Die Daten eines Gebietes werden mit Sensoren und Sonden während der Befliegung erhoben
Zuvor mussten speziell für den Anwendungsfall "Erkennen von Naturgefahren" die Messmethoden und Sensoren adaptiert werden, dies erfolgte durch Mitarbeiter der Fachabteilung Geophysik der Geologischen Bundesanstalt (GBA) in Wien.
Mit dieser Messausrüstung können jetzt Daten zur Feststellung von Grundwasserstauern oder oberflächennahen Wasserbewegungen gewonnen werden, weiters die flächenhafte Verteilung der Bodenfeuchte im Oberboden erkannt oder Hinweise auf Massenbewegungen erhalten werden.
Praxistest aus der Luft und am Boden
Es war naheliegend, diese Methode in einem alpinen Einzugsgebiet auf ihre Anwendbarkeit in der Naturraum- und Naturgefahrenanalyse zu testen. In Kooperation mit dem Büro für Geoökologie Dr. Pirkl in Wien, dem Forsttechnischen Dienst für Wildbach- und Lawinenverbauung, Sektion Vorarlberg, und der Fachabteilung Geophysik der Geologischen Bundesanstalt in Wien (GBA) wurde ein Untersuchungsprogramm erarbeitet und unter anderem am Golmerhang bei Tschaggungs (Vlbg.) geophysikalische Messungen mit dem Hubschrauber geflogen.
Parallel dazu erfolgten vor Ort Bodenfeuchtemessungen. Zusätzlich wurden an gebietstypischen Einheiten Starkregen mit unterschiedlichen Niederschlagsintensitäten simuliert, um die Abflussbereitschaft möglichst genau zu erfassen.
Abfluss bei Starkregen berechnet
Aus den Felddaten und der "provisorischen Geländeanleitung zur Abschätzung des Oberflächenabflussbeiwertes auf alpinen Boden-/Vegetationseinheiten bei konvektiven Starkregen" von Markart et al. (2004) wurde eine Abflussbeiwertkarte erstellt (Abbildung 1). Dunkelgrüne Flächen liefern bei Starkregen keinen bzw. minimalen Oberflächenabfluss (< 10% des Niederschlages), rote Einheiten zeigen sehr hohe Oberflächenabflussbereitschaft an (über 75% des Niederschlages fließen an der Oberfläche ab).
Abbildung 1: Rote Flächen weisen auf eine hohe Oberflächenabflussbereitschaft hin
Felddaten und daraus abgeleitete Karten können zum Beispiel mit den über die L-Bandantenne ermittelten Bodenfeuchtedaten oder mit den radiometrischen Messdaten aus der Hubschrauberbefliegung in Beziehung gesetzt werden. Deren räumliche Verteilung, getrennt nach Kalium, Thorium und Uran, ermöglicht Aussagen über die Beschaffenheit des bodennahen Untergrundes. So lässt beispielsweise ein höherer Kalium-Anteil auch auf höhere Tonmineralführung in Böden und damit bei schlechtem Systemzustand (zum Beispiel hohe Vorbefeuchtung) auf eine höhere Abflussbereitschaft schließen.
Die Aussagesicherheit aerogeophysikalischer Messdaten ist jedoch durch bestimmte Randbedingungen begrenzt, nämlich durch
• die starke Bodenabstands-Abhängigkeit des Mess-Systems sowie
• Dämpfungseffekte durch dichte Vegetation und hohe Bodenfeuchtigkeit bei der Messung
Erste Ergebnisse
Die Messdaten vom Hubschrauberflug sind noch nicht direkt verwendbar. So muss etwa die abschirmende Wirkung der Vegetation rechnerisch korrigiert werden. Für verschiedene niederwüchsige Vegetationsformen (wie alpine Rasen oder Mähwiesen) konnten schon gute Übereinstimmungen zwischen Aeromessungen und Feldergebnissen erzielt werden. Für die Waldvegetation wird an der GBA an einer Korrektursoftware gearbeitet.
Ist die Verteilung der Untergrundlithologie im Untersuchungsgebiet bekannt, stellen die radiometrischen Messungen aus dem Hubschrauber eine gute Ergänzung zu flächenhaften Messungen der Bodenfeuchte dar. Insbesondere die Verteilung von Kalium kann dabei ein Indikator für höhere Gehalte an Tonmineralen in den Böden sein – somit sind höhere Kalium-Konzentrationen ein indirekter Hinweis auf die höhere Disposition für Oberflächenabfluss bei Starkniederschlägen.
Für die Bewertung der Messparameter ist die Kenntnis der hydrologischen Randbedingungen während der Messflüge wichtig. In jedem Fall sind somit Niederschlagsverhältnisse und Vegetationsverteilung im Messgebiet vor der Interpretation zu erfassen. Der Messparameter Bodenfeuchte erscheint als der zentrale Wert für die Bewertung von Wildbacheinzugsgebieten.
