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Spatial propagation of landslide generated impulse waves

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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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Die Grundlagen der Geodäsie. Mit zahlreichen Prüfungsfragen. Die Erhebung, Verarbeitung und Aufbereitung raumbezogener Daten als wesentliche Grundlage der "Vermessungskunde" erfährt durch die fortschreitende Digitalisierung und Modellierung weiteren Auftrieb bei der Planung, Errichtung, Betreibung und Umnutzung baulicher Anlagen. Moderne Geoinformationssysteme (GIS) oder der Prozess des Building Information Modeling (BIM) gewinnen zunehmend an Bedeutung. Dieses Lehrbuch vermittelt die Grundlagen der Vermessungskunde und die wichtigsten Messverfahren aus dem Blickwinkel des Bachelorstudiums, damit einfache Aufgaben vom Anwender selbstständig ausgeführt werden können. Komplexere Messverfahren und Anwendungsgebiete werden im Überblick dargestellt.

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Das sechsbändige Handbuch ist ein hochwertiges Werk über die Geodäsie unserer Zeit. Neben einer guten Lesbarkeit vermittelt es dennoch den wissenschaftlichen Ansatz und richtet sich an Kollegen in Praxis und Wissenschaft, aus Nachbardisziplinen und allgemein an Studierende und Interessierte. Die in den Beiträgen behandelten Themen führen systematisch in Aufgabenstellung, Methodik und zukünftige Entwicklungen ein. Die Themen reichen von der mathematischen und physikalischen Geodäsie sowie der Satellitengeodäsie über die Ingenieurgeodäsie, die Bodenordnung und das Landmanagement, die Photogrammetrie und Fernerkundung bis zu Geoinformationssystemen und der Kartographie.

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Das Handbuch der Geodäsie ist ein hochwertiges, wissenschaftlich fundiertes Werk über die Geodäsie unserer Zeit und bietet anhand von in sechs Bänden zusammengestellten Einzelthemen ein repräsentatives Gesamtbild des Fachgebiets. Der Band Ingenieurgeodäsie stellt anhand von ausgewählten Anwendungen das breite Feld der Arbeitsbereiche der Ingenieurgeodäsie anschaulich vor. Das Spektrum umfasst dabei u. a. den Einsatz moderner Methoden der Bauaufnahme und der Modellierung nach BIM, der Indoor-Positionierung, der Vermessung von langen Tunneln gefolgt von den Möglichkeiten mobiler Multisensorsysteme, von Geosensornetzen, des terrestrischen Laserscannings und der Mikrowelleninterferometrie, der Steuerung von Baumaschinen, der Faseroptik und von Monitoringverfahren. Weiterhin werden Messverfahren und hochpräzise Messmittel für den Maschinenbau vorgestellt sowie die Kalibrierung der Messmittel mit zeitgemäßen Methoden angesprochen. Es werden Methoden zur Qualitätsbewertung der Messungen sowie zur Auswertung ingenieurgeodätischer Überwachungsmessungen diskutiert.

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GIS-Dienstleistungen - Teil A: Leistungsphasen nach GIS-Basissystemen
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