Ingo Beyer

Verbreitung und Eigenschaften von Massenverlagerungsgebieten an der Wellenkalk-Schichtstufe im Thüringer Becken unter besonderer Berücksichtigung geomorphologischer und klimatologischer Steuerungsfaktoren

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 26.11.2002

Abstract
Die Wellenkalk-Schichtstufe im Thüringer ist allgemein als sehr massenverlagerungsanfällig bekannt. Über das großräumige Ausmaß der Massenbewegungen wußte man bislang jedoch nur sehr wenig. Es fehlten Informationen zu regionalen Verbreitungsmustern, zu möglichen Merkmalsunterschieden sowie zu besonders risikobehafteten Bereichen. Ziel der Arbeit war es, die großräumige Verbreitung der Massenverlagerungsgebiete, deren Eigenschaften sowie den Einfluß verschiedener Steuerungsfaktoren, die das räumliche Verteilungsbild bestimmen können systematisch zu analysieren. Die Grundlage der Untersuchung bildeten umfangreiche Geländekartierungen, die mit dem Geographischen Informationssystem (GIS) ArcView visualisiert wurden. An insgesamt 980 km langen Wellenkalk-Schichtstufenabschnitten konnten 744 Massenverlagerungsgebiete mit einer Gesamtbreite von 224 km ausgewiesen werden. Damit sind durchschnittlich 22,8 % der Stufenhänge von Massenverlagerungen betroffen. Regional ergeben sich hierbei jedoch erhebliche Unterschiede. Aufbauend auf den vorgefundenen Verteilungsmustern wurde unter Verwendung eines regionalen Dispositionsverfahrens der Einfluß von 15 potentiellen Steuerungsfaktoren untersucht (1. lithologisch-strukturelle Eigenschaften des Stufenbildners, 2. lithologisch-strukturelle Eigenschaften des Sockelgesteins, 3. Mächtigkeit des Stufenbildners, 4. Mächtigkeit des Sockelgesteins, 5. Mächtigkeitsrelation, 6. Schichtneigung, 7. Neigungsrichtung, 8. Einfluß der Rötgipssubrosion, 9. Morphometrische Lage zur Erosionsbasis, 10. Lage im Stufengrundriß, 11. Exposition, 12. Lage zum Gewässernetz, 13. Häufigkeit von Hangquellen, 14. jährliche mittlere Niederschlagshöhe und Niederschlagsverteilung, 15. Höhe und Verteilung von Starkniederschlägen). Von den genannten Faktoren zeigen 5 signifikante Zusammenhänge zur räumlichen Variabilität der Massenverlagerungsgebiete [Lage zur Erosionsbasis (9), Lage im Stufengrundriß (10), Lage zum Gewässernetz (12), Häufigkeit von Hangquellen (13), jährliche mittlere Niederschlagshöhe und Verteilung (14)]. Dabei kristallisiert sich die jährliche mittlere Niederschlagshöhe und deren Verteilung (14) als die maßgeblich beeinflussende Steuergröße heraus. Zwischen der jährlichen mittleren Niederschlagshöhe und den vier weiteren sich begünstigend auswirkenden Faktoren bestehen enge Wechselwirkungen. Im Rahmen der vorgenommenen Risikoabschätzung konnte festgestellt werden, dass im Fall einer Massenverlagerung in 17 Gebieten mit höheren materiellen Schäden zu rechen ist.

The Wellenkalk-cuesta scarp in the Thuringia basin is well known for his mass movement susceptibility. However, little is known about the spacious dimensions of mass movements so far. There wasn`t enough information about regional distribution patterns, possible differences in characteristic features and special risk areas. The aim of the investigation was to analyse systematically the spacious dimensions, the characteristic features of mass movement and the influence of several different controlling factors which can explain the spatial distribution. The basis of the investigation was extensive mapping which was visualized with the Geographical Information System (GIS) ArcView . Along a total of 980 km Wellenkalk-cuesta scarp sections, 744 mass movement areas with a total width of 224 km were registered. Thus an average of 22,8 % of the cuesta scarp is affected by mass movements. There are important regional differences. The influence of 15 controlling factors was analysed by means of a regional disposition method based on the registered distribution patterns (1. lithological-structural quality of caprock, 2. lithological-structural quality of softrock, 3. thickness of caprock, 4. thickness of softrock, 5. thickness ration, 6. structural dip, 7. direction of dip, 8. influence of Rötgyps dissolution, 9. position to base level, 10. position in groundplan, 11. aspect, 12. position in drainage net, 13. frequency of slope-springs, 14. height and distribution of mean annual precipitation, 15. height and distribution of strong precipitation). From the analysed factors shows 5 significantly connections to the spatial variability of mass movements [position to base level (9), position in groundplan (10), position in drainage net (12), frequency of slope-springs (13), height and distribution of mean annual precipitation (14)]. Five of the analysed factors show significant connections with the spatial variability of mass movements. Among these the most important controlling factor is the height and distribution of mean annual precipitation. Narrow interactions exist between the height and distribution of mean annual precipitation and the other four controlling factors. Within the scope of the risk assessment it was found that in case of mass movements 17 areas are prone to the risk of higher material damage.

Keywords:
Schichtstufe, Massenverlagerungen, Steuerungsfaktoren, regionales Dispositionsverfahren, Geographische Informationssysteme (GIS)

cuesta scarp, mass movements, controlling factors, regional distribution method, Geographical Information Systems (GIS)

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Inhaltsverzeichnis
Vorwort, Inhaltsverzeichnis, Abbildungsverzeichnis, Tabellenverzeichnis, Kartenverzeichnis
1. Einführung (1-16)
2. Das Untersuchungsgebiet (17-60)
3. Allgemeine Charakteristik der Massenverlagerungen an der Wellenkalk-Schichtstufe im Thüringer Becken (61-72)
4. Methodische Vorgehensweisen bei der Erkundung und Analyse der Massenverlagerungsgebiete und der zu untersuchenden Steuerungsfaktoren (73-85)
5. Ergebnisse (86-218)
6. Zusammenfassung und Ausblick (219-221)
7. Literaturverzeichnis (222-231)
8. Verwendetes Kartenmaterial
Karten (17 Karten, 12.235 KB)
Anhang (29 Seiten, 4.788 KB)