Überwachung großer Staudämme
Das Geodätische Institut Karlsruhe war im internationalen Forschungsprojekt DAMAST (Dams And Induced Seismicity Technologies For Risk Reduction - Technologien für den sicheren und effizienten Betrieb von Wasserreservoiren) beteiligt. Das Projekt war in der Fördermaßnahme Client II - Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen im Rahmenprogramm FONA³ (Forschung für nachhaltige Entwicklung) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) angesiedelt. DAMAST wurde danach in den Projekten DAMAST-Addon und DAMAST-Transfer - Transfer for Sustainability, ebenfalls gefördert durch das BMBF, fortgeführt.
Im Zentrum der geodätischen Untersuchungen steht die 270 m hohe und 750 m lange Enguri-Staumauer im Kaukasus-Gebirge in Georgien. Das angrenzende Enguri-Reservoir und das umliegende Gebiet sind ebenfalls Gegenstand der Untersuchungen. Die Sicherheit des Staudamms und damit auch der Bevölkerung wird durch eine Vielzahl an Faktoren, wie Erdbeben und Hangrutschungen gefährdet. Im Zuge der Projektarbeiten sollen sicherheitsrelevante Parameter qualitativ und quantitativ erfasst werden.
Der geodätische Ansatz zur Überwachung des Enguri-Staudamms und seines Stausees kombiniert globale Satellitennavigationssysteme (GNSS) mit satellitengestützten Aufnahmen mit Synthetic Aperture Radar (SAR), um sowohl strukturelle Verformungen als auch regionale Verschiebungen zu quantifizieren, die den Staudamm belasten könnten. Auf dem Staudamm und entlang der benachbarten Ingirishi-Verwerfung wurde ein Netzwerk aus zehn GNSS-Stationen und sechs Radarreflektoren eingerichtet, das eine Genauigkeit im Millimeterbereich für die 3D-Verschiebungsüberwachung mit hoher zeitlicher Auflösung ermöglicht. Ergänzend dazu zeigen „Persistent Scatterers“ (PS), die aus einer interferometrischen Auswertung von SAR-Bilddaten gewonnen wurden, die Bewegungsmuster der Oberfläche am Staudamm und in dessen Umgebung. Die Analyse der GNSS-Auswertungsergebnisse zeigt, dass die Verschiebungen der Stationen am Staudamm eine Hystereseschleife durchlaufen, die überwiegend in der vertikalen Ebene liegt. Die maximal beobachteten Verschiebungen erreichen bis zu 8,5 cm in horizontaler Richtung und 3 cm in vertikaler Richtung. Durch die Anwendung des „Hydrostatic-Season-Time“-Modells werden hydrostatische und saisonale Bewegungskomponenten voneinander getrennt. Es zeigt sich, dass vertikale Verschiebungen in erster Linie durch saisonale Effekte verursacht werden.
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| Horizontale Bewegungen der GNSS-Messstationen an der Oberkante des Enguri-Staudamms, die hauptsächlich durch Wasserstandsschwankungen zwischen April 2023 und September 2024 verursacht wurden | Bewegung eines PSInSAR-Punkts an der Oberkante des Enguri-Staudamms in Sichtlinie des absteigenden Bahnastes, hauptsächlich bedingt durch Wasserstandsänderungen zwischen Oktober 2015 und Oktober 2024 |
Publikationsliste
Kutterer, H.; Even, M.; Seidel, A.; Weisgerber, J.
2025. doi:10.5445/IR/1000180538


