Ein neuer Ansatz zur Bewertung von Steinschlagrisiken
Steigende Temperaturen, schmelzender Permafrost und Extremwetterereignisse destabilisieren Hänge und führen dazu, dass Steinschlag immer häufiger auftritt und ein wachsendes Risiko für die vielen Menschen darstellt, die in Gebirgsregionen leben und arbeiten. „Die Auswirkungen eines Steinschlags können Todesfälle und Verletzungen verursachen, Verkehrsnetze lahmlegen, Gebäude und Versorgungsunternehmen beschädigen und erhebliche finanzielle Verluste verursachen“, sagt Maddalena Marchelli(öffnet in neuem Fenster), Forscherin an der polytechnischen Universität Turin(öffnet in neuem Fenster). Mit der Unterstützung des EU-finanzierten Projekts RIDETHERISK(öffnet in neuem Fenster) hat Marchelli unser Verständnis und unsere Vorhersage von Steinschlaggefahren verbessert. „RIDETHERISK befasst sich mit Fragen der Gesteinsfragmentierung und Risikobewertung, um Instrumente bereitzustellen, die die Entscheidungsfindung in der realen Praxis unterstützen können“, erklärt sie. Das Projekt wurde im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen(öffnet in neuem Fenster) unterstützt.
Eine realistischere Darstellung von Steinschlagprozessen
Eines der vom Projekt bereitgestellten Instrumente ist ein physikbasiertes Modell zur Ausbreitung von Steinschlag sowie ein dazugehöriger RockFRAG-Code. Zusammen berücksichtigen diese Instrumente die Fragmentierung beim Aufprall sowie die Beschaffenheit der Gesteinsmasse und die Form der Gesteinsblöcke. Die Instrumente wurden im Rahmen einer umfangreichen Versuchsreihe kalibriert und anhand realer Anwendungsfälle validiert. „Wenn ein herabfallender Felsbrocken in mehrere Fragmente zerbricht, kann sich die daraus resultierende Gefahr dramatisch verändern, was mit Auswirkungen auf den Bereich, der dem Aufprall ausgesetzt ist, und auf den potenziellen verursachten Schaden einhergeht“, bemerkt Marchelli. Trotz dieses Risikos, so Marchelli, werde die Zerkleinerung in der derzeitigen technischen Praxis oftmals vernachlässigt oder zu sehr vereinfacht. „Zwar wurden große Anstrengungen unternommen, um die Bewertung der Steinschlaggefahr zu verbessern, doch sind Risikobewertungen oft mit erheblichen Unsicherheiten behaftet, da Fragmentierungsprozesse und deren Folgen nicht angemessen berücksichtigt werden“, fügt sie hinzu. „Infolgedessen kann es sein, dass die tatsächliche Intensität, Häufigkeit und räumliche Verteilung der Auswirkungen unterschätzt oder falsch dargestellt wird.“ Durch die Simulation der Entstehung und der anschließenden Trajektorien von Gesteinsfragmenten liefert das RIDETHERISK-Modell eine realistischere Darstellung von Steinschlagprozessen. Dadurch ermöglicht es eine genauere Quantifizierung der Steinschlaggefahr und verbessert somit die Bewertung des damit verbundenen Risikos sowie die Einschätzung von Abschwächungsmaßnahmen.
Das Steinschlagrisiko bewerten
Neben der Modellierung der tatsächlichen Auswirkungen eines Steinschlags wurden im Rahmen des Projekts Formeln und Methoden zur Risikobewertung an einem Standort entwickelt, die alle möglichen Ereignisse, deren Wahrscheinlichkeit und die daraus resultierenden Schäden berücksichtigen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen, die oft nur eine begrenzte Anzahl von Szenarien berücksichtigen, bezieht das RIDETHERISK-Instrument die gesamte Bandbreite möglicher Steinschlagereignisse und deren zeitliche Variabilität mit ein, um die Entwicklung von Gefahr, Anfälligkeit und Exposition im Zeitverlauf zu berücksichtigen. Laut Marchelli ermöglicht diese Integration die Quantifizierung sozialer wie auch wirtschaftlicher Risiken unter ausdrücklicher Berücksichtigung von Unsicherheiten und Szenarien mit mehreren Gefahren. „Die daraus resultierenden Risikobewertungen sind umfassender und besser zur Unterstützung einer risikobewussten Entscheidungsfindung und zur Konzeption wirksamer Abschwächungsstrategien geeignet“, sagt sie. Die Methodik wurde in realen Umgebungen erprobt, darunter Verkehrskorridore im Alpenraum und im Tagebau.
Bessere Risikobewertungen für fundiertere Entscheidungen
Durch die verbesserte Darstellung von Fragmentierungsprozessen und die Entwicklung eines umfassenden Rahmens für die quantitative Risikobewertung hat RIDETHERISK eine realistischere Methode zur Einschätzung der potenziellen Folgen von Steinschlagereignissen hervorgebracht. Das wichtigste Ergebnis des Projekts ist jedoch die Verbesserung der Sicherheit der Bevölkerung, Arbeitskräfte und Infrastruktur, die diesen Steinschlagereignissen ausgesetzt sind. „Bessere Risikobewertungen führen zu fundierteren Entscheidungen, wirksameren Abschwächungsmaßnahmen und einer effizienteren Ressourcenzuteilung – all dies trägt zur Minderung von Risiken und Erhöhung der Resilienz bei“, lautet das Fazit von Marchelli.
