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Frühwarnsystem für Murereignisse entwickeln

Muren treten plötzlich und unvorhersehbar auf, wobei sie Geschwindigkeiten bis über 40 km/h und enorme Kräfte entwickeln können. Rechtzeitige Warnungen sind wichtig, um erfolgreich Schutzmaßnahmen ergreifen zu können. Im Rahmen des INTERREG Projektes INADEF soll ein Muren-Frühwarnsystem entwickelt werden, das Vorwarnzeiten im Stundenbereich ermöglicht.

Abbildung 1:  Schäden nach einem Murereignis

Hohe Geschwindigkeiten, mitunter enorme Massen und ihr kaum vorhersagbares Auftreten machen Muren zu einer gefährlichen Naturgefahr in Gebirgsregionen; insbesondere im Alpenraum mit seinem hohen Erschließungsgrad stellen Muren eine große Herausforderung für die Entscheidungsträger (z. B. Bürgermeister, Katastrophenschutz, WLV, etc.) dar. Aktuelle Warnsysteme, die über Sensoren entlang der Ausbreitungsachse gesteuert werden, ermöglichen nur Vorwarnzeiten von einigen Minuten, oft zu wenig, um einem Ereignis gut vorbereitet zu begegnen.

Im Rahmen des INTERREG Projektes INADEF (Innovative Nowcasting and phenomenological based eArly warning system for DEbris Flow events, ITAT 3035), welches das BFW in Kooperation mit der ZAMG und drei italienischen Forschungsinstitutionen durchführt, ist deshalb die Entwicklung eines Prototyps zur Muren-Frühwarnung mit Vorwarnzeiten im Stundenbereich vorgesehen. Die generierten Informationen sollen den Entscheidungsträgern (WLV, Katastrophendienste, Entscheidungsträger vor Ort…) als Grundlage für zu ergreifende Maßnahmen kurz vor dem Ereignis dienen. Der Prototyp kann eine kostengünstige und die Landschaft minimal beeinträchtigende Alternative oder eine Ergänzung zu technischen Verbauungen sein.

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Das Frühwarmsystem wird auf einer von der Universität Udine entwickelten WEBGIS-Plattform umgesetzt, auf der mehrere bereits verfügbare und in der Praxis bewährte Ansätze miteinander gekoppelt und notwendige Gebietsinformationen verwaltet werden (Abbildung 2).

Abbildung 2: Aufbau des Muren-Frühwarnsystems (Schema)

Muren werden überwiegend von kurzen, intensiven, oft kleinräumigen Niederschlagsereignissen ausgelöst. Für die Erfassung und die Kurzfristprognose der räumlichen und zeitlichen Verteilung solcher Niederschlagsereignisse steht mit dem INCA-System der ZAMG ein bewährter Ansatz zur Verfügung. Der Ansatz wird zunächst an die Orographie Nordostitaliens angepasst, zudem sind Schnittstellen für die Datenübertragung einzurichten. Dafür sind hohe Rechnerleistungen sowie ein Know-how für den Betrieb und die Wartung erforderlich, deshalb wird INCA extern an der ZAMG betrieben und die prognostizierten Niederschlagsdaten zeitnahe an den WEBGIS-Server übermittelt.

Das BFW hat schon vor Jahren eine Methode zur Erhebung von abflussrelevanten Gebietseigenschaften entwickelt, mit der die räumliche Verteilung der Infiltrationseigenschaften und die Oberflächenrauigkeit, die maßgeblich für die Ausbildung von Abflussspitzen verantwortlich ist, ermittelt werden können. Zusammen mit den Informationen zum Niederschlag generiert das praxiserprobte Niederschlags-Abflussmodell ZEMOKOST des BFW Abflussganglinien für festzulegende (Teil-)Einzugsgebiete.

Die aus ZEMOKOST generierten Abflussganglinien werden, ergänzt um Gerinneparameter, in ein von der Universität Padua entwickeltes Mur-Simulationsmodell gespeist, welches die Wahrscheinlichkeit einer Murauslösung und das entsprechende Volumen abschätzt. Ergebnis ist ein prognostizierter „Murhydrograph just in time“. Dieser kann den Verantwortlichen und Einsatzkräften vor Ort wertvolle Informationen für die Abstimmung von Maßnahmen (Alarm etc.) liefern.

Der Prototyp wird auf Basis gut dokumentierter, historischer Murereignisse (ergänzt durch aktuelle Geschehnisse) in fünf Testgebieten erprobt, überprüft und evaluiert. Die Testregionen liegen sowohl in Italien (Rio Moscardo, Rio Cancia, Rio Rudan) als auch in Österreich (Gröbentalbach – Abbildung 3; Bettelwurfmure) sind teilweise bereits instrumentiert und werden für die Projektanforderungen adaptiert bzw. neu ausgestattet.

Abbildung 3: Testgebiet Gröbentalbach, Stubaital/Tirol

Das Projekt „Entwicklung eines Frühwarnsystems für Murereignisse“ (INADEF, INTERREG – ITAT 3035), das im Herbst 2019 startete, wird seitens des BFW in enger Kooperation mit potenziellen Nutzern – insbesondere der WLV-Sektion Tirol umgesetzt, um eine praxisorientierte Lösung zu gewährleisten.