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Spatial propagation of landslide generated impulse waves
Evers, Frederic Martin; Boes, Robert M. (Herausgeber)
Quelle: Mitteilungen der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie -VAW-
Zürich (Schweiz)
Selbstverlag
2017, XII, 135 S., Abb., Tab., Lit.
Serie: Mitteilungen der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie -VAW-, Nr.244
Sprache: Englisch
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[Quelle: https://ethz.ch]
Subaerische Massenbewegungen mit hohen Geschwindigkeiten wie Bergstürze oder Lawinen können sowohl in Binnengewässern wie Seen und Speicherbecken als auch in Küstengebieten hohe Wellen erzeugen. Diese Wellen werden als Impulswellen bezeichnet und weisen ähnliche Eigenschaften wie Tsunamis auf, wenn sie das Ufer oder eine Dammstruktur erreichen. Eines der bekanntesten Ereignisse ereignete sich 1958 in Lituya Bay, USA, wo ein durch ein Erdbeben ausgelöster Bergsturz einen Impulswellenzug mit einer Auflaufhöhe von mehr als 500 m erzeugte. Aber auch kleinere Ereignisse stellen eine Gefahr für angrenzende Siedlungen und Infrastrukturen dar. Für die Beurteilung von Gefahren im Zusammenhang mit Impulswellen ist es entscheidend, wichtige Welleneigenschaften, wie z.B. Wellenamplituden, auf der Grundlage der Rutscheintauchparameter vorherzusagen. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt auf der räumlichen Ausbreitung von Impulswellen, d.h. die Wellen breiten sich omnidirektional von der Rutscheintauchstelle aus. Hydraulische Laborversuche wurden entsprechend der Froude-Ähnlichkeit in einem 4.5 m 8 m grossenWellenbecken (3D) durchgeführt, welches mit einem videometrischen Messsystem zur Erfassung der freien Wasseroberfläche ausgestattet ist. Zur Erzeugung der Impulswellen wurden im Netzbeutel gebundene granulare Rutsche eingesetzt. Dieser vereinfachte Ansatz zur Nachbildung von Impulswelleneigenschaften, ähnlich denen, die von freien granularen Rutschen erzeugt werden, wurde zuvor in 42 Wellenkanalexperimenten (2D) bestätigt. Die Parameter, die für die daran anschliessenden 74 3D-Experimente variiert wurden, umfassen die Rutscheintauchgeschwindigkeit, die Rutschmasse, die Rutschmächtigkeit, die Rutschbreite, den Rutscheintauchwinkel und die Ruhewassertiefe. Mit Ausnahme der Rutschbreite sind alle diese Parameter auch in dem von Heller (2008) eingeführten, für die 2D-Impulswellengenerierung massgeblichen Impulsproduktparameter P enthalten. Das videometrische Messverfahren liefert ein quasi-kontinuierliches Abbild der freien Wasseroberfläche und ermöglichte damit eine adaptive Erfassung der Ausdehnung der Rutscheintauchzone, die durch den Eintauchradius r0 definiert wird. Dort und darüber hinaus werden die Welleneigenschaften durch den Impulsproduktparameter P, welcher die Eintauchgeschwindigkeit, Mächtigkeit, Masse und Eintauchwinkel des Rutsches einschliesst und den 2D-Impulstransfer auf die Wassersäule pro Rutschbreiteneinheit beschreibt, sowie die Rutschbreite b und nochmals den Rutscheintauchwinkel a als zusätzliche 3D-Rutschparameter bestimmt. Empirische Anpassungsgleichungen werden für die Amplituden des ersten Wellenbergs und -tals, die Amplituden des zweiten Wellenbergs, die erste Wellenhöhe, die erste Wellenperiode und die Ausbreitungsgeschwindigkeiten des ersten und zweiten Wellenbergs vorgestellt. Der Gleichungsaufbau ermöglicht eine umfassende Beschreibung der räumlichen Entwicklung der Wellenamplituden, wobei die maximale Wellenamplitude am Eintauchradius, eine Exponentialfunktion für den Wellenabnahmeprozess und eine Sekans hyperbolicus Funktion für die Wellenberg- und Wellentalformen bei Ausbreitungswinkeln zwischen 0 Grad und 90 Grad miteinander verbunden werden. Ein Rechenbeispiel veranschaulicht die Anwendung dieser Gleichungen zur Gefährdungsbeurteilung. In Kombination mit bestehenden Wellenauflaufgleichungen wurden die Gleichungen des Weiteren auf das Impulswellenereignis in 2007 am Chehalis Lake angewendet. Diese Fallstudie weist eine gute Übereinstimmung mit den gemessenen Felddaten auf und bietet eine erste Validierung der experimentellen Ergebnisse im Prototypenmassstab.
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Beiträge zum 19. Internationalen Ingenieurvermessungskurs München, 2020
2020, X, 502 S., 240 mm, Softcover
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Geodäsie für Bauingenieure und Architekten
Grundlagen und Praxiswissen
2019, 264 S., m. zweifarb. Abb. 243 mm, Hardcover
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2019, XIV, 249 S., m. 41 SW- u. 70 Farbabb. 23,5 cm, Hardcover
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Vermessungskunde für den Planungs-, Bau- und Umweltbereich
4., neu bearb. u. erw. Aufl.
2018, 380 S., 240 mm, Softcover
Wichmann
Schriftenreihe des AHO, Band 10
2017, IX, 23 S., 244 mm, Geheftet
Reguvis Fachmedien
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