Ingenieurbiologische Systeme zur Hang- und Ufersicherung erforscht

Die Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften (HAFL) hat gemeinsam mit International Association for Natural Hazard Risk Management Methoden entwickelt, um die Wirkung von ­ingenieurbiologischen Systemen zu quantifizieren. Generell ist mehr ­interdisziplinärer Austausch wünschenswert.

Barbara Stöckli dipl. Forsting. ETH SIA, Mitglied der Berufsgruppe Umwelt

Massimiliano Schwarz Dr. sc. nat. ETH, Mitglied Fachverein Wald des SIA

Im forstlichen Bauwesen werden ingenieurbiologische Systeme zur Hang- und Ufersicherung angewendet. Dabei werden mit natürlichen Materialien wie Holz, Erde und Steinen temporäre Werke erstellt. Sie sorgen dafür, dass sich die Vegetation wieder etabliert und die stabilisierende Funktion übernehmen kann. Es gehört zu diesen Systemen, dass sich der technische Teil mit der Zeit abbaut und die Armierungswirkung sukzessive vom lebenden Teil übernommen wird. Weil bisher quantitative Angaben zur Wirkung dieser Systeme weitgehend fehlten, sind in der Praxis falsche Vorstellungen bezüglich ihres Anwendungsbereichs und dessen Grenzen entstanden.

Wirksamkeit von Hang- und Ufersicherungen messbar

Die HAFL in Zollikofen hat nun aber ein Modell entwickelt, mit dem man die Armierungswirkung von Wurzeln simulieren und so die Wirksamkeit ingenieurbiologischer Massnahmen quantifizieren kann. Dazu mussten die Forscher das Wuchsverhalten von Wurzeln und das Zusammenspiel zwischen Wurzel und Boden besser verstehen lernen. Um die Kraftaufnahme von Wurzelgeflechten modellieren zu können, waren Daten zur Verteilung von Wurzeln nötig, was aufwendige Grabarbeiten und Feldmessungen bedingte (Diplomarbeit Caflisch, 2016). Anschliessend konnte das ingenieurbiologische System eines «Hangrosts mit Grauerlenbewuchs» in seiner Wirkung detailliert untersucht und quantitativ beschrieben werden.

­Dimensionierungshilfe für ingenieurbiologische Systeme

Ein erstes Diagramm für die Praxis zeigt nun auf, wie abhängig von den wirkenden Kräfte der Hangrost dimensioniert und der Abstand zwischen den Pflanzen gewählt werden muss. Es ist zudem ersichtlich, wann das Wurzelgeflecht welchen Anteil der Armierungswirkung übernimmt. 

Der Praktiker kann aus dem Diagramm auch ablesen, bis zu welchen Kräfteverhältnissen das ingenieurbiologische System zuverlässig und wirksam bleibt und welche Wirkung es in der kritischen Phase, dem Übergang vom technischen zum lebenden Teil, noch entfaltet. Dies ist eine wertvolle Entscheidungshilfe bei der Frage, ob das System in einer spezifischen Situation anwendbar ist.

Implementierung in Hangstabilitätsmodelle geplant

Dieser Ansatz soll nun in Hangstabilitätsmodelle implementiert werden, um die Wirkung der ingenieurbiologischen Systeme bei zukünf­tigen Projektierungen berücksichtigen zu können. Das zeigt: Erst wenn die Wirkung von ingenieurbiologischen Massnahmen quantifiziert werden kann, werden diese auch in Modellen für die Projektierung, aber auch in solchen für die Abschätzung der Kostenwirksamkeit, berücksichtigt. Dies wiederum ist aber die Vor­aussetzung dafür, dass die inge­nieurbiologischen Systeme – sie sind bekannt für ihre langfristige, sich selbst erhaltende Wirkung und ihre Landschaftsverträglichkeit – in den für sie geeigneten Bereichen auch tatsächlich eingesetzt werden. Damit können sie die Bedeutung erlangen, die sie verdienen.

Der Fachverein Wald des SIA führt am 7. 9. 2017 einen Kurs zum Thema Wurzelwirkung im Hangverbau in Bellinzona durch. Interessierte SIA-Mitglieder aller Disziplinen sind herzlich eingeladen. Info und Anmeldung: info@sia-wald.ch

Weitere Infos

Publikation
W. Krättli und M. Schwarz. Stabilisierung rutschender Hänge, FOBATEC und BFH 2015. 
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