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Geologische Detailuntersuchung einer ausgewählten Hangrutschung im Katzenlochbachtal südwestlich von Bonn mit Hilfe engmaschiger Sondierbohrungen

Geologische Detailuntersuchung einer ausgewählten Hangrutschung im Katzenlochbachtal südwestlich von Bonn mit Hilfe engmaschiger Sondierbohrungen
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Jörg Wienhöwer
  • Abgabedatum: November 1996
  • Umfang: 155 Seiten
  • Dateigröße: 9,1 MB
  • Institution / Hochschule: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-1345-3
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-1345-3 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-1345-3 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Wienhöwer, Jörg November 1996: Geologische Detailuntersuchung einer ausgewählten Hangrutschung im Katzenlochbachtal südwestlich von Bonn mit Hilfe engmaschiger Sondierbohrungen, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte:

Diplomarbeit von Jörg Wienhöwer

Zusammenfassung:

In den letzten Jahren wurde durch mehrere Arbeiten gezeigt, daß der Bonner Raum in weit größerem Maße als bisher angenommen von Hangrutschungen überformt wurde. Durch geomorphologische Detailkartierungen in unbebauten Gebieten - und hier besonders unter Wald - konnten bisher unbekannte Rutschungen neu bestimmt und beschrieben werden. Hierbei handelt es sich zu einem großen Teil um quasinatürliche Hangrutschungen rezenten bis prähistorischen Alters.

Bisher konzentrierte sich die Erforschung gravitativer Massenbewegungen in Deutschland zum einen auf die Schichtstufenlandschaften des Leine-Weser-Berglandes sowie Nordwest-Thüringens. Hier erwies sich insbesondere die Grenze Rötton/Muschelkalk als rutschanfällig.

HÖLDER, EINSELE, DIETER und JÄGER & DI-KAU untersuchten hingegen Massenbewegungen an den Schichtstufenhängen Südwestdeutschlands. Als besonders wichtige Rutschhorizonte sind hier der württembergische Knollenmergel des Mittleren Keupers sowie der Opalinuston und der Ornatenton des jurassischen Doggers zu nennen.

Ein weiterer Untersuchungsschwerpunkt liegt im Bereich der tertiären Ablagerungen rund um das Mainzer Becken. Als rutschungsfördernd sind dort verschiedene tertiäre Tonschichten sowie quellfähige, tonige Mergel (z.B. der Cyrenenmergel) beschrieben.

Das Rheinische Schiefergebirge stellt sicherlich nicht das klassische Untersuchungsgebiet für Massenbewegungen dar. Dennoch sind in der Literatur etliche Beispiele für Rutschungen oder Stürze zu finden. Diesen liegen mehrere, vergleichsweise vielfältige rutschanfällige Schichten zugrunde. So bieten sich als potentielle Gleitflächen tonige Zwischenlagen innerhalb des tiefgründig verwitterten Grundgebirges, tertiäre Tone oder die Grenze Basalt(-tuff) bzw. Trachyt-(-tuff)/Schiefergebirge an.

Für den Bonner Raum waren bisher nur wenige Hangrutschungen oder Stürze bekannt. Sie ereigneten sich fast ausnahmslos in oder in der Nähe von Siedlungen und sind typologisch als anthropogen (mit-)verursachte, aktive bis latente Rutschungen rezenten Alters einzustufen. Wegen des in der Regel hohen finanziellen Schadens bzw. der zu erwartenden Schäden wurden sie verhältnismäßig aufwendig untersucht. Hierbei konnten teilweise ältere, fossile Rutschmassen nachgewiesen werden.

Dieser relativ hohen Datenmenge über Rutschungen im Bonner Siedlungsraum steht immer noch ein ausgesprochenes Forschungsdefizit bezüglich der neu kartierten, überwiegend quasinatürlichen Rutschungen gegenüber. Obwohl geomorphologische Detailuntersuchungen, bodenkundliche Aufnahmen sowie vereinzelte Sondierbohrungen durchgeführt wurden, konnten über die genaue Ursache, die Dynamik, die Größe und das Alter dieser Rutschungen allenfalls Vermutungen angestellt werden, da insbesondere die Sondierbohrungen nicht die erforderliche Dichte bzw. Tiefe aufwiesen und die anderen Methoden bei älteren und tieferen Rutschungen nur mit Einschränkungen anwendbar sind.

