SIMULTAN

Das Verbundprojekt SIMULTAN - Sinkhole instability: integrated multi-scale monitoring and Analysis - möchte ein Früherkennungssystem für Instabilität, Unruhe und Kollaps von Erdfällen entwickeln und anwenden. Die Sektion beteiligt sich mit seismischen und gravimetrischen Methoden.

Erdfälle  – in ihrer spektakulärsten Ausprägung plötzlich eintretende Kollapsereignisse an der Erdoberfläche mit Durchmessern von wenigen Metern bis einigen 100 Metern – stellen vor allem in urbanen Gebieten eine ernstzunehmende Gefährdung für die Bevölkerung und Infrastruktur dar. Die natürliche Ursache für Erdfälle ist die Auslaugung löslicher Gesteine im Untergrund (Subrosion) und die damit verbundene Entstehung von Hohlräumen bzw. Destabilisierung des Gesteins.

Ziel des Verbundprojektes SIMULTAN ist die Charakterisierung und Überwachung von Erdfallgebieten mit Methoden der Geophysik, Petrophysik und Hydrogeologie zur Entwicklung eines Früherkennungssystems für Instabilität. Gestützt werden die Untersuchungen durch Szenario-Simulationen und Modellierungen. Die Fokusgebiete im Forschungsprojekt SIMUTAN sind Thüringen und Hamburg, wo Erdfälle bereits in urbanen Gebieten aufgetreten sind bzw. Senkungsprozesse beobachtet werden. Das LIAG ist innerhalb zweier Arbeitspakete am Projekt beteiligt: der Charakterisierung kritischer Zonen mittels geophysikalischer Schlüsselparameter und der geodätisch-gravimetrischen Überwachung von Erdfallgebieten.

Zur Strukturerkundung und der Identifizierung geophysikalischer Parameter werden hochauflösende Schwerwellenreflexionsseismik (2D), Bohrlochseismik (VSP) mit Anregung von P- und S-Wellen und bohrlochgeophysikalische Methoden eingesetzt. Ziel ist die Ableitung physikalischer Schlüsselparameter, die zur Beschreibung kritischer Zonen geeignet sind. Anhand von Wiederholungsmessungen soll zudem die zeitliche Änderung der physikalischen Parameter ermittelt werden.
Mit regelmäßig wiederholten Nivellements wird die Oberflächendeformation überwacht. Eine große Herausforderung stellt die Aufgabe dar, durch hochpräzise gravimetrische Wiederholungsmessungen potentielle Massenverlagerungen im Untergrund, die erst die Oberflächendeformationen/Erdfall induzieren, nachzuweisen und durch Modellierung der Massendefizite zu verifizieren.


Projektrelevante Literatur:

  • Joint project SIMULTAN – Sinkhole characterization and monitoring with supplementing geophysical methods. (8 Pages) – In: Proceedings of the 15th Multidisciplinary Conference on Sinkholes and the Engineering and Environmental Impacts of Karst.
    KRAWCZYK, C.M. & SIMULTAN RESEARCH GROUP (accepted)  
  • Combination of 2D Shear Wave Reflection Seismics and Travel Time Analysis of Borehole Geophone Data for the Investigation of a Sinkhole Area. (8 Pages) - In: Proceedings of the 15th Multidisciplinary Conference on Sinkholes and the Engineering and Environmental Impacts of Karst.
    TSCHACHE, S., WADAS, S.H., POLOM, U. & KRAWCZYK, C.M. (accepted)
  • Sinkhole Imaging and Identification of Fractures with SH-wave Reflection Seismic. (8 Pages) – In: Proceedings of the 15th Multidisciplinary Conference on Sinkholes and the Engineering and Environmental Impacts of Karst.
    WADAS, S.H., TSCHACHE, S., POLOM, U. & KRAWCZYK, C.M. (accepted)
  • Integrated Geodetic Monitoring of Subsidence Processes by Levelling, Gravimetry and GNSS - Preliminary Report. - Journal of Applied Geodesy, 11(1): 21-29.
    2017, KERSTEN, T., KOBE, M., GABRIEL, G., SCHÖN, S., TIMMEN, L. & VOGEL, D.
  • Structural analysis of S-wave seismics around an urban sinkhole; evidence of enhanced dissolution in a strike-slip fault zone. - Natural Hazards and Earth System Sciences, 17, 2335-2350. doi:10.5194/nhess-17-2335-2017
    2017, WADAS, S.H., TANNER, D.C., POLOM, U. & KRAWCZYK, C.M.
  • High-resolution shear wave reflection seismics as tool to image near-surface subrosion structures - a case study in Bad Frankenhausen, Germany. Solid Earth.
    2016, WADAS, S., POLOM, U. & KRAWCZYK, C.M.