SIMULTAN

Subrosion und ErdfallInstabilität: integrierte MULTi-skalige Überwachung und ANalyse

Das Verbundprojekt SIMULTAN möchte ein Früherkennungssystem für Instabilität, Unruhe und Kollaps von Erdfällen entwickeln und anwenden. Dazu haben wir uns mit einer Vielzahl von Forschungspartnern zusammen geschlossen.

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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 Prozesse vor einem Kollaps 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.

Zwei Fokusgebiete sind für Pilotanwendungen vorgesehen: Gebiet 1 ist Hamburg, Gebiet 2 ist Thüringen. In beiden Gebieten wurde bereits Erdfallunruhe identifiziert. Diese Lokationen sind repräsentativ für evaporitische Erdfallbildung und zudem von höchster Relevanz, da sie in dicht besiedelten Gebieten liegen.

Zuwendungsgeber

BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung

Referenzen

2016

Al-Halbouni, D., Holohan, E.P., Saberi, L., Alrshdan, H., Sawarieh, A., Closson, D., Walter, T., Dahm, T., 2016. Sinkholes, subsidence and subrosion on the eastern shore of the Dead Sea as revealed by a close-range photogrammetry survey. Geomorphology, in revision.
Gudmundsson & 47 others, 2016. Gradual caldera collapse at Bardabunga volcano, Iceland, regulated by lateral magma outflow. Science, 353, 6296; doi.org/10.1126/science.aaf8988. (numerical modeling approach has contributed)
Kaufmann, G., Romanov, D., 2016. Structure and evolution of collapse sinkholes: Combined interpretation from physico-chemical modelling and geophysical field work. J. Hydrol., 540, 688-698; dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2016.06.050.
Kersten, T., Kobe, M., Timmen, L., Gabriel, G., Schön, S., Vogel, D., 2016. On Integrated Geodetic Monitoring of Sinkhole-Induced Surface Deformation and Mass Dislocation by Levelling, Gravimetry and GNSS - Preliminary Report. Journal of Applied Geodesy, in revision.
Wadas, S., Polom, U., Krawczyk, C.M., 2016. High-resolution shear wave reflection seismics as tool to image near-surface subrosion structures – a case study in Bad Frankenhausen, Germany. Solid Earth, accepted; doi:10.5194/se-2016-91.

2015

Dahm, T., Heimann, S., Cesca, S., Holohan, E., Al-Halbouni, D., Jousset, P., 2015. Beiträge der Seismologie zur Untersuchung der Bruchmechanik von Erdfällen, Stollen- und Kaldera-Einstürzen. In: Fechner, T., Litwinska-Kemperink, T., Joswig, M., Orlowsky, D., Schuck, A., Yaramanci, U. (Ed.): DGG-Kolloquium Georisiken-Erdfälle, DGG Sonderband I/2015, pp. 31-48.
Kaufmann, G., Romanov, D., 2015. Numerische Modellierung von Verkarstung, Hohlraumbildung und Erdfallstrukturen am Beispiel eines Erdfalls im Gipskarst. In: Fechner, T., Litwinska-Kemperink, T., Joswig, M., Orlowsky, D., Schuck, A., Yaramanci, U. (Ed.): DGG-Kolloquium Georisiken-Erdfälle, DGG Sonderband I/2015, pp. 5-18, ISSN 0947-1944, Deutsche Geophysikalische Gesellschaft (DGG).
Krawczyk, C.M., Polom, U., Buness, H., 2015. Geophysikalische Schlüsselparameter zur Überwachung von Erdfällen – Stand und Ziele der aktiven Seismik. In: Fechner, T., Litwinska-Kemperink, T., Joswig, M., Orlowsky, D., Schuck, A., Yaramanci, U. (Ed.): DGG-Kolloquium Georisiken-Erdfälle, DGG Sonderband I/2015, pp. 19-30, ISSN 0947-1944, Deutsche Geophysikalische Gesellschaft (DGG).

2011

Krawczyk, C.M. & Dahm, T., 2011. Charakterisierung und Überwachung von Salz-bezogenen Erdfällen in urbanen Gebieten. White Paper, www.liag-hannover.de.

Kooperationen

Helmholtz-Zentrum Potsdam, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ,
Charlotte Krawczyk, Torsten Dahm, Eleonora Rivalta, Djamil, Al-Halbouni
Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG), Hannover
Gerald Gabriel, Ulrich Polom, Saskia Tschache, Adelheid Weise
Gottfried WilhelmLeibniz Universität Hannover (LUH),
Steffen Schön, Ludger Timmen, Tobias Kersten
Universität Hamburg (UHH),
Dirk Becker, Ali Dehghani, Klemen Zaksek
Technische Universität Berlin (TUB),
Frank Börner, Carsten Rücker, Franziska Mai
Freie Universität Berlin (FUB),
Georg Kaufmann, Douchko Romanov
GGL Geophysik und Geotechnik Leipzig GmbH (GGL),
Andreas Schuck
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ, Leipzig,
Ulrike Werban, Thomas Vienken, Thomas Tippelt
Behörde für Umwelt und Energie (BUE), Hamburg,
Renate Taugs, Alf Grube, Doris Bunge
Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie (TLUG), Weimar, Lutz Katzschmann, Ina Pustal, Sven Schmidt
Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume (LLUR), Flintbek,
Reinhard Kirsch, Thomas Liebsch-Dürschner

Arbeitspakete

Unser vernetztes Konzept besteht aus sechs Arbeitspaketen (APs), die groß- bis klein-skalige Phänomene untersuchen, zeitabhängige Daten berücksichtigen und verschiedene Messdatentypen mit Simulationen zum Prozessverständnis kombinieren:

AP1: Schlüsselparameter kritischer Zonen in Erdfällen (LIAG),
AP2: seismische Überwachung und Charakterisierung (UHH, GFZ, LIAG),
AP3: Oberflächendeformation und Massenverschiebung (LUH, GGL, LIAG),
AP4: Interaktion Gestein-Boden-Wasser (TUB, UFZ),
AP5: Entwicklung von Hohlräumen und Kollapserdfällen (GFZ, FUB),
AP6: Protokolle und Entscheidungsprozess (geologische Dienste BUE, LLUR, TLUG).