Aus der oben aufgezeigten Problematik ergab sich die Zielsetzung, mittels engmaschiger Sondierbohrungen den geologischen Aufbau einer dieser quasinatürlichen Hangrutschungen möglichst detailliert zu erfassen. Zusätzlich sollten die Dichte der Bohrungen sowie das Einbeziehen des ungestörten Hanges das bei Baugrundgutachten und wissenschaftlichen Arbeiten übliche Maß deutlich übertreffen, um zu überprüfen, inwieweit dieser Mehraufwand mit einem lohnenden Informationsgewinn verknüpft ist.

Die Rutschung sollte einen für das Untersuchungsgebiet möglichst modellhaften Charakter besitzen, um sie mit den anderen, eventuell schlechter ausgeprägten Rutschungen vergleichen zu können. Sie mußte daher im wesentlichen die Kriterien einer idealtypischen Rutschung nach KLENGEL & PASEK 1974 erfüllen, d.h. eine gut erkennbare Abrißkante, Rotationsschollen sowie Bewegungs- und Akkumulationsgebiete aufweisen. Des weiteren wurde eine ausreichende Länge und Tiefe verlangt.

Die Wahl fiel auf die sogenannte Rutschung KA22 im mittleren Katzenlochbachtal südwestlich von Bonn. Typologisch war sie als eine inaktive, quasinatürliche, historische bis prähistorische Kombinationsrutschung beschrieben worden.

Inhaltsverzeichnis:

