (noch nicht

veröffentlicht).

Herausgeber PROJEKTTEAM ET ALP: ETAlp – Erosion, Transport in Alpinen

Systemen, Gesamtheitliche Erfassung und Bewertung von Erosion- und

Transportvorgängen in Wildbacheinzugsgebieten, 2004.

http://www.hec.usace.army.mil/ HEC-RAS Manning Tabelle .

Anhang

68

15. Anhang 1

15.1 Querprofile Pfonerbach

Profil 1:

Lage: Aufnahmedatum: 31.7.2004

Hektometer: 0,60

Seehöhe: 965 m

Homogenbereich: Höhe: 950 m bis 970 m

Hektometer: 0,0 bis 0,6

Foto 1:

Profil:

Anmerkung: Längsgefälle: 25 %

Eintiefung: 0,5 m

Wildholz: 4 Bäume

Verklausung: möglich

Zubringer: keine

Abbildung 36: Profil 1

Anhang

69

Profil 2:


Hektometer: 1,70

Seehöhe: 990 m


Hektometer: hm 0,6 bis 1,8

Foto 2:

Profil:


Eintiefung: 1 m

Wildholzpotential: 6 Bäume

Verklausung: nicht wahrscheinlich

Zubringer: keine


Anhang

70

Profil 3:


Hektometer: 2,37

Seehöhe: 1010 m



Foto 3:

Profil:


Eintiefung: 1,5 m



Zubringer: keine


Anhang

71

Profil 4:


Hektometer: 2,81

Seehöhe: 1020 m



Foto 4:

Profil:


Eintiefung: 1 m


Verklausung: lokal [1015 m]

Zubringer: keine


Anhang

72

Profil 5:


Hektometer: 4,83

Seehöhe: 1055 m



Foto 5:

Profil:


Eintiefung: 2 m


Verklausung: lokal bei Brücke [1060 m]

Zubringer: keine


Anhang

73

Profil 6:


Hektometer: 5,95

Seehöhe: 1095 m



Foto 6:

Profil:


Eintiefung: 2 m

Wildholzpotential: keines


Zubringer: keine


Anhang

74

Profil 7:


Hektometer: 6,66

Seehöhe: 1125 m

Homogenbereich: Höhe: 1115 m bis 1150


Foto 7:

Profil:


Eintiefung: 1,5 m



Zubringer: keine


Anhang

75

Profil 8:


Hektometer: 8,42

Seehöhe: 1180 m


Hektometer: 7,9 bis 9.0

Foto 8:

Profil:


Eintiefung: 2 m


Verklausung: lokal bei Brücke [1150]

Zubringer: keine


Anhang

76

Profil 9:


Hektometer: 9,50

Seehöhe: 1215 m



Foto 9:

Profil:


Eintiefung: 2 m

Wildholzpotential: keine Bäume


Zubringer: keine


Anhang

77

Profil 10:


Hektometer: 10,61

Seehöhe: 1235 m



Foto 10:

Profil:


Eintiefung: 1,5 m


Verklausung: lokal [1225]

Zubringer: keine


Anhang

78

Profil 11:


Hektometer: 12,26

Seehöhe: 1275 m



Foto 11:

Profil:


Eintiefung: 1,5 m


Verklausung: möglich [1300 m –1325 m]

Zubringer: keine


Anhang

79

Profil 12:


Hektometer: 15,05

Seehöhe: 1360 m



Foto 12:

Profil:


Eintiefung: 1,5 m



Zubringer: linksufrig [1365 m]


Anhang

80

Profil 13:


Hektometer: 15,97

Seehöhe: 1380 m



Foto 13:

Profil:


Eintiefung: 1,5 m



Zubringer: keine


Anhang

81

Profil 14:


Hektometer: 18,45

Seehöhe: 1450 m



Foto 14:

Profil:


Eintiefung: 1,5 m



Zubringer: keine


Anhang

82

Profil 15:


Hektometer: 18,95

Seehöhe: 1470 m



Foto 15:

Profil:


Eintiefung: 0,5 m



Zubringer: keine

Abbildung 50: Profil15

Anhang

83

Profil 16:


Hektometer: 23,65

Seehöhe: 1640 m



Foto 16:

Profil:


Eintiefung: 1,5 m



Zubringer: keine


Anhang

84

Profil 17:


Hektometer: 25,17

Seehöhe: 1680



Foto 17:

Profil:


Eintiefung: 1,0 m



Zubringer: keine


Anhang

85

Profil 18:


Hektometer: 28,68

Seehöhe: 1800



Foto 18:

Profil:


Eintiefung: 1,5 m



Zubringer: keine


Anhang

86

Profil 19:


Hektometer: 31,60

Seehöhe: 1850 m



Foto 19:

Profil:


Eintiefung: 1 m



Zubringer: keine


Anhang

87

Profil 20:


Hektometer:37,00

Seehöhe: 1970 m



Foto 20:

Profil:


Eintiefung: 1 m



Zubringer: keine


Anhang

88

16. Anhang 2 (Planbeilagen)

REPORT 104 BAND 3 · 2012-07-18 · IAN REPORT 104 BAND 3 Grundlagen zur Risikoanalyse am Enterbach...

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