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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Forschung: Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung (VEGAS)

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Kopplung von Strömungs- und Deformationsprozessen zur Modellierung von Großhangbewegungen; Teilprojekt 4; Experimentelle Untersuchungen auf der technischen Skala zur Prozessaufklärung und zur Verifizierung numerischer Modelle bei Großhangbewegungen
Projektleiter:Jürgen Braun, Ph.D.
Wissenschaftliche Mitarbeiter:Dr.-Ing. Kai Germer, Dipl.-Geoökol.
Projektdauer:1.1.2006 - 31.12.2012
Finanzierung:DFG
Projektpartner:
  • Technische Universität Berlin, Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Wasserwirtschaft und Hydroinformatik, Prof. R.Hinkelmann (Sprecher), Dr. F.Molkenthin
  • Universität Potsdam, Institut für Geoökologie, Prof. E.Zehe (stellv. Sprecher)
  • Universität Stuttgart:
    Institut für Mechanik (Bauwesen), Lehrstuhl II (Kontinuumsmechanik), Prof. W.Ehlers
    Institut für Wasserbau, Lehrstuhl für Hydromechanik und Hydrosystemmodellierung, Prof. R.Helmig
  • Universität Karlsruhe, Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Wasserwirtschaft und Kulturtechnik, Abt. IV Hydrologie Dr. J.Ihringer
Kommentar:

Dieses Projekt gehört zum Forschungsschwerpunkt:
Großhangbewegung

Publikationen: Link

Zusammenfassung:

Ziele der Forschergruppe:

Die Entwicklung von Großhangbewegungen bis hin zum Versagen resultiert aus komplexen Wechselwirkungen von hydrologischen, untergrundhydraulischen und bodenmechanischen Prozessen über eine große Bandbreite von zeitlichen und räumlichen Skalen. Da hierzu bislang keine zuverlässigen Simulationsmethoden existieren, werden neue Lösungswege vorgeschlagen, die verbesserte Prozessansätze mit Kopplungs-, Mittelungs- und Upscalingmethoden zusammenführen und dabei deterministische und stochastische Vorgehensweisen verknüpfen, um sowohl der Komplexität der Prozesse als auch der vorhandenen Datenlage auf den unterschiedlichen Skalen gerecht zu werden. Die zu entwickelnden Werkzeuge sollen zunächst anhand von kontrollierten Experimenten (Benchmarks) im technischen Maßstab verifiziert werden, bevor sie auf einen konkreten Feldfall übertragen werden, wozu bereits ein umfangreicher Datensatz vorliegt. Das zentrale Teilprojekt ist für die Koordination und administrative Aufgaben der Forschergruppe verantwortlich. Für die Zusammenarbeit innerhalb Forschergruppe wird ein zentrales Internet-basiertes Informationssystem aufgesetzt, das im Rahmen der Möglichkeiten auch eine Plattform für softwaretechnische Modellkopplungen bereit stellen wird. Mehr Informationen zur DFG-Forschergruppe: "Großhang" finden Sie unter http://www.grosshang.de/

Ziele Teilprojekt 4:

Hangrutschungen stellen insbesondere in alpinen Räumen eine Bedrohung für Menschenleben dar und können hohe Schäden an Infrastrukturen verursachen. In diesem Teilprojekt wird Prozessverständnis über die eine Hangrutschung verursachenden, komplexen, gekoppelten Infiltrations- und Deformationsvorgange erarbeitet. Das gesamte Forschungsvorhaben bezieht sich auf einen ca. zwei Kilometer langen Kriechhang der Ortschaft Ebnit im österreichischen Vorarlberg. Auf Grundlage von Laborexperimenten wird die Gewinnung von zeitlich und räumlich hinreichend aufgelösten Parametersätzen für die Modellierung von Hangbewegungen bereitgestellt. Ein Schwerpunkt liegt in der Bestimmung der als auslösendes Element der Hangbewegung identifizierten, zeitlich schnell erfolgenden, vertikalen Infiltrationsprozesse in Makroporen. Ziel dieser Arbeit ist die Durchführung von Experimenten auf der technischen Skala mit dreidimensional konzipierte Strömungsuntersuchungen mit definierten, künstlich hergestellten Makroporen und invasiver Messtechnik. In einem weiterem Schritt werden Versuche auf der technischen Skala mit künstlich erzeugten Hangrutschungen durchgeführt.