1. Einführung und Problemstellung 1
2. Rutschungen als Form der gravitativen Massenbewegung 4
2.1 Terminologie und Klassifikation von Massenbewegungen 4
2.2 Allgemeine Morphologie der Hangbewegungen 6
2.3 Die zeitliche Einordnung der Rutschungen 9
2.4 Ursächliche und auslösende Faktoren von Hangrutschungen 10
2.4.1 Externe Ursachen 11
2.4.1.1 Die absolute Höhenlage 11
2.4.1.2 Die Höhenlage über der lokalen Erosionsbasis 11
2.4.1.3 Die Hangmorphologie 12
2.4.1.4 Die Exposition 12
2.4.1.5 Die Vegetation 13
2.4.1.6 Tektonik und Erdbeben 13
2.4.1.7 Anthropogene Überformung 14
2.4.2 Interne Ursachen 15
2.4.2.1 Die geologischen Voraussetzungen 15
2.4.2.2 Physikalische und chemische Ursachen 17
2.4.2.2.1 Der Verlust der Kohäsion 17
2.4.2.2.2 Der progressive Bruch 17
2.4.2.2.3 Ionenaustausch 18
2.4.2.2.4 Elektroosmose 18
2.4.2.3 Die Wirkung des Wassers 19
2.4.2.3.1 Innere Erosion 19
2.4.2.3.2 Gewichtsänderung durch Wasseraufnahme 19
2.4.2.3.3 Die Wirkung des Porenwasserdrucks 20
2.4.2.3.4 Die Bedeutung des dynamischen Strömungsdrucks 21
2.4.2.3.5 Der Kluftwasserdruck 21
2.4.2.3.6 Die Wirkung des Oberflächenwassers 22
2.4.3 Auslösende Faktoren 22
3. Methodik 23
3.1 Feldmethoden 23
3.1.1 Die Sondierbohrungen 23
3.1.2 Bodenansprache und -probennahme 28
3.1.3 Räumliche Verteilung der Bohrungen 30
3.1.4 Anordnung der Schürfe und Gruben 30
3.1.5 Geodätische Vermessung 30
3.2 Laboruntersuchungen 31
4. Vorstellung des Untersuchungsgebietes 32
4.1 Physisch-geographische Grundlagen des Bonner Raums 32
4.1.1 Naturräumliche Einordnung 32
4.1.2 Geologische und geomorphologische Entwicklung 33
4.1.2.1 Das Devon 33
4.1.2.2 Das Tertiär 35
4.1.2.3 Das Quartär 36
4.1.2.3.1 Die Hauptterrassen 37
4.1.2.3.2 Die Mittelterrassen 38
4.1.2.3.3 Die Niederterrassen und das Holozän 40
4.1.3 Die aktuellen klimatischen Verhältnisse des Bonner Raums 40
4.1.4 Die anthropogene Überformung der Vegetation im Bonner Raum 41
4.2 Das Katzenlochbachtal 42
4.3 Der Westhang des mittleren Katzenlochbachtals 44
4.4 Die Rutschung KA22 45
5. Darstellung und Interpretation der Geländeergebnisse 53
5.1 Das geologische Längsprofil LP1* durch die Hauptrutschung 55
5.1.1 Oberhangbereich 56
5.1.2 Mittelhangbereich 57
5.1.3 Unterhangbereich 58
5.2 Das geologische Längsprofil LP2* durch die Nebenrutschung 59
5.2.1 Oberhangbereich 59
5.2.2 Mittelhangbereich 59
5.2.3 Unterhangbereich 62
5.3 Das geologische Längsprofil LP3* durch den ungestörten Hang 63
5.4 Das Querprofil QP1* oberhalb der Abrißkante 65
5.5 Das Querprofil QP2* unterhalb der Abrißkante 69
5.6 Das Querprofil OP3* durch das Abrißgebiet 70
5.7 Das Querprofil QP4* durch das Translationsgebiet 72
5.8 Das Querprofil QP5* durch das erste Akkumulationsgebiet 74
5.9 Das Querprofil QP6* durch die Nebenrutschung und das Endeder oberen Hauptrutschung 77
5.10 Das Querprofil QP7* durch die Verebnungen im Mittelhang 78
5.11 Das Querprofil QP8* durch den oberen Teil des zweiten Akkumulationsgebietes 80
5.12 Das Querprofil QP9* durch den unteren Teil des zweiten Akkumulationsgebietes 82
5.13 Das Querprofil QP10* durch das Ende der unteren Hauptrutschung 84
5.14 Das Querprofil QP11* durch die Uferböschung 85
6. Darstellung und Interpretation der Laboruntersuchungen 87
6.1 Diskussion der Analysendiagramme 90
6.1.1 Das Analysendiagramm von B4 90
6.1.2 Das Analysendiagramm von B5 93
6.1.3 Das Analysendiagramm von B6 95
6.1.4 Das Analysendiagramm von B10 97
6.1.5 Das Analysendiagramm von B13 103
6.1.6 Das Analysendiagramm von B15 104
6.1.7 Das Analysendiagramm von B21 106
6.1.8 Die Analysenergebnisse von B24 108
6.1.9 Das Analysendiagramm von B43 110
6.1.10 Das Analysendiagramm von B44 114
6.1.11 Das Analysendiagramm von B66 116
6.1.12 Das Analysendiagramm von B75 119
6.1.13 Das Analysendiagramm von B77 120
6.2 Darstellung und Interpretation der Plastizitätsversuche 123
6.2.1 Das Plastizitätsdiagramm 126
6.2.2 Die Aktivitätszahlen IA* der untersuchten Proben 127
6.2.3 Die Bedeutung der Analysenergebnisse für die Hangstabilität 128
7. Zusammenfassung und Ausblick 129
8. Literatur 132
9. Zitierte Normen 141

Arbeit zitieren:
Wienhöwer, Jörg November 1996: Geologische Detailuntersuchung einer ausgewählten Hangrutschung im Katzenlochbachtal südwestlich von Bonn mit Hilfe engmaschiger Sondierbohrungen, Hamburg: Diplomica Verlag

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