Verbundprojekt FW II: SIMULTAN; Vorhaben: Geotechnische Parameter der Bodenstabilität - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN

Erdfälle sind zirkulare/elliptische Einsenkungen oder Kollapsstrukturen in der Erdoberfläche, die durch Lösung oder Subrosion im Untergrund verursacht werden. Ihr Durchmesser variiert von wenigen Metern bis zu einigen 100 Metern für große Erdfälle, womit eine ernsthafte Gefährdung von Bevölkerung und Infrastruktur in Betracht gezogen werden muss, weltweit und in Deutschland. Hier haben die Ereignisse insbesondere in den letzten 5 Jahren eine zunehmende öffentliche Wahrnehmung erfahren, da es Ereignisse mit großen Kollapsausmaßen und vor allem Ereignisse in bevölkerten Gebieten waren (insb. in Hamburg, Thüringen und Schleswig-Holstein).
Kollapsprozesse an Erdfällen finden generell in den obersten wenigen 100 Metern der Erdkruste statt. Individuelle Prozesskomponenten können einfach sein und verstanden werden. Aber es wechselwirken auch Prä-Kollapsprozesse und Vorläufer auf unterschiedlichen raum-zeitlichen Skalen und mit kleinen Variationen miteinander. Dies erfordert innovative, multi-skalige Beobachtungen, Analysen und integrierte Früherkennungskonzepte, besonders für urbane Bereiche, die bisher noch nicht vollständig entwickelt verfügbar sind und auch noch nicht als automatische operationelle Systeme arbeiten.
Der Verbundantrag SIMULTAN möchte ein Früherkennungssystem für Instabilität, Unruhe und Kollaps von Erdfällen entwickeln und anwenden. Der neuartige Forschungsansatz kombiniert strukturelle, geophysikalische, petrophysikalische und hydrologische Kartierungsmethoden, die von Sensorentwicklung und mulit-skaliger Überwachung flankiert werden. Es sollen ein IT-System und eine Informationsplattform realisiert werden, die eine Datenanalyse und Modellierung umfassen. Das Frühwarnsystem berücksichtigt schließlich auch Szenario-Simulationen und Modellierungen, um den Entscheidungsprozess zu unter-stützen. Die Kooperation mit Endnutzern, wie z.B. geologischen Diensten und Städten, ist bereits vorhanden und wird mit diesem Projekt weiter ausgebaut. Zwei Fokusgebiete sind für Pilotanwendungen vorgesehen: Gebiet 1 ist Hamburg (Lokation Flottbek), Gebiet 2 ist Thüringen (Lokationen Schmalkalden, Tiefenort, Bad Frankenhausen). In beiden Gebieten wurde bereits Erdfallunruhe identifiziert, und die Einrichtung von Bohrlöchern ist finanziert oder vorhanden. Diese Lokationen sind repräsentativ für evaporitische Erdfallbildung, gut durch Vorerkundungen bekannt und leicht zugänglich. Sie sind zudem von höchster Relevanz, da sie in dicht besiedelten Gebieten und urbaner Umgebung liegen. So wird SIMULTAN einen ausschlaggebenden Schritt in der Entwicklung von Systemen zur Erkennung von Erdfallinstabilität liefern.